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| 光氣 | |
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光氣，又稱碳酰氯，劇毒，微溶於水，較易溶於苯、甲苯等。由一氧化碳和氯氣的混合物通過活性炭製得。光氣常溫下為無色氣體，有腐草味，化學性質不穩定，遇水迅速水解，生成氯化氫。是氯塑料高溫熱解產物之一。用作有機合成、農藥、藥物、染料及其他化工製品的中間體。脂肪族氯烴類(如氯仿、三氯乙烯等)燃燒時可產生光氣。環境中的光氣主要來自染料、農藥、製藥等生產工藝。光氣是劇烈窒息性毒氣，高濃度吸入可致肺水腫。毒性比氯氣約大10倍，但在體內無蓄積作用。
引證解釋
1.靈異之氣。 漢 王充 《論衡·吉驗》:"驗見非一，或以人物，或以禎祥，或以光氣。" 唐 達奚珣 《述聖頌》："發潤飄清，緫此光氣，覆下土兮。" 清 魏源 《默觚上·學篇十三》："至神無不化也，至誠無不格也。精神全而光氣發，則 傅岩 、 渭 濱能入明王之夢卜。"[1]
2.光輝;光彩。 南朝 梁 江淹 《丹砂可學賦》："乘河漢之光氣，騎列星之彩色。" 明 高啟 《青丘子歌》:"星虹助光氣，煙露滋華英。" 清 黃景仁 《題可堂印譜》:"襃然成一編， 倉斯 吐光氣。" 柳青 《狠透鐵》："老監察的眼睛發亮了，皺紋臉有了光氣。"
3.景象。 晉 陶潛 《讀山海經》詩之三:"西南望 昆 墟，光氣難與儔。" 宋 陳師道 《平翠閣》詩:"湖山多變態，橫斜光氣異。"
4.風氣。 清 王韜 《序》："方今朝庭與泰西諸邦通商立約，琛贐遠臨，梯航畢集，四十餘年來光氣大開。"
5.一種有機化合物，為無色氣體，有劇毒。[2]
製取
實驗室製取時，可用四氯化碳與發煙硫酸反應。將四氯化碳加熱至55-60℃，滴加入發煙硫酸，即發生逸出光氣，如需使用液態光氣，則將發生的光氣加以冷凝。
反應方程式:SO3 +CCl4 → SO2Cl2 +COCl2↑
反應機理如右圖：
工業上通常採用一氧化碳與氯氣的反應得到光氣。這是一個強烈放熱的反應，裝有活性炭的合成器應有水冷卻夾套，控制反應溫度200℃左右。為了獲得高質量的光氣和減少設備的腐蝕，經過徹底乾燥的一氧化碳在與氯氣混合時，應保持適當過量。將混合氣從合成器上部通入，經過活性炭層後，很快轉化為光氣。當選用規格為Ф700×2900的合成器時，每台可年產光氣200t。
原料消耗定額:氯氣(>99%)925kg/t;氧氣(標準狀況下)268(m)kg/t;焦炭400kg/t。
氯仿，雙氧水直接反應：
CHCl3+H2O2=HCl+H2O+COCl2(光氣) --氯仿保管不當易被氧化產生光氣。
也可用雙氧水制出氧氣後與氯仿反應：
2CHCl3+O2=2HCl+2COCl2(光氣)
光氣泄露後用水霧吸收，光氣很容易水解：
COCl2+H2O=2HCl+CO2
也可用氯氣和一氧化碳反應
Cl2+CO==光照==活性炭或Pt==COCl2(見光反應)
用途
光氣是一種重要的有機中間體，在農藥、醫藥、工程塑料、聚氨酯材料以及軍事上都有許多用途。
在農藥生產中，用於合成氨基甲酸酯類殺蟲劑西維因、速滅威、葉蟬散等許多品種，還用於生產殺菌劑多菌靈及多種除草劑，我國臨湘氨基化學品廠和寧陽農藥廠已成為氨基甲酸酯類農藥的生產基地，寧陽農藥廠已能生產43個品種。
以光氣為原料生產的異氰酸酯類產品，例如TDI，MDI，PAPI是聚氨酯硬泡;軟泡;彈性體;人造革的重要原料;有些品種的異氰酸酯，大量用於聚氨酯塗料;也有的特殊品種用於粘結劑，例如列克納膠。
在染料工業中用於生產猩紅酸等染料中間體，在國防工業中用於生產中定劑二甲基二苯脲和作為軍用毒氣。
用光氣生產的氯代甲酸酯類是農藥;醫藥;聚合引發劑等有機合成的中間體。用光氣直接法或酯交換法生產工程塑料聚碳酸酯時，都需要光氣作原料。光氣劇毒，是一種強刺激;窒息性氣體。吸入光氣引起肺水腫;肺炎等，具有致死危險。
毒性
概述
本品是典型的暫時性毒劑。吸入中毒的半致命劑量LD50為3200mg·min/m，半失能劑量1600mg·min/m。吸入後，經幾小時的潛伏期出現症狀，表現為呼吸困難、胸部壓痛、血壓下降，嚴重時昏迷以至死亡。防毒面具可有效地防護，通常不需消毒。抗毒藥有烏洛托品等。出現肺水腫症狀者禁止人工呼吸。
健康危害
侵入途徑:吸入、經皮吸收。健康危害:主要損害呼吸道，導致化學性支氣管炎、肺炎、肺水腫。
急性中毒:輕度中毒，患者有流淚、畏光、咽部不適、咳嗽、胸悶等;中度中毒，除上述症狀加重外，患者出現輕度呼吸困難、輕度紫紺;重度中毒出現肺水腫或成人呼吸窘迫綜合徵，患者劇烈咳嗽、咯大量泡沫痰、呼吸窘迫、明顯紫紺。肺水腫發生前有一段時間的症狀緩解期(一般1-24小時)。可並發縱隔及皮下氣腫。
毒理與環境
急性毒性：LC501400mg/m，1/2小時(大鼠吸入);人吸入3200mg/m，致死;人吸入25ppm×30分鐘，最小致死濃度。
亞急性和慢性毒性：動物吸入0.0008mg/L，5小時 (5天)，40%出現肺氣腫。
污染來源：光氣用作聚氨酯製品處理劑、增塑劑、聚碳酸酯原料，纖維處理劑、除草劑、炸藥穩定劑、染料、染料中間體和藥品原料，在生產中的跑、冒、滴、漏或意外泄漏。
危險特性：不燃。化學反應活性較高，遇水後有強烈腐蝕性。
燃燒(分解)產物:氯化氫。
3.現場應急監測方法：
快速化學分析方法：對硝基苄基吡啶檢測管、二甲基苯胺指示紙法《突發性環境污染事故應急監測與處理處置技術》萬本太主編
氣體速測管(北京勞保所產品、德國德爾格公司產品)
4.實驗室監測方法：
紫外分光光度法(HJ/T31-1999，固定污染源排氣)
碘量法《空氣和廢氣監測分析方法》，國家環保局編
用硝酸酸化的硝酸銀
5.環境標準：
a.中華人民共和國國家職業衛生標準GBZ2.1-2007 工作場所有害因素職業接觸限值化學有害因素
車間空氣中有害物質的最高容許濃度MAC 0.5mg/m
b.中國(GB16297-1996)大氣污染物綜合排放標準
①最高允許排放濃度(mg/m)：
5.0(表1)；3.0(表2)
②最高允許排放速率(kg/h)：
二級0.12~1.2(表1)；0.10~1.0(表2)
三級0.18~1.8(表1)；0.15~1.5(表2)
③無組織排放監控濃度限(mg/m3)；
0.080(表2)；0.10(表1)
中毒機理
光氣吸入中毒後的主要病變是中毒性肺水腫。肺水腫是肺毛細血管滲透性增強的結果。對於肺水腫產生的原因，學說頗多，諸如酰化作用、直接作用、鹽酸作用、神經反射作用、肺血流動力學改變等等，各有實驗依據。但任何一種假說都不能完滿地解釋肺水腫發生與發展過程
一般認為肺毛細血管壁通透性增強與光氣的酰化作用(acylation)有密切關係。光氣為酰鹵類化合物，活性基團是羰基(O=C)，化學性質非常活潑，它與肺組織蛋白中的氨基、巰基、羥基等重要功能基團發生酰化反應，引起肺酶系統的廣泛抑制，從而影響細胞正常代謝及其功能，使肺氣-血屏障受損，導致肺毛細血管通透性增高，引起肺水腫。此外，光氣中毒時，肺泡表面活性物質受損也是重要因素之一。正常時，在肺泡表面覆蓋一層由肺泡Ⅱ型上皮細胞分泌出來的表面活性物質，該物質有降低肺泡內液體表面張力的作用，使肺泡在呼氣時不致萎陷，並保持肺泡內的乾燥。二棕櫚酰磷脂酰膽鹼(dipalmitoyl phosphatidyl choline，DPPC)是肺表面活性物質的主要成分之一。在其生物合成中需要脂酰輔酶A酯酰轉移酶的參與。光氣中毒後，該酶活性下降，因而DPPC在肺泡壁的含量減少，使肺泡表面活性物質功能下降，從而肺泡內液體表面張力增大而致肺泡萎陷，肺泡壓明顯降低，與其相抗衡的肺毛細血管流體靜力壓就增高，液體由血管內大量外滲，導致肺水腫的產生。
病理變化
光氣、雙光氣中毒的病理生理改變主要由肺水腫所引起。
吸入中毒時，先出現短暫的呼吸變慢，繼之呼吸淺而快。在出現早期肺水腫後，由於肺泡呼吸表面積減少，肺泡壁增厚，影響了肺泡內氣體交換。加上水腫液充塞呼吸道，支氣管痙攣及其粘膜腫脹所引起的支氣管狹窄，造成肺通氣障礙，結果出現呼吸性血缺氧，導致血氧含量降低，CO2含量增多，皮膚粘膜呈青紫色。此時呼吸循環功能有代償性變化，如呼吸加快、肋間肌活動增強、心跳快而有力、血壓微升等。
肺水腫晚期，由於①肺泡內含有大量液體，肺內壓力增加，使右心負荷增加;②血漿大量滲入肺內使血循環內血容量減少、血液濃縮、粘稠度增加。外周阻力增加，使左心負荷加重;③長時期嚴重的血缺氧使肌營養不良，因此可出現心收縮力減弱、心律失常、循環減慢、血壓逐漸降低等心功能衰竭表現。後者又可加重組織缺氧，體內氧化不全產物增加，發生酸中毒和電解質紊亂。血內CO2含量逐漸降低，內臟毛細血管擴張，外周毛細血管收縮，皮膚粘膜轉為蒼白，血壓急劇下降，出現急性循環衰竭，進入休克狀態。此期因肺水腫合併循環衰竭，機體失去代償能力。
隨着肺水腫的發展，血漿從肺毛細血管大量外滲，造成血漿容量降低，血液濃縮，出現血漿蛋白減少，紅、白細胞數及血紅蛋白增加，血球比積增高。這些變化與肺水腫程度相一致。由於血液粘稠、血流緩慢，加上組織的破壞，使血液凝固性增加。由此，可形成血栓和栓塞。
中樞神經系統對缺氧很敏感。缺氧初期大腦皮質興奮，出現煩躁不安、頭痛、頭暈等;缺氧嚴重時，逐漸轉入抑制，表情淡漠，乏力等。缺氧進一步發展，大腦皮層抑制加深，並向皮層下擴散，呼吸、循環中樞可由興奮轉為抑制，呼吸、心跳減弱，以至出現中樞麻痹，導致呼吸、心跳停止而死亡。
病理解剖可見皮膚蒼白、胸廓擴大、肋間隙消失、口鼻有粉紅色泡沫狀分泌物排出，擠壓胸腔時流出更多。肺部因肺水腫、肺氣腫、肺充血、肺不張及輕度出血等各種病變瀰漫相間而呈現"大理石樣"。
臨床表現
光氣(雙光氣)中毒，根據中毒程度，臨床上可分輕度、中度、重度及閃電型四型。輕度中毒、症狀很輕，分期不明顯，僅表現為消化不良和支氣管炎症狀，一周內即可恢復。閃電型中毒極為少見，多發生在吸入毒劑濃度極高時，在中毒後幾分鐘內，可因反射性呼吸、心跳停止而死亡。
光氣可以用於製備活化聚乙二醇，用於修飾蛋白藥物，增加蛋白藥物的穩定性
毒理數據
文獻、期刊報道的毒性作用試驗數據 編號
毒性類型
測試方法
測試對象
使用劑量
毒性作用
1
急性毒性
吸入
人類
50 ppm/5M
詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值
2
急性毒性
吸入
成年男性
360 mg/m/30M
詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值
3
急性毒性
吸入
人類
25 ppm/30M
1.肺部、胸部或者呼吸毒性--其他變化
4
急性毒性
吸入
貓
190 mg/m/15M
詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值
5
急性毒性
吸入
哺乳動物
50 ppm/5M
詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值
6
急性毒性
吸入
哺乳動物
11 mg/m/30M
詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值
7
慢性毒性
吸入
大鼠
200 ppb/6H/4W-I
1.肺部、胸部或者呼吸毒性 --氣管、支氣管的結構、功能發生變化
2.肺部、胸部或者呼吸毒性--肺重量發生變化
8
慢性毒性
吸入
大鼠
250 ppb/4H/17D-I
1.肺部、胸部或者呼吸毒性--其他變化
2.肺部、胸部或者呼吸毒性--肺重量發生變化
3.生化毒性--抑制或脫氫酶誘導
9
慢性毒性
吸入
大鼠
500 ppb/6H/12W-I
1.肺部、胸部或者呼吸毒性-- 氣管、支氣管的結構、功能發生變化
2.肺部、胸部或者呼吸毒性--肺重量發生變化
3.營養和代謝系統毒性--體重下降或體重增加速率下降
應急處理
迅速撤離泄漏污染區人員至上風處，並立即進行隔離，小泄漏時隔離150米，大泄漏時隔離450米，嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防毒服。從上風處進入現場。儘可能切斷泄漏源。合理通風，加速擴散。噴氨水或其它稀鹼液中和。構築圍堤或挖坑收容產生的大量廢水。漏氣容器要妥善處理，修復、檢驗後再用。
光氣很容易水解，即使在冷水中，光氣的水解速度也很快。水源、含水食物以及易吸水的物質均不會染毒。光氣與氨很快反應，主要生成尿素和氯化銨等無毒物質，因此，濃氨水可對光氣消毒。光氣與有機胺作用，生成二苯脲白色沉澱和苯胺鹽酸鹽。可用此反應來檢驗光氣。光氣在鹼溶液中很快被分解，生成無毒物質。各種鹼、鹼性物質均可對光氣進行消毒。
防護措施
呼吸系統防護:正常作業時，應該佩戴過濾式防毒面具(全面罩)。緊急事態搶救或撤離時，建議佩戴空氣呼吸器。眼睛防護:呼吸系統防護中已作防護。
身體防護:穿膠布防毒衣。
手防護:戴橡膠手套。
其它:工作現場禁止吸煙、進食和飲水。實行就業前和定期的體檢。
急救措施
皮膚接觸:脫去被污染的衣着，用流動清水沖洗。
眼睛接觸:提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。
吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫。
滅火方法:本品不燃。消防人員必須佩戴過濾式防毒面具(全面罩)或隔離式呼吸器、穿全身防火防毒服，在上風處滅火。切斷氣源。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場移至空曠處。萬一有光氣漏逸，微量時可用水蒸氣衝散，較大時，可用液氨噴霧沖洗。滅火劑:霧狀水、乾粉、二氧化碳。
中毒分期
中、重度中毒病情發展迅速而嚴重，典型的臨床表現可分為四期:
刺激期
吸入光氣立即出現刺激症狀，主要表現有:眼和呼吸道刺激症狀出現早，有眼痛、流淚、咳嗽、胸悶氣憋、呼吸率改變、嗅覺異常或久存光氣味，咽喉部及胸骨後疼痛等;植物神經和中樞神經系統症狀有頭痛、頭暈、乏力、不安或少言、淡漠、噁心、嘔吐、上腹疼痛等。在光氣吸入劑量相等的情況下，高濃度短時間中毒，刺激症狀重;低濃度長時間中毒刺激症狀較輕。但吸入劑量較大時，呼吸道的刺激症狀明顯，持續時間也較長。
潛伏期
刺激症狀消失或減輕，自覺症狀好轉，但病理過程仍在發展，肺水腫在逐漸形成中。潛伏期一般為2~13小時。重度中毒2~4小時，甚至1小時;中度中毒為8~12小時，有時長至24小時。
肺水腫期
從潛伏期到肺水腫期可突然發生或緩慢發生，此期一般為1~3天。
肺水腫(首先出現間質性肺水腫)的早期症狀有:全身疲倦、頭痛、胸悶、呼吸淺快、脈搏增加、咳嗽、煩躁不安等。聽診呼吸音減弱，肺底部有細濕性囉音或捻發音。胸部影象學檢查有肺水腫徵象。繼之，全身狀況惡化、很快出現肺泡性肺水腫。典型的症狀和體徵為氣喘、呼吸困難、頻繁咳嗽、咯出大量粉紅色泡沫痰液、脈快、噁心、嘔吐及上腹部疼痛等。叩診胸部可聽到鼓音及濁音。肺下界降低，心濁音界消失;聽診時全肺滿布乾性及濕性囉音。血液檢查表現為血液濃縮徵象，動脈血氧分壓、血氧飽和度降低。肺泡性肺水腫進展很快，一般在24小時內達到高峰。肺水腫期以循環系統功能是否良好又可分為兩個階段。
1.紫紺型缺氧階段:此階段血氧含量下降，皮膚粘膜紫紺、但循環功能尚能代償。血壓正常或稍高，脈搏快而有力。神志清楚，體溫升高可達38~39℃。由於肺水腫使CO排出障礙，血中碳酸增高，導致呼吸性酸中毒;也可因過度換氣使CO2排出過多，造成呼吸性鹼中毒。
2.蒼白(或休克)型缺氧階段:病情繼續惡化，呼吸極度困難。嚴重時全部呼吸輔助肌均參加運動，逐漸出現循環衰竭:脈細數不規則、血壓下降、皮膚粘膜蒼白、出冷汗、逐漸陷入昏迷。此時，血氧含量更低，氧化不全產物增加，導致代謝性酸中毒。
光氣(雙光氣)中毒後的症狀和體徵24~48小時達到高峰，如不及時救治，可在1~3天內死亡，重度中毒可能在5天內死亡。因此，凡吸入光氣者至少需嚴密觀察3~4天。
恢復期
中毒較輕或經治療後肺水腫液可於發病後2~4天內吸收，全身情況好轉。咳嗽、氣短減輕、痰量減少、體溫下降，肺部囉音減少或消失。X線檢查，肺功能及血氣分析結果逐漸恢復正常。一般在中毒後5~7天基本痊癒，2~3周可恢復健康。但數周內仍有頭暈、咽干、食欲不振、呼吸循環功能不穩定等。
如有繼發感染，一般在中毒後第3~4天病情惡化。體溫繼續升高，肺水腫吸收遲緩，可在中毒後8~15天因支氣管肺炎而死亡。此外，還可能發生其它併發症，如胸膜炎、支氣管炎，偶見肺栓塞、肺壞疽、肺膿腫以及下肢、腦、心、視網膜等處栓塞。
後遺症
主要有慢性支氣管炎、肺氣腫、支氣管擴張、晚期肺膿腫、結核病體質等。光氣中毒的預後取決於吸入的劑量、病情、救治情況及併發症。潛伏期中難以判斷預後。出現蒼白型窒息者多預後不良。死亡時間大多在中毒後1~2天內。能度過48小時以上者，一般可恢復健康而留後遺症。死亡原因主要是肺水腫引起的嚴重缺氧及循環衰竭。晚期多半死於支氣管肺炎。
補充:
光氣有劇毒，是一種強刺激;窒息性氣體，具有爛乾草氣味。吸入光氣引起肺水腫;肺炎等，具有致死危險。
補充:
光氣具有爛乾草氣味，劇毒，吸入後肺部出現液化現象，吸入過多導致窒息性死亡。
據長期人體吸入微量光氣實驗證明:該氣體可使人體發胖，因此生產光氣的車間的工人可能出現發胖症狀，與吸入的微量光氣有關。
光氣毒劑
光氣是一種毒害作用巨大的化學戰劑，用於製造毒氣彈。光氣毒劑最早在一戰中應用。
自從伊普爾毒氣戰後，戰爭雙方的決策者、指揮者開始熱衷化學戰。戰爭促進了化學武器的發展，一戰中出現了多種毒劑，除了氯氣外，又出現了光氣，是殘害生靈的戰場毒魔。
光氣是一氧化碳與氯氣在日光下合成，為無色氣體，它能傷害人體呼吸器官，嚴重時導致人體死亡。1915年12月19日，德軍發射裝填光氣的火箭彈。英軍陣地上有1000多人中毒，100多人死亡。
在一戰中，光氣這種毒劑得到廣泛應用，交戰雙方都使用了光氣這種毒劑，使用量達到10萬噸之多。
二戰時，日軍鑑於芥子氣毒性過大，自己也無法防護。於是瞄準了光氣，因為光氣只能通過呼吸道中毒，而我軍又無防護，所以大量使用光氣，並將其稱為"特種煙"(為日軍對窒息性毒氣的隱敝稱呼)