Крушение поезда в Огайо и его токсичные последствия

21 апреля 2023 г.

Дискуссия о пластике, винилхлориде и химических последствиях крушения рельсов в Восточной Палестине, штат Огайо.

Нация была шокирована, когда в феврале в деревне Восточная Палестина, штат Огайо, сошел с рельсов грузовой поезд с опасными химикатами. Авария привела к масштабному разливу химикатови вызвал общенациональный разговор о безопасности поездов и винилхлориде, легковоспламеняющемся бесцветном газе, используемом для производства поливинилхлорида, известного как ПВХ.

Поезд длиной 2 мили, которым управляет Норфолкская Южная железная дорога, находился недалеко от границы с Пенсильванией, когда десятки вагонов сошли с рельсов и загорелись, в результате чего в воздух поднялись клубы черного дыма. Примерно половине из 4700 жителей деревни было приказано эвакуироваться.

В результате крушения произошел один из крупнейших разливов химических веществ в стране за последние годы, и полный размер ущерба пока неизвестен. Однако авария привлекла пристальное внимание к безопасности грузовых поездов и токсичных грузов, которые они перевозят.

Представители Аспирантского центра поговорили с преподавателями — химиками и учеными в области общественного здравоохранения — чтобы обсудить химические вещества, из которых производятся пластмассы, и опасности, которые они представляют при перевозке грузов.

Что такое винилхлорид?

Винилхлорид является прекурсором, используемым в производстве ПВХ, типа пластика, который используется во многих повседневных продуктах. Агентство по охране окружающей среды классифицировало винилхлорид как известный канцероген для человека. Основным путем воздействия газообразного винилхлорида является вдыхание, которое может вызвать раздражение дыхательных путей, головные боли, дезориентацию, потерю сознания и даже, при очень высоких уровнях воздействия, смерть.

ПВХ используется во многих строительных материалах, включая трубы и оконные сайдинги, покрытия проводов, электронику, медицинские принадлежности, напольные покрытия, игрушки, кухонную утварь и бесчисленное множество других предметов домашнего обихода. «Если вы купите новую зубную щетку, она будет иметь прозрачный пластик, то, что они называют блистерной упаковкой, и этот прозрачный пластик часто представляет собой ПВХ», — сказал профессор Алан Лайонс (GC/Колледж Стейтен-Айленда, химия, нанонаука), химик-полимерщик. «Это один из самых массовых пластиков в мире».

Узнайте больше о докторе философии. Программа по химии

Сам винилхлорид представляет собой мономер, молекулу, образующую основную единицу полимеров. Это могут быть природные биополимеры — дерево, шелк, каучук, крахмал и даже ДНК — или синтетические полимеры, используемые для изготовления пластмасс, таких как силикон, полиэтилен, нейлон и ПВХ.

«Он называется мономером, потому что это небольшие молекулы, которые можно заставить взаимодействовать друг с другом, образуя очень длинную цепь, и они продолжают повторяться в этой цепи, образуя полимер», — сказал Лайонс.

Тепло запускает химические реакции

Когда вагоны горели, опасения по поводу возможного взрыва привели к контролируемому сжиганию газообразного винилхлорида в пяти вагонах поезда. При сгорании винилхлорид разлагается на газы, включая фосген и хлористый водород.

«Поскольку молекула винилхлорида содержит водород и хлор, при нагревании она разлагается», — объяснил Лайонс, — «и одним из этих продуктов разложения будет соляная кислота», едкая кислота, которая может вызвать раздражение глаз, носа и раздражение дыхательных путей.

Фосген, названный Национальными институтами здравоохранения «чрезвычайно токсичным», может вызвать серьезные повреждения легких и нервной системы. Этот газ настолько токсичен, что его использовали в качестве боевого отравляющего вещества, ответственного за подавляющее большинство смертей от химического оружия во время Первой мировой войны.

Кроме того, в почве на месте происшествия были обнаружены диоксины. Однако, по словам чиновников, высокотоксичные соединения были обнаружены в небольших количествах. Агентство по охране окружающей среды сочло диоксины вероятными канцерогенами, за исключением одного — 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксина, идентифицированного как известный канцероген и присутствующего в образцах почвы.

Диоксины образуются в результате сгорания и, за немногими исключениями, не образуются в природе, говорит профессор Джин Шин (GC/Колледж Медгара Эверса, Науки о Земле и окружающей среде). «Почему? Потому что диоксины образуются в условиях очень, очень высоких температур», - сказал химик, например, при сжигании мусора в городских условиях, лесных пожарах и извержениях вулканов.