الغاز الخانق (المعروف أيضًا باسم الخانق البسيط)، هو غاز غير سام أو قليل السمية يقلل من تركيز الأكسجين الطبيعي في هواء التنفس أو يحل مكانه. يمكن أن يؤدي استنشاق الهواء المستنفَد للأكسجين إلى الوفاة بالاختناق. نظرًا لأن الغازات الخانقة خاملة نسبيًا وعديمة الرائحة، فقد لا يلاحظ وجودها حتى لو كانت بتركيز عالٍ، إلا في حالة غاز ثاني أكسيد الكربون ( فرط ثنائي أكسيد الكربون).
على النقيض من ذلك، تُسبب الغازات السامة الوفاة من خلال آليات أخرى، مثل التنافس مع الأكسجين على المستوى الخلوي (مثل أول أكسيد الكربون ) أو الإضرار المباشر بالجهاز التنفسي (مثل الفوسجين )، إذ تعتبر كميات أقل بكثير من هذه الغازات مميتة مقارنة بالغازات الخانقة.
عادةً ما تكون الغازات الخانقة في هواء التنفس غير خطرة، إلا إذا حلت التركيزات المرتفعة من الغازات الخانقة محل تركيز الأكسجين الطبيعي. من الأمثلة على ذلك ما يلي:
غالبًا ما يتم التقليل من مخاطر استنشاق الغازات الخانقة مما يؤدي إلى حدوث وفيات، الحالات الأكثر شيوعًا هي استنشاق الهيليوم في البيئات المنزلية والنيتروجين في البيئات الصناعية.[13]
عادة ما يرتبط مصطلح الاختناق عن طريق الخطأ بالرغبة القوية في التنفس التي تحدث إذا تم منع التنفس. يتم تحفيز هذه الرغبة عند زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون في الدم. ومع ذلك فإن الغازات الخانقة قد تحل محل ثاني أكسيد الكربون مع الأكسجين، مما يمنع الضحية من الشعور بضيق التنفس. بالإضافة إلى أن الغازات الخانقة قد تحل محل الأكسجين في الخلايا، مما يؤدي إلى فقدان الوعي والموت بسرعة.
الولايات المتحدة
ينظم التعامل مع الغازات الخانقة المضغوطة وتحديد البيئة المناسبة لاستخدامها في الولايات المتحدة من قبل إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA). المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية له دور استشاري.[14] تطلب إدارة السلامة والصحة المهنية من أصحاب العمل الذين يرسلون العمال إلى مناطق يُعرف أو يُتوقع أن يكون فيها تركيز الأكسجين أقل من 19.5٪ أن يتبعوا المواصفات القياسية لتوفير حماية الجهاز التنفسي [29 CFR 1910.134]. بشكل عام، يتطلب العمل في بيئة مستنفدة للأكسجين استخدما جهاز التنفس الصناعي. تتطلب اللائحة أيضًا تقييمًا لقدرة العامل على أداء العمل أثناء ارتداء جهاز التنفس الصناعي، والتدريب المنتظم للموظفين، واختبار ملاءمة جهاز التنفس الصناعي، والمراقبة الدورية لمكان العمل، والصيانة الدورية لجهاز التنفس، والتفتيش، والتنظيف.[15] كما يجب تمييز الأوعية والأسطوانات وفقًا لمعيار إدارة السلامة والصحة المهنية لاتصالات المخاطر [29 CFR 1910.1200]. تم تطوير هذه اللوائح وفقًا للتوصيات الرسمية لكتيب جمعية الغاز المضغوط (CGA) P-1. يتم تغطية الإرشادات المحددة للوقاية من الاختناق الناجم عن إزاحة الأكسجين بواسطة الغازات الخانقة في كتيب CGA SB-2 بعنوان: الأجواء التي تفتقر إلى الأكسجين.[16] أما الإرشادات المحددة لاستخدام الغازات بخلاف الهواء في أجهزة التنفس الاحتياطية فقد ذكرت في الكتيب SB-28 بعنوان: سلامة أنظمة هواء الأجهزة المدعومة بغازات أخرى غير الهواء.[17]
غاز معطر
لتقليل مخاطر الاختناق، كانت هناك مقترحات لإضافة روائح تحذيرية لبعض الغازات الشائعة الاستخدام مثل النيتروجين والأرجون. ومع ذلك اعترضت جمعية الغاز المضغوط على هذه الممارسة، وأبدت قلقها من أن الرائحة قد تقلل من يقظة العمال، ولا يستطيع الجميع شم الرائحة، وقد يكون تعيين رائحة مختلفة لكل غاز غير عملي. هناك صعوبة أخرى تتمثل في أن معظم الروائح (مثل الثيول) هي تفاعلية كيميائيًا. لكن هذه مشكلة ليست موجودة في حالة الغاز الطبيعي الذي يُراد حرقه كوقود والذي يُعطر بشكل روتيني، ولكن الاستخدام الرئيسي للخانقات مثل النيتروجين والهيليوم والأرجون والكريبتون هو لحماية المواد التفاعلية من الغلاف الجوي.[18][19]
في التعدين
تم التعرف على مخاطر التركيزات الزائدة للغازات غير السامة في صناعة التعدين لعدة قرون. يعكس مفهوم الرطوبة السوداء (أو "stythe") بأن بعض المخاليط الغازية يمكن أن تؤدي إلى الموت عند التعرض لها لفترات طويلة.[20] غالبًا ما كانت الوفيات المبكرة في التعدين بسبب حرائق التعدين والانفجارات ناتجة عن زحف الغازات الخانقة، كون الحرائق استهلكت الأكسجين المتاح. صمم مهندسو التعدين مثل هنري فلوس أجهزة التنفس الذاتي في وقت مبكر للمساعدة في جهود الإنقاذ بعد الحرائق والفيضانات. في حين أن الكناري كانت تستخدم عادة للكشف عن أول أكسيد الكربون، كانت أدوات مثل مصباح ديفي ومصباح جوردي مفيدة في الكشف عن غاز الميثان وثاني أكسيد الكربون وهما غازان خانقان. فعندما يكون الميثان موجودًا يحترق المصباح بدرجة أعلى؛ وعندما يكون ثاني أكسيد الكربون موجودًا كان المصباح يومض أو ينطفئ. أدت الأساليب الحديثة للكشف عن الغازات الخانقة في المناجم إلى صدور القانون الفيدرالي للسلامة والصحة في المناجم لعام 1977 في الولايات المتحدة والذي وضع معايير تهوية يجب أن يتم فيها تهوية المناجم بتيار هواء لا يقل تركيز الأكسجين فيه عن 19.5% من حجم الهواء الكلي، وأن لا يزيد تركيز ثاني أكسيد الكربون فيه عن 0.5٪.[21]
^Terazawa K, Takatori T, Tomii S, Nakano K. Methane asphyxia. Coal mine accident investigation of distribution of gas. Am J Forensic Med Pathol. 1985 Sep;6(3):211-4. ببمد: 3870672
^Terazawa K, Takatori T, Tomii S, Nakano K. Methane asphyxia. Coal mine accident investigation of distribution of gas. Am J Forensic Med Pathol. 1985 Sep;6(3):211-4. ببمد: 3870672PMID3870672
^Kirk JC. Proposed minimum requirements for the operational characteristics and testing of submersible atmosphere monitoring and control units. Life Support Biosph Sci. 1998;5(3):287-94. ببمد: 11876195
^ ابGill JR, Ely SF, Hua Z.Environmental gas displacement: three accidental deaths in the workplace. Am J Forensic Med Pathol. 2002 Mar;23(1):26-30. ببمد: 11953489
^Sahli BP, Armstrong CW.Confined space fatalities in Virginia. J Occup Med. 1992 Sep;34(9):910-7. ببمد: 1447597
^Yoshitome K, Ishikawa T, Inagaki S, Yamamoto Y, Miyaishi S, Ishizu H. A case of suffocation by an advertising balloon filled with pure helium gas. Acta Med Okayama. 2002 Feb;56(1):53-5. ببمد: 11873946
^Gallagher KE, Smith DM, Mellen PF. Suicidal asphyxiation by using pure helium gas: case report, review, and discussion of the influence of the internet. Am J Forensic Med Pathol. 2003 Dec;24(4):361-3. ببمد: 14634476
^Gilson T, Parks BO, Porterfield CM. Suicide with inert gases: addendum to Final Exit. Am J Forensic Med Pathol. 2003 Sep;24(3):306-8. ببمد: 12960671
^Shields LB, Hunsaker DM, Hunsaker JC 3rd, Wetli CV, Hutchins KD, Holmes RM. Atypical autoerotic death: part II. Am J Forensic Med Pathol. 2005 Mar;26(1):53-62. ببمد: 15725777
^NIOSH [1987a]. NIOSH guide to industrial respiratory protection. Cincinnati, OH: U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service, Centers for Disease Control, National Institute for Occupational Safety and Health, DHHS (NIOSH) Publication No. 87-116.
