Нервно-паралитические газы: зарин, зоман, табун и VX

Токсикология. Часть 1. Нервно-паралитические газы.

Самое трудное начать.
Начал.

В этом посте я бы хотел ознакомить Вас с типичными нервно-паралитическими отравляющими газами. Я, конечно, надеюсь, что эти знания за всю Вашу жизнь будут не актуальны. Делаю я этот пост исключительно для ознакомления. Но так же, стоит понимать, что никто не знает что будет через два-три года. Возможно, когда-нибудь это спасет чью-то жизнь.

Современная военная конвенция запрещает использование таких газов. Будем откровенны перед всеми — на войне все средства хороши. На войне всем насрать на какие-то там «правила». Мы с Вами это понимаем и будем заранее готовы.
Прежде чем перейти к Нервно-паралитическим газам (далее НПГ), нужно ознакомиться с общими принципами работы отравляющих веществ.

Начнем с простого:

Токсикология — наука о ядах. (Более точное описание для задротов будет в конце поста)*1

Теперь перейдем к более сложным вещам.

Давайте разберемся, от чего зависит воздействие на организм любых ядов:

С дозой или концентрацией (это одно и тоже) всё понятно. Тут объяснять ничего не буду

Это то самое слово, которым вы можете блеснуть умом перед друзьями. Означает это слово всего лишь время воздействие. В токсикологии каждая минута воздействия токсинов очень дорога. Только что у Вас просто сузился зрачок, а уже через пять минут вы валяетесь на полу дико извиваясь судорогах. Экспозиция — важная составляющая в токсикологии

3. Общее состояние организма

Как бы банально это не звучало, но сильную роль играют и индивидуальные характеристики пораженного. Дабы Вам проще было понять, скажу, что одна и та же доза зарина (об этом позже)может привести к разным последствиям двух разных людей.

Каждый токсин, каждое вещество имеет свои физико-химические особенности. А именно: Цвет, запах, агрегатное состояние, стойкость, температура плавлениякипения (далее тПтК), способы проникания в организм, растворимость и начало действия на организм (зачастую, именно температура тПК определяет стойкость вещества). При ознакомлении с наиболее известными НПГ мы будем пользоваться именно этими параметрами с целью понять, на сколько опасно данное вещество.

Цвет, запах — чаще служат как идентификатор вещества. Обычно по этим параметрам узнается какое вещество вызвало отравление (кроме случаев НПГ — они не имеют ни запаха ни цвета)

Растворимость — позволяет найти дегазатор (нейтрализатор). Если токсины великолепно растворяются в воде — дегазатором послужит вода. Но, чаще всего не всё так просто. Обычно, такие вещества плохо растворимы в воде. Зато они хорошо растворимы в орг.растворителях: спирты, эфиры и т.д.

Стойкость — как долго может находится тот или иной токсин в воздухе, на одежде, на земле и т.д. Как долго он сохраняет свою токсичность

тП и ТК — определяют стойкость токсинов. Чем выше тК и чем ниже тП, тем более стойкое вещество.

Про время воздействия стоило бы поговорить отдельно, но если я буду оговаривать каждую деталь отдельно, на это уйдет огромное количество времени. Я просто укажу, что по времени воздействия бывают моментальные, они же «молниеносные», которые начинают поражение с момента поступления в организм. Так же, выделяют токсины замедленного действия. Они выжидают, не давая понять, что что-то идет не так.

Читать еще:  Е325 – Лактат натрия

Способы проникновения — тут всё просто: дыхательные пути, кожа и перорально (глотка-пищевод-желудок)

Последний пункт перед переходом к НПГ — тактическая характеристика. Это такая общая характеристика токсинов. Для Вас она будет состоять из трех пунктов:

2. Быстрота действия
3. Поражающий фактор (смертельный или временно выводящий из строя)

Зарин (химическое оружие)

• H4
• F1
• R1

Зари́н — изопропиловый эфир метилфторфосфоновой кислоты, жидкость без цвета и запаха; смешивается во всех отношениях с водой и органическими растворителями.

Содержание

Зарин был открыт в 1938 году в Вуппертале-Элберфельд в Рурской долине Германии двумя немецкими учёными, пытавшимися получить более мощные пестициды. Зарин является третьим по токсичности после зомана и циклозарина из четырёх ядовитых веществ G-серии, созданных в Германии. G-серия — первое и самое старое семейство БОВ нервно-паралитического действия: GA (табун), GB (зарин), GD (зоман) и GF (циклозарин). Зарин, открытие которого произошло вслед за табуном, назвали в честь его исследователей: Schrader, Ambros, Rüdiger и Van der LINde.

Вторая мировая война

В середине 1939 года формула вещества была передана в Отдел химического оружия вермахта, который сделал заказ на массовое производство зарина для военных нужд.

К концу Второй мировой войны было построено несколько экспериментальных заводов, а также строилась фабрика для производства данного отравляющего вещества в промышленных масштабах (строительство не было завершено). Общее количество зарина, произведенного в Германии, оценивается в пределах от 500 кг до 10 тонн.

Несмотря на то, что зарин, табун и зоман уже находились в составе артиллерийских снарядов для химических минометов, реактивных метательных установок, Германия отказалась от планов боевого применения нервно-паралитических газов. Точные причины этого решения неизвестны. Считается, что Гитлер предполагал наличие у СССР и армии союзников большего количества химического оружия, а также принимал во внимание факт недостаточно эффективного воздействия боевых отравляющих веществ на солдат, экипированных средствами химической защиты.

Работы по получению табуна, зарина, зомана во время Второй мировой войны также проводились в США и Великобритании.

После Второй мировой войны

В первую половину 1950-х годов НАТО принял зарин на вооружение. СССР и США в это время производили зарин в военных целях.

В 1953 году 20-летний Рональд Мэддисон, инженер Военно-воздушных сил Великобритании из Консетта, графство Дарем, умер при испытании зарина на человеке в научно-технической лаборатории Портон Даун в Уилтшире. Мэддисону было сказано, что он участвует в эксперименте по лечению насморка. В течение десяти дней после его смерти следствие велось в тайне, после чего был вынесен вердикт «несчастный случай». В 2004 году следствие было возобновлено, и после 64-дневного слушания суд постановил, что Мэддисон был незаконно убит «воздействием нервно-паралитического яда в негуманном эксперименте».

Регулярное производство зарина в США было прекращено в 1956 году, а существующие запасы ядовитого вещества подверглись передистилляции, которая продолжалась до 1970 года.

В 1978 году Майкл Тоунли под присягой в чилийском суде дал показания, что зарин производился учёным-химиком Эухенио Берриосом под руководством тайной полиции DINA диктатора Чили Аугусто Пиночета. Тело Берриоса, застреленного в голову, было обнаружено в 1995 году закопанным на пляже в Уругвае. Тоунли также рассказал, что зарин использовался для убийства действительного хранителя государственного архива Ренато Леона Сентено и капрала армии Мануэля Лейтона.

Читать еще:  Лечение отваром овса, рецепты приготовления, как пить и заваривать

16—17 марта 1988 года авиация Ирака подвергла город Халабджа на территории Иракского Курдистана газовой атаке с использованием различных отравляющих веществ: иприта, зарина, табуна, газа VX. Число жертв, принадлежавших почти исключительно к мирному населению, составило, по разным оценкам, от нескольких сотен до 7 тыс. человек; обыкновенно приводится цифра в 5 тыс. погибших и 20 тыс. пострадавших. Среди погибших было много детей, так как газ стелился по земле.

Резолюция Совета Безопасности ООН 687, опубликованная в 1991 году, установила термин «оружие массового поражения» и призвала к немедленному уничтожению химического оружия в Ираке, уничтожению всех ракет дальностью более 150 км, которыми располагает Ирак, а также, по возможности, уничтожения всех химических вооружений в мире.

В 1993 году в Париже 162 государствами — участниками ООН подписана Конвенция о химическом оружии, запрещающая производство и накопление многих химических средств, в том числе — зарина. Конвенция вступила в силу 29 апреля 1997 года, и призвала к полному уничтожению всех запасов указанных химических средств к апрелю 2007 года.

27 июня 1994 года была совершена первая террористическая атака с применением химического оружия против мирного населения. Японская религиозная секта Аум Синрикё использовала загрязнённый (с примесями) зарин в Мацумото, префектура Нагано. В результате атаки погибло семь человек, более двухсот пострадало. Члены Аум Синрикё снова применили зарин 20 марта 1995 года при атаке в токийском метро. Погибло 12 человек, 54 получили тяжёлое отравление, повлёкшее долгосрочное расстройство здоровья, около тысячи людей имели после теракта кратковременные нарушения зрения.

14 мая 2004 года в Ираке повстанцы установили cамодельное взрывное устройство на базе 155-мм снаряда, содержащего несколько литров веществ — компонентов зарина. В процессе обезвреживания СВУ (по другим данным — во время проезда патруля) произошла частичная детонация, однако снаряд, возможно выполненный по бинарной схеме, выпустил очень небольшое количество зарина. Легко пострадали двое военнослужащих. [1] [2]

Синтез и химические свойства

Синтез зарина проводят этерификацией изопропилового спирта дихлорангидридом метилфосфоновой кислоты, при этом в качестве источника фтора могут быть использованы как фториды щелочных металлов:

так и дифторангидрид метилфосфоновой кислоты:

При комнатной температуре зарин — бесцветная жидкость, имеющая слабо выраженный запах цветущих яблонь. Смешивается с водой и органическими растворителями во всех отношениях. Относительно высокое давление его пара приводит к тому, что он быстро испаряется (приблизительно в 36 раз быстрее чем табун — другое БОВ нервно-паралитического действия). В газообразном состоянии зарин также бесцветен и не имеет запаха.

Зарин, будучи фторангидридом, реагирует с нуклеофилами, замещающими фтор. Медленно гидролизуется водой, легко реагирует с водными растворами щелочей, аммиака и аминов (эти реакции могут использоваться для дегазации). Обычно для дезактивации зарина используется 18-процентный водный раствор гидроксида натрия. Феноляты и алкоголяты дегазируют зарин очень легко (даже в сухом состоянии).

Термически устойчив до 100 °C, термическое разложение ускоряется в присутствии кислот.

Зарин относится к группе нестойких ОВ. В капельно-жидком виде стойкость зарина может составлять: летом — несколько часов, зимой — несколько суток. Срок жизни может быть сильно сокращён при наличии примесей в используемых для синтеза зарина реагентах.

Читать еще:  Как серебро и серебряные украшения влияют на организм человека

Бинарный зарин

Зарин может использоваться как двухкомпонентное химическое оружие в виде двух его предшественников — дифторида метилфосфоновой кислоты и смеси изопропилового спирта и изопропиламина. При этом изопропиламин связывает фтороводород, образующийся при химической реакции. [источник не указан 909 дней]

Продление срока жизни зарина

Согласно данным ЦРУ, в Ираке пытались преодолеть проблему малого срока жизни зарина тремя способами:

• Срок жизни унитарного (то есть, чистого) зарина может быть удлинён при увеличении чистоты предшественников и промежуточных продуктов синтеза, а также путём усовершенствования процесса производства.
• Добавление стабилизатора, называемого трибутиламин. Позже он был заменён диизопропилкарбодиимидом (di-c-di), благодаря которому стало возможным хранение зарина в алюминиевых контейнерах.
• Разработка бинарного (двухкомпонентного) химического оружия, в котором вещества-предшественники хранятся отдельно друг от друга в одном снаряде. В таком снаряде собственно смешивание реагентов и синтез БОВ осуществляется непосредственно перед запуском или уже в полёте. Такой подход вдвойне выгоден, поскольку решается проблема короткого срока жизни и существенно возрастает безопасность при хранении и транспортировке боеприпасов.

Обнаружение

В присутствии перекиси водорода зарин даёт перекисный анион, способный окислять многие ароматические амины в окрашенные диазосоединения.

Физиологическое действие

Зарин — отравляющее вещество, обладающее нервно-паралитическим действием. Вызывает поражение при любом виде воздействия, особенно быстро — при ингаляции. Первые признаки поражения (миоз и затруднение дыхания) появляются при концентрации зарина в воздухе 0,0005 мг/л (через 2 минуты). Среднесмертельная концентрация при действии через органы дыхания в течение 1 минуты — 0,075 мг/л, при действии через кожу — 0,12 мг/л. Полулетальная доза (при которой погибает 50 % особей) при попадании на открытую кожу — 24 мг/кг веса. Полулетальная доза при пероральном (через рот) введении — 0,14 мг/кг веса.

Механизм действия

Как и в случае с другими БОВ нервно-паралитического действия, объектом поражения зарина является нервная система организма.

При стимуляции двигательных и вегетативных нейронов происходит выброс медиатора ацетилхолина в межсинаптическое пространство синапса, благодаря чему производится передача импульса к мышце или органу. В физиологически здоровом организме после передачи импульса ацетилхолин утилизируется ферментом ацетилхолинестеразой (АХЭ), в результате чего передача импульса прекращается.

Зарин необратимо ингибирует фермент ацетилхолинэстеразу путём формирования ковалентного соединения с тем участком фермента, где ацетилхолин подвергается гидролизу. В результате содержание ацетилхолина в межсинаптическом пространстве постоянно растёт, и импульсы непрерывно передаются, поддерживая все иннервируемые вегетативными и двигательными нервами органы в активном состоянии (состоянии секреции, либо напряжения) вплоть до их полного истощения.

Клиническая картина

Первые признаки воздействия зарина (и других БОВ нервно-паралитического действия) на человека — выделения из носа, заложенность в груди и сужение зрачков. Вскоре после этого у жертвы затрудняется дыхание, появляется тошнота и усиленное слюноотделение. Затем жертва полностью теряет контроль над функциями организма, её рвёт, происходит непроизвольное мочеиспускание и дефекация. Эта фаза сопровождается конвульсиями. В конечном счёте жертва впадает в коматозное состояние и задыхается в приступе судорожных спазмов с последующей остановкой сердца.

Кратко- и долгосрочные симптомы, испытываемые жертвой, включают в себя: