Зари́н - изопропиловый эфир метилфторфосфоновой кислоты, жидкость без цвета и запаха; смешивается во всех отношениях с водой и органическими растворителями.
| Зарин | |
|---|---|
  |
|
| Открытие | |
| Открыт | Gerhard Schrader Ambrose Rüdiger van der Linde |
| Открыт в | 1938 |
| Химические свойства | |
| Химическое название | Изопропиловый эфир фторангидрида метилфосфоновой кислоты |
| Условные названия и шифры: | GB, трилон 144, Т144, трилон 46, Т46 |
| Химическое семейство | Фторсодержащее фосфорорганическое соединение |
| Химическая формула | C4H10FO2P |
| Предельно допустимая концентрация в воздухе | 0.000002 мг/м³ |
| Точка кипения | 151,5 °C |
| Точка плавления | −56 °C |
| Давление пара | 1,48 мм рт. ст. при 20 °C |
| Летучесть | 11,3 мг/л при 20 °C |
| Относительная плотность пара (Воздух=1) | 4.86 |
| Плотность жидкости | 1,0943 г/см³ при 20 °C |
| Растворимость в воде | Полная |
| Перцептивные свойства и цвет | Бесцветная жидкость. В чистом виде - без запаха. |
| Данные приведены в нормальных условиях (при 20 °C, 101 кПа), если не указано иначе. | |
История
Открытие
Зарин был открыт в 1938 году в Вуппертале-Эльберфельд в Рурской долине Германии двумя немецкими учёными, пытавшимися получить более мощные пестициды. Зарин является третьим по токсичности послезомана 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 1938 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 химическихминометов, реактивных метательных установок, Германия отказалась от планов боевого применения нервно-паралитических газов. Точные причины этого решения неизвестны. Считается, что Гитлер предполагал наличие уСССР 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 иВеликобритании.
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 подверглисьпередистилляции, 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 годузакопанным на пляже в Уругвае. Тоунли также рассказал, что зарин использовался для убийства действительного хранителя государственного архива Ренато Леона Сентено и капрала армии Мануэля Лейтона.
Ирак использовал зарин против Ирана в войне 1980-1988 годов.
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 7000 человек; обыкновенно приводится число в 5000 погибших и 20000 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.
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.
Стойкость
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.
Бинарный зарин
Зарин может использоваться как двухкомпонентное химическое оружие в виде двух его предшественников - дифторида метилфосфоновой кислоты и смеси изопропилового спирта иизопропиламина. При этом изопропиламин связывает фтороводород, образующийся при химической реакции.
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 (ЛД50) при контакте с кожей - 24 мг/кг веса, при попадании в организм через рот (перорально) - 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 импульсак 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:
| Локализация воздействия | Признаки и симптомы | |
| Местное действие | ||
| Зрачки | Миоз, выраженный, обычно максимальный (точечный), иногда неодинаковый | |
| Цилиарное тело | Головная боль в лобной части; боль в глазах при фокусировке; незначительное помутнение зрения; иногда тошнота и рвота | |
| Конъюнктива | Гиперемия | |
| Бронхиальное дерево | Стеснение в груди, иногда с продолжительной одышкой, свидетельствующей о бронхоспазме или усилении бронхиальной секреции; кашель | |
| Потовые железы | Потоотделение в месте контакта с жидким ОВ | |
| Поперечнополосатые мышцы | Фасцикуляция в месте воздействия жидкости | |
| Резорбтивное действие | ||
| Мускариночувствительные системы | ||
| Бронхиальное дерево | Стеснение в груди, иногда с продолжительной одышкой, свидетельствующей о бронхоспазме или усилении секреции; одышка, слабые боли в груди; усиление бронхиальной секреции; кашель; отёк лёгких; цианоз | |
| Желудочно-кишечный тракт | Анорексия; тошнота; рвота; спастические боли в животе; ощущение тяжести в надчревной и загрудинной областях с изжогой и отрыжкой; диарея; тенезм; непроизвольная дефекация | |
| Потовые железы | Усиленное потоотделение | |
| Слюнные железы | Усиленное слюноотделение | |
| Слёзные железы | Усиленное слезотечение | |
| Сердце | Слабо выраженная брадикардия | |
| Зрачки | Слабый миоз, иногда неодинаковый; позднее - более выраженный миоз | |
| Ресничное тело | Помутнение зрения | |
| Мочевой пузырь | Частота позывов к мочеиспусканию; непроизвольное мочеиспускание | |
| Никотиночувствительные системы | ||
| Поперечнополосатые мышцы | Быстрая утомляемость; лёгкая слабость; мышечное подёргивание; фасцикуляция; судороги; общая слабость, в том числе дыхательной мускулатуры, одышка и цианоз | |
| Ганглии симпатической нервной системы | Бледность; периодическое повышение давления | |
| Центральная нервная система | Головокружение; напряжённое состояние; тревога, нервное возбуждение; беспокойство; эмоциональнаялабильность; чрезмерная сонливость; бессонница; ночные кошмары; головная боль; тремор; апатия; абстиненция идепрессия; всплески медленных волн при повышенном напряжении во время ЭЭГ, особенно при гипервентиляции; дремота; трудности концентрации; анамнестическая реакция; спутанность сознания; невнятная речь; атаксия; общая слабость; конвульсии; депрессия респираторных и циркуляторных центров с одышкой, цианозом и падением кровяного давления. | |
Профилактика
Профилактика основана на назначении обратимого антихолинэстеразного агента. Пиридостигмин, предлагается в дозах 30 мг 3 раза в день для ингибирования приблизительно 30 % холинэстеразы крови. В случае тяжелого отравления эти 30 % защищённой холинэстеразы спонтанно реактивируются, и, если такой же феномен произойдет в холинергических синапсах, пострадавший выздоровеет. (Повторное ингибирование фермента может произойти в том случае, если отравляющее вещество остается в организме и имеется в наличии для связывания с холинэстеразами после того, как пиридостигмин будет выведен.)
Лечение
Лечение человека, поражённого зарином, необходимо начать сразу же после постановки диагноза. Незамедлительные действия включают срочную изоляцию жертвы от поражающего агента (заражённая местность, заражённый воздух, одежда и пр.), а также от всех возможных раздражителей (например, яркий свет), обработку всей поверхности тела слабым раствором щёлочи, либо табельным средством химической защиты. В случае попадания отравляющего вещества в желудочно-кишечный тракт - промывание желудка большим количеством слегка подщелоченой воды. Одновременно с вышеуказанными действиями необходимо срочное применение следующих антидотов:
- Атропин, являющийся блокатором М-холинорецепторов, используется для купирования физиологических признаков отравления.
- Пралидоксим, дипироксим, токсогонин, HI-6, HS-6, HGG-12, HGG-42, ВДВ-26, ВДВ-27 - реактиваторы ацетилхолинэстеразы, специфические антидоты фосфорорганических веществ, способные восстановить активность фермента ацетилхолинэстеразы, если их применить в течение первых часов после отравления.
- Диазепам - центрально действующий противосудорожный препарат. Снижение приступов заметно уменьшалось в случае задержки начала лечения; через 40 минут после экспозиции снижение является минимальным. Большинство клинически эффективных противоэпилептических препаратов могут оказаться неспособными остановить припадки, вызванные зарином.
- В полевых условиях необходимо немедленно ввести афин (будаксим) из шприц-тюбика (входят в комплект индивидуальной аптечки АИ-1, которой экипируется каждый мобилизованный солдат), в случае их отсутствия можно применить 1-2 таблетки тарена из аптечки АИ-2.
В дальнейшем производится патогенетическое и симптоматическое лечение в зависимости от преобладающих у данной жертвы симптомов поражения.
Отравляющие вещества нервно-паралитического действия
Группа отравляющих веществ нервно-паралитического действия объединяет соединения, специфически нарушающие нормальное функционирование нервной системы с появлением судорог, переходящих в параличи. Действие на нервную систему характерно для многих сильнодействующих ядов, но исторически в данной группе рассматриваются только производные фосфорной и алкилфосфоновых кислот общей формулы:
где R-алкил или алкоксигруппа; R"-алкокси-, алкил-меркапто-, замещенная при атоме азота аминогруппа; X - заместитель, связь которого с атомом фосфора менее устойчива по сравнению с R и R". Это могут быть F, CN, ацилокси-, диалкиламиноэтилмеркапто-, нитрофеноксигруппа, остаток замещенных фосфорной или алкилфосфоновых кислот.
Попадая в организм, ОВ нервно-паралитического действия поражают нервную систему. Характерной особенностью поражения является сужение зрачков глаз (миоз).
В армии США основными представителями этой группы ОВ являются зарин (GВ) и Ви-икс (VХ).
Зарин (GB)
Зарин (GB) является одним из основных отравляющих веществ смертельного действия, состоящих на вооружении армии США. Согласно американским служебным документам, он предназначен для уничтожения живой силы противника путем заражения паром приземного слоя атмосферы. Веществом GB снаряжают табельные химические боеприпасы группы А, в том числе артиллерийские снаряды ствольной и реактивной артиллерии, включая корабельную, авиационные бомбы и кассеты, боевые части оперативно-тактических ракет. Боеприпасы, предназначенные для применения GB, кодируют тремя зелеными кольцами и маркируют надписью «GB GAS».
Химическое название зарина – изопропиловый эфир метилфторфосфоновой кислоты (шифр в армии США - GB). Химическая формула (Рис.1):
Рис.1 Химическая формула зарина
Вещество GB представляет собой бесцветную прозрачную жидкость с плотностью 1,0943 г/см3 (20° С), не имеющую запаха; плотность пара по воздуху 4,86. Зарин гигроскопичен и смешивается с водой во всех отношениях, хорошо растворяется в органических растворителях (бензин, дихлорэтан, дизельное топливо, спирт, эфир и др.). Кипит при температуре 151,5° С с частичным разложением) поэтому перегоняют его в вакууме. Давление насыщенного пара 1,48 мм рт. ст. (20° С). Максимальная концентрация паров зарина при температуре 20 °С - 11,3 г/м3. Вследствие значительной летучести максимальная концентрация его паров даже при температуре минус 10°С может быть более чем в 10 раз выше смертельной при экспозиции 1 мин.
Вещество GB затвердевает при температуре минус 57° С, вследствие чего его применение возможно в любое время года. Температура плавления минус 54° С.
В воде зарин гидролизуется медленно (за 6 ч на 50 %), гидролиз значительно ускоряется в присутствии щелочей. Зарин может окисляться до фосфорной кислоты перекисью водорода или соединениями содержащими активный хлор.
Парообразный и жидкий GB легко сорбируется пористыми материалами (тканями, шерстью, древесиной, кирпичом, бетоном), впитывается в окрашенные поверхности и резинотехнические изделия. Это создает опасность отравлений у личного состава, вышедшего из зараженной атмосферы и снявшего средства защиты органов дыхания, за счет десорбции отравляющего вещества с пористых поверхностей. При благоприятных метеорологических условиях зарин сохраняется летом на местности в жидком виде до 4 — 5 ч, а его пары могут оставаться эффективными до 20 ч. В зимних условиях зарин устойчив на местности до 2 сут.
Характерной физиологической особенностью GB, как и других фосфорорганических ОВ, является его способность химически связывать и инактивировать биологические катализаторы различных реакций в организме ферменты), среди которых важную роль играет холинэстераза — белок, встречающийся во многих органах и тканях организма, но основную функцию выполняющий в нервной системе, регулируя процесс передачи нервных импульсов.
Структурной единицей нервной системы является нервная клетка (нейрон), тело которой имеет несколько коротких отростков (дендритов) и один длинный (аксон), состоящий из нервного волокна с фибриллами и с разветвлением на конце. Дендриты воспринимают внешние и внутренние раздражения (свет, звук, механическое воздействие, изменение состава или состояния среды и т.д.) и передают их телу клетки, аксон же несет нервный импульс от тела клетки к рецепторам иннервируемых органов или к дендритам других нейронов.
Элементарное звено нервной системы состоит из нескольких последовательно расположенных друг за другом нервных клеток таким образом, что аксон одного нейрона находится около дендрита или тела другого нейрона. Однако между ними нет прямого контакта, они разделены пространством (щелью) шириной 20—50 нм, заполненным плохо проводящей ток жидкостью. Эту область межнейронного контакта называют синапсом. Существуют также нервно-мышечные синапсы, когда аксон нервной клетки оканчивается в двигательной концевой пластинке, расположенной в мышце, и нервно-рецепторные синапсы, через которые возбуждение проходит от аксона к рецепторам органов чувств или выделительных желез.
Нервный импульс (возбуждение) передается по этой цепи комплексно — электрическим и химическим способами. Передача по аксону имеет электрическую природу, то есть в первом приближении аналогична передаче электрического тока по проводнику. В межнейронных, нервно-мышечных и нервно-рецепторных синапсах связь между разобщенными звеньями цепи нервной системы осуществляется при помощи химических веществ — передатчиков нервных импульсов или медиаторов. Медиаторы находятся в специальных пузырьках в области окончаний нервных волокон. Под влиянием поступающего по аксону импульса они выделяются в синаптическую щель через предсинаптическую мембрану (мембрану перед синаптической щелью), возбуждают мембрану дендрита следующей нервной клетки или рецептора и обеспечивают таким образом прохождение нервного импульса дальше. Нервные импульсы в организме человека распространяются со скоростью около 120 м/с.
В различных тканях и органах функционируют более 10 химических передатчиков нервных импульсов. В двигательной нервной системе и в некоторых других отделах нервной системы таким передатчиком является ацетилхолин — сложный эфир, образующийся из уксусной кислоты и холина в присутствии биологического катализатора (холинацеталтрансферазы):
До тех пор, пока медиатор, в частности ацетилхолин, будет сохраняться в синапсе, через последний с частотой 1000 имп/с будут проходить нервные возбуждения. Для того чтобы работа нервной системы нормализовалась, необходимо сразу же после прохождения импульса разложить медиатор. Обычно так и происходит: как только ацетилхолин окажет свое действие в синапсе, с ним немедленно вступает в химическую реакцию фермент ацетилхолинэстераза.
Скорость процесса колоссальная,: каждая молекула холинэстеразы успевает разложить за 1 с 25 тыс. молекул ацетилхолина, в то время как гидролиз ацетилхолина без фермента длится часами.
Причиной высокой токсичности вещества GB и других ФОВ является химическое связывание ими холинэстеразы, следствием чего является потеря ферментом каталитической активности. Ацетилхолин, сохраняющийся в неизменном виде в межнейронных, нервно-мышечных и нервно-рецепторных синапсах, перевозбуждает двигательную, непроизвольную мускулатуру и выделительные железы. В результате перевозбуждения двигательных мышц возникают мышечные судороги, переходящие в параличи. Сокращение мышц, работающих без участия сознания (сердечных, дыхательных мышц, мышц пищеварительного тракта, мочевого пузыря, зрачков глаз и т. д.), вызывает нарушение работы соответствующих органов, также сопровождающееся спазмами, подергиваниями, параличами. Непрекращающееся функционирование выделительных желез типа потовых или слюнных вызывает потливость пораженного и обильное слюноотделение. Тяжесть поражений веществом GB и другими ФОВ определяется степенью связывания ими холинэстеразы.
Отравление веществом GB
происходит при любом способе проникновения его в организм: при вдыхании пара, в результате всасывания парообразного или жидкого вещества через неповрежденную или поврежденную кожу и слизистые оболочки глаз, при приеме зараженной воды или пищи, при контакте с зараженными поверхностями.
Относительная токсичность GB при ингаляции LCt50 0,075 мг*мин/л. Первыми признаками поражения являются сужение зрачков глаз (миоз) и затруднение дыхания", они проявляются при концентрации GB в воздухе 0,0005 мг/л через 2 мин. Кожно-резорбтивная токсодоза GB составляет LD50 24 мг/кг, пероральная — 0,14 мг/кг. При действии через обнаженную кожу парообразного вещества LCt50 12 мг ·мин/л.
При воздействии 0,1 LCt50 или 0,1 LD50 обычно наблюдаются поражения легкой степени, признаками которых являются миоз, слюноотделение, потливость. Почти одновременно развиваются признаки отравления, связанные с явлениями спазма кровеносных сосудов, бронхов, легких и сердечной мышцы. Возникают одышка, затруднение дыхания, болевые ощущения в груди и в области лба, общая слабость и ослабление сознания. Поражения легкой степени приводят к потере работоспособности на 1-5 сут.
Отравления средней степени
наступают при 0,2 LCt50 или 0,2 LD50. Признаки поражения наступают быстрее и более ярко выражены. Возникают стойкий миоз, боль в. глазах при напряжении зрения, слезотечение. Усиливается головная боль, наблюдается выделение износа водянистой жидкости. При нарастании чувства страха появляется повышенное отделение холодного пота. Развивающийся периодический спазм гортани и бронхов приводит к затруднению дыхания, астматическим приступам, тошноте и рвоте. На фоне увеличения частоты сердечных сокращений наблюдаются мелкие мышечные подергивания, потеря координации движений, кратковременные судороги. Появляется непроизвольное мочеиспускание и отделение кала. Пораженный выходит из строя на 1—2 нед, а при несвоевременном оказании медицинской помощи возможен смертельный исход. Полное восстановление активности холинэстеразы и выздоровление растягиваются на 4—6 нед.
Отравления тяжелой степени
вызываются 0,3-0,5 LCt50 или 0,3-0,5 LD50. При этом период скрытого действия практически отсутствует. Признаки поражения те же, что при отравлениях средней степени, но развиваются очень быстро. Пораженный жалуется на потерю зрачками рефлекса, мучительное давление в глазах и сильные головные боли. Возникают рвота, моче- и калоотделение, удушье. Примерно через 1 мин наступает потеря сознания и наблюдаются сильные судороги, переходящие в параличи. Смерть наступает через 5—15 мин от паралича дыхательного центра и сердечной мышцы.
При одинаковых токсодозах ОВ признаки поражения быстрее всего (через 1 мин и даже раньше) появляются при ингаляции, несколько медленнее (через несколько минут) при попадании в организм через желудочно-кишечный тракт и наиболее медленно (через 15—20 мин и позже) — через кожу. На месте попадания на кожу жидкого ОВ отмечаются мелкие мышечные подергивания.
Вещество GВ обладает кумулятивными свойствами, то есть действие нескольких небольших доз его, поступающих с интервалом до суток, суммируется и может вызвать тяжелые или смертельные отравления.
Промышленное производство
Действие фосгена на диизопропиловый эфир метилфосфоновой кислоты с последующим замещением хлора на фтор с помощью фтористого водорода или фторидов металлов.
В последнее время в США налажено производство бинарного зарина (GB-2), который образуется из двух основных компонент в процессе доставки, химического боеприпаса к цели: метилфторфосфоната и смеси изопропилового спирта с изопропиламином, в качестве катализатора используется g-окись алюминия. По своим физико-химическим и токсическим свойствам бинарный зарин не значительно отличается от унитарного.
Средства применения
Зарин предназначается главным образом для заражения воздуха. При этом способе применения происходит и некоторое заражение местности, вооружения и снаряжения. Средствами боевого применения зарина являются: авиационные бомбы и кассеты, боевые части ракет, снаряды ствольной и реактивной артиллерии.
Для боевого применения бинарного зарина предназначены артиллерийские снаряды 155-мм калибра.
Признаки поражения
При ингаляционном поражении в легкой степени наблюдаются ухудшение зрения, сужение зрачков глаз (миоз), затруднение дыхания, чувство тяжести в груди (загрудинный эффект), усиливается выделение слюны и слизи из носа. Эти явления сопровождаются сильными головными болями и могут сохраняться от 2 до 3 суток. При воздействии на организм смертельных концентраций ОВ возникают сильный миоз (Рис.2), удушье, обильное слюноотделение и потоотделение, появляются чувство страха, рвота и понос, судороги, которые могут продолжаться несколько часов, потеря сознания. Смерть наступает от паралича дыхания и сердца.
Рис.2. Миоз (сужение зрачков)
Первая помощь
Защита
При действиях подразделений на боевой технике в атмосфере, зараженной зарином, для защиты используются противогазы и общевойсковой комплексный защитный комплект. При действиях на зараженной местности в пешем порядке дополнительно надеваются защитные чулки. При длительном пребывании в районах с высоким содержанием паров зарина необходимо использовать противогаз и общевойсковой защитный комплект в виде комбинезона. Защита от зарина обеспечивается также использованием техники и убежищ герметизированного типа, оснащенных фильтровентиляционными установками. Пары зарина способны поглощаться обмундированием и после выхода из зараженной атмосферы испаряться, заражая воздух. Поэтому противогазы снимаются только после проведения специальной обработки обмундирования, снаряжения и контроля зараженности воздуха.
Индикация
Наличие нервно-паралитических ОВ в воздухе, на местности, вооружении и военной технике обнаруживается с помощью приборов химической разведки (индикаторная трубка с красным кольцом и точкой) и газосигнализаторов.
Ви-икс (VX)
Вещество VX — одно из основных отравляющих веществ смертельного действия, предназначенное для уничтожения живой силы противника. Считается, что в виде тонкодисперсного аэрозоля VX эффективно действует через органы дыхания. В виде грубодисперсного аэрозоля и капель VX действует через кожные покровы и одежду. В связи с этим VX в США рассматривается как отравляющее вещество, способное нанести поражение живой силе, защищенной противогазами. Вещество VX на длительное время заражает местность, вооружение, военную технику и открытые источники воды.
Веществом VX снаряжают табельные боеприпасы группы А. На вооружении армии США состоят 155-мм и 203,2-мм химические снаряды с неконтактными взрывателями, предназначенные для применения ствольной артиллерией, а также 155-мм химические снаряды для реактивных пусковых установок. Для заражения местности каплями и грубодисперсным аэрозолем предназначены химические фугасы, обеспечивающие разброс ОВ в радиусе около 10 м. На вооружении ВВС США состоят выливные авиационные приборы в снаряжении VX.
Боеприпасы кодируются тремя зелеными кольцами и маркируются надписью «VX GAS».
Химическое название VX – О-этиловый S-2-(N, N-диизопропил-амино) этиловый эфир метилфосфоновой кислоты. Химическая формула:
Краткие физические характеристики
Химически чистое вещество VX представляет собой бесцветную жидкость, напоминающую по своей подвижности глицерин. Технические продукты имеют окраску от желтой до темно-коричневой и по консистенции походят на моторные масла. Плотность VX 1,0083 г/см3 при температуре 25° С, плотность пара по воздуху 9,2. Вещество гигроскопично, ограниченно растворимо в воде (около 5% при температуре 20° С), но смешивается с органическими растворителями. Растворимость его в жирах выше, чем веществ GB и GD.
Вещество VX — высококипящее соединение, не перегоняющееся при атмосферном давлении. Расчетная точка кипения 298° С. Давление насыщенного пара при температуре 25° С 0,0007 мм рт. ст., благодаря чему при этой температуре создается максимальная концентрация пара 0,0105 мг/л. В связи с такой низкой летучестью наиболее вероятно применение VX в виде капель и аэрозоля, так как создать опасную концентрацию пара практически невозможно или возможно только в районах с очень жарким климатом. Высокая токсичность VХ и склонность к легкому образованию аэрозолей делают возможным заражение объектов на много дней и даже недель. Низкая температура замерзания VX (tпл минус 39° С) позволяет применять его в холодное время года.
Вещество VX легко проникает в пористые материалы, в ткани, растения, что затрудняет его дегазацию. В последующем возможна его обратная диффузия из пор и опасное вторичное заражение поверхностей. Даже в сильнощелочной среде гидролиз VX идет очень медленно (в 80—600 раз медленнее, чем зарина). Для дегазации VX используются сильные окислители (хлорирующие и окисляющие агенты).
Токсикологические характеристики
Токсикологическое действие аналогично действию зарина. Хотя летучесть VX невелика, есть большая вероятность попадания его вместе с пылью в приземный слой атмосферы. Пропитанная VX пыль способна вызывать поражения при попадании на конъюнктиву глаз, в органы дыхания и на открытые участки кожи. Наиболее вероятными путями проникновения VX в организм человека являются органы дыхания, кожные покровы и желудочно-кишечный тракт. По токсичности VX превосходит зарин при действии через органы дыхания в 3—10 раз (токсичность при ингаляции LCt50=0,01 мг×мин/л), а при попадании через кожу в 200—250 раз (кожно-резорбтивная токсодоза LD50= 0,1 мг/кг).
Промышленное производство
Фосфорилирование диалкиламиноэтилмеркаптанов хлорангидридами эфиров метилфосфоновой кислоты в присутствии акцепторов хлористого водорода.
Средства применения
Основным боевым состоянием для ОВ типа VХ являются капли или крупнодисперсные аэрозоли. Средствами боевого применения ОВ типа VX являются авиационные бомбы, выливные авиационные приборы, мины, фугасы, боевые части бакового типа тактических и оперативно-тактических ракет, снаряды ствольной артиллерии.
В последнее время в США налажено производство бинарного ОВ типа VX (VХ-2). Для боевого применения бинарного ОВ типа VX предназначены авиационные бомбы «Бигай» и артиллерийские снаряды калибра 203,2 мм.
Признаки поражения
Нервно-паралитические ОВ способны поражать человека при любом способе поступления в организм.
При ингаляционном поражении в легкой степени наблюдаются ухудшение зрения, сужение зрачков глаз (миоз), затруднение дыхания, чувство тяжести в груди (загрудинный эффект), усиливается выделение слюны и слизи из носа. Эти явления сопровождаются сильными головными болями и могут сохраняться от 2 до 3 суток. При воздействии на организм смертельных концентраций ОВ возникают сильный миоз, удушье, обильное слюноотделение и потоотделение, появляются чувство страха, рвота и понос, судороги, которые могут продолжаться несколько часов, потеря сознания. Смерть наступает от паралича дыхания и сердца.
При действии через кожу картина поражения в основном аналогична ингаляционной. Отличие в том, что симптомы проявляются через некоторое время (от нескольких минут до нескольких часов). При этом появляется мышечное подергивание в месте попадания ОВ, затем судороги, мышечная слабость и паралич.
Первая помощь
Пораженному необходимо надеть противогаз (при попадании аэрозоля или капельножидкого ОВ на кожу лица противогаз надевается только после обработки лица жидкостью из ИПП). Ввести антидот с помощью шприц-тюбика с красным колпачком из индивидуальной аптечки и удалить пораженного из зараженной атмосферы. Если в течение 10 мин судороги не сняты, антидот ввести повторно. В случае остановки дыхания произвести искусственное дыхание. При попадании ОВ на тело, немедленно обработать зараженные места с помощью ИПП. При попадании ОВ в желудок необходимо вызвать рвоту, по возможности промыть желудок 1 % раствором питьевой соды или чистой водой, пораженные глаза промыть 2% раствором питьевой соды или чистой водой. Пораженный личный состав доставляется на медицинский пункт.
Защита
Для защиты от VХ используются противогаз и защитный комплект, а также вооружение и военная техника, убежища, оборудованные фильтровентиляционными установками.
Индикация
Наличие нервно-паралитических ОВ в воздухе, на местности, вооружении и военной технике обнаруживается с помощью приборов химической разведки (индикаторная трубка с красным кольцом и точкой) и газосигнализаторов. Для обнаружения аэрозолей VХ служит индикаторная пленка АП-1.
В детстве я был уверен, что мир уже пережил ядерную войну. Почему? Потому что во многих местах видел на стенах плакаты по гражданской обороне. Плакаты поражали. Вот взрывается в воздухе атомная (а хуже того, водородная) бомба, и от яркого шара вспышки разлетается в разные стороны поражающее излучение. А на земле – страх и ужас. В эпицентре – просто ничего, даже развалин домов не наблюдается. А дальше кругами расходятся зоны поражения. В последней из них – сидят под землей люди в противогазах, спасают кого-то из разрушенных домов и эвакуируют в безопасное место.
В детстве веришь всему, что написано и нарисовано. Отсюда вывод – уже была атомная война, раз художники знают, как это нарисовать.
Были еще плакаты, ужасавшие не меньше. Плакаты про бактериологическое и химическое оружие. Благодаря последним запомнились звонкие названия отравляющих газов: фосген, табун, зоман, зарин.
Чем обусловлено поражающее действие зарина?
Если фосген был газом удушающим, то три последних, включая зарин, принадлежали к газам нервно-паралитического действия.
Что сие значит? Сие значит, что зарин взаимодействует с одним из ферментов, который участвует в процессе передаче нервных сигналов через цепь нервных клеток, нейронов. Этот фермент выделяется в конце передачи нервного сигнала от одного нейрона к другому и как бы «подчищает» те ферменты, которые способствовали передаче импульса. Получается, что нервные клетки работают, как кнопочные выключатели. При нажатии на кнопку электрическая цепь замыкается. При отпускании кнопки цепь размыкается, ток не идет.
Однако, после взаимодействия названного фермента с зарином, он перестает работать, и ферменты, способствующие передаче нервного импульса, остаются на прежнем месте. Кнопка как бы «западает», и ток продолжает идти по нервам. В результате те органы, к которым направляются нервные сигналы постоянно находятся в возбужденном состоянии. Такое гиперактивное состояние быстро истощает органы или мышечные ткани, и их работа прекращается.
Первые признаки отравления
Поэтому первые признаки воздействия на человека нервно-паралитического боевого отравляющего вещества (в том числе, зарина) связаны с повышением тонуса различных мышц и органов. Сужаются зрачки, возникает чувство, словно бы дыхание перекрывается. Начинаются выделения из носа и усиленное слюноотделение, появляется тошнота. Спустя еще несколько минут у жертвы полностью теряется контроль над всеми функциями организма. Можно сказать, организм «идет вразнос». Рвота, конвульсии, судорожные спазмы и, наконец, остановка сердца. Правда, жизнерадостная картинка? Если за несколько минут в организм не вводится противоядие, жертве никакой бог не поможет.
Почему он так называется?
Красивое название «зарин» («sarin») – сокращение фамилий его изобретателей, немецких химиков Шредера (S chrader), Амброса (A mbros), Риттера (R itter) и фон дер Линде (von der Lin de). В 1938 году двое первых из них, сотрудники компании IG Farben работали в городе Вуппертале над совершенствованием инсектицидов (средств для борьбы с насекомыми). В ходе работы они получили светлую легкую жидкость без цвета и запаха. Формула этого вещества была передана в Вермахт, в отдел химического оружия. Проведя испытания, армейские химики (двое последних в вышеприведенном списке) так сказать, «дали добро», и армия заказала химической промышленности производство этого славного вещества. Зарин производили и начиняли им снаряды.
Применяли ли зарин во Вторую мировую войну?
Но до боевого применения отравляющих веществ не дошло. Гитлер, будучи на фронте во время Первой мировой войны, сам попал в газовую атаку. Ясно, что из-за этого к применению боевых отравляющих веществ он относился очень отрицательно. Кроме того, он не без основания опасался, что советская армия и союзники тоже могут начать газовую войну, или же применить несимметричные средства, например, термитные снаряды. Достаточно надежных средств защиты от боевых отравляющих веществ у Германии не было. Поэтому в годы Второй мировой войны на европейском фронте отравляющие вещества не применялись.
А после?
После Второй мировой войны зарин производился военной химической промышленностью и в США, и в СССР. В 1953 году зарином был отравлен 20-летний инженер британских военно-воздушных сил Рональд Мэддисон. На нем испытывали действие зарина, не сообщая ему правды, а говоря, что он принимает участие в испытании лекарства от насморка. В 1953 году смерть Мэддисона приписали «несчастному случаю», но в 2004 году суд решил, что он стал жертвой бесчеловечного эксперимента по испытанию нервно-паралитического отравляющего вещества.
В 1980 – 1988 годах Ирак использовал зарин в своей войне против соседнего Ирана и при подавлении на севере страны. Надо сказать, что ни американцы, ни тем более, курды этот «подвиг» Саддаму Хусейну не простили.
В марте 1995 года японская религиозная секта «Аум Синрикё» распылила зарин в Токийском метро. В результате этой газовой атаки погибло 12 человек, 54 были тяжело отравлены.
Похоже, что отравляющие вещества, в том числе, и зарин сейчас применяется в военных действиях в Сирии.
Надо сказать, что именем изобретателя названо и другое отравляющее вещество, люизит. Это боевое отравляющее вещество кожно-нарывного действия, назвали по фамилии американского химика Уинфорда Ли Льюиса (Winford Lee Lewis 1879–1943) .
Зарин – отравляющее химическое вещество, о котором многие помнят с уроков ОБЖ. Этот эфир был классифицирован как оружие массового поражения в 1991 году, хотя применяться стал намного ранее. Зарин, как и многие другие боевые отравляющие вещества, входит в группу нервно-паралитических смесей, вызывающих тяжкие симптомы вплоть до летального исхода.
История открытия и применения
В 1938 году ученые одной из немецких химических компаний при разработке очередного инсектицида получили необычное вещество, способное нарушать работу ЦНС человека. Смесь получила кодовый номер 146 и была направлена в военную отрасль. Так, стало выпускаться химическое оружие на основе изопропилового метилфторфосфата (это полное название вещества, которое вполне объясняет природу его происхождения).
Это интересно: Свое упрощенное название зарин получил по первым буками четверых разработчиков: Schrader, Ambros, Ritter and Van der Linde. Из последней фамилии были взяты вторая и третья буквы для получения окончания –in.
Несмотря на близость даты изобретения зарина ко Второй мировой войне, Германия не использовала его в боевых действиях. Причиной тому стал приказ Адольфа Гитлера, который негативно относился к разного рода отравляющим газам (известно, что немецкий фюрер серьезно повредил из-за них зрение во время участия в Первой мировой войне).
К тому времени, как окончилась Вторая мировая, боевые отравляющие вещества на основе зарина уже распространились по миру. Великобритания, СССР и США тоже взяли его на вооружение, но случаев применения вещества зафиксировано не было.
Первые пострадавшие от зарина
В 1953 г. факт испытания зарина на человеке приобрел общественный резонанс, потому что испытуемый умер во время эксперимента. Дело было сфабриковано и в суде представлено как несчастный случай, но в узких кругах знали, что причиной смертельного отравления стало именно воздействие зарина.
В широких масштабах зарин начал применяться Ираком во время войны с Ираном. Массовая газовая атака весной 1988 года унесла жизни около 7000 человек, среди которых почти 90% были мирными жителями.
При атаке использовались самые разные боевые отравляющие вещества, в числе которых был и зарин. Люди не успевали почувствовать на себе никаких симптомов и умирали почти моментально, потому что газы стелились по земле, и их концентрация была очень высокой.
Воздействие зарина на человека
При нормальных условиях зарин – жидкое вещество, которое легко испаряется и не имеет запаха. Из-за последнего свойства зарин невозможно учуять в воздухе, поэтому отравление можно определить только с появлением симптомов. Минимальная концентрация, которая вызывает признаки отравления, составляет всего 0,0005 мг на кубический дециметр воздуха. Если зарина в 150 раз больше (0,075 мг), то смерть наступает при нахождении человека в зоне заражения в течение одной минуты.
Зарин может оказывать отравляющее действие и в жидком виде. Критичная доза составляет 24 мг на 1 кг веса человека при попадании вещества на кожу. Если же зарин попал в ротовую полость, то достаточно 0,14 мг на 1 кг веса, чтобы человек испытал симптомы, трудно совместимые с жизнью.
Это интересно: Температура затвердевания зарина равняется -57 °С. Это свойство позволяет использовать вещество в целях массового поражения даже зимой и в зонах с холодным климатом.
Почти все боевые отравляющие вещества направлены на то, чтобы поражать нервную систему человека. Характерной физиологической особенностью зарина является его способность связывать многие ферменты. В частности, страдает особый белок холинэстераза, который под воздействием зарина изменяет свою модификацию и больше не может выполнять основную функцию – поддержку работы нервных волокон.
Симптомы отравления
От отравления зарином не застрахован никто. Потому что неизвестно кто, когда и с какой целью решит массово применить СДЯВ (сильнодействующие ядовитые вещества). Отравление происходит и при вдыхании пара, и в результате всасывания через кожу, и через употребление внутрь зараженной воды или пищи.
Легкая степень
Симптомы при отравлении небольшим количеством зарина или при низкой концентрации вещества в воздухе сложно отличить от признаков интоксикации другими отравляющими газами. Это одышка, боль в груди, общая слабость, затуманенность сознания.
Средняя степень
Признаки поражения зарином при более высоких его концентрациях выражены более ярко. Наиболее явный симптом – сужение зрачка. Он превращается в черную точку; глаза при этом очень болят, текут слезы. Присутствует и головная боль.
Постепенно у отравившегося нарастает чувство страха, появляется холодный пот, а гортань схватывает спазм. Это ведет к сильной одышке, приступам астмы, а также к тошноте и рвоте. Сердце тоже реагирует на все эти изменения: частота его сокращений увеличивается, начинаются мышечные подергивания, переходящие в тремор. Не исключено и недержание мочи и кала.
Внимание! Вероятность летального исхода при отравлении зарином средней степени тяжести составляет 50%. Но при несвоевременном оказании помощи риск увеличивается почти до 100%.
Тяжелая степень
Наступает при попадании в организм большого количества зарина в критической концентрации. Симптомы те же, что и при отравлении средней степени, но проявляются они очень быстро и тяжело. Боль в глазах и в голове становится мучительно невыносимой. Открывается рвота, отделение мочи и кала. Через 1-2 минуты пострадавший теряет сознание. При этом его тело сотрясают судороги, переходящие в параличи. Через 5-10 минут парализуется дыхательный центр, и человек умирает.
Как помочь отравившемуся зарином
Первая помощь и дальнейшее лечение будет эффективно только при легком и среднем отравлении. Тяжелая степень – это стопроцентный летальный исход, потому что все происходит очень стремительно.
При выявлении признаков отравления зарином, следует произвести действия в определенном алгоритме.
- Вывести пострадавшего из очага поражения либо снабдить его индивидуальными средствами защиты (противогаз, специальный костюм). Перед тем, как надеть все это, следует избавиться от зараженной одежды и умыть лицо жидкостью из индивидуального противохимического пакета либо раствором чайной соды.
- Сделать отравившемуся укол антидота в мышцу. Антидотом при отравлении зарином служат холинолитические средства, например, атропин. Вводят раствор 0,1%: 2 кубика при легкой степени отравления и 4 кубика при средней. Атропин следует вводить каждые 10 минут, пока не наступит улучшение (зрачки должны расшириться, судороги пропасть, боль уменьшиться).
- Далее проводится лечение дополнительными препаратами, среди которых пралдоксим, дипироксим, токсогонин, диазепам и др. Они остановят судорожные припадки и восстановят активность холинэстеразы.
Возможные последствия
Даже если помощь оказана своевременно, и лечение проведено качественно, последствия воздействия отравления зарином все равно сказываются на организме. Если это легкая степень, то человек теряет работоспособность минимум на 5 суток. Затем следует недельный период восстановления, когда организм начинает избавляться от болей и восстанавливаться. При отравлении зарином средней степени тяжести пострадавший не может работать и адекватно воспринимать окружающий мир 2 недели. Плюс 4 недели на реабилитацию.
