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.
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.
— органическое соединение, изопропиловый эфир метилфлуорофосфоновои кислоты CH 3 P (O) (F) OCH (CH 3) 2. При обычных условиях представляет собой бесцветную жидкость без вкуса и запаха, чрезвычайно токсичным. В военных целях применяется как боевое отравляющее вещество нервно-паралитического действия.
Имеет военные обозначения: GB (США), трилон 46, T46, трилон 144, T144 (Германия). На боеприпасах кодируется тремя зелеными кольцами.
История
Впервые вещество GB синтезировали в 1939 году в лаборатории немецкого химика Герхарда Шрадера под шифром «зарин». Это название связывают с комбинацией первых букв в фамилиях сотрудников IG Farbenindustrie Г. Шрадера, А. Амброса и управления вооружений Сухопутных войск Ф. Риттера (нем. S chrader, A mbros, R itter).
В 1993 году, в результате подписания Конвенции о химическом оружии, использование зарина в качестве химического оружия было запрещено. Его включили в список 1, который регламентирует производство и оборот опасных веществ.
Физические свойства
Зарин представляет собой бесцветную, прозрачную жидкость без запаха и вкуса. Он смешивается с водой и органическими растворителями во всех соотношениях. При нагревании до температуры кипения частично разлагается, поэтому его перегоняют в вакууме. Есть более устойчивым к кратковременному повышению температур, чем табун.
Газообразный и жидкий зарин легко сорбируется пористыми материалами (древесиной, бетоном, кирпичом, тканью), не превышает окрашенными поверхностями и резиной.
Летучесть зарина составляет 4100 мг / м³ (0 ° C), 16091 мг / м³ (20 ° C), 22000 мг / м³ (25 ° C), 29800 мг / м³ (30 ° C).
Получение
Методы синтеза зарина отличаются в зависимости от используемой фосфорсодержащих сырья. Так, используется дихлороангидрид, дифлуороангидрид метилфосфоновои кислоты и их смесь, а также диизопропиловый эфир метилфосфоновои кислоты. Все приведенные соединения можно получить из хлорида фосфора (III).
Для синтеза дихлороангидриду метилфосфоновои кислоты в качестве промежуточных веществ получают фосфиты (фосфонаты). Так, для получения диметилфосфиту достаточно смешать хлорид фосфора (III) с безводным метанолом при температуре 0-20 ° C:
Полученный диметилфосфит под действием агентов хлорирования (SOCl 2, COCl 2, PCl 5) переводят в дихлороангидрид метилфосфоновои кислоты, а затем, после обработки безводным фтороводорода, — в дифлуороангидрид (образуется эквимолярных смесь хлороформ и флуоропохиднои):
Известен также синтез дихлороангидриду без стадии образования фосфонатов — взаимодействие трихлорида фосфора с хлорометан и хлоридом алюминия в органическом растворителе. Образовавшуюся комплексное соединение разлагают при воздействии охлажденной воды, а лучше концентрированной соляной кислоты при -30 ° C и выделяют из раствора дихлороангидрид:
Данный способ лег в основу реакции Киннер — Перрена и стал основой для синтеза многих фосфорорганических соединений.
Для получения зарина проводят вземодию дифлуорангидриду с изопропанолом. Имеющийся в реакционной смеси дихлороангидрид так же реагирует с образованием зарина. Выход конечного продукта составляет около 85%:
Химические свойства
Зарин гидролизуется с образованием изопропилового эфира метилфосфоновои кислоты и фтороводорода:
Скорость гидролиза зависит от pH среды. Так, по pH 1,8 период напивгидролизу составляет 7,5 часов, 5:00 по pH 9. При концентрации раствора менее 14 мг / л период пивгидролизу составляет 54 часа. При температурах, превышающих 25 ° C, гидролиз способен самопришвидшуеться через каталитическую действие его продуктов. Это объясняется диссоциацией изопропилового эфира, полученного в ходе гидролиза, с образованием ионов H +, которые могут образовывать водородные связи с атомами фтора, ослабляя их взаимодействие с атомом фосфора и способствуя разрыва связи FP с последующим гидролизом. Добавление раствора зарина любых кислот ведет к увеличению скорости гидролиза.
Растворы щелочей влияют на ход гидролиза еще больше, чем кислоты, поскольку гидроксид-ион имеет большую нуклеофильность сравнению с недиссоциированных молекулой воды:
Таким образом растворы кислот и щелочей можно применять для нейтрализации зарина.
Водные растворы аммиака и аминов действуют на зарин почти аналогично щелочей. Феноляты и алкоголяты дегазируют зарин очень легко (даже в сухом состоянии).
При нагревании зарина выше 100 ° C он начинает разлагаться и вблизи точки кипения разлагается почти полностью. Основными продуктами, образующимися в результате пиролиза, является пропен и флуороангдрид метилфосфоновои кислоты. В зависимости от условий проведения пиролиза могут также образовываться 2-флуоропропан, олигомер метилфосфонового ангидрида CH 3 PO (O) и некоторые продукты дальнейшего распада.
Токсичность
Зарин у 4-5 раз ядовитее табун. Отравлением может быть вызвано вдыханием паров, проникновением сквозь кожу (особенно из-за ранения). Зарин легко проникает в организм через слизистую оболочку глаз и дыхательных путей. Также он легко поглощается предметами окружающей среды, кирпичом, тканью и в дальнейшем может вызвать отравление. Это увеличивает риск отравления людей, покинули зону поражения, но не избавились загрязненного зарином одежды, личных вещей и тому подобное. При благоприятных погодных условиях зарин может находиться в местности в виде жидкости до 5 суток, его пара является эффективной в течение 20 часов. В зимнее время устойчивость зарин уменьшается до двух суток.
По концентраций 0,0002-0,002 мг / л и при его действия в течение 2 минут наступает легкое отравление, которое, тем не менее, ведет к потере трудоспособности на 4-5 суток и сопровождается сужением зрачков, потливость, затрудненным дыханием, увеличением слюноотделение. Действия зарина такой же концентрации в течение 15 минут может стать летальной. Тяжелые отравления случаются по концентраций 0,005-0,01 мг / л и действия в течение 5 минут, они вызывают миоз, судороги, головокружение, повышенное слюноотделение, а также могут привести к смерти. При воздействии в течение 2-5 минут зарина с концентрацией 0,02-0,05 мг / л человек умирает от остановки сердца уже за 15-20 минут.
Защита
Эффективной защитой от зарина является фильтрующий противогаз. Во избежание сорбции зарина на одежде необходимо использовать защитные костюмы. При попадании зарина на кожу или одежду следует как можно скорее нейтрализовать его, используя индивидуальные противохимические пакеты.
В случае появления симптомов отравления зарином необходимо сразу ввести подкожно или внутримышечно растворы атропина, Афины или будаксиму. Введен не позднее, чем через 10 минут после поражения, средство способен нейтрализовать летальную дозу. При необходимости можно провести искусственное дыхание.
Для обеззараживания предметов, помещений и одежды пригодны водные растворы щелочей, аммиака, перекиси водорода, а также раствор гидроксиламина в слабощелочной среде.
Видео по теме
В чистом виде - без запаха.
Зари́н - изопропиловый эфир метилфторфосфоновой кислоты, жидкость без цвета и запаха; смешивается во всех отношениях с водой и органическими растворителями.
История
Открытие
После Второй мировой войны
Демонстрационная боеголовка американской ракеты Honest John, видны контейнеры M139 с зарином (фотография приблизительно 1960-х годов)
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 и изопропиламина. При этом изопропиламин связывает фтороводород , образующийся при химической реакции.
Продление срока жизни зарина
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:
| Локализация воздействия | Признаки и симптомы | |
| Местное действие | ||
| Мускариночувствительные системы | ||
| 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 | |
| Никотиночувствительные системы | ||
| 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 ; эмоциональная лабильность ; чрезмерная сонливость; бессонница ; ночные кошмары ; головная боль ; тремор ; апатия ; абстиненция и депрессия ; 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.)
Зарин — изопропиловый эфир фторангидрида метилфосфоновой кислоты — отравляющее вещество нервно-паралитического действия ; бесцветная, подвижная жидкость.
При попадании на кожу человека, обмундирование, обувь и другие пористые материалы зарин быстро в них впитывается. В чистом виде зарин практически не имеет запаха, поэтому при высоких его концентрациях, легко создаваемых в полевых условиях, внутри организма может быстро и незаметно накопиться смертельная доза .
Зарин применяется для поражения путем заражения приземного слоя воздуха нанесением коротких огневых налетов артиллерией, ударами ракет и тактической авиации. Основное боевое состояние — пар. Пары зарина при средних метеорологических условиях могут распространяться по ветру до 20 километров от места применения. Стойкость зарина летом может достигать нескольких часов, зимой — до двух суток.
Средствами защиты от зарина служат противогаз, а также антидоты, в частности, атропин.
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.
Первые признаки поражения зарином наблюдаются при концентрациях около 0,0005 мг/л через минуту (сужение зрачков глаз, затруднение дыхания). Смертельная концентрация в воздухе 0.07 мг/л при экспозиции одна минута. Смертельная концентрация при резорбции через кожу — 0.12 мг/л.
При малых концентрациях зарина в воздухе, если не применялись противогазы, у пораженных наблюдаются сильный насморк, тяжесть в груди, а также сужение зрачков, в результате чего ухудшается зрение. Эти симптомы иногда проявляются слабо. При вдыхании большой дозы зарина симптомы поражения наступают очень быстро, они проявляются в виде тяжелой одышки, тошноты и рвоты, сильной головной боли, потери сознания и судорог, приводящих к смерти.
В случае попадания через кожные покровы характер его поражающего действия будет таким же, как и при попадании через органы дыхания. Однако поражение организма при попадании зарина через кожу будет происходить несколько медленнее.
В 1993 году в Париже государствами — участниками ООН была открыта для подписания 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.
