Зарин

Содержание

Клинические симптомы отравления

Первые признаки поражения, характерные для отравления зарином, практически не отличаются от интоксикации любым другим газом.

Симптомы поражения организма:

• Недостаточное поступление воздуха;
• Синюшный цвет кожи и слизистых;
• Носовые выделения;
• Тяжесть в грудном отделе организма;
• Невнятная речь, нервное беспокойство;
• Напряженность шейных вен;
• Пелена и боль в глазах;
• Нарушение стула;
• Спастическая боль в животе;
• Головокружение;
• Рвотные позывы;
• Сильное отделение слюны;
• Дрожь в мышцах, конвульсии;
• Остановка дыхания и сердца;
• Смертельный исход.

На начальных стадиях поражения ядом наблюдается учащение частоты сердечных сокращений и повышение кровяного давления. Позже сердцебиение замедляется, а давление снижается.

Как действуют нервно-паралитические газы на организм человека

Агенты G и V-серий, являющиеся нервно-паралитическими отравляющими веществами, нарушают передачу нервных импульсов в организме человека. Основным механизмом, приводящим к отравлению и смерти при воздействии газов, является ингибирование фермента ацетилхолинэстеразы. Он участвует в гидролизе ацетилхолина, необходимом для прекращения воздействия ацетилхолина на рецепторы, вызывающие возбуждение (холинорецепторы). В результате прекращения гидролиза в организме образуется избыток ацетилхолина.

Он непрерывно действует на рецепторы, приводя в возбуждение нервную систему, гладкие мышцы, дыхательные и другие органы человека. Избыточное возбуждение через некоторое время приводит к параличу органов и систем. Органофосфаты способны и непосредственно воздействовать на холинорецепторы. Принцип действия в том, что влияние ацетилхолина усиливается непосредственным воздействием на рецепторы.

Симптомы отравления в зависимости от степени тяжести:

• Лёгкая: расстройство зрения (сильное сужение зрачка), нарушение дыхания (одышка), иногда – учащение пульса и повышение давления. Если поражён желудочно-кишечный тракт, возникают тошнота и спазм кишечника.
• Средняя: бронхоспазм, проявляющийся приступами удушья, резкое сужение зрачков, чувство тревоги и раздражительность, нарушение восприятия окружающей действительности. Влияние на работу желёз проявляется в обильном слюноотделении, потоотделении, возникает рвота, понос, повышается артериальное давление.
• Тяжёлая: судороги, пена изо рта, непроизвольное выделение мочи и кала. Артериальное давление понижается, в терминальной стадии наблюдается кома. Смерть наступает от удушья при параличе дыхательных мышц или от остановки сердца.

Забытые герои. Русский Рэмбо Анатолий Лебедь

Какие отрасли промышленности развиты в Японии?

VX в культуре

• В сериале «Spooks» (пятая серия второго сезона) фигурирует теракт с применением VX на лондонской площади Parliament Square.
• В фильме «Саранча» газ VX использовали для борьбы с новым видом саранчи, устойчивым к другим ядам.
• В пятом сезоне сериала «24 часа» ряд террористических атак был проведен с применением VX.
• В третьем сезоне сериала «Lost» («Остаться в живых») со станции Буря этим газом были убиты все сотрудники Dharma Initiative.
• В 12 серии четвёртого сезона сериала «Морские дьяволы» группа «Тайфун» расследовала заражение этим веществом заповедного озера.
• В фильме «Скала » ракеты с газом VX были захвачены группой военных для террора Сан-Франциско. Газ VX показан в виде яркозеленого маслянистого вещества в стеклянных шариках, в отличие от реального, газ в фильме обладает также кожнонарывным действием.

характеристики

Чистый зарин — это бесцветная, относительно летучая жидкость почти без запаха. Его можно смешивать с водой в любых пропорциях. В воде зарин разлагается в зависимости от значения рН : при рН 7, период полураспада от гидролиза в сложном эфире примерно от 100 до 150 часов; В кислом растворе такое же количество разлагается за два часа, в щелочном растворе за один час. Технический зарин иногда может иметь цвет от желтоватого до коричневатого из-за примесей и иметь слегка фруктовый запах. Однако в очень чистом виде он почти не имеет запаха. В зависимости от чистоты запах описывается как типичный слабый «запах сложного эфира», который должен напоминать сильно разбавленный этилацетат. В серии испытаний запах можно было почувствовать при концентрации в диапазоне около 1,5 мг / м 3 , хотя испытуемые не могли определить запах в этой концентрации. Испытуемые также заявили, что распознавание запаха маловероятно. Для сравнения: считается, что зоман имеет более сильный запах при той же концентрации, который индивидуально описывался как камфорный, затхлый и тусклый, пряный или даже фруктовый.

Ссылки

См. также

Физиологическое действие[править]

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). Смертельная 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 действияправить

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 ацетилхолинэстеразой (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 картинаправить

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:

Действие на человека

Каким бы способом ни попал зарин внутрь — исход один, острое отравление, нередко заканчивающееся смертью. Поэтому в ряде стран действует запрет на его применение в военных целях.

Существуют три основных способа проникновения зарина в организм:

• ингаляционный при вдыхании паров;
• через пищеварительную систему во время употребления заражённой еды или воды;
• контактный — при соприкосновении газа или жидкости с кожей.

Частый путь проникновения зарина — через рот, при этом человек сам может выпить жидкость или съесть заражённые овощи, или употребить в пищу мясо животных, в организм которых попал яд.

Как действует зарин на человека? При попадании его внутрь в организме происходит цепь необратимых реакций.

нервный импульс

1. Основная точка приложения — нервная система. Зарин постоянно стимулирует работу нейронов (нервное волокно) — как двигательных, так и вегетативных. В норме, для торможения этих процессов, наш организм вырабатывает специальное химическое вещество. Но зарин блокирует его выделение. В результате импульс поступает беспрерывно, что приводит к возбуждению и постепенному истощению нервной системы.
2. Так как нервные волокна содержатся в каждом органе — постепенно изменения касаются всего организма. Первые признаки поражения зарином зачастую проявляются в системе дыхания.
3. Нарушается работа органов пищеварения и мочевыделительной системы.
4. Сердце останавливается в результате изменения кислотно-щелочного равновесия в организме и постоянной стимуляции нервной системы.

Зарин преобразуется до конечных продуктов в печени, но, полученные в результате её работы вещества, тоже обладают выраженными токсическими свойствами, из-за чего со временем начинается вторая стадия поражения органов, при этом симптомы немного меняются.

Смертельная доза зарина при попадании его в организм через кожу составляет примерно 0,25 мг/кг веса человека, а если отравление произошло через рот, то потребуется вполовину меньше яда.

Степени отравления

Воздействие на человека зарином в виде газа или жидкости проявляется по-разному. Это зависит не только от способа проникновения яда, но и от количества поступившего вещества. По степени проявлений отравление зарином делится на лёгкое, среднее и тяжёлое.

1. Лёгкое отравление чаще наблюдается при попадании яда на кожу. Характерно недомогание, слабость, тошнота, рвота. Возбуждение нервной системы с последующим торможением её работы. Возникают боли в животе, повышается артериальное давление, учащается мочеиспускание.
2. Отравление зарином средней степени тяжести протекает немного по-другому. Здесь уже, кроме лёгких общих симптомов, наблюдаются более выраженные признаки поражения нервной системы и бронхоспазм. Проявляется это в виде галлюцинаций, нарушении ориентации в пространстве и координации движений, появляется пугливость и ухудшается зрение. Судорог при таком отравлении зарином может не быть, но изменения касаются отдельных групп мышц. Заметны подёргивания языка, век, лица, голеней и грудной клетки. Дыхание становится шумным, вдох затруднён, а при осмотре пострадавшего прослушиваются многочисленные хрипы.
3. Тяжёлое отравление зарином проявляется в первую очередь изменениями центральной нервной системы — судороги и нарушение сознания, потливостью и избыточным выделением слюны, ухудшением работы пищеварения и дыхания. У пострадавших от действия зарина наблюдаются перепады давления, потеря сознания, повышается температура тела, происходит непроизвольное мочеиспускание.

Из-за выраженного влияния на организм, возможна и четвёртая степень отравления зарином — крайне тяжёлая. В этом случае возбуждение нервной системы сразу сменяется параличом и комой.

Что такое зарин

Родина зарина — Германия. Кто именно и как изобрёл зарин? В 1938 году в городе Вуппертале немецкий химик Герхард Шрадер вместе с группой других учёных пытался создать очередной более эффективный по сравнению с предыдущими пестицид, но в итоге был произведён на свет зарин. Затем химики начали более подробно изучать его свойства и в результате выяснили, что полученное вещество негативно влияет на живые существа, а именно обладает нервно-паралитическим действием.

Название зарина произошло от фамилий тех учёных, которые исследовали действие этого химического вещества. Спустя полгода оно было передано в вермахт — вооружённые силы нацистской Германии для разработки химического оружия против Красной армии. Всего в военное и последующее время в Германии было изготовлено несколько тонн этого отравляющего вещества.

Но не только в Европе применяли зарин. СССР, США, Саудовская Аравия и Иран — все войны середины и конца XX века проходили с его использованием, что и послужило предпосылкой заключить в 1993 году в Париже мирное соглашение или конвенцию о запрете применения химического оружия.

Химические и физические свойства

Химическая формула зарина — C₄H₁₀FO₂P. Это сложное органическое соединение, содержащее фтор и фосфор, которое может быть в различных состояниях — в виде жидкости или газа. Зарин нестоек в окружающей среде — в тёплое время года разлагается в течение нескольких часов.

Чем пахнет зарин? Его запах зависят от того состояния, в котором яд находится. При обычной комнатной температуре в жидком виде он слабо пахнет цветущими яблонями. А вот газ не имеет ни вкуса, ни запаха и в этом заключается его опасность, так как обнаружить его в окружающей среде практически не представляется возможным.

Зарин легко смешивается с водой и другими органическими растворителями и в таком виде его токсичность увеличивается в несколько раз. Но каким бы способом яд ни попал в организм — он быстро всасывается, при этом первый и главный удар приходится на нервную систему.

Какие химические свойства зарина? Это активное вещество, которое может реагировать с каждой группой химических соединений в том числе и находящихся в организме человека.

1. Зарин быстро насыщается не только водой, но и реагирует со щелочами.
2. Для его дегазации, то есть обезвреживания или удаления яда на поверхностях, используют аммиак и его производные — амины, которые быстро инактивируют зарин благодаря моментальной реакции взаимодействия.
3. С той же целью в химической промышленности применяют водный гидроксид натрия.
4. Две большие группы химических соединений — феноляты и алкоголяты — способны в сухом виде его обезвредить.

К характеристикам газа зарина относится не только его устойчивость в окружающей среде, он обладает и другими не менее важными качествами.

1. Его плотность в несколько раз превышает таковую воздуха — при окружающей температуре 20 ºC составляет 1,0943 г/см3.
2. В обычном состоянии это жидкость, но при определённых условиях зарин становится газом, что является важным фактором при отравлении.
3. Яд устойчив к воздействию высоких температур, только при 150 ºC начинается его разложение.

Свойства определяются химическим составом зарина. Как уже было отмечено, в нём содержится фтор, фосфор, кроме этого, метильные группы и кислород. В сочетании все эти элементы образуют стойкое активное вещество, способное нарушить работу клеток человека.

Синтез

В промышленности зарин получают несколькими путями, как правило, с участием изопропилового спирта.

1. Его смешивают с дихлорангидридом метилфосфоновой кислоты, а в качестве носителя фтора выступают фториды щелочных металлов.
2. Второй способ аналогичен первому, но фтор берётся из дифторангидрида метилфосфоновой кислоты.
3. Третий не менее значимый путь получения соединения — это двухстадийный с использованием фторида фосфора с безводным метанолом при температуре среды от 0 до 20 ºC, затем добавляют хлорсодержащие вещества и фтороводород.

Синтезировали эфир для сельскохозяйственных целей, чтобы обрабатывать культурные растения, избавляя их от вредителей и болезней, но в результате выяснили, что полученное вещество обладает ядовитыми свойствами.

Примечания

Стереохимия

( R ) -Зарин

( S ) -Зарин

Оптические изомеры зарина были получены из энантиомерно чистой натриевой соли O- изопропилметилфосфонтиоловой кислоты [MeP (O) (SNa) (O i Pr)] и пикрилфторида (2,4,6-тринитрофторбензола) в метилацетате ( ацетон является менее предпочтителен в качестве растворителя, так как здесь образуются небольшие количества диацетонового спирта, которые трудно отделить перегонкой). Оптически активный зарин нестабилен в чистом виде и полностью рацемизируется в течение 20 часов при комнатной температуре. Ионы фтора (например, в форме фторида аммония ) очень сильно катализируют рацемизацию. Быстрая рацемизация также происходит в водном буферном растворе (pH 4,5) . Напротив, разбавленные растворы зарина (0,1–0,14 моль / л) в сухом изопропаноле, ацетоне или метилацетате стабильны в течение нескольких недель.

Оптические изомеры сильно различаются по токсичности. Основным активным энантиомером является (-) — зарин, который примерно в два раза токсичнее, чем (±) — зарин, в то время как (+) — зарин быстро ферментативно разлагается зариназой. В таблице приведены токсикологические данные двух энантиомеров [( S ) -зарин и ( R ) -зарин] и рацемата [1: 1 смесь ( S ) -зарина и ( R ) -зарина] и для сравнения с ними соответствующих значения Табуна и VX при аналогичных условиях.

Токсичность зарина, табуна и VX у мышей после внутривенного введения:

Статьи

Особенности конструкции

Страницы

Главные преимущества

Видеоролики по теме

Ссылки

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 тяжёлого отравления эти 30 % защищённой холинэстеразы спонтанно реактивируются, и, если такой же феномен произойдёт в холинергических синапсах, пострадавший выздоровеет. (Повторное ингибирование фермента может произойти в том случае, если отравляющее вещество остаётся в организме и имеется в наличии для связывания с холинэстеразами после того, как пиридостигмин будет выведен).

Интересные факты[править | править код]

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:

CH3POCl2+CH3CH(OH)CH3+NaF→CH3P(=O)(F)OCH(CH3)2+NaCl+HCl,{\displaystyle \mathrm {CH_{3}POCl_{2}+CH_{3}CH(OH)CH_{3}+NaF\rightarrow CH_{3}P(\!=\!O)(F)OCH(CH_{3})_{2}+NaCl+HCl,} }

так и дифторангидрид метилфосфоновой кислоты:

CH3POF2+CH3CH(OH)CH3→CH3P(=O)(F)OCH(CH3)2+HF.{\displaystyle \mathrm {CH_{3}POF_{2}+CH_{3}CH(OH)CH_{3}\rightarrow CH_{3}P(\!=\!O)(F)OCH(CH_{3})_{2}+HF.} }

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.

Молекула зарина является хиральной, поскольку содержит четыре различных химических заместителя, объединённых атомом фосфора в тетраэдр.S_P-энантиомер (левовращающий изомер) более биологически активен, поскольку обладает бо́льшим сродством к ферменту ацетилхолинэстеразе.

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 дегазации 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. Летучесть составляет 11,3 мг/л при 20 °C, Относительная плотность пара в 4,86 раза выше плотности воздуха.

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

В 1950-е — 1960-е годы в США разрабатывались методы использования зарина и его аналогов как бинарного оружия. Зарин может использоваться как двухкомпонентное химическое оружие в виде двух его предшественников — метилфосфонилдифторида и смеси изопропилового спирта и изопропиламина.

Продление срока жизни зарина

Срок жизни унитарного (то есть, чистого) зарина может быть удлинён следующими известными способами:

• Увеличением чистоты предшественников и промежуточных продуктов синтеза, а также путём усовершенствования процесса производства.
• Добавлением стабилизатора, называемого трибутиламин. Позже он был заменён диизопропилкарбодиимидом (di-c-di), благодаря которому стало возможным хранение зарина в алюминиевых контейнерах.
• Разработкой 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.

Так, согласно данным ЦРУ, в Ираке в 1996 году пытались преодолеть проблему малого срока жизни зарина путём очищения прекурсоров синтеза, усовершенствования самого процесса производства, а также разработкой бинарного снаряда.

1 Ответ

Действие на человека

Каким бы способом ни попал зарин внутрь — исход один, острое отравление, нередко заканчивающееся смертью. Поэтому в ряде стран действует запрет на его применение в военных целях.

Существуют три основных способа проникновения зарина в организм:

• ингаляционный при вдыхании паров,
• через пищеварительную систему во время употребления заражённой еды или воды,
• контактный — при соприкосновении газа или жидкости с кожей.

Частый путь проникновения зарина — через рот, при этом человек сам может выпить жидкость или съесть заражённые овощи, или употребить в пищу мясо животных, в организм которых попал яд.

Как действует зарин на человека? При попадании его внутрь в организме происходит цепь необратимых реакций.

1. Основная точка приложения — нервная система. Зарин постоянно стимулирует работу нейронов (нервное волокно) — как двигательных, так и вегетативных. В норме, для торможения этих процессов, наш организм вырабатывает специальное химическое вещество. Но зарин блокирует его выделение. В результате импульс поступает беспрерывно, что приводит к возбуждению и постепенному истощению нервной системы.

2. Так как нервные волокна содержатся в каждом органе — постепенно изменения касаются всего организма. Первые признаки поражения зарином зачастую проявляются в системе дыхания.
3. Нарушается работа органов пищеварения и мочевыделительной системы.
4. Сердце останавливается в результате изменения кислотно-щелочного равновесия в организме и постоянной стимуляции нервной системы.

Зарин преобразуется до конечных продуктов в печени, но, полученные в результате её работы вещества, тоже обладают выраженными токсическими свойствами, из-за чего со временем начинается вторая стадия поражения органов, при этом симптомы немного меняются.

Смертельная доза зарина при попадании его в организм через кожу составляет примерно 0,25 мг/кг веса человека, а если отравление произошло через рот, то потребуется вполовину меньше яда.

Степени отравления

Воздействие на человека зарином в виде газа или жидкости проявляется по-разному. Это зависит не только от способа проникновения яда, но и от количества поступившего вещества. По степени проявлений отравление зарином делится на лёгкое, среднее и тяжёлое.

1. Лёгкое отравление чаще наблюдается при попадании яда на кожу. Характерно недомогание, слабость, тошнота, рвота. Возбуждение нервной системы с последующим торможением её работы. Возникают боли в животе, повышается артериальное давление, учащается мочеиспускание.
2. Отравление зарином средней степени тяжести протекает немного по-другому. Здесь уже, кроме лёгких общих симптомов, наблюдаются более выраженные признаки поражения нервной системы и бронхоспазм. Проявляется это в виде галлюцинаций, нарушении ориентации в пространстве и координации движений, появляется пугливость и ухудшается зрение. Судорог при таком отравлении зарином может не быть, но изменения касаются отдельных групп мышц. Заметны подёргивания языка, век, лица, голеней и грудной клетки. Дыхание становится шумным, вдох затруднён, а при осмотре пострадавшего прослушиваются многочисленные хрипы.
3. Тяжёлое отравление зарином проявляется в первую очередь изменениями центральной нервной системы — судороги и нарушение сознания, потливостью и избыточным выделением слюны, ухудшением работы пищеварения и дыхания. У пострадавших от действия зарина наблюдаются перепады давления, потеря сознания, повышается температура тела, происходит непроизвольное мочеиспускание.

Из-за выраженного влияния на организм, возможна и четвёртая степень отравления зарином — крайне тяжёлая. В этом случае возбуждение нервной системы сразу сменяется параличом и комой.

См. также