Отравление зарином. Токсикологические характеристики

По химической структуре отравляющие вещества нервно-паралитического действия принадлежат к фосфорорганическим веществам (ФОВ). К ним относятся зарин, зоман, V-газы.

Кроме отравляющих веществ, синтезировано и продолжает синтезироваться большое количество фосфорорганических веществ мирного назначения. Это прежде всего фосфорорганические инсектициды (хлорофос, тиофос, метафос, карбофос, фосамид и др.), фосфорорганические лекарственные средства (пирофос, фосфакол, армин, фосарбин, фадаман и др.), фосфорорганические присадки к смазочным маслам, синтетическим волокнам, фосфорорганические полимеры.

Фосфорорганические отравляющие вещества - это сложные эфиры фосфорных кислот (орто- и пирофосфорной). Так, зарин - изоприловый эфир.

Зарин и зоман бесцветные (или слегка желтоватые) жидкости с характерным для каждого вещества запахом; удельный вес этих веществ несколько выше единицы (1,02-1,1). Они хорошо растворяются в органических растворителях, в том числе в жирах и жироподобных веществах, хуже растворяются в воде, создают достаточно быстро смертельные концентрации паров в воздухе. В капельно-жидком состоянии могут заражать местность летом: зарин до 8 ч, зоман - до суток.

Зарин и зоман малоустойчивы в щелочной среде: 8-10%-ные растворы едких щелочей (едкого калия и едкого натрия), а также 10%-ный раствор аммиака в воде быстро разрушают отравляющее вещество.

Химическое название V-газов - фосфорилтиохолины. В качестве представителя этой подгруппы фосфорорганических веществ можно привести О-этил-3-диметиламиноэтилметил-тиофосфат. Это вещество - бесцветная жидкость, плохо растворимая в воде, хорошо - в органических растворителях, горючих, смазочных веществах. Хорошо проникает в резиновые изделия и впитывается лакокрасочными покрытиями. Ввиду малой летучести (10-8 мг/л при температуре 20 °С) долго удерживается на местности.

V-газы, зоман, зарин - стойкие отравляющие вещества.

При применении этих газов поражения будут происходить чаще всего при попадании капельно-жидкого вещества на кожные покровы или путем ингаляции паров этих ОВ.

Смертельные концентрации и дозы: ингаляционная доза зарина составляет 0,06; зомана - 0,002; V-газов - 0,001.

Все представители ФОВ обладают выраженным кумулятивным действием.

Соединения, встречаемые в природе и на производстве, применялись в качестве химического оружия.

Поступление и распространение в организме. Входными воротами для ФОВ являются кожа, органы дыхания, конъюнктива, органы пищеварения. Попадая в организм и находясь в крови, ФОВ оказываются в неблагоприятных условиях, так как в щелочной среде неустойчивы, а кровь обладает слабощелочной реакцией.

Та часть ОВ, которая не связывается с биохимическими структурами, через некоторое время обезвреживается в крови. Предполагается, что процесс разрушения ФОВ может катализироваться ферментами. Продукты превращения ФОВ в виде простейших соединений (в частности, фосфора) удаляются почками.

Клиническая картина

Клиника острого поражения. Первые симптомы поражения ФОВ возникают, как правило, после некоторого периода скрытых явлений; далее клиника развивается бурно.

Более растянут продромальный период (10-15 мин) при попадании ОВ в организм через кожу. При ингаляционном поражении и поражении через желудочно-кишечный тракт период скрытых явлений может практически отсутствовать. Первыми симптомами заболевания являются чувство стеснения за грудиной и удушье. Доступные обозрению слизистые оболочки и кожа становятся цианотичными, шейные вены напряжены. Дыхание шумное, больной дышит открытым ртом, фиксируется в позе астматика (сидит, упершись руками для включения в акт дыхания вспомогательной мускулатуры).

Обращают на себя внимание увеличение межреберных промежутков, бочкообразно расширенная грудная клетка. Нижняя граница легких опущена. Перкуторный звук коробочный.

При аускультации диффузно выслушиваются сухие и крупнопузырчатые влажные хрипы. Пульс частый, хорошего наполнения вначале, далее становится редким, легко сжимаемым. Артериальное давление после небольшого кратковременного повышения снижается, иногда катастрофически падает. Одновременно нарушается зрение: больной жалуется на боли в глазницах, он плохо различает далеко отставленные предметы, плохо видит в сумерках (как больной с гемеролопией - “куриной слепотой”), ресницы кажутся ему резко утолщенными. Приступообразно появляются боли в животе. Отмечаются тошнота, обильное слюнотечение, рвота, понос. Присоединяется подергивание мышечных волокон, мышечных групп. Далее подергивания становятся генерализованными. Больной теряет сознание, падает. Одновременно появляются клонико-тонические судороги мышц лица, шеи, верхнего пояса и наконец тотальные клонико-тонические судороги. Иногда судороги возникают непрерывно и заканчиваются параличом, иногда - приступообразно: каскад судорог сменяется периодом расслабления, за которым следует новый приступ клонико-тонических судорог. В период судорог нарастает цианоз. Смерть наступает при явлениях остановки дыхания. Сердечная деятельность сохраняется еще несколько минут.

В зависимости от путей поступления в развитии заболевания могут иметь место некоторые особенности. Так, при проникновении ОВ через кожу и раневую поверхность первыми признаками поражения будут мышечные подергивания в зоне всасывания яда. При отравлении через желудочно-кишечный тракт быстрее развиваются слюнотечение, рвота, понос, схваткообразные боли в животе. Зрение и дыхание быстро нарушаются при ингаляционном поражении ФОВ и несколько медленнее - при отравлении через кожу или желудочно-кишечный тракт.

Поражения фосфорорганическими веществами в зависимости от дозы яда могут быть легкими, средней тяжести и тяжелыми.

Легкое поражение. Эту форму по преимущественному синдрому некоторые токсикологи называют “мистической”. Больной жалуется на состояние “напряженности”, на слабость, беспокойный сон, головную боль, которая локализуется в области глазниц, плохое видение далеко расположенных объектов, отсутствие или резкое ухудшение сумеречного зрения, обильное слюнообразование. Некоторые предъявляют жалобы на чувство стеснения за грудиной, повторный жидкий стул.

При осмотре обращают на себя внимание сужение зрачка, иногда до размера булавочной головки, инъекция сосудов конъюнктивы. Пульс хорошего наполнения, как правило, учащен. Артериальное давление несколько повышено или нормально. В легких перкуторный звук легочный, хрипы не прослушиваются. Язык чистый, влажный. Живот мягкий, безболезненный. В нисходящем отделе ободочной кишки при пальпации отмечается жидкое содержимое.

Диагноз ставится на основании сочетания явлений расстройства зрения (таких как ухудшение сумеречного зрения, развитие острой близорукости, миоз), болей в области глазниц с расстройствами сна и повышенного слюноотделения.

Поражение средней тяжести. Поражение средней тяжести иногда называют бронхоспастической формой заболевания. Больной жалуется на удушье, приступообразно возникающие боли в животе, частый жидкий стул, плохое видение далеко расположенных предметов, ухудшение или отсутствие ночного зрения. Больной находится в позе астматика. Кожа и доступные обозрению слизистые оболочки цианотичны, шейные вены вздуты, дыхание шумное. Отмечаются подергивания отдельных групп мышц. Больной обильно потеет. Зрачки сужены, сосуды конъюнктивы инъецированы. Пульс хорошего наполнения, редкий. Артериальное давление нормальное или несколько повышено. Грудная клетка бочкообразно расширена. Перкуторный звук коробочный. Нижняя граница легкого опущена.

Аускультативно выявляется большое количество сухих и влажных крупнопузырчатых хрипов, язык влажный, обильное слюноотделение, рвота, живот мягкий, селезенка не пальпируется, толстый кишечник пальпируется в виде тяжей, стул жидкий с примесью слизи.

Диагноз ставится на основании синдрома бронхиальной астмы, миоза, фибриллярных подергиваний отдельных мышечных групп, спастических болей в животе и поноса, снижения активности холинэстеразы крови (на 60-70 %).

Тяжелое поражение. Эту форму поражения называют судорожно-паралитической. После появления симптомов поражения ФОБ, характерных для заболевания средней тяжести, как правило, больной довольно быстро впадает в бессознательное состояние. Глаза раскрыты, зрачки резко сужены. Кожа и слизистые оболочки цианотичны. Отмечаются клонико-тонические судороги, которые возникают непрерывно, или периоды судорог сменяются периодами расслабления. Чем длительнее и продолжительнее периоды расслабления, тем благоприятнее исход поражения. На фоне судорог и в периоды расслабления отмечаются подергивания различных мышечных групп. Пульс слабого наполнения, редкий. Артериальное давление снижено, иногда катастрофически падает. Дыхание шумное, грудная клетка бочкообразно расширена, перкуторный звук коробочный, нижняя граница легких опущена. При аускультации выслушивается масса сухих и крупнопузырчатых хрипов. В период судорог легочная вентиляция полностью прекращается, резко нарастает синюшность кожи и слизистых. Наблюдается обильное слюнотечение, возможна рвота. Живот в межсудорожный период мягкий, печень и селезенка не пальпируются. Толстый кишечник пальпируется в виде шнура. Сфинктер прямой кишки зияет. Наблюдается непроизвольное отделение содержимого кишечника и мочевого пузыря. Смерть, как правило, наступает от первичной остановки дыхания. Диагноз ставится на основании сочетания клонико-тонических судорог с синдромом бронхиальной астмы, генерализованными фибрилляциями, миозом, диареей, синюшной окраской кожи и слизистых оболочек, снижения активности холинэстеразы крови (на 80-90 %).

Осложнения и последствия острого поражения. При сочетании у пораженного ФОБ судорог со рвотой, вследствие того что естественный выход рвотным массам из-за спазма жевательной мускулатуры закрыт, могут произойти аспирация рвотных масс и развиться удушье за счет закупорки просвета бронхов. Если рвота была необильной и рвотные массы попали в легкие, то возможна аспирационная бронхопневмония, которая нередко носит нагноительный характер (абсцедирующая пневмония).

Довольно часты бронхопневмонии, которые являются следствием закупорки спазмированных бронхиол и бронхов обильным секретом бронхиальных желез - слизистыми пробками. Весьма вероятны ушибы, вывихи и даже переломы, которые могут возникнуть в момент судорог. В исходе тяжелого поражения ФОБ отмечаются парезы, параличи, расстройства психики. Резко меняется характер поведения больных: они становятся неуживчивыми, снижаются их профессиональные навыки. Отмечены длительно текущие полиневриты с явлением выраженной атрофии мышц. Отдаленными последствиями поражения ФОБ являются вегетоневрозы со стороны сердечно-сосудистой системы (сосудистая дистония. стенокардия), органов пищеварения (расстройства секреторной и моторной функции желудочно-кишечного тракта, которые могут симулировать гастрит, гастроэнтерит, энтероколит, спастический колит), органов дыхания (явления бронхиальной астмы).

Клиника хронического отравления

При неоднократном поражении ФОВ в небольших дозах, а также в случае нарушений техники безопасности при производстве, хранении, транспортировке, нерациональном использовании фосфорорганических соединений в качестве инсектицидов и лекарственных средств может развиться хроническое отравление, так как эти яды обладают выраженной кумулятивной способностью.

Клиника хронического отравления ФОВ весьма разнообразна и зависит от ряда причин: входных ворот, длительности контакта, суммарной дозы, исходного состояния вегетативной нервной системы. При попадании фосфорорганических ядов в конъюнктивальный мешок могут развиваться временная близорукость и ухудшение ночного зрения. При ингаляционном поступлении ФОВ в организм ранними проявлениями отравления служат приступы удушья. Нередки у больных и расстройства зрения.

Если отравление произошло в результате поступления ФОВ через желудочно-кишечный тракт, первыми признаками заболевания являются тошнота, рвота, понос, схваткообразные боли в животе. Избирательность поражения различных систем и органов во многом зависит от соотношения тонуса симпатического и парасимпатического нервов в различных органах: превалирование тонуса парасимпатических нервов создает условия повышенной чувствительности данного органа к ФОБ. Так, у людей с физиологически повышенной секрецией и перистальтической активностью желудочно-кишечного тракта первыми проявлениями хронического отравления ФОБ служат тошнота, спастические боли в животе, понос. У людей, склонных к гипотоническим реакциям, спазмам сосудов сердца, прежде всего возникают сердечно-сосудистые расстройства. При любых путях поступления отмечаются нарушения со стороны психической сферы. Вначале больные жалуются на тревожный сон с устрашающими сновидениями, состояние беспричинной тревоги, напряженности, снижения памяти, внимания. Они становятся трудными для общения в коллективе, нередко теряют профессиональные навыки - деградируют как специалисты.

Таким образом, хроническое отравление фосфорорганическими соединениями способно вызвать серьезные расстройства со стороны как психической сферы, так и внутренних органов. Весьма разнообразна картина хронического отравления, что может привести больного к врачам различных профилей: психиатру, невропатологу, терапевту, окулисту.

Патогенез

Фосфорорганические вещества, всасываясь через слизистые оболочки и кожу, попадают в кровь и с нею проникают во все ткани организма.

Известно, что ФОБ обладают свойством угнетать функцию жизненно важных ферментов, таких как холинэстераза, дегидрогеназа, фосфатаза, тромбин, трипсин и др. Наибольшие последствия для отравленного организма проистекают вследствие угнетения активности холинэстераз.

Холинэстеразы являются ферментами, которые регулируют в организме количество активного вещества, участвующего в проведении нервного импульса через синаптические образования, - ацетилхолина. Вещества, обладающие такими свойствами, называются медиаторами. Ацетилхолин выделяется на окончаниях возбужденных центробежных нервов и вызывает возбуждение иннервируемой клетки. Нервы, возбуждающие клетку с помощью ацетилхолина, называются холинергическими. Как только прекращается возбуждение холинергического нерва, должна перейти в состояние покоя возбужденная клетка, для чего должен быть разрушен ацетилхолин. Ацетилхолин при участии холинэстераз расщепляется на холин и уксусную кислоту.

При отравлении ФОВ в результате их способности угнетать активность холинэстераз в организме накапливается большое количество ацетилхолина, что поддерживает в состоянии длительного возбуждения клетки, чувствительные к этому медиатору. Медиатор ацетилхолин вызывает возбуждение клеток в различных органах и тканях: в центральной нервной системе, вегетативных ганглиях, во всех внутренних органах, а также в двигательной мускулатуре. При накоплении и задержке ацетилхолина в этих органах сохраняется патологическое возбуждение, а в случае воздействия очень большого количества медиатора может наступить паралич их функции. Так, избыток ацетилхолина в скелетной мускулатуре приводит вначале к ее напряжению, вызывает подергивание отдельных волоконец (фибрилляцию). Если же медиатор продолжает накапливаться, тонус мышц падает - они расслабляются и становятся неспособными к сокращению.

В случае развития этих явлений в дыхательной мускулатуре наступает смерть от остановки внешнего дыхания. Это явление называют нервно-мышечным блоком, или релаксацией дыхательной мускулатуры. Накопление ацетилхолина в бронхах, кишечнике приводит к сокращению мускулатуры этих органов - развиваются бронхиальный спазм, спазм кишечника или усиление его перистальтики. Мышцы артериол под влиянием ацетилхолина расслабляются, поэтому артериальное давление снижается, ритм сердечной деятельности замедляется. Имеется указание на то, что ФОБ поражают холинореактивные структуры организма не только опосредованно (через ацетилхолин), но и непосредственно (вступая с ними в связь).

Угнетение ФОБ ферментов фосфоглюкомутаз и дегидрогеназ, которые участвуют в активации окислительных процессов, протекающих в клетках и обеспечивающих их необходимой энергией, приводит к энергетическому голоданию тканей. Это усугубляет вредоносное действие избыточного количества ацетилхолина.

Таким образом, угнетение активности холинэстераз и связанное с этим накопление в организме ацетилхолина при отравлении ФОБ извращают нормальное функционирование центральной и периферической нервной систем и, естественно, всех органов.

Эффективность лечения пораженных ФОВ во многом зависит от своевременного прекращения дальнейшего поступления ФОВ в организм. При попадании ОВ на кожу в капельно-жидком состоянии или в виде мороси следует обработать открытые участки кожи жидкостью индивидуального противохимического пакета (ИПП). В случае его отсутствия можно использовать 10%-ный раствор аммиака - нашатырный спирт. Кожу при попадании на нее ФОВ энергично протирают дегазатором, после чего обмывают водой с мылом. При попадании ФОВ в глаза конъюнктивальный мешок промывают 2%-ным раствором питьевой соды.

При отравлении через желудочно-кишечный тракт дают обильное содовое питье (2%-ный раствор питьевой соды) и вызывают рвоту. Если имеется возможность, то промывают желудок 2%-ным раствором питьевой соды с последующим назначением взвеси активированного угля (10-15 г активированного угля размешивают в 3/4 стакана 2%-ного раствора питьевой соды). Для лечения пораженных ФОБ используются противоядия (антидоты), средства синдромной терапии и симптоматические средства.

В качестве антидотов предложены реактиваторы холинэстеразы, но более распространены антагонисты ацетилхолина - холинолитики (атропин) и адреномиметики (адреналин, эфедрин). Атропин вводится внутримышечно в 0,1%-ном растворе по 1-3 мл повторно. Суточная доза атропина при лечении тяжелых форм поражения ФОВ может достигать 24-30 мл и более 0,1%-ного раствора. Схему назначения атропина составляют таким образом, чтобы больной не жаловался на затрудненное дыхание и отмечал легкую сухость во рту. Появление выраженной сухости слизистых оболочек, жажда, резкое расширение зрачка, покраснение лица свидетельствуют о передозировке атропина. При тяжелом поражении ФОВ применяют холинолитики в комбинации с реактиваторами холинэстеразы: дипероксим по 1 мл 15%-ного водного раствора вводят внутримышечно с интервалами 4-6 ч. Адреналин в 0,1%-ном растворе по 1 мл и эфедрин в 5%-ном растворе по 1 мл вводят внутримышечно.

Если назначение противоядий не снимает судорог, то для их купирования используют одно из лекарственных веществ группы барбитуровой кислоты - барбитураты (тиопентал-натрия, гексенал, барбамил). Тиопентал-натрия вводят внутримышечно в 2,5%-ном растворе по 5 мл, гексенал - по 5 мл 10%-ного раствора также внутримышечно. Надежный противосудорожный эффект достигается внутримышечным введением 2 мл 2,5%-ного раствора аминазина, 2 мл 2%-ного раствора димедрола и 2 мл 2%-ного раствора промедола. При выраженных расстройствах дыхания пораженным ФОВ производят искусственное дыхание и назначают кислород.

В связи с тем что одной из причин расстройства дыхания является сужение просвета бронхов, то обычные двуручные способы искусственного дыхания малоэффекивны. Такие пораженные нуждаются в активном искусственном дыхании - приборном (ДП-3, ГС-6, РПА-3 и др.) или по методу рот в рот. Применяют и симптоматические средства, повышающие артериальное давление (10%-ный раствор кофеин-бензоата натрия по 1 мл внутримышечно или подкожно и др.), стимулирующие дыхание при одновременном назначении кислорода (цититон по 1 мл внутримышечно). Тяжело пораженные ФОВ, как правило (с целью профилактики и лечения пневмоний), нуждаются в антибиотиках и сульфаниламидах. Все манипуляции должны быть максимально щадящими.

Таким больным необходимо постоянное наблюдение медицинского персонала. Кроме того, при появлении рвотных движений тяжело пораженным следует своевременно вводить роторасширяющие устройства, а при аспирации рвотных масс - отсасывать их.

Профилактика

При угрозе контакта с ФОВ необходимо надеть противогазы и воспользоваться средствами защиты кожи. При заражении капельно-жидким ФОВ следует обработать кожу и видимые участки одежды дегазаторами ИПП, дегазировать личное оружие жидкостью индивидуального дегазационного пакета (ИДП). В случае отсутствия ИПП кожу нужно протереть 10%-ным раствором аммиака (V-газы не разрушает). Слизистые оболочки следует оберегать от дегазатора ИПП и нашатырного спирта. Доступные обработке слизистые оболочки промывают 2%-ным содовым раствором. Если под руками нет ИПП или нашатырного спирта, то открытые участки кожи следует промыть водой с мылом (лучше хозяйственным). При заражении ФОВ до проявления симптомов отравления вводят профилактический антидот.

В настоящее время применяют ряд прописей профилактического антидота, одна из которых может состоять из водного раствора прозерина и водного раствора сернокислого атропина.

При состоявшемся заражении ФОВ вводят полную дозу, при подозрении или угрозе заражения - половинную дозу профилактического антидота. Как только появится возможность, необходимо принять душ, сменить белье и обмундирование.

Первая помощь. Надеть противогаз, внутримышечно из шприца-тюбика ввести антидот, обработать открытые участки кожи и видимые участки загрязнения одежды дегазаторами ИПП, дегазировать личное оружие. При явлениях удушья производить искусственное дыхание, не снимая противогаза. При судорогах антидот ввести повторно.

Доврачебная помощь. Повторно обрабатывают открытые участки кожи дегазатором ИПП, вводят антидот. При удушье дается кислород, присоединяя шлем-маску противогаза к кислородному прибору. Проводят искусственное дыхание. Внутримышечно вводят адреналин (1 мл 0,1%-ного водного раствора), эфедрин (1 мл 5%-ного водного раствора), кофеин-бензоат натрия (1 мл 10%-ного водного раствора), 1 мл цититона. В холодное время пораженного следует тепло укутать и обложить грелками.

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.

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.)

Самые опасные химические соединения не имеют вкуса и запаха, поэтому их сложно обнаружить. Такие вещества создаются с одной целью - для экспериментов над животными, а нередко и над людьми. Зарин входит в группу особо опасных отравляющих веществ, которых немного во всём мире, но каждое из них способно убить человека за считанные минуты.

Что такое зарин и какие у него химические свойства и характеристики? Где применяется в настоящее время и как действует на организм человека? Какие признаки и симптомы отравления зарином? Из чего состоит первая помощь пострадавшему человеку и как проводится лечение? Что за последствия возможны? Давайте это выясним.

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.

По своей природе зарин - это сложное соединение - изопропиловый эфир метилфосфоновой кислоты. Является фосфорорганическим веществом нервно-паралитического действия. Входит в G-серию боевых отравляющих веществ, находясь в ней на третьем месте по токсичности после таких ядов, как зоман и циклозарин.

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 - C 4 H 10 FO 2 P. 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.

Зарин быстро насыщается не только водой, но и реагирует со щелочами.
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.
С той же целью в химической промышленности применяют водный гидроксид натрия.
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.

Его плотность в несколько раз превышает таковую воздуха - при окружающей температуре 20 ºC составляет 1,0943 г/см 3 .
В обычном состоянии это жидкость, но при определённых условиях зарин становится газом, что является важным фактором при отравлении.
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.

Его смешивают с дихлорангидридом метилфосфоновой кислоты, а в качестве носителя фтора выступают фториды щелочных металлов.
Второй способ аналогичен первому, но фтор берётся из дифторангидрида метилфосфоновой кислоты.
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.

Применение в настоящее время

Какого действия отравляющее вещество зарин? - стойкого нервно-паралитического, относится к классу особо опасных химикатов и поэтому входит в четвёрку запрещённых к использованию во всем мире сильнодействующих веществ.

Чем опасен зарин? Он действует не только на растения. Под его негативное влияние попадают насекомые, птицы и человек. В нервной системе происходит ряд химических реакций, меняется состав крови, что сказывается на работе всех органов.

Поэтому сейчас зарин используют только в лабораториях для химических реакций.

Для профилактики отравления зарином при работе с ним, к примеру, в лаборатории нужно носить специальную защитную одежду. Кроме этого, у людей, часто с ним сталкивающихся, всегда при себе должно быть средство обезвреживания яда.

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.

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.
Так как нервные волокна содержатся в каждом органе - постепенно изменения касаются всего организма. Первые признаки поражения зарином зачастую проявляются в системе дыхания.
Нарушается работа органов пищеварения и мочевыделительной системы.
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.

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.

Первые признаки отравления зарином

При попадании яда на кожу сначала развиваются незначительные повреждения. В этом случае зарин действует медленнее. Первые признаки поражения зарином могут проявиться, спустя несколько суток - через двое или трое.

При ингаляционном поражении течение интоксикации развивается по иному пути. Первые признаки отравления зарином в этом случае будут следующими:

выделения из носа;
сужение зрачков;
тяжесть в груди.

Изначально характерен скрытый период, но потом резко проявляется типичная картина отравления зарином.

Симптомы отравления

При попадании яда внутрь появляются следующие симптомы отравления зарином. Каждый орган оказывается под ударом.

Первая помощь

Диагностика отравления зарином основывается на специфических симптомах, при интоксикации жидкостью - появлении особенного запаха цветущих яблонь, а впоследствии и на данных от исследований. В этом случае от правильно оказанной человеку неотложной помощи зависит его здоровье и жизнь.

Первая помощь при отравлении зарином заключается в немедленной изоляции человека от источника поражения. Это может быть отдельная чистая комната или, наоборот, свежий воздух, если контакт с ядом произошёл в помещении. Пострадавшего нужно освободить от одежды. Одной из мер профилактики осложнений является полное исключение контакта с раздражителями.

Если зарин попал на кожу или одежду используют табельное средство защиты либо слабый раствор щелочи для обезвреживания яда. При этом волосы и ногти, заражённые зарином, необходимо незамедлительно состричь, чтобы уменьшить симптомы. Если отравление произошло через рот нужно промыть желудок. Для этого используют слабый щелочной раствор и дают выпить активированный уголь.

Существует ли антидот зарина? Есть большая группа веществ под названием - реактиваторы холинэстеразы, которые могут восстановить фермент, тормозящий постоянную передачу нервного импульса к мышцам и органам. К ним относятся:

Но антидот должен быть применён в первые часы после поражения зарином!

Во время учений и военных действий солдатам раздают индивидуальные аптечки для быстрой помощи, в которые входит антидот - афин, являющийся штатным средством для нейтрализации действия фосфорорганических соединений. А также таблетки «Тарен». С их помощью можно обезвредить зарин.

Кроме этого, к первой помощи при заражении ядом относится обработка слизистых - нужно промыть глаза обычной водой либо слабым 1% раствором бикарбоната натрия. Затем в глаза ввести раствор новокаина.

Лечение

Помощь человеку начинается в момент его обнаружения и не прекращается во время перевозки в стационар. Лечение отравления зарином должно проводиться только в реанимационном отделении.

Лечение проводят под наблюдением специалистов. Своевременно оказанная медицинская помощь помогает сохранить человеку жизнь и избавляет его от многочисленных осложнений.

Последствия

Даже при лёгком отравлении зарином возможны изменения в работе внутренних органов в будущем. Причём вероятно развитие заболеваний в ближайшее время, а также и отдалённые последствия.

Яд преобразуется в печени из-за чего в результате появляются ещё один тип отравляющих веществ - метаболиты, которые тоже приносят немало вреда человеку.

Какие могут быть последствия отравления зарином?

Химические и физические свойства зарина, а также его состав приводят к комплексу отрицательных воздействий вещества на человека при попадании его внутрь. Можно ли подготовиться ко встрече с ним, как спастись от действия зарина? - нельзя никак, если в запасе нет специфических антидотов. Единожды попав во внутрь человека любым способом, потом зарин довольно сложно вывести, даже при максимально быстром реагировании. И практически невозможно спасти пострадавшего без специализированной медицинской помощи в условиях стационара, даже если отравление удалось выявить сразу.

Отравляющие вещества нервно-паралитического действия

Главная страница Методические разработки Методические разработки 2 Методические разработки 3 Библиотечка ГО и ЧС Библиотечка ГО и ЧС 2 Библиотечка ГО и ЧС 3 Библиотечка ГО и ЧС 4 Библиотечка ГО и ЧС 5 Библиотечка ГО и ЧС 6 Библиотечка ГО и ЧС 7 Пожарная безопасность объекта Приборы и имущество ГОЧС Унифицированные документы Официальные документы Библиотека ГОшника Полезные ссылки Имущество и литература ГО Интересное чтиво Анекдотические ЧС Форум сайта Меню разделов сайта

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

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

так и дифторангидрид метилфосфоновой кислоты:

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

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

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

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

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.