Нервно-паралитические газы: зарин, зоман, табун и VX. Нервно-паралитический газ зарин: свойства и воздействие на человека

В обычной жизни получить отравление зарином маловероятно. Но при современной обстановке в мире полностью исключать это происшествие нельзя.

Зарин - отравляющая жидкость или газ группы фосфорорганических веществ. В газообразном состоянии не имеет ни цвета, ни запаха.

Во время войн зарин использовался как химическое оружие массового поражения. Сегодня это вещество запрещено к производству в ряде стран, в том числе и в России. Однако вероятность того, что он по-прежнему используется в террористических целях, до сих пор высока.

Помимо этого, в лабораториях некоторых стран зарин еще используется для проведения химических реакций.

Воздействие зарина на организм

Принцип действия газа - нервно-паралитический. То есть под удар в большей степени попадает нервная система:

• Зарин провоцирует непрерывную работу нервных клеток - нейронов. Без постороннего воздействия на организм продуцирует вещества, тормозящие процесс постоянной передачи импульсов, а газ выработку этих веществ останавливает. В итоге импульсы поступают непрерывно, нервная система работает в усиленном режиме и быстро истощается.
• Нервные волокна органов претерпевают изменения, после чего происходят сбои в работе всего организма.
• По цепной реакции начинают страдать дыхательная, пищеварительная и мочевыделительная системы.
• В результате беспрерывной работы нервной системы сбивается кислотно-щелочной баланс, происходит остановка сердца.
• До продуктов распада зарин преобразуется в печени. В результате расщепления токсина орган начинает вырабатывать ядовитые вещества, и постепенно происходит повторное отравление организма с некоторыми изменениями симптоматики.

Если зарин попал в организм - наступает сильнейшее отравление, почти всегда приводящее к смерти.

Пути и причины отравления

Попасть в организм зарин может тремя стандартными путями:

• через вдыхание газа;
• после контакта зарина в жидком или газообразном состоянии с кожей;
• при попадании в пищеварительную систему (если употреблялись в пищу зараженные продукты и вода).

Произойти это может как в производстве и работе с зарином в лабораториях, так и во время теракта с использованием отравляющего вещества.

Для наступления сильной интоксикации путем вдыхания газа достаточно 0,0005 мг / 1 дм³, для летального исхода - 0,075 мг (причем смерть от зарина в этом количестве наступит уже через минуту). Смертельная доза зарина в жидкой форме при попадании на кожу равна 24 мг / 1 кг массы тела. Для гибели от попадания яда в пищеварительный тракт достаточно всего 0,14 мг / 1 кг.

Особенности применения

В основном смертоносный эффект оказывает именно газообразный зарин. А если вспомнить, что ни цвета, ни вкуса, ни запаха у газа нет, то человек не сможет вовремя ощутить опасность. Из-за этого ухудшение состояния происходит стремительно и незаметно.

Обнаружить наличие зарина в воздухе возможно только с помощью специальных газоуловителей и подобных приборов. Более того, газ зарин отлично впитывается в резиновую защитную форму, поэтому амуниция из этого материала не сможет полноценно оградить от отравления.

Отлично впитывается зарин и в окрашенные поверхности, испаряясь из которых газ продолжает еще какое-то время отравлять воздух и людей, им дышащих.

Читайте также: Отравление у человека озоном

Как проявляется отравление

При интоксикациях зарином симптомы проявляются буквально за секунды. Клиническая картина зависит от степени отравления. Всего различают 3 степени: легкую, среднюю и тяжелую.

Легкая

По признакам эта стадия напоминает отравление другими газами. При этом человек ощущает боль в грудине, слабость, затуманенность сознания и одышку.

Средняя

При большей концентрации зарина симптомы отравления будут уже другими:

• головная боль;
• обильное слезотечение;
• боль в глазах, яркая краснота склер;
• сужение зрачков, причем часто в одном глазу это бывает более выражено;
• тошнота и рвотой;
• холодная испарина;
• скачки температуры вверх и вниз;
• одышка даже в состоянии покоя, кашель;
• приступы, схожие с астматическими;
• спазмы в горле;
• невнятная спутанная речь, беспорядочность в мыслях;
• учащение сердцебиения, скачки давления;
• мелкие мышечные подергивания, переходящие в тремор;
• нарушения психики (возрастающие страхи, тревожность, апатия, депрессивное состояние, дрожь и пр.).

Несмотря на то, что эта стадия квалифицируется как средняя, при таких интоксикациях зарином в половине случаев фиксируются летальные исходы из-за малейшего опоздания с оказанием помощи.

Тяжелая

Это самое сильное отравление, при котором концентрация зарина критическая.

Признаки поражения зарином здесь те же, что и в средней стадии, но развиваются они намного тяжелее и быстрее. Помимо них, добавляются дополнительные симптомы:

• человека сильно рвет (если в организм попал жидкий зарин - ощущается запах, похожий на яблоневый);
• боли в голове и глазах становятся нестерпимыми;
• происходит неконтролируемое мочеиспускание или дефекация;
• через пару минут теряется сознание;
• начинаются судороги, переходящие в паралич.

Через 10 минут мучений наступает смерть человека.

Как можно помочь

От того, как скоро будет оказана первая помощь при отравлении зарином, зависит, выживет пострадавший или нет. После вызова скорой нужно максимально быстро выполнить следующие действия:

• немедленно вынести отравившегося из зоны поражения на воздух;
• снять с пострадавшего одежду, успевшую пропитаться зарином;
• при попадании зарина на кожу отстричь ногти и волосы (так тоже можно избежать дополнительного контакта с ядом);
• пораженный участок кожи обработать слабым раствором щелочи (это поможет несколько нейтрализовать зарин);
• при проглатывании отравленной зарином воды, продуктов или самого яда в жидкой форме рот промыть слабым щелочным раствором и дать отравившемуся активированный уголь;
• для восстановления ферментов, приостанавливающих непрерывную передачу нервных импульсов, пострадавшему нужно принять препараты Дипироксим, Изонитрозин или Диэтиксим (эти средства в данном случае могут несколько заменить антидот);
• обработать отравившемуся зарином слизистые (глаза промыть раствором бикарбоната натрия 1% или водой), после чего закапать раствор Новокаина.

Специальный антидот к зарину (Афин) и таблетки Тарен вряд ли найдутся дома. Эти противоядия есть только в аптечках военных на испытаниях или учениях. Но все остальные меры по оказанию помощи при отравлениях зарином нужно выполнять моментально, не теряя ни секунды, иначе пострадавший умрет.

Лечение

Вся терапия будет проходить только в стационаре. Ни на дому, ни в полевых условиях полноценно помочь пострадавшему невозможно. Что сделают медики:

• сразу - коррекцию нарушений кровообращения и дыхания (если они наблюдаются);
• внутримышечно антидот Атропин, Скополамин, Циклодол, Апрофен или Гиосциамин с интервалами в 10-15 минут и до улучшения состояния;
• дополнительно для дезинтоксикации может быть введен антидот Унитиол;
• подключение к терапии антиоксидантов;
• противосудорожные средства (Диазепам или магния сульфат);
• витамин E, гидрокортизон;
• плазмозаменители и солевые растворы для лечения и предотвращения последствий отравления зарином;
• в тяжелом случае - ИВЛ или гемодиализ.

Читайте также: Отравление у человека дымом

В период лечения медики не прекращают наблюдение за человеком, который отравился зарином, т. к. любое внезапное изменение состояния пострадавшего может обернуться его смертью.

Чем чревато отравление

Последствия и осложнения могут проявиться как незадолго после отравлений зарином, так и спустя время. Причем совершенно неважно, насколько легкой или тяжелой была интоксикация: изменения в работе органов все равно скажутся на здоровье выжившего человека:

• рецидив отравления (может произойти через неделю и сопровождаться более яркими симптомами) в результате невольной выработки метаболитов зарина печенью;
• пневмония;
• нарушения со стороны нервной системы (невриты, головные боли, беспричинные потемнения в глазах, астено-вегетативные синдромы и т. п.);
• поздняя интоксикация зарином как отдаленное последствие;
• иногда - поражение почек (нефропатия и др.);
• проблемы с сердцем, сопровождающиеся болями в груди, одышкой при небольшой нагрузке и изменениями ритма;
• токсический гепатит с последующим пожелтением кожи и нарушением функции пищеварения (происходит вследствие мощнейшего воздействия зарина на печень).

Урон, наносимый организму отравляющим действием зарина, губителен. А так как шансов на спасение пострадавшего слишком мало ввиду нехватки времени, то главным последствием может стать смерть человека.

Было ли у Вас отравление зарином?

Зарин — изопропиловый эфир фторангидрида метилфосфоновой кислоты — отравляющее вещество нервно-паралитического действия ; бесцветная, подвижная жидкость.

При попадании на кожу человека, обмундирование, обувь и другие пористые материалы зарин быстро в них впитывается. В чистом виде зарин практически не имеет запаха, поэтому при высоких его концентрациях, легко создаваемых в полевых условиях, внутри организма может быстро и незаметно накопиться смертельная доза .

Зарин применяется для поражения путем заражения приземного слоя воздуха нанесением коротких огневых налетов артиллерией, ударами ракет и тактической авиации. Основное боевое состояние — пар. Пары зарина при средних метеорологических условиях могут распространяться по ветру до 20 километров от места применения. Стойкость зарина летом может достигать нескольких часов, зимой — до двух суток.

Средствами защиты от зарина служат противогаз, а также антидоты, в частности, атропин.

Защита от зарина обеспечивается также использованием техники и убежищ герметизированного типа, оснащенных фильтровентиляционными установками. Пары зарина способны поглощаться обмундированием и после выхода из зараженной атмосферы испаряться, заражая воздух. Поэтому противогазы снимаются только после проведения специальной обработки обмундирования, снаряжения и контроля зараженности воздуха.

Первые признаки поражения зарином наблюдаются при концентрациях около 0,0005 мг/л через минуту (сужение зрачков глаз, затруднение дыхания). Смертельная концентрация в воздухе 0.07 мг/л при экспозиции одна минута. Смертельная концентрация при резорбции через кожу — 0.12 мг/л.

При малых концентрациях зарина в воздухе, если не применялись противогазы, у пораженных наблюдаются сильный насморк, тяжесть в груди, а также сужение зрачков, в результате чего ухудшается зрение. Эти симптомы иногда проявляются слабо. При вдыхании большой дозы зарина симптомы поражения наступают очень быстро, они проявляются в виде тяжелой одышки, тошноты и рвоты, сильной головной боли, потери сознания и судорог, приводящих к смерти.

В случае попадания через кожные покровы характер его поражающего действия будет таким же, как и при попадании через органы дыхания. Однако поражение организма при попадании зарина через кожу будет происходить несколько медленнее.

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

Эксперты ООН подтвердили, что химическое вещество, использованное в Дамаске в прошлом месяце, это зарин - смертельный яд без вкуса, без запаха и без цвета. Это делает его одним из наиболее смертоносных видов оружия в современной войне.

Теперь мы это знаем. Утром 21 августа, когда небо над Дамаском еще было прохладным, на удерживаемый повстанцами район сирийской столицы упали ракеты, начиненные зарином - нервно-паралитическим отравляющим веществом. В результате большое количество мужчин, женщин и детей погибли и серьезно пострадали. Инспекторы ООН провели в этой стране три дня, и первоначально они должны были в это время проверить сообщения о предыдущих зверствах. Они быстро изменили свою задачу. Они договорились о временном прекращении огня с правящим режимом и с повстанцами и сразу же направились в район Гута (Goutha). На видеоматериалах с места событий можно было увидеть ошеломленных и отчаявшихся сотрудников местной больницы.

Никогда еще инспекторы ООН не работали под таким давлением непосредственно в зоне боевых действий. В адрес небольшой команды, возглавляемой шведским экспертом по химическому оружию Оке Сельстремом (Ake Sellstroem), поступали угрозы. Их конвой был обстрелян. Тем не менее работа над 41-страничным докладом была завершена в рекордно короткое время.

Зарин был обнаружен случайно, и об этом ученые потом сильно пожалели. Открывшие его специалисты работали над созданием инсектицидов на основе соединений органофосфатов, и все это происходило в нацисткой Германии, в лаборатории печально знаменитой фирмы IG Farben. В 1938 году ее сотрудники обнаружили субстанцию 146, способную вызывать масштабное поражение нервной системы. Этот химический элемент назывался изопропилом метилфторфосфатом, однако в немецкой компании его назвали зарином в честь открывших его химиков - Шрадер (Schrader), Амброс (Ambros), Риттер (Ritter) и Ван дер Линде (Van der Linder). Об этом можно прочитать в вышедшей в 2009 году книге Бенджамина Гаррета (Benjamin Garrett) «От А до Я: ядерное, биологическое и химическое оружие» (The A to Z of Nuclear, Biological and Chemical Warfare). Открытое немецкими специалистами химическое вещество имеет страшную отличительную черту - оно во много раз смертоноснее цианида.

Субстанцию 146 несложно изготовить, но это сложно сделать, не убив самого себя. Существует более дюжины рецептов получения зарина, однако все они требуют определенных технических знаний, соответствующего лабораторного оборудования и серьезного отношения к вопросам безопасности. Одним из главных компонентов является изопропанол, который больше известен как хирургический спирт. Еще один компонент образуется при смешении дихлорида метилфосфонила с водородом или фтористым натрием. Однако дихлорид метилфосфонила не так-то просто достать. Согласно Конвенции о запрещении химического оружия, он обозначен как субстанция первого списка, что делает его самым ограниченным веществом по условиям распространении из существующих химикатов.

В прошлом году Соединенные Штаты и другие государства усилили меры по блокированию продажи Сирии химикатов, которые могут быть использованы для производства зарина. Однако эта страна уже накопила значительные запасы прекурсоров, необходимых для производства данного вида отравляющих веществ. В этом году стало известно, что Британия в период между 2004 годом и 2010 годом одобрила экспортные лицензии для продажи Сирии четырех тонн фтористого натрия, хотя, по мнению министра по делам бизнеса Винса Кейбла (Vince Cable), нет данных о том, что поставленных химикаты было использованы в рамках сирийской военной программы. Кроме того, год назад были одобрены также экспортные лицензии относительно фтористого калия и фтористого натрия, однако позднее они были отозваны, а основанием для этого решения послужила возможность их использования при производстве химического оружия.

Зарин относят к нервно-паралитическим газам, он существует в жидкообразном состоянии при температуре ниже 150 градусов Цельсия. Для максимизации его потенциала как оружия, эта субстанция распыляется из контейнеров, снарядов или ракет в виде облака из капель, достаточно мелких для того, чтобы они смогли беспрепятственно попасть в легкие человека. При этом неизбежно некоторое его количество переходит в газообразное состояние, так же как и расплескиваемая вода превращается в водяной пар. Этот химикат проникает в тело также через глаза и кожу. Зарин не имеет ни запаха, ни вкуса, ни цвета, и поэтому люди узнают о его применении только тогда, когда первые жертвы начинают умирать.

Зарин наносит ужасный вред организму человека, поскольку он оказывает воздействие на важнейшие функции нервной системы. Он блокирует фермент, который называется ацетилхоринэстераза, что приводит к ужасающим последствиям. Те нервы, которые обычно включаются и выключаются для контроля мышечной деятельности, уже не могут быть отключены. Вместо этого они постоянно находятся в напряженном состоянии. Сначала становятся заметными нерезкие симптомы: глаза раздражаются, зрение становится мутным; зрачки сокращаются, возникает повышенное слюноотделение и рвота. Затем появляются смертельные признаки. Дыхание становится затрудненным, неглубоким и неравномерным. Будучи не в состоянии контролировать свои мускулы, жертвы начинают испытывать конвульсии. Из легких выделяется жидкость, и когда люди пытаются дышать, у них изо рта вытекает пена, которая часто слегка окрашена кровью и имеет розовый цвет. Смертельная доза может состоять всего из нескольких капель, и в период от одной до десяти минут человек умирает. Если кому-то удается выжить в течение первых 20 минут после атаки с использованием зарина, то эти люди имеют шанс остаться живыми.

Вскоре после открытия зарина рецепт этого отравляющего вещества был передан немецкой армии, которая начала создавать его запасы. Зарином были оснащены снаряды, однако они не использовались против союзнических войск во время Второй мировой войны. В Нюрнберге в 1948 году один из его изобретателей Отто Амброс был обвинен в совершении военных преступлений и приговорен к восьми годам тюремного заключения. Через четыре года он был отпущен на свободу и увезен в Соединенные Штаты, где работал в качестве консультанта в рамках существовавшей в Америке собственной программы по созданию химического оружия. В военных кругах зарин получил секретное обозначение - GB.

В уникальном документе 1952 года, спустя год после приезда Амброса в Америку, описываются жуткие последствия при отравлении зарином, возникшие в результате несчастного случая в одной из армейских частей. Утром 7 ноября 1952 года реактивный самолет направлялся на испытательный полигон Дагуэй (Dugway), расположенный в городе Туэле (Tooele), штат Юта. Небо было ясным, а легкий ветер составлял 5 - 6 километров в час. В каждом из прикрепленных к крыльям самолета контейнере находилось по 400 литров зарина.

Этот самолет, согласно утвержденному плану, должен был распылить зарин над обусловленном местом, однако из-за произошедшего технического сбоя в каждом контейнере все еще оставалось 360 литров зарина, и в 20 часов 29 минут они были сброшены над отдаленным участком полигона. Контейнеры упали с высоты 700 метров на соляную корку в пустыне и раскрылись при ударе о землю. Зарин был окрашен в красный цвет для того, чтобы можно было определить, как далеко он распространится, и он покрыл площадь в 3,8 тысячи квадратных метров.

Инспекционная команда была направлена на место падения контейнеров для изучения ситуации. За полчаса до прибытия на место все ее члены надели противогазы. Все, за исключением одного 32-летнего мужчины. Он быстро выбрался из машины скорой помощи и направился к воронке, образовавшейся в результате падения контейнеров. Через десять секунд он повернулся, схватился за грудь и направился назад к автомобилю. Он крикнул, чтобы ему дали противогаз, после чего споткнулся. Вот что говорится в докладе: «Он зашатался, одна рука у него стала резко сгибаться и разгибаться. Дойдя до машины скорой помощи, он упал».

Медики быстро сделали ему глубокую инъекцию атропина в бедро. Это стандартное противоядие для зарина, способное блокировать воздействие данного вида отравляющего вещества на нервную систему. Когда пострадавший вдыхал, он издавал хриплые звуки и еще какой-то булькающий низкий звук, как при полоскании горла. В течение минуты у него наблюдались частые и очень сильные конвульсии, его ноги и позвоночник были вытянуты, своими руками он обхватывал голову. Затем у него наступил безвольный паралич, и он застыл, уставившись в одну точку. Спустя две минуты он только время от времени мог вдыхать воздух. Его зрачки сильно уменьшились в размере. «Члены команды не могли нащупать у него артериального пульса», - отмечается в докладе.

В нем продолжается описание последствий отравления, они зафиксированы тщательно, в мельчайших деталях. Каким-то чудесным образом этот человек остался жив после того, как он был подключен к реанимационному аппарату «железные легкие». Спустя три часа в докладе было отмечено: «Пациент реагировал на происходящее и мог ориентироваться, хотя и жаловался на сильные боли». В результате тогда он получил титул наиболее пострадавшего от зарина человека.

Соединенные Штаты были не единственной страной, проводившей эксперименты с зарином во время холодной войны. Советский Союз также производил это боевое отравляющее вещество. И Британия проявляла к нему интерес. Спустя год после инцидента в Дагуэе 20-летний инженер по имени Рональд Мэддисон (Ronald Maddison) принял участие в эксперименте в Портон Дауне (Porton Down) на испытательном полигоне для отравляющих веществ, расположенном в Уилтшире. 6 мая в 22 часа 17 минут специалисты из Портона распылили жидкий зарин на руки Мэддисона и еще пяти участников эксперимента, которые в целях обеспечения безопасности ученых находились в изолированной газовой камере. Мэддисону стало плохо, и он рухнул на стол. Он был доставлен на расположенный там же госпиталь, где и умер в 23 часа. В 2004 году, спустя более 50 лет, проведенное расследование установило, что Министерство обороны незаконно убило Мэддисона, и в итоге эта история оказалось самым продолжительным сокрытием тайны за время холодной войны.

Несчастные случаи и неэтичные эксперименты позволяют бросить лишь беглый взгляд на те ужасы, который стали возможны благодаря открытиям ученых и изобретению зарина. В руках военных зарин и другие боевые отравляющие вещества были средством, с помощью которого можно было быстро убить большое количество людей, и поэтому приведенные цифры обычно округлялись до сотен и даже до тысяч. Осуществленная Саддамом Хусейном в 1988 году бомбардировка Халабджа на севере Ирака продолжалась два дня, и в результате были убиты 5 тысяч человек. Эта атака на курдов была признана актом геноцида иракским Высшим трибуналом в 2010 году. Это было самым крупным в истории случаем применения химического оружия против гражданского населения.

В 1993 году 162 страны подписали Конвенцию о запрещении химического оружия, поставившую вне закона его производство и хранение. Постепенно государства стали уничтожать свои запасы химического оружия, что само по себе является сложным и опасным делом. Инженеры предложили несколько довольно грубых, но зато эффективных способов решения этой проблемы. Один из них предусматривает присоединение взрывчатого вещества к ракете, снаряду или контейнеру с отравляющими химическими веществами. После этого они помещаются в специальную бронированную камеру, где происходит их подрыв. Еще один способ состоит в сжигании химических боезарядов в бронированных печах. Запасы химического оружия, хранящиеся в бочках, прокаливаются или «нейтрализуются» за счет смешения их с другими химическими веществами. В более совершенных установках используются герметические контейнеры, в которых и происходит обработка отравляющих химических веществ, однако это дорогое удовольствие. В Ираке в 1990-х годах отравляющие химические вещества смешивались с бензином и сжигались в печах, сложенных из кирпичей и установленных в траншеях в пустыне.

Принятая Конвенция не запретила доступ к первичным химическим элементам, необходимым для производства зарина. Спустя два года члены секты Аум Синрике распылили в токийском метро емкости с изготовленным в кустарных условиях зарином. Тогда погибли около десяти человек, и более 5,5 тысячи пострадавших обратились за медицинской помощью, тогда как большинство людей были просто напуганы и полагали, что они тоже подверглись воздействию отравляющих веществ. Кеничиро Танеда, врач из Международной клиники святого Луки, вспоминал о том, какой ужас он испытывал от осознания необходимости доставить погибшую в отделении неотложной помощи женщину в морг, поскольку для этого нужно было пробраться с носилками через большую толпу людей. Для того, чтобы не вызвать панических настроений, он «вез ее, держа у ее лица кислородную маску и скрыв ее тело под одеялом».

Врачи, занимавшиеся лечением жертв атаки в токийском метро, провели большое количество тестов с целью выявления следов зарина в крови, моче и в других медицинских пробах. Эти тесты, а также исследования, проведенные военными специалистами, стали стандартными процедурами для экспертов по химическому оружию при поиске свидетельств применения зарина.

Сам зарин легко вступает во взаимодействие с водой, и поэтому он распадается при дожде, повышенной влажности в воздухе или конденсации влаги. Нестабильность этого химического вещества в воде была использована сотрудниками больницы в Сирии, которые поливали водой из шланга те помещения, в которых они принимали пациентов после химической атаки. По той же причине зарин недолго сохраняется в атмосфере или в теле человека. В лабораториях можно провести соответствующие исследования, однако чаще всего обнаружить можно уже только продукты распада. В первую очередь зарин превращается в изопропилметилфосфоновую кислоту, которая обычно считается доказательством применения зарина. Однако и сама эта кислота распадается, превращаясь в метилфосфоновую кислоту. Обнаружение метилфосфоновой кислоты в крови или в моче не является явным доказательством наличия зарина: она может образовываться и из других органофосфатов. Важно знать, из каких именно.

Эксперты ООН обнаружили конкретные доказательства того, что зарин со смертельным эффектом применялся 21 августа в Гуте, в пригороде Дамаска. Группа экспертов ООН планирует в скором времени вернуться в Сирию и посетить Хан аль-Ассаль, Шейх Максуд и Саракеб, и только после этого будет подготовлен окончательный доклад. И тогда закончится еще одна мрачная глава в истории зарина и откроется новая, основное внимание в которой будет уделено уничтожению этого вида химического оружия.

Данная статья была исправлена 18 сентября 2013 года. В ее первоначальном варианте было сказано, что одна капля зарина способна убить человека. Это утверждение было исправлено.

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

Зарин
Открытие
Открыт	Gerhard Schrader Ambrose Rüdiger van der Linde
Открыт в	1938
Химические свойства
Химическое название	Изопропиловый эфир фторангидрида метилфосфоновой кислоты
Условные названия и шифры:	GB, трилон 144, Т144, трилон 46, Т46
Химическое семейство	Фторсодержащее фосфорорганическое соединение
Химическая формула	C4H10FO2P
Предельно допустимая концентрация в воздухе	0.000002 мг/м³
Точка кипения	151,5 °C
Точка плавления	−56 °C
Давление пара	1,48 мм рт. ст. при 20 °C
Летучесть	11,3 мг/л при 20 °C
Относительная плотность пара (Воздух=1)	4.86
Плотность жидкости	1,0943 г/см³ при 20 °C
Растворимость в воде	Полная
Перцептивные свойства и цвет	Бесцветная жидкость. В чистом виде - без запаха.
Данные приведены в нормальных условиях (при 20 °C, 101 кПа), если не указано иначе.

История

Открытие

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

Вторая мировая война

В середине 1938 года формула вещества была передана в Отдел химического оружия вермахта, который сделал заказ на массовое производство зарина для военных нужд.

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

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

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

После Второй мировой войны

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

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

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

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

Ирак использовал зарин против Ирана в войне 1980-1988 годов.

16-17 марта 1988 года авиация Ирака подвергла город Халабджа на территории Иракского Курдистана газовой атаке с использованием различных отравляющих веществ: иприта, зарина, табуна, газа VX. Число жертв, принадлежавших почти исключительно к мирному населению, составило, по разным оценкам, от нескольких сотен до 7000 человек; обыкновенно приводится число в 5000 погибших и 20000 пострадавших. Среди погибших было много детей, так как газ стелился по земле.

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

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

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

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

Синтез и химические свойства

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

так и дифторангидрид метилфосфоновой кислоты:

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

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

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

Стойкость

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

Бинарный зарин

Зарин может использоваться как двухкомпонентное химическое оружие в виде двух его предшественников - дифторида метилфосфоновой кислоты и смеси изопропилового спирта иизопропиламина. При этом изопропиламин связывает фтороводород, образующийся при химической реакции.

Продление срока жизни зарина

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

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

Обнаружение

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

Физиологическое действие

Зарин - отравляющее вещество, обладающее нервно-паралитическим действием. Вызывает поражение при любом виде воздействия, особенно быстро - при ингаляции. Первые признаки поражения (миоз и затруднение дыхания) появляются при концентрации зарина в воздухе 0,0005 мг/л (через 2 минуты). Среднесмертельная концентрация при действии через органы дыхания в течение 1 минуты - 0,075 мг/л, при действии через кожу - 0,12 мг/л. Полулетальная доза (ЛД50) при контакте с кожей - 24 мг/кг веса, при попадании в организм через рот (перорально) - 0,14 мг/кг веса.

Механизм действия

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

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

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

Клиническая картина

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

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

Локализация воздействия		Признаки и симптомы
Местное действие
	Зрачки	Миоз, выраженный, обычно максимальный (точечный), иногда неодинаковый
	Цилиарное тело	Головная боль в лобной части; боль в глазах при фокусировке; незначительное помутнение зрения; иногда тошнота и рвота
	Конъюнктива	Гиперемия
	Бронхиальное дерево	Стеснение в груди, иногда с продолжительной одышкой, свидетельствующей о бронхоспазме или усилении бронхиальной секреции; кашель
	Потовые железы	Потоотделение в месте контакта с жидким ОВ
	Поперечнополосатые мышцы	Фасцикуляция в месте воздействия жидкости
Резорбтивное действие
	Мускариночувствительные системы
	Бронхиальное дерево	Стеснение в груди, иногда с продолжительной одышкой, свидетельствующей о бронхоспазме или усилении секреции; одышка, слабые боли в груди; усиление бронхиальной секреции; кашель; отёк лёгких; цианоз
	Желудочно-кишечный тракт	Анорексия; тошнота; рвота; спастические боли в животе; ощущение тяжести в надчревной и загрудинной областях с изжогой и отрыжкой; диарея; тенезм; непроизвольная дефекация
	Потовые железы	Усиленное потоотделение
	Слюнные железы	Усиленное слюноотделение
	Слёзные железы	Усиленное слезотечение
	Сердце	Слабо выраженная брадикардия
	Зрачки	Слабый миоз, иногда неодинаковый; позднее - более выраженный миоз
	Ресничное тело	Помутнение зрения
	Мочевой пузырь	Частота позывов к мочеиспусканию; непроизвольное мочеиспускание
	Никотиночувствительные системы
	Поперечнополосатые мышцы	Быстрая утомляемость; лёгкая слабость; мышечное подёргивание; фасцикуляция; судороги; общая слабость, в том числе дыхательной мускулатуры, одышка и цианоз
	Ганглии симпатической нервной системы	Бледность; периодическое повышение давления
	Центральная нервная система	Головокружение; напряжённое состояние; тревога, нервное возбуждение; беспокойство; эмоциональнаялабильность; чрезмерная сонливость; бессонница; ночные кошмары; головная боль; тремор; апатия; абстиненция идепрессия; всплески медленных волн при повышенном напряжении во время ЭЭГ, особенно при гипервентиляции; дремота; трудности концентрации; анамнестическая реакция; спутанность сознания; невнятная речь; атаксия; общая слабость; конвульсии; депрессия респираторных и циркуляторных центров с одышкой, цианозом и падением кровяного давления.

Профилактика

Профилактика основана на назначении обратимого антихолинэстеразного агента. Пиридостигмин, предлагается в дозах 30 мг 3 раза в день для ингибирования приблизительно 30 % холинэстеразы крови. В случае тяжелого отравления эти 30 % защищённой холинэстеразы спонтанно реактивируются, и, если такой же феномен произойдет в холинергических синапсах, пострадавший выздоровеет. (Повторное ингибирование фермента может произойти в том случае, если отравляющее вещество остается в организме и имеется в наличии для связывания с холинэстеразами после того, как пиридостигмин будет выведен.)

Лечение

Лечение человека, поражённого зарином, необходимо начать сразу же после постановки диагноза. Незамедлительные действия включают срочную изоляцию жертвы от поражающего агента (заражённая местность, заражённый воздух, одежда и пр.), а также от всех возможных раздражителей (например, яркий свет), обработку всей поверхности тела слабым раствором щёлочи, либо табельным средством химической защиты. В случае попадания отравляющего вещества в желудочно-кишечный тракт - промывание желудка большим количеством слегка подщелоченой воды. Одновременно с вышеуказанными действиями необходимо срочное применение следующих антидотов:

• Атропин, являющийся блокатором М-холинорецепторов, используется для купирования физиологических признаков отравления.
• Пралидоксим, дипироксим, токсогонин, HI-6, HS-6, HGG-12, HGG-42, ВДВ-26, ВДВ-27 - реактиваторы ацетилхолинэстеразы, специфические антидоты фосфорорганических веществ, способные восстановить активность фермента ацетилхолинэстеразы, если их применить в течение первых часов после отравления.
• Диазепам - центрально действующий противосудорожный препарат. Снижение приступов заметно уменьшалось в случае задержки начала лечения; через 40 минут после экспозиции снижение является минимальным. Большинство клинически эффективных противоэпилептических препаратов могут оказаться неспособными остановить припадки, вызванные зарином.
• В полевых условиях необходимо немедленно ввести афин (будаксим) из шприц-тюбика (входят в комплект индивидуальной аптечки АИ-1, которой экипируется каждый мобилизованный солдат), в случае их отсутствия можно применить 1-2 таблетки тарена из аптечки АИ-2.

В дальнейшем производится патогенетическое и симптоматическое лечение в зависимости от преобладающих у данной жертвы симптомов поражения.

— органическое соединение, изопропиловый эфир метилфлуорофосфоновои кислоты CH 3 P (O) (F) OCH (CH 3) 2. При обычных условиях представляет собой бесцветную жидкость без вкуса и запаха, чрезвычайно токсичным. В военных целях применяется как боевое отравляющее вещество нервно-паралитического действия.

Имеет военные обозначения: GB (США), трилон 46, T46, трилон 144, T144 (Германия). На боеприпасах кодируется тремя зелеными кольцами.

История

Впервые вещество GB синтезировали в 1939 году в лаборатории немецкого химика Герхарда Шрадера под шифром «зарин». Это название связывают с комбинацией первых букв в фамилиях сотрудников IG Farbenindustrie Г. Шрадера, А. Амброса и управления вооружений Сухопутных войск Ф. Риттера (нем. S chrader, A mbros, R itter).

В 1993 году, в результате подписания Конвенции о химическом оружии, использование зарина в качестве химического оружия было запрещено. Его включили в список 1, который регламентирует производство и оборот опасных веществ.

Физические свойства

Зарин представляет собой бесцветную, прозрачную жидкость без запаха и вкуса. Он смешивается с водой и органическими растворителями во всех соотношениях. При нагревании до температуры кипения частично разлагается, поэтому его перегоняют в вакууме. Есть более устойчивым к кратковременному повышению температур, чем табун.

Газообразный и жидкий зарин легко сорбируется пористыми материалами (древесиной, бетоном, кирпичом, тканью), не превышает окрашенными поверхностями и резиной.

Летучесть зарина составляет 4100 мг / м³ (0 ° C), 16091 мг / м³ (20 ° C), 22000 мг / м³ (25 ° C), 29800 мг / м³ (30 ° C).

Получение

Методы синтеза зарина отличаются в зависимости от используемой фосфорсодержащих сырья. Так, используется дихлороангидрид, дифлуороангидрид метилфосфоновои кислоты и их смесь, а также диизопропиловый эфир метилфосфоновои кислоты. Все приведенные соединения можно получить из хлорида фосфора (III).

Для синтеза дихлороангидриду метилфосфоновои кислоты в качестве промежуточных веществ получают фосфиты (фосфонаты). Так, для получения диметилфосфиту достаточно смешать хлорид фосфора (III) с безводным метанолом при температуре 0-20 ° C:

Полученный диметилфосфит под действием агентов хлорирования (SOCl 2, COCl 2, PCl 5) переводят в дихлороангидрид метилфосфоновои кислоты, а затем, после обработки безводным фтороводорода, — в дифлуороангидрид (образуется эквимолярных смесь хлороформ и флуоропохиднои):

Известен также синтез дихлороангидриду без стадии образования фосфонатов — взаимодействие трихлорида фосфора с хлорометан и хлоридом алюминия в органическом растворителе. Образовавшуюся комплексное соединение разлагают при воздействии охлажденной воды, а лучше концентрированной соляной кислоты при -30 ° C и выделяют из раствора дихлороангидрид:

Данный способ лег в основу реакции Киннер — Перрена и стал основой для синтеза многих фосфорорганических соединений.

Для получения зарина проводят вземодию дифлуорангидриду с изопропанолом. Имеющийся в реакционной смеси дихлороангидрид так же реагирует с образованием зарина. Выход конечного продукта составляет около 85%:

Химические свойства

Зарин гидролизуется с образованием изопропилового эфира метилфосфоновои кислоты и фтороводорода:

Скорость гидролиза зависит от pH среды. Так, по pH 1,8 период напивгидролизу составляет 7,5 часов, 5:00 по pH 9. При концентрации раствора менее 14 мг / л период пивгидролизу составляет 54 часа. При температурах, превышающих 25 ° C, гидролиз способен самопришвидшуеться через каталитическую действие его продуктов. Это объясняется диссоциацией изопропилового эфира, полученного в ходе гидролиза, с образованием ионов H +, которые могут образовывать водородные связи с атомами фтора, ослабляя их взаимодействие с атомом фосфора и способствуя разрыва связи FP с последующим гидролизом. Добавление раствора зарина любых кислот ведет к увеличению скорости гидролиза.

Растворы щелочей влияют на ход гидролиза еще больше, чем кислоты, поскольку гидроксид-ион имеет большую нуклеофильность сравнению с недиссоциированных молекулой воды:

Таким образом растворы кислот и щелочей можно применять для нейтрализации зарина.

Водные растворы аммиака и аминов действуют на зарин почти аналогично щелочей. Феноляты и алкоголяты дегазируют зарин очень легко (даже в сухом состоянии).

При нагревании зарина выше 100 ° C он начинает разлагаться и вблизи точки кипения разлагается почти полностью. Основными продуктами, образующимися в результате пиролиза, является пропен и флуороангдрид метилфосфоновои кислоты. В зависимости от условий проведения пиролиза могут также образовываться 2-флуоропропан, олигомер метилфосфонового ангидрида CH 3 PO (O) и некоторые продукты дальнейшего распада.

Токсичность

Зарин у 4-5 раз ядовитее табун. Отравлением может быть вызвано вдыханием паров, проникновением сквозь кожу (особенно из-за ранения). Зарин легко проникает в организм через слизистую оболочку глаз и дыхательных путей. Также он легко поглощается предметами окружающей среды, кирпичом, тканью и в дальнейшем может вызвать отравление. Это увеличивает риск отравления людей, покинули зону поражения, но не избавились загрязненного зарином одежды, личных вещей и тому подобное. При благоприятных погодных условиях зарин может находиться в местности в виде жидкости до 5 суток, его пара является эффективной в течение 20 часов. В зимнее время устойчивость зарин уменьшается до двух суток.

По концентраций 0,0002-0,002 мг / л и при его действия в течение 2 минут наступает легкое отравление, которое, тем не менее, ведет к потере трудоспособности на 4-5 суток и сопровождается сужением зрачков, потливость, затрудненным дыханием, увеличением слюноотделение. Действия зарина такой же концентрации в течение 15 минут может стать летальной. Тяжелые отравления случаются по концентраций 0,005-0,01 мг / л и действия в течение 5 минут, они вызывают миоз, судороги, головокружение, повышенное слюноотделение, а также могут привести к смерти. При воздействии в течение 2-5 минут зарина с концентрацией 0,02-0,05 мг / л человек умирает от остановки сердца уже за 15-20 минут.

Защита

Эффективной защитой от зарина является фильтрующий противогаз. Во избежание сорбции зарина на одежде необходимо использовать защитные костюмы. При попадании зарина на кожу или одежду следует как можно скорее нейтрализовать его, используя индивидуальные противохимические пакеты.

В случае появления симптомов отравления зарином необходимо сразу ввести подкожно или внутримышечно растворы атропина, Афины или будаксиму. Введен не позднее, чем через 10 минут после поражения, средство способен нейтрализовать летальную дозу. При необходимости можно провести искусственное дыхание.

Для обеззараживания предметов, помещений и одежды пригодны водные растворы щелочей, аммиака, перекиси водорода, а также раствор гидроксиламина в слабощелочной среде.

Видео по теме