Отравляющие вещества нервно-паралитического действия
Группа отравляющих веществ нервно-паралитического действия объединяет соединения, специфически нарушающие нормальное функционирование нервной системы с появлением судорог, переходящих в параличи. Действие на нервную систему характерно для многих сильнодействующих ядов, но исторически в данной группе рассматриваются только производные фосфорной и алкилфосфоновых кислот общей формулы:
производные фосфорной и алкилфосфоновых кислот общей формулы отравляющих веществ нерно-паралитического действия
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):
Химическая формула зарина
Рис.1 Химическая формула зарина
 
Краткие физические характеристики
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.
Токсикологические характеристики
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
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 (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.
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.
Рис.2. Миоз (сужение зрачков)
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
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:
Химическая формула Ви-икс (VX)
Краткие физические характеристики
Химически чистое вещество VX представляет собой бесцветную жидкость, напоминающую по своей подвижности глицерин. Технические продукты имеют окраску от желтой до темно-коричневой и по консистенции походят на моторные масла. Плотность VX 1,0083 г/см3 при температуре 25° С, плотность пара по воздуху 9,2. Вещество гигроскопично, ограниченно  растворимо в воде (около 5% при температуре 20° С), но смешивается с органическими растворителями.  Растворимость его в жирах выше, чем веществ GB и GD.
Вещество VX — высококипящее соединение, не перегоняющееся при атмосферном давлении. Расчетная точка кипения 298° С. Давление насыщенного пара при температуре 25° С 0,0007 мм рт. ст., благодаря чему при этой температуре создается максимальная концентрация пара 0,0105 мг/л. В связи с такой низкой летучестью наиболее вероятно применение VX в виде капель и аэрозоля, так как создать опасную концентрацию пара практически невозможно или возможно только в районах с очень жарким климатом. Высокая токсичность VХ и склонность к легкому образованию аэрозолей делают возможным заражение объектов на много дней и даже недель. Низкая температура замерзания VX (tпл минус 39° С) позволяет применять его в холодное время года.
Вещество VX легко проникает в пористые материалы, в ткани, растения, что затрудняет его дегазацию. В последующем возможна его обратная диффузия из пор и опасное вторичное заражение поверхностей. Даже в сильнощелочной среде гидролиз VX идет очень медленно (в 80—600 раз медленнее, чем зарина). Для дегазации VX используются сильные окислители (хлорирующие и окисляющие агенты).
Токсикологические характеристики
Токсикологическое действие аналогично действию зарина. Хотя летучесть VX невелика, есть большая вероятность попадания его вместе с пылью в приземный слой атмосферы. Пропитанная  VX пыль способна вызывать поражения при попадании на конъюнктиву глаз, в органы дыхания и на открытые участки кожи. Наиболее вероятными путями проникновения VX в организм человека являются органы дыхания, кожные покровы и желудочно-кишечный тракт. По токсичности VX превосходит зарин при действии через органы дыхания в 3—10 раз (токсичность при ингаляции LCt50=0,01 мг×мин/л), а при попадании через кожу в 200—250 раз (кожно-резорбтивная токсодоза LD50= 0,1 мг/кг).
Промышленное производство
Фосфорилирование диалкиламиноэтилмеркаптанов хлорангидридами эфиров метилфосфоновой кислоты в присутствии акцепторов хлористого водорода.
Средства применения
Основным боевым состоянием для ОВ типа VХ являются капли или крупнодисперсные аэрозоли. Средствами боевого применения ОВ типа VX являются авиационные бомбы, выливные авиационные приборы, мины, фугасы, боевые части бакового типа тактических и оперативно-тактических ракет, снаряды ствольной артиллерии.
В последнее время в США налажено производство бинарного ОВ типа VX (VХ-2). Для боевого применения бинарного ОВ типа VX предназначены авиационные бомбы «Бигай» и артиллерийские снаряды калибра 203,2 мм.
Признаки поражения
Нервно-паралитические ОВ способны поражать человека при любом способе поступления в организм.
При ингаляционном поражении в легкой степени наблюдаются ухудшение зрения, сужение зрачков глаз (миоз), затруднение дыхания, чувство тяжести в груди (загрудинный эффект), усиливается выделение слюны и слизи из носа. Эти явления сопровождаются сильными головными болями и могут сохраняться от 2 до 3 суток. При воздействии на организм смертельных концентраций ОВ возникают сильный миоз, удушье, обильное слюноотделение и потоотделение, появляются чувство страха, рвота и понос, судороги, которые могут продолжаться несколько часов, потеря сознания. Смерть наступает от паралича дыхания и сердца.
При действии через кожу картина поражения в основном аналогична ингаляционной. Отличие в том, что симптомы проявляются через некоторое время (от нескольких минут до нескольких часов). При этом появляется мышечное подергивание в месте попадания ОВ, затем судороги, мышечная слабость и паралич.
Первая помощь
Пораженному необходимо надеть противогаз (при попадании аэрозоля или капельножидкого ОВ на кожу лица противогаз надевается только после обработки лица жидкостью из ИПП). Ввести антидот с помощью шприц-тюбика с красным колпачком из индивидуальной аптечки и удалить пораженного из зараженной атмосферы. Если в течение 10 мин судороги не сняты, антидот ввести повторно. В случае остановки дыхания произвести искусственное дыхание. При попадании ОВ на тело, немедленно обработать зараженные места с помощью ИПП. При попадании ОВ в желудок необходимо вызвать рвоту, по возможности промыть желудок 1 % раствором питьевой соды или чистой водой, пораженные глаза промыть 2% раствором питьевой соды или чистой водой. Пораженный личный состав доставляется на медицинский пункт.
Защита
Для защиты от VХ используются противогаз и защитный комплект, а также вооружение и военная техника, убежища, оборудованные фильтровентиляционными установками.
Индикация
Наличие нервно-паралитических ОВ в воздухе, на местности, вооружении и военной технике обнаруживается с помощью приборов химической разведки (индикаторная трубка с красным кольцом и точкой) и газосигнализаторов. Для обнаружения аэрозолей VХ служит индикаторная пленка АП-1.
Публикация материалов возможна при ссылке на http://gochs.info
© Сергей Кульпинов 2003
Яндекс.Метрика