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 — C4H10FO2P. Это сложное органическое соединение, содержащее фтор и фосфор, которое может быть в различных состояниях — в виде жидкости или газа. Зарин нестоек в окружающей среде — в тёплое время года разлагается в течение нескольких часов.
Чем пахнет зарин? Его запах зависят от того состояния, в котором яд находится. При обычной комнатной температуре в жидком виде он слабо пахнет цветущими яблонями. А вот газ не имеет ни вкуса, ни запаха и в этом заключается его опасность, так как обнаружить его в окружающей среде практически не представляется возможным.
Зарин легко смешивается с водой и другими органическими растворителями и в таком виде его токсичность увеличивается в несколько раз. Но каким бы способом яд ни попал в организм — он быстро всасывается, при этом первый и главный удар приходится на нервную систему.
Какие химические свойства зарина? Это активное вещество, которое может реагировать с каждой группой химических соединений в том числе и находящихся в организме человека.
- 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/см3.
- 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.
Конвенция о химическом оружии
В 1993 году участники ООН (162 государства) в Париже подписали Конвенцию о запрещении химического оружия, согласно которой, было запрещено производить и накапливать любое химическое оружие, включая зарин. В силу данная конвенция вступила лишь в 1997 году 29 апреля. К апрелю 2007 года все запасы зарина должны были быть уничтожены.
В России избавились от этого вещества лишь к июню 2022 года. Так страна выполнила международные обязательства в соответствии с программой «Уничтожение химоружия в Российской Федерации».
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.
Можно ли уберечься
Если оказаться в зоне поражения внезапно — отравление неизбежно. Но если возникает необходимость прибыть в пораженную зону или как-то контактировать с зарином вообще, это нужно делать только в специальной защитной форме и обязательно в противогазе (респиратор здесь не вариант). Причем надевать амуницию нужно максимально быстро (школьные уроки НВП и ОБЖ — в помощь). После окончания контакта и выхода из зараженной зарином зоны форму нужно снять и сразу принять душ.
Зарин страшен тем, что шансы выжить вроде бы и есть, но в то же время их нет. Вряд ли люди выходят на улицу, имея при себе противоядия и специальную защитную форму на случай химической атаки. То есть в большинстве случаев, к сожалению, успеть оказать помощь человеку, отравившемуся зарином, и при этом не пострадать самому — возможно лишь теоретически.
Действие на человека
Каким бы способом ни попал зарин внутрь — исход один, острое отравление, нередко заканчивающееся смертью. Поэтому в ряде стран действует запрет на его применение в военных целях.
Существуют три основных способа проникновения зарина в организм:
- ингаляционный при вдыхании паров;
- через пищеварительную систему во время употребления заражённой еды или воды;
- контактный — при соприкосновении газа или жидкости с кожей.
Частый путь проникновения зарина — через рот, при этом человек сам может выпить жидкость или съесть заражённые овощи, или употребить в пищу мясо животных, в организм которых попал яд.
Как действует зарин на человека? При попадании его внутрь в организме происходит цепь необратимых реакций.
нервный импульс
- 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.
- Лёгкое отравление чаще наблюдается при попадании яда на кожу. Характерно недомогание, слабость, тошнота, рвота. Возбуждение нервной системы с последующим торможением её работы. Возникают боли в животе, повышается артериальное давление, учащается мочеиспускание.
- Отравление зарином средней степени тяжести протекает немного по-другому. Здесь уже, кроме лёгких общих симптомов, наблюдаются более выраженные признаки поражения нервной системы и бронхоспазм. Проявляется это в виде галлюцинаций, нарушении ориентации в пространстве и координации движений, появляется пугливость и ухудшается зрение. Судорог при таком отравлении зарином может не быть, но изменения касаются отдельных групп мышц. Заметны подёргивания языка, век, лица, голеней и грудной клетки. Дыхание становится шумным, вдох затруднён, а при осмотре пострадавшего прослушиваются многочисленные хрипы.
- Тяжёлое отравление зарином проявляется в первую очередь изменениями центральной нервной системы — судороги и нарушение сознания, потливостью и избыточным выделением слюны, ухудшением работы пищеварения и дыхания. У пострадавших от действия зарина наблюдаются перепады давления, потеря сознания, повышается температура тела, происходит непроизвольное мочеиспускание.
Из-за выраженного влияния на организм, возможна и четвёртая степень отравления зарином — крайне тяжёлая. В этом случае возбуждение нервной системы сразу сменяется параличом и комой.
Профилактика
Если нет в запасе специфических антидотов, спастись от зарина — смертельного боевого оружия — во время войны нельзя. На химических производствах и в лабораториях соблюдаются меры предосторожности:
- сотрудники обучены, как надо вести себя на зараженной местности и помогать пострадавшим от зарина;
- при необходимости используются индивидуальные защитные средства для кожи и дыхательных органов;
- лаборанты обучены правилам работы с агрессивной жидкостью.
Предупреждение отравления зарином основано на применении защитных средств, имеющихся в аптечке сотрудников. Зная свойства зарина, люди могут заподозрить утечку опасного вещества. О наличии боевого яда в жидкости говорит запах цветов яблони. Действие газа распознается по затруднению дыхания, заложенности носа.
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.
- Наблюдается длительный продромальный период в виде общей слабости и головной боли, что не сразу воспринимается, как отравление ядовитым веществом.
- подёргивание мышц
После некоторого времени симптомы отравления зарином постепенно нарастают: у человека заметно подёргивание мышц и сильное потоотделение на месте контакта газа с кожей.
- Затем возникает тошнота, иногда рвота, слюнотечение и другие признаки нарушения работы нервной системы.
- Потливость, учащение пульса, повышение артериального давления.
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.
Синильная кислота
Синильная кислота — бесцветная жидкость со своеобразным запахом, напоминающим запах горького миндаля; в малых концентрациях запах трудно различимый. Синильная кислота легко испаряется и действует только в парообразном состоянии. Относится к ОВ общеядовитого действия.
Признаки поражения: металлический привкус во рту, раздражение горла, головокружение, слабость, тошнота. Затем появляется мучительная одышка, замедляется пульс, отравленный теряет сознание, наступают резкие судороги . Судороги наблюдаются сравнительно недолго; на смену им приходит полное расслабление мышц с потерей чувствительности , падением температуры , угнетением дыхания с последующей его остановкой . Сердечная деятельность после остановки дыхания продолжается еще в течение 3 — 7 минут.
Симптомы отравления
При попадании яда внутрь появляются следующие симптомы отравления зарином. Каждый орган оказывается под ударом.
- Возникают изменения в различных отделах нервной системы: ухудшается зрение, сужаются зрачки, выделяется большое количество слюны, происходит нарушение аккомодации глаз, возникают боли при попытке сфокусироваться на каком-либо предмете.
- Глаза у отравившегося человека обычно гиперемированы (красные от переполненных кровью сосудов).
- Кроме стандартных симптомов отравления — тошноты и рвоты, при интоксикации зарином возникают выраженные спастические боли в области кишечника, послабление стула или диарея.
- Нарушается работа органов дыхания в том числе: появляется кашель, одышка в покое, выделение слизи из бронхов, ощущение нехватки воздуха. В далеко зашедших случаях может быть паралич мышц и острая дыхательная недостаточность.
- Ещё одни симптомы отравления зарином — это изменения в работе опорно-двигательного аппарата. Проявляются они в виде слабых мышечных подёргиваний и выраженных судорог по всему телу. Развивается сильная мышечная слабость.
- Что ещё поражает зарин? Страдают сердце и сосуды — артериальное давление то повышается, то быстро снижается, нарушается сердечный ритм.
- У человека резко меняется терморегуляция, возникают перепады температуры тела.
- Усиливается работа желёз: повышается потоотделение, слезо- и слюнотечение.
- Ещё один симптом поражения зарином это нарушения мочеиспускания — учащение вначале и в последующем самопроизвольное отхождение жидкости, которое человек не может контролировать.
- Со временем развивается вторая стадия изменений в организме. Стимуляция работы нервов ослабевает и на первое место выходят симптомы нарушения функций других органов и систем. Появляется цианоз или посинение кожного покрова.
- Поражение центральной нервной системы: головокружение, тревога, возбуждение, апатия и депрессия, дрожание, постепенно развивается спутанность сознания, человек объясняется непонятно, речь невнятная.
- Мышечная сила может оставаться достаточной, но при этом развивается атаксия — нарушение движений групп мышц.
Профилактика[править | править код]
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.)
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:
- изонитрозин;
- дипироксим;
- диэтиксим.
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.
Последствия
Отсутствие запаха зарина делает его наиболее опасным веществом из всех боевых ядов. Отдаленные последствия наблюдаются даже при легком отравлении:
- токсический гепатит;
- периферические невриты;
- миокардиодистрофия;
- нефрит;
- астеноневротический синдром.
При благоприятном исходе тяжелой интоксикации зарином человек в течение 1–2 месяцев испытывает невротические расстройства. Его мучают ночные кошмары, тремор в теле, эмоциональная переменчивость, раздражительность.
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.
- Сразу делают коррекцию угрожающих жизни нарушений дыхания и кровообращения, если такие имеются.
- Ещё во время транспортировки пострадавшему вводят вещества из группы специфической защиты. Применяют атропин для коррекции признаков интоксикации. Дозу лекарства определяют в зависимости от степени тяжести отравления. Допускается внутримышечное, подкожное и внутривенное ведения атропина.
- Лечение отравления зарином симптоматическое. Ещё до прибытия в стационар пострадавшему вводят диазепам — препарат для купирования судорог. Иногда для их устранения используют раствор сульфата магния.
- Применяют «Унитиол» — дезинтоксикационное лекарственное средство.
- Для лечения отравления назначают витамин E, гидрокортизон.
- Врачи сражаются не только с самим химическим веществом, попавшим в организм, но и с последствиями его нахождения внутри человека. Поэтому немаловажным этапом лечения является введение в организм пострадавшего плазмозамещающих и солевых растворов. Используют реополиглюкин, раствор глюкозы с калием и инсулином и других жидкостей.
- При отравлении зарином вводят антиоксиданты.
- Искусственная вентиляция лёгких или проведение гемодиализа назначается в зависимости от показаний, что чаще бывает при тяжёлом течении отравления.
Лечение проводят под наблюдением специалистов. Своевременно оказанная медицинская помощь помогает сохранить человеку жизнь и избавляет его от многочисленных осложнений.
Как правильно вводить антидот?
Антидотами к зарину являются «Циклодол», «Апрофен», «Скополамин», «Гиосциамин», «Атропин». Если таких нет рядом, разрешается применить следующие медикаменты: «Меклозин», «Доксиламин», «Циклизин», «Димедрол». Ввести их следует внутримышечно.
Если отравление легкое или среднее, дозировка не должна превышать 2 мл. При более тяжелой интоксикации она повышается до 4 мл.
Антидот необходимо вводить с 10-15 минутным промежутком времени до тех пор, пока у пострадавшего не наступят признаки улучшения состояния: сократится болевой синдром, исчезнут судороги, восстановится реакция на свет.
