Главная › Новости

Зарин

Опубликовано: 01.09.2018

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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?

Со стороны дыхательной системы развиваются пневмонии.

неврит

Нарушается работа нервной системы: появляются невриты, может появиться астено-вегетативный синдром, который проявляется в виде приступов беспричинных головных болей, чрезмерного потоотделения, потемнении в глазах и слабости, учащённого сердцебиения.

Врачи нередко отмечают развитие позднего интоксикационного психоза, как отдалённого последствия поражения зарином. Круговые циклы превращения яда в организме приводят к рецидиву отравления. Такое явление наблюдается через неделю приблизительно в 10% случаев, хотя симптомы могут быть менее выраженными. Токсический гепатит — поражение печени в результате массивного воздействия на её системы зарином. Пожелтение кожи, нарушение пищеварения и интоксикация — это первые признаки такого воздействия. После отравления зарином возможна миокардиодистрофия или заболевание сердечной мышцы, которое проявляется болями, изменением ритма, одышкой при нагрузке. О болезни почек или нефропатии говорят в том случае, когда произошли изменения в клубочковом аппарате и паренхиме, что выявляется во время специальных исследований.

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.