Физико-химические свойства. Токсичность. Глава 8. Отравляющие и высокотоксичные вещества
Глава 8. Отравляющие и высокотоксичные вещества
Раздражающего действия
Общая характеристика
Раздражающим называется действие химических веществ на окончания чувствительных нервных волокон, разветвляющихся в покровных тканях, сопровождающееся рядом местных и общих рефлекторных реакций и субъективно воспринимаемое, как неприятное чувство покалывания, жжения, рези, боли и т.д.
Раздражающее действие присуще большому количеству химических соединений, и, в том числе, широко используемых в хозяйственной деятельности. Среди них галогены (хлор, бром), альдегиды (акролеин), кетоны (ацетон), пары кислот, ангидриды кислот и др. Выраженность раздражающего действия в каждом конкретном случае определяется строением токсиканта, его количеством в окружающем воздухе и местом аппликации. Большинство веществ, действуя в концентрациях, вызывающих раздражение слизистых (глаз, дыхательных путей), инициируют и иные формы токсического процесса.
Вещества, обладающие высокой избирательностью в действии на чувствительные нервные окончания, разветвляющиеся в покровных тканях, называются раздражающими. Поражение ими в реальных условиях, как правило, ограничивается проявлениями исключительно раздражающего действия. Такие вещества могут использоваться в качестве ОВ или средств самозащиты.
Для раздражающих ОВ среднеэффективная концентрация местного действия в тысячи раз меньше среднесмертельной. Поэтому их рассматривают как временно выводящие из строя живую силу противника.
На предмет возможности создания новых образцов раздражающих ОВ в разное время изучались следующие классы соединений:
1. Алифатические и ароматические галогенированные кетоны.
2. Производные нитрилов.
3. Ароматические мышьякорганические соединения.
4. Эфиры форбола и дитерпеновые эфиры.
5. Другие ароматические и гетероциклические соединения.
По способности сообщать галогенированной молекуле кетона свойства раздражающего агента атомы галогенов располагаются в последовательности: F < CL < Br < I. Среди алифатических кетонов наиболее активны бромпропанон и бромбутанон (оба вещества – жидкости), среди галогенпроизводных ароматических кетонов - хлорацетофенон (по номенклатуре ОВ иностранных армий - CN).
Общая токсичность нитрилов снижается при введении в молекулу галогена. Раздражающее действие при этом, напротив, усиливается. Среди веществ этой группы наиболее известны бромбензилцианид (СА) и ортохлорбензальмалонодинитрил (СS).
Некоторые производные трехвалентного мышьяка обладают выраженным раздражающим действием. В этих соединениях за счет двух валентностей осуществляется связь мышьяка с органическим радикалом. Третья, как правило, занята галогеном или CN-группой. Влияние атомов галогенов на физиологическую активность мышьякорганических веществ, противоположно тому, которое они оказывают на ОВ двух первых групп. Активность токсикантов изменяется в ряду производных I<Br<Cl. CN-группа в наибольшей степени усиливает биологический эффект. Наиболее известным представителем группы является фенарсазинхлорид (адамсит - DМ). Но и другие ароматические мышьяк-органические соединения обладают высокой раздражающей активностью. Среди них: дифенилцианарсин (DС), дифенилхлорарсин (DА) и др.
Высокой раздражающей активностью обладают соединения сложного строения, такие как дибензоксазепин (CR), экстракт красного перца - капсаицин, морфолид пеларгоновой кислоты, метоксициклогептатриен (СН) и др. (рисунок 19).
Рисунок 19. Структура некоторых веществ, обладающих выраженным раздражающим действием
Раздражающие ОВ используются правоохранительными органами как средства борьбы с нарушителями общественного порядка и подавления террористов и криминальных элементов. В некоторых странах устройства, снаряженные раздражающими веществами, продаются для индивидуального пользования в целях самозащиты. Хотя полагают, что правильное применение раздражающих веществ обеспечивает формирование транзиторного токсического эффекта без серьезных последствий для пострадавшего, тем не менее результаты применения этого оружия порой трудно контролируемы, а формирующиеся эффекты малоопределенны. Непреодолимое желание скорее выбраться из зараженной атмосферы практически всегда провоцирует панику.
Широкое применение веществ может привести к появлению большого числа пострадавших, при этом не исключено поражение привлекаемого для оказания помощи медицинского персонала веществами, сохранившимися на одежде и кожных покровах пораженных.
Наиболее чувствительными к раздражению являются покровные ткани, в которых плотность нервных окончаний наивысшая, где они более доступны действию химических веществ. Это, прежде всего, конъюнктива глаз, слизистая дыхательных путей. Покровные ткани в этих областях имеют особенности строения, иннервации и поэтому неодинаково чувствительны к различным веществам. Некоторые соединения вызывают преимущественное раздражение органа зрения и потому называются слезоточивыми ОВ (лакриматоры), другие – носоглотки и органов дыхания (чихательные ОВ – стерниты).
Галогенированные кетоны и нитрилы проявляют свойства лакриматоров, мышьякорганические соединения - стернитов, остальные в равной степени раздражают глаза и дыхательные пути (и даже кожу).
Ранее, при разработке образцов химического оружия, планировалось применение с военными целями не только «чистых» ОВ, но и их смесей. Например рецептура СNS представляла собой смесь хлорацетофенона, хлороформа и хлорпикрина. Действие таких рецептур сопровождается развитием не только раздражающего, но и более тяжелых процессов, например отека легких (см. раздел «ОВТВ пульмонотоксического действия»).
Промышленные токсиканты, обладающие выраженным раздражающим действием, могут быть твердыми, жидкими и газообразными. Различие доз, вызывающих явление непереносимого раздражения слизистых и смертельное действие, у таких соединений может быть не столь большим, как у ОВ, поэтому в химических очагах, образуемых этими токсикантами при авариях и катастрофах, часто могут наблюдаться и угрожающие жизни формы патологии.
Физико-химические свойства. Токсичность
Большинство ОВ раздражающего действия являются твердыми веществами, не растворяющимися в воде, не летучими при обычной температуре окружающего воздуха. Поэтому их применение в военных целях сопряжено с необходимостью использовать специальные устройства для генерации аэрозолей. При этом создаются условия, обеспечивающие формирование ядовитого облака с диаметром частиц 0,5-2 мкм. Для создания обширных зон (с глубиной заражения до 10 км) применяются ядовито-дымовые шашки. В эпицентре зоны заражения концентрация веществ может достигать 2-5 г/м3.
Для увеличения стойкости ОВ на местности используют специальные рецептуры. Так, во Вьетнаме армией США (70-е годы 20-го века) применялись две рецептуры: CS-1 и CS-2. CS-1 – практически чистое вещество – заражало территорию примерно на 2 недели, а CS-2 – более стойкая рецептура, в которой каждая частица кристаллического CS покрыта водоотталкивающей пленкой из силикона, вызывало заражение местности на срок до месяца (Мясников В.В., 1984).
Некоторые свойства ОВ раздражающего действия представлены на таблице 19.
Таблица 19.