Предмет, цели, задачи военной токсикологии

Предметом изучения военной токсикологии является токсичность веществ, способных при экстремальных ситуациях вызвать групповое или массовое поражение людей, а также токсические процессы, формирование которых у личного состава приводит к снижению боеспособности воинских коллективов.

К числу основных критериев, позволяющих выделить токсиканты, способные при экстремальных ситуациях вызвать массовые поражения людей, относятся:

· возможность их применения с военными целями;

· высокая токсичность при действии через органы дыхания, неповрежденную кожу и слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта;

· физико-химические свойства, способствующие формированию зон химического заражения;

· большие запасы веществ на производственных объектах и базах хранения.

Вещества, удовлетворяющие этим критериям, могут быть обозначены к отравляющие и высокотоксичные вещества (ОВТВ).

К числу ОВТВ прежде всего относятся:

· отравляющие вещества (ОВ) и токсины;

· сильнодействующие ядовитые вещества (СДЯВ), или, по другой терминологии, токсичные химические вещества (ТХВ), или аварийно-опасные химические вещества (АОХВ), — потенциальные агенты формирования очагов массовых санитарных потерь при техногенных авариях и катастрофах на промышленных объектах;

· пестициды и фитотоксиканты боевого применения;

· Диверсионные яды;

· высокотоксичные вещества (ВТВ), действующие при применении современных образцов вооружений (угарный газ, пороховые газы и т. д.)-

Как и любые химические вещества, ОВТВ, действуя в различных дозовременных условиях, способны вызвать самые разнообразные формы токсического процесса. Однако военных токсикологов интересуют прежде всего процессы, развивающиеся в результате острого воздействия токсикантов, приводящие к снижению боеспособности воинского коллектива, — это транзиторные токсические реакции и острые интоксикации.

Цель военной токсикологии — совершенствование системы медицинских мероприятий, средств и методов, обеспечивающих предупреждение или ослабление действия ОВТВ при чрезвычайных ситуациях, а также сохранение жизни, восстановление здоровья и профессиональной работоспособности пораженного личного состава.

Эта цель достигается путем решения следующих задач:

· изучение токсичности веществ, способных вызвать групповое или массовое поражение личного состава при экстремальных ситуациях, механизмов, патогенеза, проявлений токсического процесса, формирующегося при действии ОВТВ;

· совершенствование методов диагностики химического пораже-ния и оценки функционального состояния лиц, подвергшихся воздействию сверхнормативных доз токсикантов; « создание медикаментозных и иных средств профилактики и оказания помощи пораженным ОВТВ, схем их оптимального использования, а также средств и методов предупреждения и минимизации пагубных отдаленных последствий химического воздействия;

· разработка нормативных и правовых актов, направленных на обеспечение химической безопасности личного состава.

Отравляющие и высокотоксичные вещества (ОВТВ)

Боевые отравляющие вещества (БОВ)

Бурное развитие химической промышленности во второй полови XIX в. явилось материальной основой для реализации идеи применения химических вешеств в качестве оружия. 22 апреля 1915 г. с применени газообразного хлора войсками Германии началась эпоха использования современных средств массового уничтожения. В ходе Первой мировой войны было применено около 130 тыс. тонн высокотоксичных соедииний примерно 40 наименований.

В годы Второй мировой войны химическое оружие применяли в крайне ограниченных масштабах. Тем не менее работы по созданию новых образцов ОВ не прекращались. В фашистской Германии, а позже и других странах, были созданы чрезвычайно токсичные фосфорорганические отравляющие вещества (ФОВ). В качестве БОВ в различное время испытывались такие вещества, как хлор, фосген, дифосген, хлорпикрин, мышьяковистый водород, синильная кислота, хлорциан, органические производные свинца и мышьяка, карбонилы металлов, галогенированные кетоны, 2,2-дихлордиэтилсульфид (сернистый иприт), 2,2,2-трихлортри-этиламин (азотистый иприт), различные фосфорорганические соединения (ФОС), и многие другие.

Цель применения боевых отравляющих веществ (БОВ) заключается в уничтожении противника или выведении его из строя в результате нарушения дееспособности и причинения ущерба здоровью. БОВ обладают самыми разнообразными физическими, химическими и токсическими свойствами. Далеко не каждое высокотоксичное соединение может рассматриваться как потенциальное ОВ. К числу основных требований, предъявляемых к боевым ОВ, относятся:

· способность действовать на разные органы и системы организма;

· быстрота или, напротив, «коварство» действия (наличие продолжительного скрытого периода);

· отсутствие органолептических характеристик;

· большая продолжительность заражающего действия;

· трудность распознавания причины поражения с помощью различных методов анализа;

· удобство боевого применения;

· устойчивость при хранении;

· дешевизна производства и т. д.

ОВ классифицируются по разным принципам. Значение имеют физические, химические, токсикологические свойства, тактические и методологические соображения.

Для военной медицины особый интерес представляет классификация соответствии с основным действием на организм и последствиями, к которым это действие приводит. Так, различают ОВ:

1. Смертельного действия:

· нервно-паралитические (зарин, УХ);

· кожно-нарывные (иприт, люизит);

· удущающие (фосген, дифосген);

· общеядовитые (синильная кислота, хлорциан).

2. Несмертельного действия:

· психохимические (ВZ);

· раздражающие (СN, DМ, СS, СR).

По скорости развития поражающего действия в группе ОВ различают:

· быстродействующие (поражение характеризуется минимальньщ скрытым периодом — минуты): зарин, синильная кислота, СN, DМ, СS, СR;

· медленнодействующие (поражение характеризуется длительным скрытым периодом — часы): VХ, иприт, люизит, фосген.

В зависимости от продолжительности заражения территории и войск после воздействия, отравляющие вещества подразделяются на:

· нестойкие — поражающие концентрации в зоне химического заражения сохраняются несколько десятков минут после их боевого применения;

· стойкие — поражающие концентрации в зоне химического заражения сохраняются в течение нескольких часов и суток.

В странах, производивших ОВ, кроме того, было принято выделять следующие группы (3. Франке, 1973):

· Табельные ОВ — вещества, производимые в больших количествах состоящие на вооружении армий, боевое применение которых определяется соответствующими уставами. В США, например, к числу табельных относили У-газы, зарин, ботулотоксин, иприт, адамсит, хлорацетофенон, В2 и другие, включая их всевозможные смеси.

· Резервные ОВ — хорошо изученные вещества, которые на данный момент не производятся непосредственно в качестве ОВ, но при необходимости могут быть быстро изготовлены промышленностью в достаточных количествах (синильная кислота, галогенцианы, мышьякорганические и свинецорганические соединения, фосген и др.).

· ОВ ограниченного значения — токсичные вещества, свойства которых в целом удовлетворяют требованиям, предъявляемым к ОВ, но которые либо использовались и используются для других целей (фосфорорганические инсектициды, мышьяковистый водород и др.), либо производятся в малом количестве, в связи с отсутствием достаточных производственных возможностей.

В 1993 г. была принята Парижская «Конвенция о запрещении применения, разработки и накопления химического оружия». В настоящее время конвенцию подписали более 150 государств. В соответствии с принятыми документами в ближайшие годы предполагается уничтожить запасы химического оружия на планете.

Пестициды

Пестициды — вещества, предназначенные для борьбы с вредителями с целью повышения урожайности и сохранения материальных ценностей, созданных человеком (фитотоксиканты — вещества, предназначенные для поражения различных видов растительности). Наиболее желатель-ным свойством пестицидов является избирательность их действия в от-ношении организмов-мишеней (высокая токсичность для вредителя Инизкая

— для человека). Однако селективность действия подавляющего

« ьшинства пестицидов не является абсолютной, поэтому многие ве-ства представляют опасность для человека. Групповое и массовое по-^ людей возможно при авариях и катастрофах на объектах произ-

дства и хранения веществ, при их транспортировке, а также при использовании в военных целях.

Различные классы пестицидов представлены в табл. 17.

Классы

Алыициды Фунгициды

Гербициды

Нематоциды

Моллюскоциды

Инсектициды

АкаРициды

Р°АентИ|

'ЦИДЫ

Таблица17

Классы пестицидов

Основные химические группы

Оловоорганические соединения (брестар)

Дикарбоксимиды (каптан)

Хлорированные ароматические углеводороды (пентахлорфенол)

Дитиокарбаматы (манеб)

Соединения ртути (ацетат фенилртути)

Амиды, ацетамиды (пропанил) Бипиридилы (паракват) Карбаматы, тиокарбаматы (барбан) Феноксиуксусные кислоты (2,4-Д, 2,4,5-Т) Динитрофенолы (динитрокрезол) Динитроанилин (трифлюралин) Производные мочевины (монурон) Триазины (атразин)

Галогенированные алканы (этилен дибромид) Хлорированные углеводороды (байлусцид)

Хлорированные углеводороды

* аналоги ДДТ (ДДТ)

* циклодиены (алдрин) Хлорированные терпены (токсафен) Фосфорорганические соединения (паратион) Карбаматы (карбарил) Тиоцианаты (летан) Динитрофенолы (ДНОК) Фторацетаты (ниссол) Растительные яды

* никотин

* ротеноиды (ротенон)

* перитроиды (перитрин) Аналоги гормонов роста (метопрен) Проиэводные мышьяка (арсенат свинца) Фторсодержащие соединения (фторид натрия)

Сероорганмческие соединения (овекс) Формамидин (хлордимеформ) Динитрофенолы (динекс) Аналоги ДДТ (хлорбензилат)

Антикоагулянты (варфарин) Алкалоиды (стрихнина сульфат) Фторсодержащие соединения (фторацетат) Производные тиомочевины (нафтилтиомочевина) Соединения таллия (сульфат таллия)

Часть 1. ТОКСИКОЛОГИЯ

Глава 7. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ВОЕННОЙ ТОКСИКОЛОГИИ

К числу наиболее вероятных ОВТВ из числа пестицидов относятся некоторые инсектициды, родентициды и отдельные гербициды из груц_ пы фитотоксикантов.

Фосфорорганические инсектициды (ФОИ) представляют собой по боль-шей части эфиры фосфорной и тиофосфорной кислот. В настоящее вре-мя это наиболее широко используемые пестициды. Они токсичнее хлор-органических инсектицидов, но менее стойки в окружающей среде и по-тому менее опасны с точки зрения экологии. Среди наиболее известных ФОИ: паратион, диазинон, хлорофос, карбофос, дисульфотион, малати-он. Все ФОС — нейротоксиканты, нарушающие проведение нервных им-пульсов в центральных и периферических холинергических синапсах и вызывающие отсроченную периферическую нейропатию.

Близким ФОС по механизму токсического действия на организм на-секомых и млекопитаюших является класс инсектицидов из группы кар-баматов (производные карбаминовой кислоты). К наиболее известньщ пестицидам этой группы относятся: карбарил (севин), пропоксур (бай-гон), альдикарб (темик). Среди карбаматов найдены и вещества, облада-ющие чрезвычайной токсичностью для лабораторных животных.

Чрезвычайно опасны для человека средства борьбы с грызунами — ро-дентициды. Производные фторуксусной кислоты, соли таллия, использу-емые для этой цели, — высокотоксичные соединения.

Гербициды — это вещества, предназначенные для борьбы с растения-ми, в частности, сорными травами. Динитрофенол, динитро-орто-кре-зол, пентахлорфенол используются как контактные гербициды. Хлорфе-нолы применяют и как фунгициды для защиты древесины от поражения грибами. Печальную известность после войны США против Вьетнама получили производные феноксиуксусной кислоты (2,4-Д и 2,4,5-Т), вхо-дившие в состав так называемой «оранжевой смеси», использовавшейся американцами в качестве дефолиантов. Эти вещества практически не токсичны для человека, однако содержавшийся в качестве примеси 2,4,7,8-тетрахлордибензодиоксин (ТХДД) вызывал поражение людей. Это вещество обладает свойствами иммунотоксиканта, тератогена, мута-гена и канцерогена. Другими известными гербицидами являются парак-ват, дикват, атразин и т. д.

Диверсионные яды

Диверсионные яды — это вещества, которые могут быть использованы для заражения продовольствия, воды, обмундирования, других предметов снабжения и т. д. Такие вещества могут применяться диверсионными группами, диверсионно-десантными и воздушно-десантными подразде-лениями (3. Франке, 1973), а также различного рода террористическимИ группировками. Эти вещества даже в малых количествах могут оказатьсЯ весьма эффективными. К диверсионным ядам предъявляют следуюШие требования:

» высокая токсичность при поступлении через рот;

* отсутствие запаха, цвета, вкуса; „ хорошая растворимость в воде;

* устойчивость к нагреванию и гидролизу;

* наличие достаточно продолжительного скрытого периода дейст-вия;

* трудность обнаружения в организме и в зараженном материале;

« отсутствие специфики в клинической картине поражения;

» отсутствие противоядий и т. д.

Этим требованиям удовлетворяют многие соединения, с которыми может столкнуться военная медицина. С диверсионными целями могут использоваться вещества растительного происхождения (некоторые ал-калоиды, гликозиды), яды грибов (аманитин, афлатоксины, трихотеце-новые микотоксины), яды животных (тетродотоксин, сакситоксин), бак-териальные токсины (тетанотоксин, ботулотоксин), другие органические (производные фторкарбоновых кислот) и неорганические (соли таллия, мышьяка, ртути, азотистой кислоты и т. д.) соединения. Не исключено использование с целью диверсии лекарств, пестицидов, промышленных агентов и т. д., в том числе и боевых отравляющих веществ.

Сильнодействующие

и ядовитые вещества (СДЯВ)

Любое вещество, используемое в качестве сырья, исходного компонента

синтеза, являющееся конечным продуктом производства или его отхо-

дом, обладающее высокой токсичностью, способное формировать доста-

точно устойчивые зоны химического заражения и находящееся на про-

мышленном объекте в количестве нескольких десятков — сотен тонн,

может при авариях и катастрофах стать причиной поражения людей. Пе-

речни таких веществ неодинаковы для различных регионов страны (и тем

°лее мира), они постоянно меняются, по мере совершенствования тех-

°логий и разработки новых технологических процессов. Поэтому спис-

и и перечни СДЯВ, принятые различными ведомствами, порой включа-

т Разные вещества, числом от нескольких десятков до нескольких сотен

^аименований. Свойства этих веществ (агрегатное состояние, раствори-

сть в воде, устойчивость к гидролизу, летучесть и проч.) и биологи-

Кая активность различны. Исходя из основных критериев, определя-

За Их °пасность СДЯВ (токсичность, способность формировать зону

бол °^ъем производства), к числу веществ, заслуживающих наи-

тРи ° внимания, относятся: хлор, аммиак, оксиды серы и азота, ни-

гани ^ И изоцианаты. гидразин и его производные, некоторые металлор-

Ческие соединения и др.

Часть I. ТОКСИКОЛОГИЯ

Глава 7. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ВОЕННОЙ ТОКСИКОЛОГИИ

Патофизиологическая классификация ОВТВ

Несмотря на разнообразие химических веществ, представляющих инте-рес для военной токсикологии, они могут быть объединены в группы в соответствии с особенностями механизмов, лежащих в основе острого повреждающего действия на организм, известной близостью течения и проявлений формирующегося токсического процесса (транзиторных токсических реакций и острых отравлений). В рамках учебника будуг рассмотрены следующие группы отравляющих и высокотоксичных ве-ществ:

1. Вещества, оказывающие преимущественно местное действие на слизистые оболочки глаз и дыхательиых путей и вызывающие их раздражение, сопровождающееся временной утратой пораженным дееспособности («ОВТВ раздражающего действия»).

2. Вещества, оказывающие преимущественно местное действие на ды-хательные пути и ткань легких и вызывающие развитие токсичес-кого отека легких («ОВТВ удушающего действия»)

3. Вещества, оказывающие преимущественно резорбтивное действие на организм, сопровождающееся выраженным нарушением функ-ций органов и тканей с высокой метаболической активностью, в основе которого лежит острое повреждение энергетического обме-на («ОВТВ общеядовитого действия»).

4. Вещества, характеризующиеся как местным, так и резорбтивным действием на организм, сопровождающимся структурно-функцио-нальными изменениями со стороны клеток различных органов и тканей, в основе которых лежит нарушение пластического обмена, процессов синтеза белка и клеточного деления («ОВТВ цитотокси-ческого действия»).

5. Вещества, оказывающие преимущественно резорбтивное действие на организм, сопровождающееся нарушением высшей нервной де-ятельности, механизмов регуляции жизненно важных органов и си-стем, в основе которого лежит повреждение процессов генераиии, проведения и передачи нервных имлульсов («ОВТВ нейротоксиче-ского действия»).

Как и любая другая, предлагаемая классификация веществ носит условный характер, так как все процессы, протекающие в организме, неразрывно связаны между собой и повреждение одного из них непре-менно приводит к повреждению и других. Необходимость выделени^ веществ в группы продиктована главным образом дидактическими с ображениями.

л 3* Химическая обстановка /»***

оезультате случайного или преднамеренного попадания ОВТВ в окру-яюШУю °РедУ складывается химическая обстановка. Химическая обста-овка характеризуется масштабом, продолжительностью и опасностью химического заражения.

Химическое заражение — это наличие ОВТВ в окружающей среде (на местности, в воздухе, на вооружении и военной технике и т. д.) в количе-ствах, достаточных для поражения незащищенного личного состава в те-чение определенного времени.

Масштаб заражения определяется размерами зоны химического зара-жения, т. е. площадью, в пределах которой существует вероятность сверх-нормативного воздействия ОВТВ и поражения незащищенного личного состава. Размеры зоны химического заражения определяются не только концентрацией вещества в окружающей среде, но и нормативами его до-пустимого воздействия, установленными руководящими документами, которые на мирное время, аварийные ситуации и военное время, как правило, различны. Так, в мирное время критериями гигиенической оценки степени загрязнения воздуха являются предельно допустимые концентрации (ПДК) веществ для рабочей зоны, максимальные разовые и среднесуточные концентрации для населенных мест и т. д., научно обо-снованные в ходе специальных исследований. Однако эти критерии не предназначены для аварийных ситуаций. Поэтому, в соответствии с «Временным положением о порядке взаимодействия органов исполните-льной власти при аварийных выбросах и сбросах загрязняющих веществ и экстремально высоком загрязнении окружающей природной среды» (1969), под экстремально высокими уровнями загрязнения атмосферного воздуха понимается содержание одного или нескольких веществ, превы-шающее ПДК более чем в 50 раз при сохранении токсиканта в зоне зара-*ения на срок менее 8 ч, в 30-49 раз — на срок 8-24 ч и в 20-29 раз — на срок 1—2 сут. Для поверхностных и морских вод экстремально высоким загрязнением считается превышение ПДК для веществ высокотоксичных

"-го класса опасности) в 5 и более раз, а для веществ умеренно и ма-л°токсичных (3-4-го класса опасности) в 50 и более раз.

Ь любом случае размеры зон химического заражения будут тем боль-

> чем большее количество вещества попало в окружающую среду, чем вь'Ше его токсичность.

Продолжшпелъностъ заражения характеризует временные границы, в Педелах которых будет сохраняться зона химического заражения. Этот еЛЬ обУсловлен стойкостью ОВТВ на местности, т. е. способно-вещества сохранять во времени поражающее действие на незащи-1Й личный состав. Стойкость ОВТВ колеблется в чрезвычайно ши-границах (табл. 18).

Часть I, ТОКСИКОЛОГИЯ

Глава7. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ВОЕННОЙТОКСИКОЛОГИИ

Период полуразрушения некоторых ксенобиотиков на открытой местности при температуре +150 С

Таблица 78

Название

Тетрахлорпарадибензодиоксин

Бенз(а)пирен

Карбофуран

УХ

Иприт

Зарин

Синильная кислота

Продолжительность

9 лет 2 года 45 дней 21 день 7 дней 4 часа минуты

Как следует из данных, представленных в табл. 18, зоны возможного химического заражения можно разделить на зоны: » нестойкого заражения (минуты — часы); « стойкого заражения (сутки — недели); * длительного экологического неблагополучия (месяцы — годы).

Если в зоне химического заражения находится личный состав, фор-мируется очаг химического поражения — совокупность людей, подвергших-ся сверхнормативному воздействию ОВТВ. Возникновение очагов химиче-ского поражения ОВТВ, как правило, сопровождается формированием санитарных потерь, т. е. у пораженных развиваются интоксикации раз-личной степени тяжести, в результате чего часть личного состава выходит из строя. Выход из строя личного состава оценивается с учетом пораже-ния не ниже легкой степени тяжести на срок не менее суток.

Основными характеристиками очага химического поражения являются: количество пораженных (массовость поражения), наличие и структура по-терь, время формирования потерь, характер токсического процесса у пора-женных. Основные характеристики очага могут быть спрогнозированы методами математического моделирования экстремальных ситуаций.

Массовость поражения людей в зоне химического заражения опреде-ляется как абсолютной численностью пораженных, так и их удельным ве-сом среди населения или личного состава частей и соединений. Так, мас-совые случаи поражения среди населения по интенсивности поражения условно разделяют следующим образом: низкая интенсивность — 20 по-раженных на 1000 человек населения; средняя — 21—50 пораженных; вы-сокая — 51 — 100; очень высокая — свыше 100.

Время формирования санитарных потерь среди личного состава, попав-шего в зону химического заражения различными ОВТВ, существенно различается. Некоторые ОВТВ действуют практически немедленно (на-пример, синильная кислота, зарин, оксид углерода). Действие других сопряжено с наличием скрытого периода интоксикации (например, Ф°с' ген, иприт, фторэтанол). Наконец, существуют ОВТВ, поражение кото-рыми развивается спустя несколько дней (иногда более недели)

действия (например, ботулотоксин, рицин, диоксин, тетраэтилсви-В° ,) Следовательно, по этому признаку можно выделить ОВТВ быстрого нействия, замедленного действия и крайне замедленного действия. Наибо-

^ опасность будут представлять зоны химического заражения, обра-

лъШУ^ "'«""—-- -'-' - -- •

емые быстродействующими веществами, так как в этих условия воз-ожности медицинской защиты личного состава будут существенно гоаничены во времени. Однако зоны заражения, образуемые веществами

айне замедленного действия, также представляют опасность, посколь-ку факт воздействия может долгое время оставаться незамеченным и в этих условиях мероприятия медицинской защиты не будут проводиться. В зонах химического заражения некоторыми веществами (раздражаю-шие ОВТВ, низкие концентрации отдельных нейротоксикантов, вешеств обшеядовитого действия и др.) возможно поражение личного состава без формирования санитарных потерь (временная утрата дееспособности — формирование транзиторных токсических реакций). Опасность подоб-ных зон заражения минимальна, однако боеспособность воинских по-дразделений, находящихся в этих зонах, будет существенно снижена.

Наконец, относительно длительное пребывание личного состава в зо-нах химического заражения, характеризующихся пороговыми концентра-циями токсикантов в окружающей среде, может вовсе не приводить к снижению боеспособности, но быть опасным в плане формирования от-даленных последствий действия ОВТВ, проявляющихся аллобиотически-ми состояниями и специальными формами токсического процесса.