Токсические вещества неорганического действия

Подобные отрицательные свойства сглаживаются, если получать ОВ максимально возможной чистоты или добавлять стабилизаторы.

При применении ОВ находятся в воздухе в виде пара или тончайшего аэрозоля. Влагой воздуха ОВ гидролизуются, и в ходе гидролиза теряют эффективность. Влияние происходящего в атмосфере гидролиза ОВ на его концентрацию зависит от природы вещества. Фосген очень быстро гидролизуется по следующей схеме:

СОCl2 + H2O → CO + 2HCI

Таким образом, причинами быстрой потери эффективности этого ОВ в воздухе следует считать не только физические свойства, но и быструю гидролизуемость.

В общем такие ОВ, как иприт, зарин, V-газы и психохимические яды, достаточно устойчивы к гидролизу. Чем меньше вещество гидролизуется, тем продолжительнее его заражающее действие в воздухе и на местности. Следует учитывать, что при относительной влажности воздуха 60…70 % начальная концентрация фосфорорганических соединений в течение 24 часа понижается в среднем на два порядка, а иприта на один порядок.

Гидролизу ОВ способствует дождь, влажная почва, роса и другие источники влаги. Очень устойчивые к гидролизу ОВ, которые лишь в малой степени гидролизуются в жестких условиях (нагревание, присутствие щелочей), сохраняют свою эффективность на местности долгое время. Так хлорацетофенон может выдержать весеннее таяние снега и при благоприятных почвенных условиях, препятствующих смыванию, вновь стать эффективным.

Некоторые ОВ предназначены для заражения систем водоснабжения, продуктов питания, посевов и других. Предпосылкой для такого применения ОВ является их высокая устойчивость к гидролизу или образование при гидролизе продуктов такой же ядовитости. Зарин неограниченно растворим в воде и гидролизуется лишь медленно, равно как фторорганические соединения, предложенные в качестве диверсионных ядов. Другие яды или ОВ растворяются в воде лишь ограниченно, однако их растворимость и устойчивость к гидролизу достаточна, чтобы обеспечить эффективное заражение. При гидролизе различных азотистых ипритов N-бис-(2-хлорэгил)-амины], образуются столь же ядовитые, как и исходные ОВ, соединения, которые в водных растворах еще обладают кожно-нарывным действием, а при попадании в желудочно-кишечный тракт вызывают тяжелейшие отравления, чаще всего со смертельным исходом. Поэтому во время второй мировой войны немецким командованием были специально изготовлены для заражения воды солеобразные производные таких галогенированных третичных аминов.

При применении фосфорорганических соединений системного действия типа систокса, тимета, тетрама для поражения растений они должны обладать определенной устойчивостью к гидролизу. Яд, попадающий с током питательных веществ во все части растения, не должен при этом гидролизоваться. Устойчивость большей части ОВ к гидролизу делает непригодной для дегазации воду без добавки других веществ. Будучи слабым нуклео-филом вода неспособна взаимодействовать с реакционнособными центрами молекул ОВ. Только повышение нуклеофильности, достигаемое введением_ОН ионов или других нуклеофильных реагентов, приводит к ускорению гидролиза и позволяет быстро дегазировать данное ОВ.

Так, большую часть фосфорорганических ОВ можно количественно дегазировать водными растворами щелочей. Из приводимого уравнения следует, что гидролиз фосфорорганического соединения просто водой и водным раствором щелочи приводит к одному и тому же продукту:

Различие между этими двумя реакциями заключается лишь в скорости, гидролиз щелочью идет значительно быстрее. Проведение реакции в более жестких условиях концентрированными растворами щелочи (иногда при нагревании), может привести к полному гидролизу и разложению молекулы:

Гидролизу способствует нагревание. Если гидролиз иприта в насыщенном водном растворе при 20 °С протекает несколько часов, то при 100 °С он заканчивается за несколько минут. Воду, зараженную ипритом, можно дегазировать кипячением, если количество ОВ было невелико. Такую воду можно употреблять в пищу только после соответствующего анализа.

Устойчивость во время хранения

Химические вещества должны оставаться устойчивыми при хранении. Они должны быть устойчивыми к колебаниям температуры, не должны разлагаться и разрушать материал контейнера.

Очень немногие ОВ достаточно устойчивы, чтобы их можно было хранить неограниченно долго. Совершенно устойчивы в процессе хранения ОВ типа адамсита, хлорацетофенона, психохимические яды и некоторые другие. Для их хранения обычно достаточно примитивного контейнера из картона или древесины. ОВ, как иприт, большинство органических фосфатов и галогеноксимы, лишь ограниченно устойчивы при хранении. Их устойчивость прежде всего зависит от степени их чистоты. Чем чище вещество, тем оно более устойчиво. Производство их в абсолютно чистом состоянии иногда экономически невыгодно, поэтому часто ОВ представляют собой сильно загрязненные технические продукты.

Для улучшения устойчивости при хранении к ОВ и их смесям добавляют соответствующие стабилизаторы, которые препятствуют аутоокислению, гидролизу, полимеризации и коррозии. В случае некоторых ОВ действие стабилизаторов ограничено. Невозможно с помощью стабилизаторов сделать жидкую синильную кислоту устойчивой при хранении на неограниченно долгое время, однако для иприта это осуществимо.

Отношение к различным материалам

По отношению к различным материалам, таким как металлы, древесина, резина и пластмассы, ОВ ведут себя очень по-разному. Эта проблема имеет большое значение для хранения ОВ, организации защиты и дегазации.

Обычные металлы разрушаются прежде всего такими ОВ, от которых легко отщепляются галогены или которые содержат в виде примесей реакционноспособные побочные продукты. Образующиеся производные металлов, чаще всего соединения железа, катализируют разложение ОВ. Газообразные продукты, образующиеся в процессе коррозии, повышают давление в контейнерах, что неблагоприятно сказывается на прочности последних, особенно в случае снарядов и бомб.

Во время первой мировой войны наряду с другими мерами предосторожности корродирующие ОВ помещали в боеприпасы в оболочках из свинца, олова или фарфора. Добавкой антикоррозионных средств можно парализовать корродирующее действие современных табельных ОВ. Средства применения ОВ, которые должны продолжительное время храниться заполненными соответствующим содержимым, изготовляют из специальной стали. В случае же средств применения ОВ, предназначенных к использованию сразу после заполнения, довольствуются более дешевыми металлическими материалами.

То, что при использовании соответствующих материалов ОВ могут десятилетиями находиться в средствах применения совершенно без разложения, показали найденные ипритные боеприпасы времен первой мировой войны. На внутренних стенках снарядов после более 30-летнего воздействия иприта не обнаружено никаких явлений коррозии, мины были полностью пригодны к боевому использованию.

Материалы, применяемые для пошива защитного обмундирования, должны быть по возможности универсальными — устойчивыми против всех ОВ в любом агрегатном состоянии. При этом требуется не только устойчивость по отношению к чистым или техническим ОВ, эти материалы должны противостоять широкому ассортименту возможных растворов и смесей ОВ. Благодаря развитию химии пластмасс за последние десятилетия появилось большое число полимеров, которые в определенных сочетаниях представляют собой средства защиты, обладающие максимальной устойчивостью против известных ОВ и их смесей.

Материалы, вырабатываемые для изготовления защитного обмундирования и снаряжения, не должны растворяться в органических и неорганических растворителях. Они должны быть газонепроницаемыми, не должны ни набухать, ни размягчаться. От современных средств защиты требуется сверх того негорючесть, хорошая способность отражать световое излучение и поглощать инфракрасные лучи.

Для успеха дегазации важно знать, как ведут себя различные материалы по отношению к ОВ. Дегазировать приходится вещества самого разного типа — резину, пластмассы, металлы, древесину, стройматериалы, кожу, дорожные покрытия, ткани. В эти материалы ОВ проникают в большей или меньшей степени в зависимости от способности растворяться, проникать, поглощаться и диффундировать. При этом имеет значение и состояние поверхности материала. Эти факторы определяют вид и способ дегазации. Они затрудняют индикацию заражения материалов. Приходится отбирать соответствующие пробы и подвергать их специальной обработке.

Классификация по токсикологическим признакам

Эффективность ОВ зависит от их физических и химических свойств, имеющих большое значение для достижения максимального эффекта, который должен привести либо к уничтожению противника, либо к выводу его из строя. Не каждое высокотоксичное вещество пригодно в качестве ОВ. Оно должно обладать определенными физическими и химическими свойствами, которые делают возможным его применение. Руководящим критерием для оценки ОВ или яда является фармакологическая и токсикологическая эффективность.

Среди ОВ имеется ряд малотоксичных соединений, которые при их боевом применении отнюдь не могут уничтожить противника. Однако их воздействие на человеческий организм вызывает определенные фармакодинамические процессы, которые в свою очередь обусловливают физиологические эффекты, неизбежно ведущие к потере боеспособности. К категории ОВ, не уничтожающих противника, а приводящих только к потере его боеспособности, следует отнести раздражающие ОВ и психохимические яды. В случае всех остальных ОВ возможно создание смертельных концентраций или доз, к которым стремятся при применении ОВ в соответствии с тактической задачей.

Фармакологические и токсические свойства ядов определяются их природой. Существуют тесные связи между химическим строением и биологической активностью ОВ. Их действие специфично и является   характеристикой   их   свойств.   Механизм   поражающего действия  влияние на определенные биохимические процессы в организме  зависит от реакционной способности яда в данной среде. В основе таких реакций лежат как чисто химические процессы, так и физико-химические изменения.

Условием эффективности яда является наличие в его молекуле определенных активных полярных функциональных групп. Механизмы поражающего действия ядов часто представляют собой очень сложные, комбинированные процессы, которые выяснены отнюдь не во всех случаях. Их изучение имеет исключительное значение для отыскания противоядий, для оказания первой помощи и лечения отравлений, и в настоящее время представляет чрезвычайно важную проблему ввиду возможности применения современных высокотоксичных ОВ.

Очень часто собственно токсичные соединения образуются лишь после попадания яда в организм. Различные ОВ и яды действуют по-разному. Из-за сходства молекулярной структуры и наличия аналогично действующих функциональных групп или атомов некоторые токсичные соединения вызывают одинаковую или по крайней мере сходную картину отравления. Нет ОВ или яда, обладающего только одним единственным действием. Все отравления сопровождаются побочными явлениями.

Классификация ядов по определенным типам, таким как раздражающие, кожно-нарывные, нервно-паралитические, производится на основании их первичного действия. Такое подразделение не является абсолютно строгим вторичное действие кожно-нарывных ОВ ведет к отравлениям общего характера, которые при известных обстоятельствах оканчиваются смертью. Очень часто бывает трудно отнести тот или иной яд к определенному типу, так как он в одинаковой степени обладает разными действиями. Чтобы вызвать отравление, достаточное количество яда должно попасть в соответствующие органы, по отношению к которым он специфичен и где он может оказать свое первичное действие.

В то время как в распоряжении медиков имеется множество способов введения лекарства для скорейшего достижения определенного фармакологического эффекта, ОВ и яды военного назначения могут попадать в организм, главным образом, посредством вдыхания, приема через рот или кожной резорбции.

Для быстрого развития поражающего действия требуется, чтобы ОВ попадало в организм всеми возможными путями.

Современные высоко токсичные фосфорорганические ОВ типа зарина или V-газов сравнительно быстро проникают через неповрежденную и особенно через поврежденную кожу. При известных условиях количества ОВ, проникающего через кожу, достаточно, чтобы вызвать тяжелое, смертельное отравление. Их относят к ОВ, которые могут попадать в организм всеми путями. Другие ОВ: фосген, могут действовать только через органы дыхания, они лишены какой-либо способности к резорбции через кожу.

Для оценки яда недостаточно сведений о характере и механизме поражающего действия, значительно важнее охарактеризовать интенсивность их действия. По такой характеристике можно сравнивать разные ОВ независимо от многообразия их поражающего действия. Для этого надо располагать данными о физиологической или токсической активности ОВ, которые, разумеется, имеют ценность лишь в том случае, если они определены в одинаковых или сопоставимых условиях. Такие данные получают в результате эксперимента на живых объектах, а именно на животных. Тем не менее известно, что в исследовательских учреждениях СС в гитлеровской Германии летальные характеристики токсичности определялись на людях, подобно тому, как теперь в империалистических странах это производится на приговоренных к смертной казни. Большая часть данных о токсичности по отношению к людям была получена в первую мировую войну или в результате случайных отравлений.

Техника эксперимента на живых объектах до такой степени изобилует ошибками, что характеристики токсичности, определенные таким путем, могут быть лишь ориентировочными. На эти величины большое влияние оказывает собственно подопытное животное, его конституция, состояние здоровья и упитанность. Наконец, решающим является вид животного, причем часто недостаточно брать определенные породы. Для точных определений используют животных одной и той же линии. Кроме того, в этих определениях играют большую роль поколение и возраст животного. Объективные трудности для получения точных данных возникают и из-за процессов обмена веществ в организме. Активность некоторых ядов в организме увеличивается, другие яды, напротив, обезвреживаются.

Из всего этого следует, что токсичность или эффективность яда никоим образом не зависит только от его количества. Конечно, между эффективностью и количеством яда существует некоторая пропорциональность, но это не простое соотношение, так как перечисленные факторы оказывают влияние, которое нельзя выразить простыми математическими формулами. Чтобы в значительной мере исключить это влияние, определяют средние значения из ряда опытов. При этом учитываются средние ошибки соответствующих экспериментальных результатов.