0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Химическая и биологическая безопасность

Химическая и биологическая безопасность

Справочная и другая информация

Классификация (категорирование) опасности химических веществ

Классификация отравляющих веществ (ОВ)

Классификация, подразделяющая ОВ на группы по боевому назначению: вещества смертельного действия (летальные агенты), вещества, временно выводящие из строя (инкапаситанты), вещества, кратковременно выводящие из строя, вещества раздражающего действия (ирританты). К смертельно действующим химикатам относятся прежде всего ОВ нервно-паралитического действия (см. ниже). К инкапаситантам (Incapacitating agent s ) относятся химические соединения, оказывающие физиологическое или психическое воздействие, приводящее к временному выведению из строя. В отличие от химических средств борьбы с беспорядками — ирритантов (см. ниже), действие которых длится несколько минут, действие инкапаситантов может продолжаться в течение часов или дней после применения. Они не представляют серьезной угрозы для жизни, кроме случаев, когда их концентрации многократно превышают нормы. В соответствии с тактической классификацией ОВ — это вещества, приводящие к потере боеспособности и выводящие личный состав из строя (без смертельных исходов) на период, продолжительность которого больше времени контакта с ним (часы, сутки). К ним относятся психотомиметики (например, BZ), стафилококковые энтеротоксины и др.

Классификация, основанная на учете характера токсического действия ОВ на организм. Она включает шесть групп ОВ: нервно-паралитического, кожно-нарывного, общеядовитого, удушающего, психотропного и раздражающего действия.

ОВ нервно-паралитического действия (Nerve agents). ОВ нервно-паралитического действия влияют на здоровье людей, прерывая нормальную передачу нервных импульсов в организме. Их биологическое действие заключается в блокировании активности фермента ацетилхолинэстеризы. Типичными представителями ОВ этого класса являются такие вещества, как зарин, зоман, табун и VX, характерными признаками поражения которыми являются специфические нарушения нормального функционирования нервной системы. Сходным действием на организм обладают также и другие вещества, например, диизопропилфторфосфат, карбаматы и т. д.

ОВ кожно-нарывного действия (Blister agents). Э то преимущественно стойкие, высококипящие вещества, одним из характерных признаков поражения которыми является воспаление кожных покровов тела различной степени — от покраснения до образования гнойных инфильтратов, переходящих в язвы. К веществам этой группы относятся также азотистые иприты (2-хлорзамещенные алкиламины), смертельная доза которых при кожной резорбции LD 50 составляет 10-20 мг/кг. Кожно-нарывным действием, наряду с удушающим, обладает также фосгеноксим. ОВ кожно-нарывного действия, такие как дистиллированный иприт (HD), действуют как на наружные, так и на внутренние органы организма, которые легко абсорбируют эти вещества.

ОВ общеядовитого действия (Blood agent (1); Systemic agent (2)). Это вещества, приводящие при применении к общему отравлению организма пораженных, следствием которого является остановка дыхания. Как правило, это летучие вещества, не проявляющие местного действия на органы и ткани человека. Типичным представителем ОВ этого класса является синильная кислота.

ОВ удушающего действия (Asphyxiating agents). Это вещества, приводящие при применении к специфическому поражению легочной ткани и возникновению токсического отека легких. Типичным представителем ОВ этого класса является фосген.

ОВ психотомиметического действия (Psychotomimetic agents). Это вещества, воздействующие при применении на психику и вызывающие галлюцинации и другие симптомы нарушения высшей нервной деятельности человека. Типичным представителем ОВ этого класса является BZ .

Вещества раздражающего действия, ирританты (Irritant agents). Это кратковременно выводящие из строя вещества, обладающие избирательным действием на рецепторы чувствительных окончаний слизистых оболочек глаз (лакриматоры) и верхних дыхательных путей (стерниты). Типичными представителями этого класса веществ являются CS, CR и др.

Виды нервно-паралитических газов

Ниже приведена характеристика наиболее распространённых нервно-паралитических газов, открытых и произведённых в мире.

Табун (GA)

Газ табун имеет формулу C5H11N2O2P и представляет собой этиловый эфир диметиламида цианофосфорной кислоты. Он не имеет цвета, в обычном состоянии выглядит как жидкость с лёгким фруктовым запахом, пары которой имеют нервно-паралитическое воздействие на организм. Похожими свойствами обладают и остальные газы G и V-серий – все они являются жидкостями.

Был синтезирован незадолго до Второй мировой войны – в 1936 году в Германии. Табун ингибирует фермент холинэстеразу, блокируя передачу нервных импульсов. Отравление газом приводит к сужению зрачка и временной потере зрения, а большие концентрации – к судорогам и летальному исходу. Смертельной является концентрация газа в воздухе 0,4 мг/л в течение 1 минуты; при попадании на кожу смерть наступает при воздействии 50-70 мг вещества в концентрации 0,01 мг/л на 1 кг веса продолжительностью 2 минуты.

При появлении более сильных отравляющих веществ в 1950 годах табун утратил своё потенциальное военное значение, однако он всё ещё считается химическим оружием. Является первым из четырёх отравляющих веществ G-серии. Он действует медленнее, и по сравнению с позднее синтезированными газами для нанесения вреда организму требуется его большая концентрация.

Зарин (GB)

Зарин был синтезирован в Германии чуть позже табуна – в 1938 году. Имеет формулу C4H10FO2P (изопропиловый эфир фторангидрида метилфосфорной кислоты). Представляет собой бесцветную жидкость со слабым яблоневым запахом, пары которой ядовиты. Пары зарина не имеют запаха. Смертельное отравление вызывает вдыхание паров концентрации 0,075 мг/л в течение 1 минуты. При контакте с кожей смерть наступает при воздействии 24 мг/кг веса, при попадании через рот – 0,14 мг/кг веса. В организме зарин ингибирует фермент ацетилхолинэстеразу, оказывая нервно-паралитическое воздействие.

Читать еще:  Тротил: история создания, особенности использования, физико-химические свойства

По сравнению с табуном, зарин обладает более сильными отравляющими свойствами. К смерти приводит гораздо меньшая концентрация. Первые признаки поражения им появляются сразу после его вдыхания или попадания на кожу. Недостатком зарина как химического оружия являлась его невысокая стойкость – от нескольких часов до нескольких суток в зависимости от температуры воздуха. Учёные пытались разработать способ продления жизни этого газа, используя специальные способы хранения и усовершенствуя процесс его производства.

Зоман (GD)

Зоман – отравляющее вещество, по свойствам похожее на зарин, ингибитор фермента холинэстеразы. Обладает большей стойкостью по сравнению с зарином. Имеет формулу C7H16FO2P (пинаколиновый эфир метилфторфосфорной кислоты). Является бесцветной жидкостью с запахом яблок, камфары или скошенной травы.

Был синтезирован в Германии в 1944 году и изначально разрабатывался как боевое отравляющее вещество, в отличие от газов-предшественников, синтез которых произошёл при разработке инсектицидов.

Летальный исход наступает при вдыхании 0,03 мг*мин/л зарина. Смертельная доза при попадании на кожу – 2 мг/кг веса. Первые симптомы отравления – сужение зрачков, затруднение дыхания, чувство тревоги.

Циклозарин (GF)

Формула циклозарина – C7H14FO2P (фторметилфосфорилоксициклогексан). Как и остальные агенты G-серии, он является бесцветной жидкостью. Имеет сладковатый запах персиков. Пары при испарении жидкости высокотоксичны.

Циклозарин в 4 раза токсичнее зарина – смертельная доза составляет всего 1,2 мг для среднестатистического человека при вдыхании паров. К тому же, вещество обладает гораздо большей стойкостью.

Ви-газ, Ви-Экс или Ви-Икс (VX)

Наиболее известное вещество из серии V-газов. Ви-Икс получил известность благодаря своей крайне высокой токсичности. Группа V-газов – это фосфорилированные аналоги ацетилхолина (фосфорилтиохолины). Они оказывают сильнейшее воздействие на человека как при вдыхании, так и через кожные покровы. Смертельная концентрация VX-газа при вдыхании – 0,01 мг*мин/л, при воздействии через кожу – 0,1 мг/кг веса.

Химическая формула VX-газа – C11H26NO2PS (диизопропиламиноэтиловый, О-этиловый эфир метилтиофосфоновой кислоты). Представляет собой маслянистую и прозрачную жидкость янтарного цвета, не имеющую запаха и вкуса. Ви-газ был получен в 1950 годы в Великобритании, позже производился в США и России. Изначально разрабатывался как средство борьбы с насекомыми, но был запрещён и признан химическим оружием ввиду крайне высокой токсичности.

Воздействие V-газов на организм сильнее действия, производимого G-газами, но симптомы поражения аналогичны. Кроме того, может происходить заражение токсичными веществами той местности, где они были распылены. Особенно стойким заражение бывает в зимний период, при низкой температуре, когда не происходит испарение.

Ви-ар был получен советскими учёными в 1963 году. Является российским аналогом VX-газа, имеет те же самые свойства и аналогичную химическую формулу. Оба вещества параллельно производились в СССР и США во времена Холодной войны.

Как спастись от «Новичка»: яды и противоядия

Самую широкую известность получила история Сергея Скрипаля, хотя каждый год со сходными отравлениями сталкиваются около 3 млн человек, и для более чем 200 тыс. это заканчивается летально. Фосфорорганические вещества (ФОВ) бывают не только боевыми и встречаются далеко за пределами секретных лабораторий. Нарушая передачу сигналов между нейронами, ФОВ смертельно ядовиты для любого существа, обладающего нервной системой, и широко используются для борьбы с вредителями-насекомыми. Они входят в состав некоторых бытовых средств против муравьев и тараканов и применяются в качестве инсектицидов в сельском хозяйстве. С плохо мытыми овощами, фруктами, зеленью и приготовленными из них продуктами они могут попадать и в наш организм — через желудочно-кишечный тракт, верхние дыхательные пути и даже сквозь кожу.

«Работая по этой теме, я постоянно отслеживал соответствующие публикации в Twitter, — рассказал нам исследователь из Института биохимии (ИБХ) РАН Денис Илюшин. — И не реже нескольких раз в неделю попадались такие сообщения: «Представляете, мне диагностировали отравление нервно-паралитическим ядом»». Впрочем, немало таких случаев оказываются намеренными: крестьяне беднейших стран нередко прибегают к инсектицидам для самоубийства, и ФОВ выступают одним из самых распространенных средств для того, чтобы поставить тяжелую точку в конце тяжелой жизни. Карбофос и дихлофос, хлорофос и диазинон — недаром все эти названия звучат почти так же зловеще, как зарин, зоман или даже «Новичок» и табун.

Табун

Опасность фосфорорганики была осознана далеко не сразу — и, разумеется, добром это не кончилось. Знаменательный случай массового отравления произошел в США в годы сухого закона, когда бутлегеры наладили производство эрзац-спиртного для обхода установленных ограничений. В ямайскую имбирную настойку, якобы предназначенную строго для медицинского использования, добавляли вещества, делавшие ее непригодной для употребления в сколько-нибудь серьезных количествах. Однако 70−80% этанола перевешивали любые добавки, и вскоре среди любителей выпить стали отмечаться случаи внезапного паралича конечностей. Общее число жертв той эпидемии оценивается в десятки тысяч, и далеко не всем из них удалось полностью восстановиться. Расследование указало на виновника беды — фосфорорганический загуститель трикрезилфосфат.

Органофосфаты обладают накапливающимся токсическим действием, и длительный контакт с ними чреват более серьезными последствиями. В последние годы их применение в сельском хозяйстве понемногу сокращается.

Именно с начала 1930-х работающие с ФОВ химики стали изучать и обсуждать их опасное токсическое действие. Начался поиск самых эффективных молекул, подходящих для борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений. Так в декабре 1936 года исследователи немецкого концерна IG Farben получили летучую, с фруктовым запахом жидкость, которая в опытах с тлей показала себя особенно перспективной. А уже в январе 1937-го несколько капель вещества, случайно пролитые в лаборатории, вызвали отравление у химика Герхарда Шрадера и его ассистента. Следуя инструкциям, принятым к тому времени правительством Рейха, ученый отправил образец жидкости военным. С этого началась история отравляющих ФОВ нервно-паралитического действия.

  • FB
  • VK
  • TW
  • OK
  • LINK
Читать еще:  Создание в россии новейшего гиперзвукового оружия

Действие

Нейроны обмениваются сигналами в химической форме: одна клетка выделяет в синапс молекулы-нейромедиаторы, а другая реагирует на них. Одним из главных нейромедиаторов выступает ацетилхолин. Он синтезируется пресинаптическим нейроном и накапливается во внутриклеточных пузырьках, которые по команде впрыскивают ацетилхолин в просвет синапса. Рецепторы на мембране следующей клетки связывают нейромедиатор и передают сигнал дальше, а расположенные тут же ферменты быстро разлагают остатки ацетилхолина, расчищая синапс для следующего срабатывания. Именно на этом, последнем этапе действуют ФОВ: мимикрируя под ацетилхолин, они блокируют работу ацетилхолинэстераз (АХЭ), в результате нейромедиатор накапливается в синапсах и нейроны начинают срабатывать хаотично и безостановочно.

Действие ФОВ и антидотов на ацетилхолиновые рецепторы
Зарин воздействует на мускариновые и никотиновые рецепторы ацетилхолина. Атропин снижает воздействие ФОВ на м-рецепторы, а пралидоксим позволяет восстанавливать функциональность АХЭ в обоих видах синапсов.

Для удобства формулу фосфорной кислоты можно записать как O = P-(OH)3. В ее эфирах одна или несколько ОН-групп могут замещаться другими, одинаковыми или разными. Строго говоря, такими эфирами являются многие важные биологические молекулы, включая ДНК, РНК и АТФ. Однако некоторые органические эфиры фосфорной кислоты также связывают АХЭ, не давая ей дезактивировать нейромедиатор. Поначалу эту связь еще можно разорвать, однако со временем токсин проходит спонтанное превращение, вызывая стойкие изменения в структуре белка — «старение» ацетилхолинэстеразы, — и полностью выводит его из строя. Эти процессы могут развиваться в течение секунд (как для фтор-фосфорилхолина), минут (у зомана) или суток (VX-газ). Однако восстановление потребует долгих месяцев, пока организм не заместит «испорченные» молекулы новыми и не восстановит работу ацетилхолиновых рецепторов.

Симптомы

Нейроны, чувствительные к ацетилхолину, работают повсюду, и подавление АХЭ затрагивает их все, а при достаточных количествах ФОВ воздействуют на рецепторы и напрямую. В разных тканях холинергические рецепторы различаются по структуре, функциям и взаимодействию с фармакологическими препаратами. Мускарин (алкалоид, содержащийся в мухоморах и других ядовитых грибах) активнее влияет на м-холинорецепторы, расположенные в сердце, мозге и парасимпатических нервных волокнах, управляющих работой внутренних желез и гладкой мускулатуры. Чувствительные к никотину н-холинорецепторы играют главную роль в стимуляции поперечно-полосатых мышц, включая те, что обеспечивают дыхание. Именно на них быстрее всего проявляется воздействие ФОВ, приводя к параличу и — в худшем случае — гибели от асфиксии. Активация м-рецепторов вызывает не столь стремительные, но не менее тяжелые эффекты.

Спазмы гладкой мускулатуры проявляются сильным сужением зрачка, нарушениями сердечного ритма и кровяного давления, тошнотой и рвотой, диареей, слюнотечением, потливостью, головокружением и сбивчивостью сознания — вплоть до комы. Так выглядит отравление любыми ФОВ, начиная от табуна и на протяжении нескольких поколений, над которыми химики официально работали вплоть до конца 1980-х. Сюда входят и газы G-класса, созданные еще в нацистской Германии: табун, зарин, зоман и близкие к ним соединения; полученные в 1950-х в Великобритании V-газы, включая VX, самое токсичное из существующих боевых отравляющих веществ; полулегендарные соединения семейства «Новичок». Они различаются степенью опасности, простотой производства и хранения, но механизм воздействия остается тем же. И что бы ни послужило источником яда, шпионские ли страсти или фермерские ошибки, нейтрализовать его можно одинаковыми мерами.

Противодействие

Из антидотов, позволяющих защититься от токсичного действия ФОВ, самым известным стал атропин. Его использование вообще имеет длинную историю. Атропин содержится в растениях семейства пасленовых, включая мандрагору и белладонну. Еще в Древнем Египте и в Древней Греции они применялись для достижения либо галлюцинаторного и «психоделического», либо эротического воздействия: расширенные зрачки тогда считались очень сексуальными. Как и ФОВ, атропин схож с молекулой ацетилхолина и конкурирует с ней и с токсинами за связывание АХЭ. Однако его соединение с ферментом обратимо, и после нескольких чрезвычайно неприятных минут человек приходит в себя. Эти эффекты настолько ценны, что атропин включен в Примерный перечень основных лекарственных средств, рекомендованный Всемирной организацией здравоохранения.

Отталкиваясь от атропина и его аналогов, химики разработали мощные коктейли антидотов, включающие вещества, быстро и целенаправленно воздействующие на н- и м-холинорецепторы. В старой аптечке для «оказания само- и взаимопомощи в случае ранений или поражений оружием массового поражения» АИ-2 это был препарат афин, в принятой не так давно АИ-4 — пеликсим, шприц-тюбик с красным колпачком. При отравлении препарат позволяет пережить первый удар ФОВ и применить лекарства следующего шага, такие как изонитрозин, способный освободить холинэстеразу от связанного токсина. Пока не прошло ее «старение», реактивация молекул фермента вполне возможна. Тем не менее существующие антидоты можно назвать меньшим из двух зол. Конкурируя с токсином, они сильно и опасно воздействуют на холинергические нейроны и всю нервную систему. Поэтому в последние годы внимание специалистов привлекла концепция антидотов совершенно нового типа — естественных «биологических чистильщиков».

Читать еще:  «МАГНУМ» ДЛЯ БОЛЬШОГО СПОРТА. Револьвер Ruger Custom Shop Super GP100

Иван Смирнов, доктор химических наук, заведующий Лабораторией химии протеолитических ферментов ИБХ РАН: «Российское сельское хозяйство остается одним из главных потребителей фосфорорганики. Однако существующие методы терапии и профилактики обычными антидотами — это, по сути, использование конкурирующих ядов, и переносится оно тяжело. Боевые отравляющие вещества действуют быстро, используются в избыточных концентрациях и в «условиях боевой тактической внезапности», так что крайние меры для лечения совершенно понятны. Но это не лучший подход при отравлении обычным инсектицидом».

Чистильщики

«Концепция «живого чистильщика» (bioscavenger) была озвучена еще в конце 1980-х, — объясняет заведующий лабораторией химии протеолитических ферментов ИБХ РАН Иван Смирнов. — Это антидот биологического происхождения, естественный и безвредный для организма, который способен действовать как «перехватчик» и снижать концентрацию токсина». Такой препарат может стать более мягким и эффективным средством лечения и профилактики отравления ФОВ, нежели грубая терапия антидотами. Подходящий кандидат на эту роль известен: бутирилхолинэстераза (БХЭ) — «младшая» из двух холинэстераз, которые имеются в человеческом организме. Свободно плавающая в крови БХЭ теряется на фоне своей знаменитой родственницы ацетилхолинэстеразы, хотя по числу молекул и превосходит ее на порядки.

Даже функции БХЭ остаются неизвестны; по одной из версий, «чистильщик» — естественная роль этого фермента. БХЭ взаимодействует с любыми подходящими молекулами эфиров, связывает и нейтрализует их, защищая холинергические нейроны от веществ, способных заместить ацетилхолин и нарушить их работу. Гипотезу эту подтверждают и некоторые эксперименты: показано, что неспособные синтезировать БХЭ ГМ-мыши особенно чувствительны к токсическому действию ФОВ. Выделить БХЭ можно непосредственно из донорской крови, в том числе просроченной и не подходящей для переливания. Однако для получения одной эффективной дозы понадобится переработать сотни литров плазмы, и стоимость ее окажется слишком велика. Эта проблема стимулирует поиски альтернативных путей производства.

Разделы сайта

Многорежимный детектор угрозы (MMTD) это надёжный переносной прибор для быстрого обнаружения и идентификации взрывчатых веществ,наркотиков, боевых отравляющих веществ и токсичных отходов промышленности, имеет способность обнаружения пероксидов и метамфетамина. В дополнение, двойственные настройки позволяют проводить одновременное обнаружение взрывчатки и наркотиков в одном исследуемом образце. Быстрым переключением оператор может выбрать метод анализа частиц или испарений для использования лучшего метода в идентификации потенциальной угрозы.

Разработанный по классификации IP54 для использования в экстремальных условиях окружающей среды, MMTD поднимает переносные детекторы на новый уровень, однако,это не сказывается на переносных способностях либо функциональности.

Другие характеристики прибора — это бесперерывная работа до 5 часов с возможностью замены батарей во время работы, удалённое, непрерывное оперирование для одного и более приборов с передачей текущей информации в командный центр по каналам связи Ethernet, WiFi или RF, неограниченное хранение данных на SD карте и экспорт через USB порт. С помощью встроенного программного обеспечения, опытные операторы могут выполнять более детальный анализ и распечатывать результаты.

MMTD работает с помощью зарекомендовавшей себя технологии спектрометрии ионной подвижности, которой пользуются военные и управленческие структуры.

Основные характеристики

  • Переносной, усовершенствованный детектор для экстремальных погодных условий
  • Обнаружение взрывчатых веществ,наркотиков, боевых отравляющих веществ, токсичных отходов промышленности одним инструментом.
  • Одновременное обнаружение наркотиков и взрывчатых веществ в одном образце.
  • Расширенный диапазон обнаруживаемых взрывчатых веществ, включая пероксиды

Дополнительные характеристики

  • Простой пользовательский интерфейс с использованием платформы на базе Windows
  • Возможность удалённого управления.
  • Неограниченное хранение данных на карте памяти
  • До 5 часов бесперерывной работы с возможностью замены батарей во время работы.
  • Встроенный USB
  • Wi-Fi Ethernet

Спецификация

ТехнологияСпектрометрия ионной подвижности (IMS)
Источник радиации63Ni, вакуум 15 mCi
Коллекция образцовЧастицы веществ и испарения
Рабочие режимыОдновременное обнаружение взрывчатых веществ/наркотиков,
только взрывчатые вещества, только наркотики,боевые отравляющие вещества/ токсичные отходы промышленности.
Обнаруживаемые взрывчатые веществаГексаген, пентрит, тротил, триацетон трипероксид, природный газ, H202, этилен гликол динитрат и другие
Обнаруживаемые наркотикиКокаин, героин, метамфетамин (включая предшественников),
3,4-метиленэдиоксиоамфетамин, тетрагидроканнабинол и другие.
Боевые отравляющие веществаНервно-паралитические вещества, как табун,зарин,зоман, циклозарин, агенты VX и Vx
Токсичные отходы промышленностиГидроген цианид, фосген, S02, NH3 и другие
ЧувствительностьЧастицы: низкий уровень нанограмм.
Испарения: количество частиц на миллион
Уровень ложной тревогиМенее чем 1%
Программируемые каналыБолее 40
Потребляемая мощность12В DC, 90-26 В АC, 47-63Гц;автоотключение; 2.5 часа работы с батареями
Требования к источникам питанияМакс 120В
Время для разогреваМенее чем 10 минут
Время для анализаМенее чем 10 секунд
Тип сигнала тревогиЗвуковой и визуальный, с идентификацией вещества.
Дисплей3.5” цветной TFT LCD
Хранение данныхНе ограничено, на базе заменяемой SD карты.
Размеры48,3 x 21,6 x 20,3 см
Вес5 кг,включая 2,5 часа после замены батарей во время работы
Диапазон рабочей температурыОт -7ºC до + 54ºC, менее 95% относительная влажность,без риска конденсации
Характеристики прочностиПадение с высоты 1 метр на бетонную поверхность, возможность работать в песчаных зонах,
под дождём, при ветре. (классификации IP54 оперирование, IP53 образцы испарений)

Описание актуально на: 14.04.2010.

Для уточнения технических характеристик «Прибор для обнаружения и идентификации взрывчатых веществ, наркотиков, боевых отравляющих веществ и токсичных отходов «MMTD»», а также для получения информации по наличию и условиям поставки Вы можете заполнить форму запроса ниже.

Внимание! Поставка оборудования осуществляется только юридическим лицами и только по безналичному расчёту.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector