Физико-химические свойства. Токсичность
Кафедра Мобилизационной подготовки здравоохранения и медицины катастроф
МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
для студентов по курсу «Токсикология и медицинская защита»
Тема № 2 Токсичные химические вещества раздражающего действия
Оренбург 2009 год.
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 оболочек (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 Г правило, ограничивается проявлениями исключительно раздражающего действия. Такие вещества могут использоваться в качестве 0В или средств самозащиты.
Для раздражающих ОВ средне эффективная концентрация местного действия в тысячи раз меньше средне смертельной. Поэтому их рассматривают как временно выводящие из строя живую силу противника. На предмет возможности создания новых образцов раздражающих ОВ 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 < СL < Вг < I. Среди алифатических кетонов наиболее активны бромпропанон и бромбутанон (оба вещества — жидкости), среди галогенпроизводных ароматических кетонов — хлорацетофенон (по номенклатуре ОВ иностранных армий — СN).
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 СN-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. СN-группа в наибольшей степени усиливает биологический эффект. Наиболее известным представителем группы является фенарсазинхлорид (адамсит — DM). Но и другие ароматические мышьякорганические соединения обладают высокой раздражающей активностью. Среди них: дифенилцианарсин (DС), дифенилхлорарсин (DА) и др.
Высокой раздражающей активностью обладают соединения сложного строения, такие как дибензоксазепин (СR), экстракт красного перца — капсаицин, морфолид пеларгоновой кислоты, метоксициклогептатриен (СН) и др.
Раздражающие ОВ используются правоохранительными органами как средства борьбы с нарушителями общественного порядка и для 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 малоопределены. 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 оболочка 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 0В (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 в военных целях не только «чистых» ОВ, но и их смесей. Например, рецептура CNS представляла собой смесь хлорацетофенона, хлороформа и хлорпикрина. Действие таких рецептур сопровождается развитием не только раздражающего, но и более тяжелых процессов, например отека легких.
Промышленные токсиканты, обладающие выраженным раздражающим действием, могут быть твердыми, жидкими и газообразными. Различие доз, вызывающих явление непереносимого раздражения слизистых оболочек 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 использования специальных устройств 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 0В на местности используют специальные рецептуры. Так, во Вьетнаме армией США (70-е гг. XX в.) применялись две рецептуры: CS-1 и CS-2. CS -1 — практически чистое вещество — заражало территорию примерно на 2 нед, а CS -2 — более стойкая рецептура, в которой каждая частица кристаллического CS покрыта водоотталкивающей пленкой из силикона, — вызывало заражение местности на срок до месяца.
Некоторые свойства ОВ раздражающего действия представлены втабл.