Поняття про бойові отруйні речовини та хімічну зброю.

Хімічна зброя — це зброя масового ураження, дія якої грунтується на токсичних властивостях бойових отруйних речовин, які є хімічними сполуками, що застосовуються для спорядження хімічних боєприпасів.

 

!	До БОР можуть бути віднесені лише ті хімічні сполуки, які за структурою, високою біологічною активністю та фізико-хімічними властивостями можуть бути використані для зараження атмосфери, місцевості, водойм і продуктів харчування з метою порушення життєдіяльності організму людини чи тварини.

 

Iз визначення випливає, що далеко не всі токсичні сполуки можна назвати БОР, а тільки ті, які здатні викликати ураження людей або тварин в певних умовах, зокрема бойових.

До нашого часу досить дискутабельним є питання, чи токсини, що виробляються деякими мікроорганізмами (наприклад ботулінічний токсин, стафілококові ентеротоксини) і використовуються як засіб масового ураження можна відносити до хімічної зброї. Проте, поскільки технологія виробництва та характеристики цих засобів ураження подібні технології виробництва та характеристик біологічної зброї, ми вважаємо, що їх треба розглядати як біологічні уражаючі агенти.

Досвід використання хімічної зброї під час першої світової війни і в повоєнний період дозволив чітко сформулювати основні її відмінності від стрілецької, артилерійської та інших.

Для хімічної зброї є характерним:

— раптовість і можливість одночасного застосування на відносно широких ділянках фронту;

— масовість уражень особового складу військ та цивільного населення в поєднанні з високим відсотком їх важких форм;

— глибина поширення зараженої хмари за напрямком руху вітру (збереження уражаючої дії БОР на значній віддалі від місця застосування — до 300 км.);

— здатність уражати живу силу противника на великій площі;

— об’ємність уражаючої дії (здатність заражати не тільки певну площу земної поверхні, але і прилеглий до неї шар атмосфери);

— здатність уражати живу силу противника в сховищах, бойовій техніці, які не мають відповідного спеціального протихімічного обладнання;

— вибірковість ураження живої сили без руйнування об'єктів і матеріальних цінностей (доріг, мостів, складів, аеродромів, споруд, техніки, інфраструктури населених пунктів);

— тривалість уражаючої дії БОР (виникає в момент застосування і зберігається протягом годин, діб, тижнів, місяців);

— здатність БОР викликати ураження навіть при короткочасному перебуванні в зараженій атмосфері без засобів захисту;

— рiзноманiтнiсть клiнічних проявів і перебігу отруєння, що ускладнює дiагностику уражень;

— здатнiсть проникати в органiзм рiзними шляхами;

— труднощi своєчасного виявлення факту застосування БОР;

— необхiднiсть застосування спецiальних засобiв захисту при проведенні рятувальних робіт, зокрема лікувально-евакуаційних заходів у вогнищі хімічного ураження;

— сильна морально-психологiчна дiя на особовий склад.

Для ураження людей, військ, зараження місцевості та різних об'єктів ОР повинні бути доставлені до цілі, приведені в бойовий стан (тобто перетворені в певний агрегатний стан у вигляді газу, пару, туману, аерозолю чи крапель і розсіяні на якомога більшій території) і застосовані, утворивши вогнища хімічного ураження. З цією метою використовуються різні бойові і технічні засоби хімічного нападу:

— авіаційні хімічні бомби і виливні авіаційні прилади, генератори аерозолів;

— артилерійські хімічні снаряди, міни, реактивні хімічні снаряди;

— хімічні керовані і некеровані літаки-снаряди, ракети касетного облад-нання;

— наземні засоби: хімічні фугаси, машини для зараження місцевості;

— ручні хімічні гранати, шашки.

Ефективність хімічної зброї залежить від фізико-хімічних і токсикологічних властивостей ОР, способів і умов, в яких вони застосовуються, та особливостей засобів їх доставки до наміченої цілі. На бойову ефективність хімічної зброї впливає також рівень підготовки як військовослужбовців і населення, так і військових служб, зокрема медичної, в момент хімічного нападу противника. Нижче подаються основні фактори, характеризуючі бойову ефективність хімічної зброї.

Токсикологічні властивості ОР

Одним із головних показників, визначаючих бойову ефективність БОР є їх токсичність.

Токсичність

— властивість ОР в мінімальних кількостях викликати патологічні зміни в організмі людини, які приводять до втрати боє- та працездатності, захворювання чи загибелі уражених

ОР можуть мати переважно місцеву чи резорбтивну дію. При цьому вираженість токсичного ефекту зумовлюється в першу чергу кількістю отрути в місці безпосереднього впливу чи загальною її кількістю, що проникла в організм.

Важливою токсикологічною властивістю ОР резорбтивної дії є їх здатність проникати в організм людини через непошкоджену шкіру, слизові оболонки, шлунково-кишковий тракт, дихальні шляхи. Легкість проходження ОР через основні захисні фізіологічні бар’єри підвищує їх бойову ефективність та створює додаткові труднощі у здійсненні надійного індивідуального захисту.

Однією із властивостей, які входять в токсикологічну характеристику ОР, є їх здатність до кумуляції. Як результат цього, більшість БОР (фосген, іприт, фосфорорганічні) при повторних введеннях в субтоксичних кількостях можуть зумовити важку форму отруєння, часто із смертельним кінцем.

При розгляді токсикологічної характеристики ОР не можна не враховувати, що найбільш токсичні з них відносяться до групи вибірково діючих ферментних отрут. Так, наприклад, синильна кислота, блокуючи цитохромоксидазну систему, паралізує процеси тканинного дихання, що приводить до швидкого припинення життєдіяльності організму. Фосфорорганічні ОР, пригнічуючи активність фермента холінестерази, викликають глибокі порушення функції нервової системи з наступним паралічем життєво важливих центрів. Здатність ОР пригнічувати активність ферментних систем, які забезпечують життєдіяльність багатьох органів і тканин, означає насамперед те, що в патологічний процес майже одночасно втягуються всі основні фізіологічні системи. В той же час їх висока вибірковість в дії створює передумови для розробки достатньо ефективних профілактичних і лікувальних засобів.

Всі хімічні сполуки, здатні вмішуватись в обмін медіаторів або в процес взаємодії медіатора із реактивними системами, отримали назву медіаторних отрут. До них можуть бути віднесені деякі сучасні нейротропні отрути, серед яких в першу чергу слід назвати фосфорорганічні, психотоміметичні та деякі інші.

 

Фізико-хімічні властивості ОР

До БОР можуть бути віднесені тільки ті сполуки, які, крім високої токсичності, мають ряд фізичних і хімічних властивостей, що дозволяє використовувати їх, як зброю масового ураження. Ці властивості визначають поведінку БОР на місцевості і в повітрі, здатність активно проникати в організм людини, ступінь токсичності, способи індикації та знезараження.

Фізичні властивості БОР.

Агрегатний стан. БОР в звичайних умовах можуть знаходитися в твердому, рідкому або газоподібному (пароподібному) станах. При бойовому застосуванні рідких ОР, вони можуть перетворюватися в крапельно-рідкий, пароподібний чи аерозольний стани. Тверді ОР застосовуються в вигляді аерозолю (диму).

Запах БОР має діагностичне значення і враховується при зборі анамнезу для діагностики ураження. Деякі хімічно чисті ОР (фосфорорганічні, іприт та інші) мають слабкіший запах, ніж технічні (неочищені). Крім цього, технічні ОР можуть відрізнятися запахом від хімічно чистого продукту.

Летючість (леткість) БОР. Летючістю називається максимальна концентрація насиченої пари хімічної речовини при даній температурі в одиниці об’єму повітря (г/м³). В польових умовах ОР випаровуються в повітря, що рухається. Це зменшує їх концентрацію в десятки разів нижче рівня леткості. Проте для більшості отрут токсичні концентрації значно менші максимальних. Леткість визначає швидкість випаровування та стійкість БОР на місцевості і залежить від щільності пари та температури їх кипіння.

Температура плавлення та кипіння є важливим фактором в характеристиці БОР. Більшість з них — це рідини, які за температурою кипіння можна умовно поділити на дві групи — здатні кипіти при низькій і здатні кипіти при високій температурах. БОР з низькою температурою кипіння створюють високі концентрації в повітрі, але лише на нетривалий час. Речовини з високою температурою кипіння (170-180°і вище) більш придатні для тривалої дії.

Крім цього, на бойові властивості рідких БОР впливає і температура їх затвердіння, тому що при цій зміні агрегатного стану їх ефективність зменшується. Таким чином, більшим бойовим ефектом характеризуються ті сполуки, що мають низькі температури затвердіння.

Відносна щільність парів і газів при оцінці бойової ефективності БОР має виключне значення. Газо- та пароподібні сполуки із нижчою за повітря щільністю швидко розсіюються в атмосфері, що заважає збереженню їх бойових концентрацій поблизу поверхні землі. Хімічні речовини з високою щільністю парів здатні тривало утримуватись в повітрі, складках місцевості, всередині закритих жилих кварталів і створювати тривалу загрозу ураження людей і тварин.

Питома вага — це відношення ваги одних певного об”єму ОР до ваги такогно ж об’єму води. В порівнянні з водою, питома вага якої дорівнює 1,0, речовини бувають гіпо-, ізо- та гіпербарні. Питома вага має значення при розподілі БОР в воді та оцінці ступеня зараження водойм. Так, при питомій вазі менше 1 речовини знаходяться в верхньому шарі води, біля 1— у всіх шарах, більше 1 — в придонному шарі, де можливе утворення “депо” ОР на довгий час, особливо для погано розчинних у воді сполук.

Розчинність. Більшість БОР є ліпоїдотропними речовинами, тобто здатними добре розчинятися в жирах, що має значення для їх проникнення через шкіру. Крім того, ці речовини розчиняються в органічних розчинниках, що робить можливим застосування останніх для дегазації та приготування на їх основі дегазуючих розчинів. Стійкі ОР, які добре розчиняються в органічних розчинниках можуть через десятки хвилин проникати крізь засоби захисту шкіри, а також глибоко проникати в пофарбовані лаками матеріали, що потребує більш старанної їх дегазації.

Хімічні властивості.

Всі ОР за своєю структурою можуть бути віднесені до різних класів хімічних сполук. Під хімічними властивостями розуміють їх здатність взаємодіяти з різними хімічними сполуками та біосубстратами, як в навколишньому середовищі, так і в живих організмах.

Розглянемо ті хімічні властивості БОР, які визначають можливість їх бойового застосування.

Гідролітична стійкість, тобто повільна швидкість їх розпаду під дією води, забезпечує тривале збереження ОР на місцевості в сиру і дощову погоду. Крім того, стійкість ОР до гідролізу утруднює дегазацію зараженої місцевості, будівель, та ін. ОР, які швидко гідролізуються, здатні короткий час зберігатися в навколишньому середовищі, а реакцію гідролізу можна використати для їх знешкоджування (наприклад фосгену). Проте, більшість БОР повільно гідролізуються водою і довго знаходяться в ній (фосфорорганічні сполуки, синільна кислота, іприти). При гідролізі утворюються переважно малотоксичні сполуки, але внаслідок гідролізу деяких БОР (люїзиту) продукти реакції зберігають вихідну токсичність. Тому вода, заражена такими отрутами, довгий час не придатна для використання.

Стійкість до кислот та лугів має значення з точки зору дегазації. Наприклад, зарин і зоман легко знешкоджуються лугами. З іншого боку, V-гази, які відносяться до тієї ж групи БОР, досить стійкі до дії лугів і дегазуються хлорактивними речовинами. Переважно більшість БОР стійкі до дії кислот.

Стійкість до окислювачів і відновлювачів — важлива якість БОР. Зміни, що відбуваються в молекулі отрути під впливом окислювачів і відновлювачів, нерідко супроводжуються частковою або повною втратою токсичних речовин. Тому різні дегазуючі речовини є сильними окислювачами або відновлювачами.

Низька реакційна здатність у відношенні до матеріалів, що застосовуються при виготовленні ємностей для зберігання ОР і боєзапасів.

Деякі реакції ОР з хімічними сполуками можна застосувати для індикації (колориметрія, нефелометрія), антидотного лікування (утворення нетоксичних роданистих сполук при взаємодії сірковмісних речовин, наприклад гіпосульфату натрію, з синільною кислотою).

Перечислені фізико-хімічні властивості ОР впливають на їх бойову ефективність і повинні братись до уваги при оцінці бойової дії хімічної зброї.

 

Класифікація БОР

Наявність великої кількості ОР, які належать до різних класів хімічних сполук з різноманітними фізичними, хімічними, токсичними та іншими властивостями, вимагає їх класифікації. Було запропоновано багато класифікацій, з яких найбільш прийнятими, що зберегли своє значення в даний час, є токсикологічна, клінічна, хімічна, фізична, тактична та деякі інші.(див табл.)

Токсикометрія

Вираженість токсичного ефекту зумовлюється в першу чергу кількістю отрути в місці безпосереднього впливу чи загальною її кількістю, що проникла в організм. Розділ токсикології, який вивчає кiлькiсну сторону токсичностi та небезпеки хiмічних речовин при рiзних шляхах їх впливу на органiзм називається токсикометрією.

Кількість отрути, як відомо, визначається поняттям доза — кількістю ОР в крапельно-рідкому або аерозольному стані, яка потрапила на шкіру або всередину організму. Вона вираховується в одиницях маси або об'єму отрути на одиницю маси тіла.

При шкiрно-резорбтивному i пероральному ураженнях токсична доза (D) виражається в мг/кг маси тiла тварини або людини. При iнгаляцiйних ураженнях визначається концентрація (Сt) — кількість ОР в одиниці об”єму зараженого повітря.

Для оцінки ступеня токсичності різних ОР токсикологія оперує рядом доз (концентрацій).

Мінімально діюча доза (концентрація) — це кількість ОР, яка дає можливість об’єктивно зареєструвати зміни функціонального стану організму.

Мінімально токсична доза (концентрація) — це найменша кількість ОР, здатної привести до помітних патологічних змін місцевого або резорбтивного характеру.

Класифікація БОР

Токсиколо-гічна	1. ОР нервово-паралітичної дії
2. ОР шкірно-наривної дії
3. ОР загальноотруйної дії
4. ОР задушливої дії.
5. ОР подразливої дії.
6. ОР психохімічної дії.
Клінічна	I. ОР, що викли-кають гостре кисневе голодування:	1 — речовини, які приводять до асфіксії внаслідок створення перешкод для доступу повітря в легені
2 — речовини, зумовлюючі гіпоксію внаслідок порушення дихальної функції крові.
3 — речовини, які викликають гіпоксію внаслідок паралічу тканинного дихання.
II.ОР,які ви-кликають запа-льні процеси та некрози (за-пальні отрути).	1 — речовини, під дією яких розвиваються запальні процеси, головним чином серозно-гнійного характеру (іприт).
Група 2 — речовини, які викликають запальні процеси із наступним утворенням глибоких некрозів на фоні вираженої загальнотоксичної дії (люїзит).
III.ОР, які ви-кликають пато-логічні рефлек-си (рефлектор-ні отрути).	1 — речовини, що збуджують рефлекси з боку органів зору
2 — речовини, що викликають рефлекси з боку органів дихання та травлення
Хімічна	— групує БОР в залежності від їх відношення до класів хімічних сполук. В основі цієї класифікації лежить уявлення про існування тісного взаємозв'язку між хімічною будовою речовин і їх фізіологічною дією.
Фізична	А) газоподібні,
Б) рідкі,
В) тверді
Тактична	Смертельнодіючі — служать для знищення живої сили військ, населення в таких концентраціях, які можуть бути забезпечені військовими засобами доставки.
БОР, які тимчасово виводять людей із стану боє- чи працездатності,
БОР, які короткочасно виводять людей із стану боє- чи працездатності,
За поведiнкою на мiсцевостi	А) стійкі
Б) нестійкі
За швидкістю уражаючої дiї	а) швидкодiючi
б)повiльнодiючi
Вiд рiвня виробництва i запасiв	А) Табельні
Б) Резервні

Максимально токсична доза (концентрація) — це кількість ОР, котра, не приводячи до смерті або важких незворотніх змін, різко знижує працездатність або боєздатність ураженого.

Непереносима доза (концентрація)— це кількість ОР, яка при місцевому впливі, не приводячи до незворотніх змін, викликає важкі суб’єктивні відчуття, які роблять військовослужбовця небоєздатним.

Смертельна доза (концентрація) — найменша кількість ОР, яка викликає ураження зі смертельним кінцем. Скорочено ця доза позначається як DL (L - латинськ., letalis — смертельний);

При зараженні атмосфери ОР разом із повітрям поступає в організм. Зрозуміло, що чим довше людина знаходиться в зараженій атмосфері, тим більше отрути попадає в організм. Виходячи з цього, Габер запропонував для оцінки токсичності використати величину, що є добутком концентрації ОР в повітрі (в мг/л або г/м3) на час впливу (в хвилинах).

При визначенні дiї ОР на органiзм людини застосовують такі токсодози:

— середня смертельна токсодоза (доза, або концентрацiя), вона викликає летальний наслідок у 50% уражених — DL50 або CtL50;

— мінімально смертельна токсодоза (доза, або концентрацiя), вона викликає летальний наслідок у 75% уражених — DL75 або CtL75;

— середня токсодоза, (доза, або концентрація), вона виводить iз ладу 50%

уражених - ID50, або ICt50(I — вiд англ. incapacitating — небоєздатний);

— середня порогова токсодоза(доза, або концентрацiя), яка викликає початковi клінічні симптоми у 50% уражених — PD50або PCt50(Р — англ. primary — початковий);

— абсолютно смертельна токсодоза (доза, або концентрацiя), вона викликає

100% загибель уражених — DL100або СtL100;

— гранично допустима концентрацiя (ГДК) — концентрацiя ОР, яка при дiї на органiзм необмежено довгий час не викликає ніяких вiдхилень, що не можуть бути виявленими сучасними методами дослiджень.

В групу БОР входять хімічні сполуки з дуже низькими значеннями абсолютно смертельної дози. Відомо, що чим нижча величина цієї дози, тим більша токсичність хімічної речовини. Як правило, до БОР відносяться такі хімічні сполуки, у яких мінімальна токсична доза дуже близька до мінімальної смертельної.