Зарин

ЗаринСамые опасные химические соединения не имеют вкуса и запаха, поэтому их сложно обнаружить. Такие вещества создаются с одной целью — для экспериментов над животными, а нередко и над людьми. Зарин входит в группу особо опасных отравляющих веществ, которых немного во всём мире, но каждое из них способно убить человека за считанные минуты.

Что такое зарин и какие у него химические свойства и характеристики? Где применяется в настоящее время и как действует на организм человека? Какие признаки и симптомы отравления зарином? Из чего состоит первая помощь пострадавшему человеку и как проводится лечение? Что за последствия возможны? Давайте это выясним.

Что такое зарин

Родина зарина — Германия. Кто именно и как изобрёл зарин? В 1938 году в городе Вуппертале немецкий химик Герхард Шрадер вместе с группой других учёных пытался создать очередной более эффективный по сравнению с предыдущими пестицид, но в итоге был произведён на свет зарин. Затем химики начали более подробно изучать его свойства и в результате выяснили, что полученное вещество негативно влияет на живые существа, а именно обладает нервно-паралитическим действием.

По своей природе зарин — это сложное соединение — изопропиловый эфир метилфосфоновой кислоты. Является фосфорорганическим веществом нервно-паралитического действия. Входит в G-серию боевых отравляющих веществ, находясь в ней на третьем месте по токсичности после таких ядов, как зоман и циклозарин.

Название зарина произошло от фамилий тех учёных, которые исследовали действие этого химического вещества. Спустя полгода оно было передано в вермахт — вооружённые силы нацистской Германии для разработки химического оружия против Красной армии. Всего в военное и последующее время в Германии было изготовлено несколько тонн этого отравляющего вещества.

бомба, начинённая зарином

Но не только в Европе применяли зарин. СССР, США, Саудовская Аравия и Иран — все войны середины и конца XX века проходили с его использованием, что и послужило предпосылкой заключить в 1993 году в Париже мирное соглашение или конвенцию о запрете применения химического оружия.

Химические и физические свойства

Химическая формула зарина — C4H10FO2P. Это сложное органическое соединение, содержащее фтор и фосфор, которое может быть в различных состояниях — в виде жидкости или газа. Зарин нестоек в окружающей среде — в тёплое время года разлагается в течение нескольких часов.

структурная формула зарина

Чем пахнет зарин? Его запах зависят от того состояния, в котором яд находится. При обычной комнатной температуре в жидком виде он слабо пахнет цветущими яблонями. А вот газ не имеет ни вкуса, ни запаха и в этом заключается его опасность, так как обнаружить его в окружающей среде практически не представляется возможным.

Зарин легко смешивается с водой и другими органическими растворителями и в таком виде его токсичность увеличивается в несколько раз. Но каким бы способом яд ни попал в организм — он быстро всасывается, при этом первый и главный удар приходится на нервную систему.

Какие химические свойства зарина? Это активное вещество, которое может реагировать с каждой группой химических соединений в том числе и находящихся в организме человека.

  1. Зарин быстро насыщается не только водой, но и реагирует со щелочами.
  2. Для его дегазации, то есть обезвреживания или удаления яда на поверхностях, используют аммиак и его производные — амины, которые быстро инактивируют зарин благодаря моментальной реакции взаимодействия.
  3. С той же целью в химической промышленности применяют водный гидроксид натрия.
  4. Две большие группы химических соединений — феноляты и алкоголяты — способны в сухом виде его обезвредить.

газовая атака зариномК характеристикам газа зарина относится не только его устойчивость в окружающей среде, он обладает и другими не менее важными качествами.

  1. Его плотность в несколько раз превышает таковую воздуха — при окружающей температуре 20 ºC составляет 1,0943 г/см3.
  2. В обычном состоянии это жидкость, но при определённых условиях зарин становится газом, что является важным фактором при отравлении.
  3. Яд устойчив к воздействию высоких температур, только при 100 ºC начинается его разложение.

Свойства определяются химическим составом зарина. Как уже было отмечено, в нём содержится фтор, фосфор, кроме этого, метильные группы и кислород. В сочетании все эти элементы образуют стойкое активное вещество, способное нарушить работу клеток человека.

Синтез

В промышленности зарин получают несколькими путями, как правило, с участием изопропилового спирта.

  1. Его смешивают с дихлорангидридом метилфосфоновой кислоты, а в качестве носителя фтора выступают фториды щелочных металлов.
  2. Второй способ аналогичен первому, но фтор берётся из дифторангидрида метилфосфоновой кислоты.
  3. Третий не менее значимый путь получения соединения — это двухстадийный с использованием фторида фосфора с безводным метанолом при температуре среды от 0 до 20 ºC, затем добавляют хлорсодержащие вещества и фтороводород.

Синтезировали эфир для сельскохозяйственных целей, чтобы обрабатывать культурные растения, избавляя их от вредителей и болезней, но в результате выяснили, что полученное вещество обладает ядовитыми свойствами.

Применение в настоящее время

Какого действия отравляющее вещество зарин? — стойкого нервно-паралитического, относится к классу особо опасных химикатов и поэтому входит в четвёрку запрещённых к использованию во всем мире сильнодействующих веществ.

химики работают с зарином в лабораторииЧем опасен зарин? Он действует не только на растения. Под его негативное влияние попадают насекомые, птицы и человек. В нервной системе происходит ряд химических реакций, меняется состав крови, что сказывается на работе всех органов.

Поэтому сейчас зарин используют только в лабораториях для химических реакций.

Для профилактики отравления зарином при работе с ним, к примеру, в лаборатории нужно носить специальную защитную одежду. Кроме этого, у людей, часто с ним сталкивающихся, всегда при себе должно быть средство обезвреживания яда.

Действие на человека

Каким бы способом ни попал зарин внутрь — исход один, острое отравление, нередко заканчивающееся смертью. Поэтому в ряде стран действует запрет на его применение в военных целях.

Существуют три основных способа проникновения зарина в организм:

  • ингаляционный при вдыхании паров;
  • через пищеварительную систему во время употребления заражённой еды или воды;
  • контактный — при соприкосновении газа или жидкости с кожей.

Частый путь проникновения зарина — через рот, при этом человек сам может выпить жидкость или съесть заражённые овощи, или употребить в пищу мясо животных, в организм которых попал яд.

Как действует зарин на человека? При попадании его внутрь в организме происходит цепь необратимых реакций.

  1. нервный импульс
    нервный импульс

    Основная точка приложения — нервная система. Зарин постоянно стимулирует работу нейронов (нервное волокно) — как двигательных, так и вегетативных. В норме, для торможения этих процессов, наш организм вырабатывает специальное химическое вещество. Но зарин блокирует его выделение. В результате импульс поступает беспрерывно, что приводит к возбуждению и постепенному истощению нервной системы.

  2. Так как нервные волокна содержатся в каждом органе — постепенно изменения касаются всего организма. Первые признаки поражения зарином зачастую проявляются в системе дыхания.
  3. Нарушается работа органов пищеварения и мочевыделительной системы.
  4. Сердце останавливается в результате изменения кислотно-щелочного равновесия в организме и постоянной стимуляции нервной системы.

Зарин преобразуется до конечных продуктов в печени, но, полученные в результате её работы вещества, тоже обладают выраженными токсическими свойствами, из-за чего со временем начинается вторая стадия поражения органов, при этом симптомы немного меняются.

Смертельная доза зарина при попадании его в организм через кожу составляет примерно 0,25 мг/кг веса человека, а если отравление произошло через рот, то потребуется вполовину меньше яда.

Степени отравления

Воздействие на человека зарином в виде газа или жидкости проявляется по-разному. Это зависит не только от способа проникновения яда, но и от количества поступившего вещества. По степени проявлений отравление зарином делится на лёгкое, среднее и тяжёлое.

  1. Лёгкое отравление чаще наблюдается при попадании яда на кожу. Характерно недомогание, слабость, тошнота, рвота. Возбуждение нервной системы с последующим торможением её работы. Возникают боли в животе, повышается артериальное давление, учащается мочеиспускание.
  2. девушку реанимируют после отравления зариномОтравление зарином средней степени тяжести протекает немного по-другому. Здесь уже, кроме лёгких общих симптомов, наблюдаются более выраженные признаки поражения нервной системы и бронхоспазм. Проявляется это в виде галлюцинаций, нарушении ориентации в пространстве и координации движений, появляется пугливость и ухудшается зрение. Судорог при таком отравлении зарином может не быть, но изменения касаются отдельных групп мышц. Заметны подёргивания языка, век, лица, голеней и грудной клетки. Дыхание становится шумным, вдох затруднён, а при осмотре пострадавшего прослушиваются многочисленные хрипы.
  3. Тяжёлое отравление зарином проявляется в первую очередь изменениями центральной нервной системы — судороги и нарушение сознания, потливостью и избыточным выделением слюны, ухудшением работы пищеварения и дыхания. У пострадавших от действия зарина наблюдаются перепады давления, потеря сознания, повышается температура тела, происходит непроизвольное мочеиспускание.

Из-за выраженного влияния на организм, возможна и четвёртая степень отравления зарином — крайне тяжёлая. В этом случае возбуждение нервной системы сразу сменяется параличом и комой.

Первые признаки отравления зарином

При попадании яда на кожу сначала развиваются незначительные повреждения. В этом случае зарин действует медленнее. Первые признаки поражения зарином могут проявиться, спустя несколько суток — через двое или трое.

  1. Наблюдается длительный продромальный период в виде общей слабости и головной боли, что не сразу воспринимается, как отравление ядовитым веществом.
  2. дрожащая кисть руки
    подёргивание мышц

    После некоторого времени симптомы отравления зарином постепенно нарастают: у человека заметно подёргивание мышц и сильное потоотделение на месте контакта газа с кожей.

  3. Затем возникает тошнота, иногда рвота, слюнотечение и другие признаки нарушения работы нервной системы.
  4. Потливость, учащение пульса, повышение артериального давления.

При ингаляционном поражении течение интоксикации развивается по иному пути. Первые признаки отравления зарином в этом случае будут следующими:

  • выделения из носа;
  • сужение зрачков;
  • тяжесть в груди.

Изначально характерен скрытый период, но потом резко проявляется типичная картина отравления зарином.

Симптомы отравления

При попадании яда внутрь появляются следующие симптомы отравления зарином. Каждый орган оказывается под ударом.

  1. Возникают изменения в различных отделах нервной системы: ухудшается зрение, сужаются зрачки, выделяется большое количество слюны, происходит нарушение аккомодации глаз, возникают боли при попытке сфокусироваться на каком-либо предмете.
  2. Глаза у отравившегося человека обычно гиперемированы (красные от переполненных кровью сосудов).
  3. Кроме стандартных симптомов отравления — тошноты и рвоты, при интоксикации зарином возникают выраженные спастические боли в области кишечника, послабление стула или диарея.
  4. симптомы отравления зариномНарушается работа органов дыхания в том числе: появляется кашель, одышка в покое, выделение слизи из бронхов, ощущение нехватки воздуха. В далеко зашедших случаях может быть паралич мышц и острая дыхательная недостаточность.
  5. Ещё одни симптомы отравления зарином — это изменения в работе опорно-двигательного аппарата. Проявляются они в виде слабых мышечных подёргиваний и выраженных судорог по всему телу. Развивается сильная мышечная слабость.
  6. Что ещё поражает зарин? Страдают сердце и сосуды — артериальное давление то повышается, то быстро снижается, нарушается сердечный ритм.
  7. У человека резко меняется терморегуляция, возникают перепады температуры тела.
  8. Усиливается работа желёз: повышается потоотделение, слезо- и слюнотечение.
  9. Ещё один симптом поражения зарином это нарушения мочеиспускания — учащение вначале и в последующем самопроизвольное отхождение жидкости, которое человек не может контролировать.
  10. Со временем развивается вторая стадия изменений в организме. Стимуляция работы нервов ослабевает и на первое место выходят симптомы нарушения функций других органов и систем. Появляется цианоз или посинение кожного покрова.
  11. Поражение центральной нервной системы: головокружение, тревога, возбуждение, апатия и депрессия, дрожание, постепенно развивается спутанность сознания, человек объясняется непонятно, речь невнятная.
  12. Мышечная сила может оставаться достаточной, но при этом развивается атаксия — нарушение движений групп мышц.

Первая помощь

Диагностика отравления зарином основывается на специфических симптомах, при интоксикации жидкостью — появлении особенного запаха цветущих яблонь, а впоследствии и на данных от исследований. В этом случае от правильно оказанной человеку неотложной помощи зависит его здоровье и жизнь.

отравившегося зарином выносят на свежий воздухПервая помощь при отравлении зарином заключается в немедленной изоляции человека от источника поражения. Это может быть отдельная чистая комната или, наоборот, свежий воздух, если контакт с ядом произошёл в помещении. Пострадавшего нужно освободить от одежды. Одной из мер профилактики осложнений является полное исключение контакта с раздражителями.

Если зарин попал на кожу или одежду используют табельное средство защиты либо слабый раствор щелочи для обезвреживания яда. При этом волосы и ногти, заражённые зарином, необходимо незамедлительно состричь, чтобы уменьшить симптомы. Если отравление произошло через рот нужно промыть желудок. Для этого используют слабый щелочной раствор и дают выпить активированный уголь.

Существует ли антидот зарина? Есть большая группа веществ под названием — реактиваторы холинэстеразы, которые могут восстановить фермент, тормозящий постоянную передачу нервного импульса к мышцам и органам. К ним относятся:

  • военная индивидуальная аптечкаизонитрозин;
  • дипироксим;
  • диэтиксим.

Но антидот должен быть применён в первые часы после поражения зарином!

Во время учений и военных действий солдатам раздают индивидуальные аптечки для быстрой помощи, в которые входит антидот — афин, являющийся штатным средством для нейтрализации действия фосфорорганических соединений. А также таблетки «Тарен». С их помощью можно обезвредить зарин.

Кроме этого, к первой помощи при заражении ядом относится обработка слизистых — нужно промыть глаза обычной водой либо слабым 1% раствором бикарбоната натрия. Затем в глаза ввести раствор новокаина.

Лечение

Помощь человеку начинается в момент его обнаружения и не прекращается во время перевозки в стационар. Лечение отравления зарином должно проводиться только в реанимационном отделении.

  1. Сразу делают коррекцию угрожающих жизни нарушений дыхания и кровообращения, если такие имеются.
  2. Ещё во время транспортировки пострадавшему вводят вещества из группы специфической защиты. Применяют атропин для коррекции признаков интоксикации. Дозу лекарства определяют в зависимости от степени тяжести отравления. Допускается внутримышечное, подкожное и внутривенное ведения атропина.
  3. лечение в реанимационном отделенииЛечение отравления зарином симптоматическое. Ещё до прибытия в стационар пострадавшему вводят диазепам — препарат для купирования судорог. Иногда для их устранения используют раствор сульфата магния.
  4. Применяют «Унитиол» — дезинтоксикационное лекарственное средство.
  5. Для лечения отравления назначают витамин E, гидрокортизон.
  6. Врачи сражаются не только с самим химическим веществом, попавшим в организм, но и с последствиями его нахождения внутри человека. Поэтому немаловажным этапом лечения является введение в организм пострадавшего плазмозамещающих и солевых растворов. Используют реополиглюкин, раствор глюкозы с калием и инсулином и других жидкостей.
  7. При отравлении зарином вводят антиоксиданты.
  8. Искусственная вентиляция лёгких или проведение гемодиализа назначается в зависимости от показаний, что чаще бывает при тяжёлом течении отравления.

Лечение проводят под наблюдением специалистов. Своевременно оказанная медицинская помощь помогает сохранить человеку жизнь и избавляет его от многочисленных осложнений.

Последствия

Даже при лёгком отравлении зарином возможны изменения в работе внутренних органов в будущем. Причём вероятно развитие заболеваний в ближайшее время, а также и отдалённые последствия.

Яд преобразуется в печени из-за чего в результате появляются ещё один тип отравляющих веществ — метаболиты, которые тоже приносят немало вреда человеку.

Какие могут быть последствия отравления зарином?

  1. Со стороны дыхательной системы развиваются пневмонии.
  2. неврит на лице
    неврит

    Нарушается работа нервной системы: появляются невриты, может появиться астено-вегетативный синдром, который проявляется в виде приступов беспричинных головных болей, чрезмерного потоотделения, потемнении в глазах и слабости, учащённого сердцебиения.

  3. Врачи нередко отмечают развитие позднего интоксикационного психоза, как отдалённого последствия поражения зарином.
  4. Круговые циклы превращения яда в организме приводят к рецидиву отравления. Такое явление наблюдается через неделю приблизительно в 10% случаев, хотя симптомы могут быть менее выраженными.
  5. Токсический гепатит — поражение печени в результате массивного воздействия на её системы зарином. Пожелтение кожи, нарушение пищеварения и интоксикация — это первые признаки такого воздействия.
  6. После отравления зарином возможна миокардиодистрофия или заболевание сердечной мышцы, которое проявляется болями, изменением ритма, одышкой при нагрузке.
  7. О болезни почек или нефропатии говорят в том случае, когда произошли изменения в клубочковом аппарате и паренхиме, что выявляется во время специальных исследований.

Химические и физические свойства зарина, а также его состав приводят к комплексу отрицательных воздействий вещества на человека при попадании его внутрь. Можно ли подготовиться ко встрече с ним, как спастись от действия зарина? — нельзя никак, если в запасе нет специфических антидотов. Единожды попав во внутрь человека любым способом, потом зарин довольно сложно вывести, даже при максимально быстром реагировании. И практически невозможно спасти пострадавшего без специализированной медицинской помощи в условиях стационара, даже если отравление удалось выявить сразу.