Недавняя попытка отравления бывшего российского шпиона Сергея Скрипала и его дочери привела к предупреждению о распространении токсичного химического вещества, использованного при нападении. Сотням людей, которые посетили ресторан, где, как считается, произошла атака, велели стирать одежду, чтобы избежать какой-либо возможности заражения подозреваемым нервным агентом «Новичок».
К счастью, опасность для общества считается минимальной, и лишь небольшой риск связан с длительным повторным воздействием крошечных количеств химического вещества. Но как эксперты узнают, что на самом деле представляет опасность в такой ситуации? Чтобы оценить ситуацию, им необходимо рассмотреть, какое количество химического вещества было выпущено, как оно вступило в контакт с людьми, и как оно распространяется и разлагается в окружающей среде.
Мы можем подвергаться воздействию химических веществ через нашу кожу, вдыхая их, поедая их или впрыскивая их в нашу кровь. И точный маршрут может иметь огромное значение, так как вдыхание кислорода поддерживает нас в живых, а инъекция может убить нас.
Самые токсичные соединения смертельны даже в крошечных дозах. Например, ботулинические токсины, наиболее токсичные из когда-либо обнаруженных веществ, могут убить всего лишь несколькими нанограммами на килограмм веса тела при инъекции в вены или мышцы. При вдыхании смертельная доза составляет десятки нанограмм на килограмм веса тела.
Многие из самых известных смертельных веществ, таких как цианид или мышьяк, должны быть приняты внутрь, чтобы вступить в силу. Но другие смертельные соединения могут быть поглощены простым прикосновением к ним. Именно это произошло с Катрин Веттерхан, профессором аналитической химии, которая случайно уронила небольшое количество диметилртути на руку в латексных перчатках. Поскольку это соединение легко диффундирует через латекс, его тело проникает через кожу. Она умерла от отравления ртутью пять месяцев спустя.
Сергей Скрипал был отравлен одним из класса нервных агентов, известных как агенты Новичок и химически описанных как фосфорорганические соединения. Они действуют как ингибитор ацетилхолинэстеразы, что означает, что они разрушают центральную нервную систему. Эти соединения могут находиться в твердой, жидкой или газообразной форме, и мы знаем, что нервные агенты работают при попадании внутрь или вдыхании. Но пока не ясно, какое конкретно химическое соединение использовалось в этом случае и как его вводили. Из-за этого мы не знаем, сколько агента понадобилось или как жертвы были разоблачены.
Проверка на загрязнение (CPL Pete Brown RLC / British Min / EPA) Насколько опасным может быть химическое вещество, зависит также от того, насколько легко оно может распространяться и загрязнять окружающую среду. Физикохимия вещества играет здесь важную роль. Мышьяк имеет температуру плавления более 600 ℃, поэтому, если его посыпать едой, он вряд ли уйдет далеко от тарелки, потому что он твердый при комнатной температуре.
Но смертоносные соединения, рассеянные в виде газов, такие как предполагаемое использование газообразного хлора в сирийской гражданской войне, могут привести к мгновенному распространению химического вещества по обширной территории. Это означает, что они могут воздействовать на гораздо большее количество людей, хотя, поскольку они становятся более рассредоточенными, они становятся менее вредными для людей, потому что дозы, которые получают люди, ниже. Точно так же яды в жидкой или аэрозольной форме или радиоактивные растворы могут легко переноситься с одной поверхности на другую.
Как только они попадают в окружающую среду, химические вещества часто начинают меняться или разрушаться, делая их менее вредными со временем. Например, когда газообразный хлор вступает в контакт с окисляемым материалом, таким как древесина или одежда, он превращается в безвредное, инертное хлоридное соединение.
**********
В случае радиоактивного материала, как долго вещество опасно, зависит от того, как быстро его атомы теряют энергию, процесс, известный как радиоактивный распад и измеряемый так называемым периодом полураспада. Когда в 2006 году в Великобритании был убит еще один бывший российский шпион Александр Литвиненко, орудием убийства был радиоактивный полоний-210, помещенный в его чашку чая. Полоний-210 имеет период полураспада 139 дней, то есть после этого времени половина его атомов испускает альфа-частицу и распадается на атомы полония-206.
Это альфа-излучение, испускаемое в его теле после того, как он выпил отравленный чай, вызвало то, что Литвиненко заболел и через месяц убил его. Но те, кто вступил в тесный контакт с ним, такие как его медсестры, были бы гораздо менее подвержены воздействию радиации. Альфа-частицы не проходят долгий путь и останавливаются даже незначительными препятствиями, такими как кусок бумаги или человеческая кожа.
Фосфорорганические нервные агенты, включая Новичок и зарин, которые использовались при атаке в Токийском метро, в результате которой погибли 13 человек, нестабильны и постепенно разрушаются со временем или под воздействием воды. Вот почему мыть одежду после контакта с таким составом может быть достаточно, чтобы избавиться от него. На самом деле, фосфорорганические нервные агенты настолько нестабильны, что их часто хранят в виде двух или более отдельных соединений, а затем объединяют при необходимости.
Способность легко реагировать с другими веществами делает смертельные химические вещества настолько опасными как для предполагаемых жертв, так и для невинных свидетелей. В результате эти агрессивные вещества обычно не задерживаются надолго. Но если они сталкиваются с чем-то, что удерживает их на поверхности, пока не выпустит их снова, это может продлить их потенциально разрушительный срок службы. Металлические дверные ручки являются хорошим примером для передачи материала от одного человека другому.
Для тех, кто занимается очисткой загрязненного участка, все эти факторы имеют жизненно важное значение для понимания того, с чем они сталкиваются, и как они могут предотвратить попадание кого-либо еще в жертву смертельного химического вещества.
Эта статья была первоначально опубликована на разговор.
Вера Тосс, преподаватель устойчивой химии, Университет Бангора
