Среди отравляющих веществ газы — самые коварные. В отличие от жидкостей и твердых веществ они распространяются по объему помещения, и каких-то границ у этого распространения нет. Очень часто ядовитый газ не имеет ни цвета, ни запаха, его наличие может стать следствием чьей-то неосторожности или злого умысла, а об отравлении можно узнать и не сразу. Знание особенностей таких ядов, соблюдение правил техники безопасности и норм гражданской обороны, а также умение оказывать первую помощь — залог вашей безопасности.
Классификация отравляющих газов
Понятия «ядовитый газ» и «газ как агрегатное состояние вещества» в физике и химии несколько различаются.
Так, в число первых включают различные аэрозоли и летучие жидкости, температура испарения которых находится в пределах «комфортных» условий для человека.
Классифицировать такие отравляющие вещества можно двумя способами — по назначению и принципу действия.
Практическое применение
Как ни странно, но большинство таких веществ вовсе не предназначены для того, чтобы кого-то отравлять. Они имеют вполне легитимное применение и активно используются в хозяйстве. Итак, по критерию используемости их можно поделить на:
Читайте также: Основные свойства и источники инфракрасного излучения
- боевые отравляющие вещества (БОВ),
- вещества, применяемые в промышленности и в быту,
- побочные продукты химических реакций.
К первой группе относятся сдедующие газы и аэрозоли: синильная кислота, хлорциан, фосген, иприт, зарин и еще ряд соединений фосфора. Ко второй принадлежат хлор, аммиак, различные средства дезинсекции, а к третьей — сероводород, угарный газ, азотные оксиды (все они — ядовиты).
Принцип действия
Токсичность любого вещества проявляется по-разному, и газы – не исключение. Симптоматика, вызываемая попаданием ядовитого газа в организм, существенно различается. Выделяют следующие группы по принципу действия:
- нервно-паралитические, то есть вызывающие общий или локальный паралич,
- кожно-нарывные, разрушающие кожные покровы,
- удушающие,
- слезоточивые,
- психотомиметические,
- раздражающие слизистые оболочки,
- общей токсичности.
Некоторые обладают комплексным воздействием на организм.
Нервно-паралитические газы: история создания
Официальной датой появления химического оружия является 15 апреля 1915 года – день памятной немецкой газовой атаки на французов. Однако попытки использовать газы для поражения противника предпринимались задолго до этой даты. Они описаны в старинных китайских летописях, о применении газов во время Пелопоннесской войны сообщали древнегреческие историки, неоднократно отравляющие вещества пытались использовать и в Средние века. Однако низкий уровень развития технологий (прежде всего, конечно, химии) не позволял делать действительно эффективное химическое оружие.
Ситуация кардинально изменилась в конце XIX века. Стремительное развитие химической промышленности позволило начать работы по созданию боевых отравляющих веществ. Они стартовали сразу в нескольких странах: в Великобритании, России и Германии. Наиболее впечатляющих результатов удалось добиться тевтонцам, что и было ими «блестяще» доказано во время Первой мировой войны.
Отравляющие вещества, которые были использованы в ходе этого конфликта, сегодня относят к химическому оружию первого поколения. Вот основные их группы:
- ОВ общетоксического действия (синильная кислота);
- ОВ кожно-нарывного действия (иприт, люизит);
- ОВ удушающего действия (фосген, дифосген);
- ОВ раздражающего действия (например, хлорпикрин).
Во время ПМВ от действия химического оружия пострадало около 1 млн человек, сотни тысяч людей погибли.
После окончания ПМВ работы в области совершенствования химического оружия продолжились, а смертоносные арсеналы продолжали пополняться. Военные практически не сомневались, что следующая война будет также химической.
В 30-х годах сразу в нескольких странах начались работы над созданием химического оружия на основе фосфорорганических веществ. В Германии группа ученых работала над созданием новых видов пестицидов, ею руководил доктор Шрадер. В 1936 году ему удалось синтезировать новый фосфорорганический инсектицид, который имел высочайшую эффективность. Вещество получило название табун. Однако вскоре выяснилось, что он прекрасно подходит не только для уничтожения насекомых-вредителей, но и для массовой травли людей. Последующие разработки уже шли под патронатом военных.
В 1938 году было получено еще более токсичное вещество – изопропиловый эфир метилфторфосфоновой кислоты. Оно получило название по первым буквам фамилий ученых, которые синтезировали его – зарин. Этот газ оказался в десять раз смертоносней табуна. Еще более токсичным и стойким стал зоман – пинаколиловый эфир метилфторфосфоновой кислоты, он был получен несколькими годами позже. Последнее вещество из этого ряда – циклозарин – был синтезирован в 1944 году и считается самым опасным из них. Зарин, зоман, V-газы принято считать химическим оружием второго поколения.
После окончания войны работы над совершенствованием нервно-паралитических газов были продолжены. В 50-е годы были впервые синтезированы V-газы, которые в несколько раз токсичнее зарина, зомана и табуна. Впервые V-газы (их также называют VX-газы) были синтезированы в Швеции, но очень скоро их удалось получить и советским химикам.
В 60-70-е годы начались разработки химического оружия третьего поколения. К этой группе относятся отравляющие вещества с непредвиденным механизмом поражения и токсичностью, еще более превышающую нервно-паралитические газы. Кроме этого, в послевоенные годы большое внимание уделялось совершенствованию средств доставки ОВ. В этот период в Советском Союзе и США началась разработка бинарного химического оружия. Это разновидность отравляющих веществ, применение которых возможно только после смешивания двух относительно безвредных компонентов (прекурсоров). Разработка бинарных газов значительно упрощает производство химического оружия и делает практически невозможным международный контроль за его распространением.
С момента первого применения боевых газов постоянно шла работа над совершенствованием средств защиты против химического оружия. И в этой области были достигнуты значительные результаты. Поэтому в настоящее время применение отравляющих веществ против регулярных войск не будет настолько эффективным, как во время Первой мировой войны. Совсем другое дело, если применить химическое оружие против гражданского населения, в этом случае результаты действительно устрашают. Подобные атаки любили проводить большевики во время Гражданской войны, в середине тридцатых годов итальянцы использовали боевые газы в Эфиопии, в конце 80-х иракский диктатор Саддам Хусейн травил нервно-паралитическими газами восставших курдов, фанатики из секты Аум Сенрикё распылили зарин в токийском метро.
Читайте также: Дигиталисная интоксикация: диагностика, лечебная тактика и профилактика
Последние случаи применения химического оружия связаны с гражданским конфликтом в Сирии. Начиная с 2011 года, правительственные войска и оппозиция постоянно обвиняют друг друга в использовании отравляющих веществ. 4 апреля 2021 года в результате химической атаки населенного пункта Хан-Шейхун, что на северо-западе Сирии, погибло около сотни человек, почти шестьсот получили отравления. Эксперты заявили, что для атаки был использован нервно-паралитический газ зарин и обвинили в ней правительственные силы. Фото сирийских детей, отравленных газом, облетели все мировые СМИ.
Характеристики ядовитых веществ
Чтобы отличать отравляющие вещества друг от друга, следует знать их физические и химические свойства. Немалое значение имеют также вероятность нахождения вещества в конкретном месте и его концентрация. От последнего зависит возможность летального исхода от действия ядовитого газа. В списке-таблице указаны некоторые их свойства.
| отравляющее вещество | химическая формула | физические свойства | принцип действия | летальная концентрация |
| хлор | Cl2 | желто-зеленый газ со сладковатым запахом, тяжелее воздуха | удушающее, при попадании в легкие образует соляную кислоту | 6 мг/м3 |
| зарин | C4H10FO2P | Жидкость без цвета и запаха, летучая при 20 градусах | нервно-паралитический газ | 70 мг/м3 на 1 минуту дыхания |
| иприт | C4H8Cl2S | Бесцветная жидкость с чесночным или горчичным запахом | кожно-нарывное, разрушает клеточные мембраны, очень агрессивный | в любых количествах |
| угарный газ, оксид углерода (II), окись углерода | CO | токсичный газ без цвета и запаха | общетоксическое, препятствует снабжению органов кислородом | 29 мг/м3 |
| фосген | COCl2 | бесцветный ядовитый газ с запахом прелого сена | удушающее | 4 мг/м3 |
| оксид азота (IV) | NO | газ бурого цвета, отход промышленных предприятий | удушающее, в легких образует азотную кислоту | 40 мг/м3 |
| синильная кислота | HCN | бесцветная жидкость с запахом миндаля, испаряется при 26 градусах | общетоксическое, блокирует поступление кислорода в ткани | 11 мг/м3 |
| адамсит | C12H19AsClN | желтый порошок, применяется в виде аэрозоля | раздражающее слизистые оболочки | 1 гр на человека |
| BZ | C21H23NO3 | бесцветные кристаллы, распыляется | психомиметическое БОВ, вызывает острый психоз с галлюцинациями | не выявлена, действие актуально 80 часов при приеме 1 мг на человека |
| бромбензилцианид | C8H6BrN | бесцветная жидкость | слезоточивое | 4 за 2 минуты |
| люизит | C2H2AsCl3 | коричневая жидкость с резким запахом герани | кожно-нарывное и общетоксическое | 5-10 мг на кг веса |
| сероводород | H2S | газ с запахом тухлого яйца | общетоксическое и нервно-паралитическое | 0,1% |
| хлорциан | ClCN | бесцветный газ с резким запахом | общетоксическое, сходное с действием синильной кислоты, пробивает фильтр противогаза | 0,4 мг/л, смерть в течение 1 минуты |
Где поджидает опасность
К категории БОВ относятся такие вещества, как зарин, иприт, фосген, адамсит, хлорциан, люизит, синильная кислота, хлорацетофенон, CS,CR, зоман, VX,CX, дифенилцианарсин, хлорпикрин. Они внесены в списки запрещенных к применению во время боевых действий, но, судя по всему, в некоторых воинских частях имеются. Об этом говорит и тот факт, что в курсах по гражданской обороне и школьных ОБЖ до сих пор преподают навыки одевания противогаза, а в воинских частях — костюмов химзащиты (ОЗК). Антидоты к ряду БОВ входят в состав воинских аптечек.
Некоторые из БОВ имеют вполне мирное применение. Например:
- фосген используется для производства красителей и поликарбоната,
- синильная кислота и ее производные — в горно-рудной промышленности, при производстве пластиков, как гербицид,
Газ хлор используется в качестве средства дезинфекции, поэтому бочки с зеленой полосой, где он хранится, стоят на предприятиях, занимающихся централизованным водоснабжением.
Сероводород производится в небольших количествах живыми организмами, а также образуется при их разложении. Нашел свое место в химической промышленности и в медицине — сероводородные ванны являются одним из компонентов реабилитации при некоторых заболеваниях.
Угарный газ тоже производят на предприятиях, и идет он на производство минеральных удобрений, смесей для газогенераторов. А вот в быту он не нужен и является побочным продуктом человеческой деятельности. Он содержится в выхлопах автотранспорта и образуется при неправильной эксплуатации отопительных приборов.
Метан, Methane
Метан — газ, обычно связанный с живыми организмами. Когда в атмосферах Марса и Титана обнаружился метан, у ученых появилась надежда на то, что на этих планетах существует жизнь. На Красной планете метана немного, а вот Титан буквально «залит» им.
И уж если не для Титана, то для Марса биологические источники метана столь же вероятны, как и геологические. Метана много на планетах-гигантах — Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне, где он возник как продукт химической переработки вещества протосолнечной туманности.
На Земле он редок: его содержание в атмосфере нашей планеты — всего 1750 частей на миллиард по объему (ppbv).
Читайте также: Отравление парами соляной кислоты — симптомы, первая помощь
Источники и получение метана
Метан — простейший углеводород, бесцветный газ без запаха. Его химическая формула — CH4. Малорастворим в воде, легче воздуха. При использовании в быту, промышленности в метан обычно добавляют одоранты со специфическим «запахом газа». Основной компонент природных (77—99%), попутных нефтяных (31—90%), рудничного и болотного газов (отсюда другие названия метана — болотный или рудничный газ).
На 90–95% метан имеет биологическое происхождение. Травоядные копытные животные, такие как коровы и козы, испускают пятую часть годового выброса метана: его вырабатывают бактерии в их желудках. Другими важными источниками служат термиты, рис-сырец, болота, фильтрация естественного газа (это продукт прошлой жизни) и фотосинтез растений. Вулканы вносят в общий баланс метана на Земле менее 0,2%, но источником и этого газа могут быть организмы прошлых эпох. Промышленные выбросы метана незначительны. Таким образом, обнаружение метана на планете типа Земли указывает на наличие там жизни.
Метан образуется при термической переработке нефти и нефтепродуктов (10—57% по объёму), коксовании и гидрировании каменного угля (24—34%). Лабораторные способы получения: сплавление ацетата натрия со щелочью, действие воды на метилмагнийиодид или на карбид алюминия.
В лаборатории получают нагреванием натронной извести (смесь гидроксидов натрия и калия) или безводного гидроксида натрия с уксусной кислотой. Для этой реакции важно отсутствие воды, поэтому и используется гидроксид натрия, так как он менее гигроскопичен.
Свойства метана
Метан горит в воздухе голубоватым пламенем, при этом выделяется энергия около 39 МДж на 1м3. С воздухом образует взрывоопасные смеси. Особую опасность представляет метан, выделяющийся при подземной разработке месторождений полезных ископаемых в горные выработки, а также на угольных обогатительных и брикетных фабриках, на сортировочных установках.
Так, при содержании в воздухе до 5–6% метан горит около источника тепла (температура воспламенения 650—750 °С), от 5–6% до 14–16% взрывается, свыше 16% может гореть при притоке кислорода извне. Снижение при этом концентрации метана может привести к взрыву.
Кроме того, значительное увеличение концентрации метана в воздухе бывает причиной удушья (например, концентрации метана 43% соответствует 12% O2).
Взрывное горение распространяется со скоростью 500—700 м/сек; давление газа при взрыве в замкнутом объёме равно 1 Мн/м2. После контакта с источником тепла воспламенение метана происходит с некоторым запаздыванием. На этом свойстве основано создание предохранительных взрывчатых веществ и взрывобезопасного электрооборудования. На объектах, опасных из-за присутствия метана (главным образом, угольные шахты), вводится т.н. газовый режим.
При 150-200 °С и давлении 30-90 атм метан окисляется до муравьиной кислоты.
Метан образует соединения включения — газовые гидраты, широко распространенные в природе.
Применение метана
Метан — наиболее термически устойчивый насыщенный углеводород. Его широко используют как бытовое и промышленное топливо и как сырьё для промышленности. Так, хлорированием метана производят метилхлорид, метиленхлорид, хлороформ, четырёххлористый углерод.
При неполном сгорании метана получают сажу, при каталитическом окислении — формальдегид, при взаимодействии с серой — сероуглерод.
Термоокислительный крекинг и электрокрекинг метана— важные промышленные методы получения ацетилена.
Каталитическое окисление смеси метана с аммиаком лежит в основе промышленного производства синильной кислоты. Метан используют как источник водорода в производстве аммиака, а также для получения водяного газа (т. н. синтез-газа): CH4 + H2O → CO + 3H2, применяемого для промышленного синтеза углеводородов, спиртов, альдегидов и др. Важное производное метана — нитрометан.
Формы выпуска
Глава с таким названием посвящена тем, кто любит ходить по заброшенным заводам, воинским частям и лезть туда, куда не следует. Прежде чем расковырять упаковку с какими-то буквами и цифрами, стоит узнать хотя бы их расшифровку.
Надо сказать, она не всегда одинакова. В разных отраслях приняты разные системы маркировки, а уж про стандарты других стран и говорить нечего. Но одно универсальное обозначение у ядов есть, и выглядит оно так:
Треугольника может и не быть, а вот череп — обязательно, если дело касается емкостей для хранения. Там же могут быть предупреждения со словами «смертельный» и «смертельно». Боевые единицы могут его и не содержать, в конце концов, их не для украшения создают.
| БОВ | российская маркировка | американская маркировка | форма выпуска | примечание |
| зарин | Р-35 | GB | металлические бочки и емкости для применения размером с термос, стеклянные шарики | иногда можно встретить название Т-144 и Т-46 (трилон) |
| зоман | Р-55 | GD | аналогичные бочки и снаряды | |
| ви-газ | VR | VX-GAS | бочки, снаряды | использовался как пестицид |
| синильная кислота | обычно пишут химическую формулу | AC | различная пластиковая тара и другой нейтральный материал | используется как средство дератизации |
| хлорциан | используется в промышленности, пишут название и формулу | CK | большие цистерны, под давлением | пестицид и средство для производства красок |
| бромциан | аналогично хлорциану | в сухом виде (порошок), так как взрывоопасен | ||
| фосген | Р-10 | CG | бочки и баллоны | |
| дифосген | DP | цистерны и баллоны только промежуточная тара | применяется при производстве фосгена | |
| иприт | Р-5, ВР-16 | H, HD, VV | бочки и снаряды разного размера | |
| азотистый иприт | HN | бочки, снаряды | ||
| люизит | Р-43 | L | бочки, цистерны | исользуется для производства мышьяка |
| дифенилхлорарсин | DA | в первую мировую применялось в бомбах, бочках и газовых машинах | другое название Кларк I | |
| адамсит | Р-15 | DM | бочки | возможно, лежат на дне Балтийского моря |
| сирень | сирень | CS | баллончики | есть в свободной продаже |
| дибензоксазепин | алгоген | CR | баллончики | продаются в магазине как средство индивидуальной защиты |
| хлорацетофенон | черемуха | CN | баллоны, баллончики, дымовые шашки | |
| бромбензилцианид | камит | CA | не применяется с Первой мировой войны | |
| хлорпикрин | нитрохлороформ | пластиковая тара | сельскохозяйственный ядохимикат, отрава | |
| BZ | Р-78 | BZ | порошок, применение через генератор аэрозоля | существует в виде авиационных кассет |
Токсичность [ править | править код ]
Зоман является ингибитором холинэстеразы. Первые признаки поражения наблюдаются при концентрациях около 0,0005 мг/л через минуту (сужение зрачков глаз, затруднение дыхания). Среднесмертельная концентрация при действии через органы дыхания 0,03 мг·мин/л . Смертельная концентрация при резорбции через кожу — 2 мг/кг . Защита от зомана — противогаз и средства защиты кожи, а также антидоты. Впервые синтезирован в Германии Рихардом Куном в 1944 году для использования в качестве боевого отравляющего вещества.
Самое доступное вещество
Хлор – это газ, который является легкодоступным промышленным химикатом, используемым в мирных целях, в том числе в качестве отбеливателя бумаги и ткани, для производства пестицидов, каучука и растворителей, а также для уничтожения бактерий в питьевой воде и в бассейнах. Это прекрасный пример химического вещества двойного назначения. Несмотря на его двойную природу, использование хлора в качестве химического оружия все еще запрещено Конвенцией о запрещении химического оружия (КХО).
Вам будет интересно:Что такое «агриться»: происхождение, значение, употребление
Газообразный хлор желто-зеленого цвета и имеет сильный запах, похожий на отбеливатель. Как и фосген, это удушающий агент, который препятствует дыханию и повреждает ткани организма. Он может легко находиться под давлением и охлаждаться до жидкого состояния, чтобы его можно было транспортировать и хранить. Этот смертельный газ быстро распространяется и остается близко к земле, потому что он тяжелее воздуха. Хотя он менее смертоносен, чем другие химические вещества, но очень опасен, потому что его легко изготовить и замаскировать.