РЕФЕРАТ
Робота містить 16 с., 3 рис., 10 літературних джерел.
Об’єкт дослідження: хімічна зброя та виявлення отруйних речовин біохімічними методами.
Мета роботи: дослідити основні методи виявлення отруйних речовин.
Методи дослідження: аналіз, статистична обробка результатів досліджень, узагальнення.
В роботі розглянуто поняття хімічної зброї , її історію, основні види отруйних речовин та біохімічні методи їх виявлення.
ХІМІЧНА ЗБРОЯ, ОТРУЙНІ РЕЧОВИНИ, ДОВКІЛЛЯ, ХІМІЧНІ РЕЧОВИНИ, БІОХІМІЧНІ МЕТОДИ, БОЙОВІ ОТРУЙНІ РЕЧОВИНИ, ТОКСИЧНІСТЬ РЕЧОВИН, ЗАБРУДНЕННЯ ДОВКІЛЛЯ, ЗБРОЯ МАСОВОГО УРАЖЕННЯ.
ЗМІСТ
ВСТУП ……………………………………………………………………...……..3
РОЗДІЛ 1. Особливості застосування хімічної зброї …………………….……..4
Документи щодо хімічної зброї………………………………………………4
1.2. Застосування хімічної зброї під час воєнних конфліктів.................................................................................................................6
РОЗДІЛ 2. Реакції виявлення отруйних речовин з біологічних матеріалів……9
2.1 Процедура виявлення алкалоїдів………………………..................................9
2.2 Виявлення отруйних речовин в лужному середовищі……………….…….10
ВИСНОВКИ.......................................................................................................... 14
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ .................................................………15
ВСТУП
Актуальність теми. В теперішній час дана тема є дуже актуальною, адже зараз на території України проходять воєнні дії проти країни агресора - Російської Федерації, яка погрожує хімічною зброєю.
На сьогоднішній день є інформація про застосування ворогом хімічної зброї невідомого походження в Маріуполі , експерти припускають думку, що РФ могла застосувати нервово – паралітичний газ Зарин, скинувши його з БПЛА, внаслідок чого постраждало троє людей, всі вони мали подібні симптоми: тахікардія, запаморочення, втрата свідомості, слабкість, опіки очей.
Це використання хімічної зброї ще не доведено так як в зоні ураження велися бойові дії і військові не мали ні часу, ні ресурсів для встановлення хімічної речовини, тим не менш провідні країни світу із застереженням прокоментували даний випадок в бік країни агресора РФ.
Якщо будуть докази використання хімічної зброї на території України це буде свідчити про нехтування Женевською конвенцією і РФ понесе й за всіма міжнародними нормами.
Отруйні речовини, що містяться в хімічній зброї можна визначити, для цього існують спеціальні методи, серед яких особливе місце посідають біохімічні, розглянемо їх детальніше в нашій роботі.
1 ОСОБЛИВОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ ХІМІЧНОЇ ЗБРОЇ
1.1. Документи щодо хімічної зброї
Конвенція про хімічну зброю (повна назва: Конвенція про заборону розробки, виробництва, накопичення, застосування хімічної зброї та про її знищення) ‒ міжнародний договір в рамках ООН в галузі контролю озброєнь, що має на меті повну заборону виробництва і використання хімічної зброї з огляду на її шкідливість для довкілля і здоров'я людини, а також визначає зобов’язання держав-учасниць у цій сфері.
Дану конвенцію підписали від імені України 13 січня 1993 року в місті Париж.
Організація із заборони хімічної зброї дотримувала контроль статей Конвенції.
Відповідно до Конвенції про заборону хімічної зброї (КЗХЗ) забороняє:
- розробку, виготовлення, придбання, запас або зберігання хімічного обладнання;
- пряме або непряме транспортування хімічного обладнання;
- використання або виготовлення хімічної зброї у військових цілях;
- підтримувати діяльність, заборонену Конвенцією, підтримувати або заохочувати інші держави до участі в діяльності, забороненій КЗХЗ;
- припиняти повстання ЗМІ.
Згідно з КЗХЗ, кожна держава повинна отримати письмовий статус, що вимагає сховища хімічної зброї, заводи з виробництва хімічної зброї та пов’язані з ними установи хімічної промисловості протягом 30 днів з моменту отримання сили, а також іншу інформацію пов’язану хімічною зброєю.
Особливістю КЗХЗ є ретельно розроблений механізм контролю за дотриманням її положень, для чого було створено міжурядову організацію – Організацію із заборони хімічної зброї (ОЗХЗ), в рамках якої діють її головні органи: Конференція держав-учасниць, Виконавча рада і Технічний секретаріат.
Елементами механізму є:
1) звичайні перевірки (необхідного знищення, на предмет перепрофілювання деяких хімікатів з використання у мирних цілях на військові потреби);
2) інспекції за наявності сумнівів щодо дотримання конвенційних зобов’язань (інспекції за вимогою);
3) реакція на недотримання конвенційних зобов’язань (забезпечення дотримання, врегулювання спорів);
4) національні заходи з реалізації конвенційних зобов’язань.
Різні процедури перевірки детально регулюються в Додатку з перевірки КЗХЗ.
Завдання цієї складної системи полягає у встановленні балансу між різними відповідними інтересами. З одного боку, існує зацікавленість в ефективних заходах контролю, а з іншого – мають місце законні інтереси (безпека, промислові секрети, захист хімічних виробничих процесів), які обумовлюють необхідність прояву стриманості у плані контролю [1].
У рамках контролю за знищенням сучасної хімічної зброї першим кроком є подання заявки (декларації) до КЗХЗ за державним договором про наявність запасів, виробничих підприємств, які регулярно перевіряють інспектори секретаріату КЗХЗ.
Важливість розгляду призначення хімічних сполук випливає з того факту, що майже всі хімічні речовини, які можуть бути використані для створення хімічної зброї, використовуються в мирних цілях. Тож одна з проблем — перетворення хімічних речовин з мирного на військове використання.
Програма аутентифікації містить кілька хімічних списків, використання яких можна змінити наступним чином. Хімічні речовини в цих списках підпадають під різні рівні контролю, причому найсильнішим є ті, які мають найвищий потенціал для використання у збройних конфліктах. Існують труднощі з подібними перевірками на національному рівні.
Органи виконавчої влади повинні знати точне місце розташування всіх об’єктів, на яких знаходяться включені до списків хімікати, з тим щоб вони могли зробити необхідні заяви: «задекларувати» хімікати до знищення [2].
1.2. Застосування хімічної зброї під час воєнних конфліктів
Греки вперше використали суміші сірки зі смолою для виробництва задушливих парів у 431 році до нашої ери під час Троянської війни. Спроби контролю над хімічною зброєю походять із франко-німецької угоди 1675 року, підписаної в Страсбурзі. Потім була прийнята Брюссельська конвенція 1874 року про заборону використання отрути або отруєної зброї.
Під час Першого Гаазького звернення до миру в 1899 році Гаазька конвенція розробила Брюссельську угоду, заборонивши використання снарядів, які б розповсюджували «задушливі або шкідливі» гази. Ця Конвенція була посилена під час другої Гаазької конференції 1907 року, але заборони були здебільшого проігноровані під час Першої світової війни.
Під час битви у Бельгії у квітні 1915 року Німеччина підірвала балончики з газоподібним хлором, в результаті чого було вбито 5000 французьких військових і 15000 отримали поранення. Фріц Габер, лауреат Нобелівської премії в 1919 році за винахід фіксації амонію, переконав німецького кайзера використати хлорний газ для швидкого припинення війни.
Відомі факти застосування хімічної зброї. Під час Першої світової війни всі сторони використали у війні приблизно 124 000 тонн хімікатів. Іприт – «король бойових газів» – використаний тоді з обох сторін у 1917 році, убив 91 000 і поранив 1,2 мільйона, що становить 80% хімічних втрат (смерть або поранення). Хімічна зброя спричинила близько 3 відсотків із приблизно 15 мільйонів втрат на Західному фронті. Попри його інтенсивне використання, газ був військовим провалом у Першій світовій війні.
Нелюдський аспект і страждання були незабаром визнані, і в 1922 році був укладений Вашингтонський договір, підписаний Сполученими Штатами, Японією, Францією, Італією та Великобританією. У 1925 році був підписаний Женевський протокол Італії та Великобританії. Була підписана заборона на використання у війні задушливих, отруйних або інших газів і бактеріологічних методів ведення війни, і з тих пір це стало наріжним каменем контролю над хімічною та біологічною зброєю.
Женевський протокол не забороняв ні накопичення, ні дослідження хімічної зброї.
Незважаючи на конвенції про заборону хімічної зброї, італійці використовували її під час війни 1935-36 років в Ефіопії, японці в Китаї під час Другої світової війни (1938-42), а також в Ємені (1966-67).
Під час війни у В'єтнамі (1961-1973) США звинувачували у використанні сльозоточивих агентів і великих доз гербіцидів (дефоліантів) майже так само, як і хімічну зброю.
Саддам Хусейн застосував хімічну зброю проти мирних жителів Іраку, а також проти іранських солдатів у період з 1980 по 1988 рік. За оцінками, з приблизно 27 000 іранців, які зазнали впливу іракського іприту в цій війні до березня 1987 року, лише 265 загинули. За всю війну іракська хімічна зброя вбила 5000 іранців. Це становило менше одного відсотка від 600 000 іранців, які загинули від усіх причин під час війни.
Конвенція про заборону розробки, виробництва, накопичення та використання хімічної зброї та її знищення , набула чинності в 1997 році після депонування 65 ратифікаційних документів, і станом на травень 1999 року підписана 122 держави-партії. Є 46 нератифікованих і 22 недержавні сторони [3].
У 1915 році три хімічні атаки, що спричинили поранення та загибель під час Першої світової війни: хлорний газ, іприт і фосген. Вони описані таким чином:
- газоподібний хлор утворює зеленувато - жовту хмару, що містить запах відбілювача, і негайно вражає очі, ніс, легені та горло;
- іприт, відомий як «Король бойових газів», має сильний запах, описаний як часник, бензин, гума. Хоча іприт не має миттєвого ефекту, через кілька годин після впливу очі постраждалих наливаються кров’ю, починають сльозитися і стають надзвичайно болючими. Деякі жертви стикаються з тимчасовою сліпотою і навіть утворенням пухирів на шкірі;
- фосген є подразником, який у шість разів смертоносніший, ніж газоподібний хлор. Цей газ безбарвний і пахне запліснявілим сіном, але впливає на організм лише через день - два після нападу. Наслідком цієї хімічної атаки є повільна задушлива смерть.
У середньому хімічні речовини (ХЗ) є наслідком аварій на виробництві, накопичення військових запасів, воєн і терористичних атак. Ці небезпечні речовини бувають різноманітними, такими як нервово-паралітичні агенти, агенти, що утворюють міхур або утворення пухирів, задушливі агенти або легеневі токсиканти, ціаніди, агенти, що виводять з ладу, агенти, що сльозотеча, або засоби боротьби з заворушеннями та блювотні агенти.
Останнє масове використання хімічних речовин у військовій операції було зафіксовано, коли сирійські військові використовували газ зарин проти мирних жителів під час громадянської війни в Сирії в 2013 році, в результаті чого загинули сотні людей [4].
2 Реакції виявлення отруйних речовин з біологічних матеріалів
2.1 Процедура виявлення алкалоїдів
Із лужного середовища органічними розчинниками екстрагуються алкалоїди та їх синтетичні аналоги, оскільки вони характеризуються основними властивостями. Основні властивості цих сполук зумовлені наявністю в їх молекулі атому нітрогену. Це можуть бути первинні, вторинні або третинні аміногрупи, гетероцикли, що містять нітроген, тощо. Атом нітрогену цих угруповань має вільну пару електронів і утворює хімічні зв’язки із акцепторами вільної пари електронів. Найчастіше акцептором є іон водню, який приєднується до нітрогенвмісних угруповань утворюючи сполуки по типу амонію, і набуваючи при цьому позитивного заряду. Таким чином органічні сполуки, що містять нітрогенвмісні угруповання будуть утворювати органічні катіони, які з аніонами утворюють солі, іонні асоціати та комплексні сполуки. Реагенти, які утворюють з органічними катіонами малорозчинні сполуки, отримали назву реактивів групового осадження алкалоїдів. Це пов’язано з тим, що історично першою групою органічних сполук з такими властивостями були алкалоїди, виділені із рослин. Як правило, до реактивів групового осадження алкалоїдів відносяться речовини, що у водних розчинах утворюють великі аніони. Найбільш широкого використання набули комплексні сполуки і гетерополікислоти. Реакції з використанням реактивів групового осадження алкалоїдів не є специфічними, тому для одержання більш достовірних результатів аналізу потрібно використовувати інші методи аналізу.
Також для виявлення лікарських засобів було розроблено ряд реакцій з реактивами, які із багатьма сполуками вступали у різні взаємодії, зокрема реакції дегідратації, окислення, конденсації з альдегідами, нітрування та інших, в результаті яких утворювалися забарвлені сполуки.
Отруєння, викликані алкалоїдами різних хімічних груп: похідні тропану, хіноліну, ізохіноліну, ациклічні алкалоїди. В організмі ці сполуки метаболізують. Продукти метаболізму можуть проявляти фармакологічну дію.
Схеми метаболізму основних представників алкалоїдів наведені нижче: основні шляхи метаболізму похідних тропану (атропін):
Рис.1.1 – Схеми метаболізму основних представників алкалоїдів
А основні шляхи метаболізму похідних хіноліну матимуть вигляд:
Рис. 1.2 – Шляхи метаболізму похідних хіноліну
2.2 Виявлення отруйних речовин в лужному середовищі
В ряді випадків результати зовнішнього огляду об’єктів дослідження, виявлення в них чужорідних включень, визначення рН середовища, запаху і забарвлення об’єктів дозволяє передбачити речовини, які спричинили отруєння і включити в план хіміко-токсикологічного аналізу дослідження передбачуваної речовини.
Визначення рН. Для визначення рН середовища невелику кількість досліджуваного об’єкту подрібнюють, вносять в пробірку, додають дистильовану воду і добре збовтують.
Водну витяжку відділяють від твердого осаду. В одержаній водній витяжці визначають кислотність або лужність середовища за допомогою індикаторного паперу. Для цього застосовують індикаторний папір, оброблений розчином фенолфталеїну або універсальним індикатором. Червоне забарвлення паперу, обробленого фенолфталеїном, вказує на наявність основ у водній витяжці із біологічного матеріалу.
Отруйні речовини, що екстрагуються із витяжок з лужного середовища виявляють осадовими і кольоровими реакціями. У витяжках можуть міститися похідні фенотіазину, 1,4-бензодіазепіну, п-амінобензоатної кислоти, ізонікотинової кислоти, бутирофенону та їх метаболіти. Ці продукти вступають у хімічну взаємодію із відповідними реагентами.
Осадові реакції. Для виконання осадових реакцій по декілька крапель хлороформного екстракту (екстракт №2) вносять у заглиблення фарфорових пластинок предметні стекла і при кімнатній температурі випарюють насухо. Сухі залишки розчиняють в 1-2 краплях 0,01 н. розчину хлоридної кислоти. Вносять по краплі одного з реактивів групового осадження алкалоїдів. Поява осаду або каламуті вказує на наявність в досліджуваному розчині алкалоїдів або інших азотовмісних речовин.
Кольорові реакції. Для виявлення досліджуваних сполук кольоровими реакціями невеликі порції хлороформних розчинів екстракту №2 (0,02-0,1 мл) вносять у фарфорові чашки, лунки фарфорових пластинок чи у пробірки. Хлороформ випарюють насухо. Сухі залишки розчиняють і вводять в реакції з відповідними реактивами.
Похідні фенотіазину (аміназин, дипразин, етмозин, левомепромазин, тіоридазин та ін.)
Реакція з концентрованою сульфатною кислотою (аміназин). На пластинку наносять 1-2 краплі хлороформної витяжки і випаровують хлороформ насухо. На сухий залишок наносять 1 краплю концентрованої сульфатної кислоти. Утворюється червоне забарвлення.
Реакція з реактивом ФПН. Сухий залишок, одержаний після випаровування частини хлороформної витяжки розчиняють в декількох краплях дистильованої води і додають декілька крапель реактиву ФПН (суміш розчину хлориду заліза(III), хлорної і нітратної
кислот). Утворюється рожеве або червоне забарвлення (механізм аналогічний до попередньої).
Похідні 1,4-бенздіазепіну (хлордіазепоксид, діазепам, оксазепам, мезапам, феназепам, нітразепам, клоназепам тощо). У хлороформних екстрактах містяться бензодіазепіни і продукти їх метаболізму
Основні шляхи метаболізму можна представити схемою:
Рис. 1.3 – Основні шляхи метаболізму
ВИСНОВКИ
Аналізуючи інформацію про хімічну зброю та її застосування під час військових конфліктів, можна побачити історичну паралель - сьогодення з 1914 роком. Особливістю застосування даної зброї є те, що її використовують в тих випадках, коли звичайна зброя не дає ніяких результатів. Дана зброя несе характер масового ураження як території так і живої сили, що є дуже вигідним для використання ворогом, щоб не втрачати своїх військових при захоплення території. Способи доставки хімічної зброї: авіабомби, гранати, артилерія та інше.
Бойові хімічні речовини поділяються на декілька видів: нервово –паралітичні, шкірно – наривні, психотоміметичні, речовини загальноотруйної, подразнювальної та задушливої дії. Кожен з видів хімічної зброї діє по різному і має свої хімічні та фізичні особливості. Симптоми при їх ураженні варіюються від легких до летальних, в залежності від області зараження організму.
Для визначення особливості контролю хімічного забруднення довкілля, необхідно перш за все визначити центр викиду бойових хімічних речовин - це зона з найбільшим впливом небезпечних речовин на флору і фауну. Наступною дією є знаходження місцевості рятувальними службами для локалізації дії ураження хімічною зброєю. Заключним кроком контролю є визначення безпечної ділянки, де безпосередньо можуть бути розміщені рятувальники для планування подальших нейтралізуючих робіт на певній території. Для цього і використовують біохімічні методи.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. M. Bothe, N. Ronzitti та A. Rosas. The New Chemical Weapons Convention – Implementation and Prospects, Kluwer Law International, The Hague et al., 1998 р., с. 78.
2. W. Krutzsch and R. Trapp. A Commentary on the Chemical Weapons Convention, Martinus Nijhoff Publishers, Dordrecht et al., 1994 р., с. 103-115.
3. Р. Трапп. Конвенція про хімічну зброю через десятиліття після набуття чинності: виклики та можливості», 2009, с. 127-157.
4. Стів Феттер. Балістичні ракети та зброя масового знищення, Міжнародна безпека, 1991 р. с., 161-173.
5. Томас Сток та Карлхайнц Лос. Характеристики бойових хімічних речовин та токсичних відходів озброєння, Oxford University Press, 1997, с. 15-34.
6. Ю. В. Шкатула, Ю. О. Міщенко. Методичні вказівки до практичного заняття «Загальна характеристика хімічної зброї» з дисципліни «Військова токсикологія та радіологія». Суми : Сумський державний університет, 2016, с. 11-19.
7. В. А. Кирюшина, Г. В. Шмидта. Токсикология химически опасных веществ и мероприятия в очагах химического поражения. Рязань, 2004 р., с. 32−82.
8. Чаба К. Довідник з токсикології бойових хімічних речовин, 2015 р., c.8-21.
9. Медичні аспекти хімічної зброї: Навчальний посібник для слухачів УВМА та студентів вищих медичних навчальних закладів. – К.: УВМА, 2003. – С. 30-36, 78 – 86.
10. Н. В. Саватеева. - Л.: ВМА им. С. М. Кирова. Военная токсикология, радиология и медицинская защита: Санкт – Питербург. 1987 р., с. 284-296, 304-308.