Занятие 2:

«Поражающее действие боевых технических химических веществ (БТХВ) и технических химических веществ (ТХВ) на организм человека, медико-тактическая характеристика очагов химического поражения»

История сохранила немало примеров использования ядов с военными целями. Однако только в начале ХХ века химическая промышленность развитых государств оказалась способной производить ОВ в громадных количествах, что дало возможность использовать их в первую мировую войну. Всего в годы первой мировой войны было применено 130 000 тонн боевых ОВ, которые вызвали поражение около 1,3 млн. человек, из них более 100 тыс. погибли.

В 1925 году на Международной конвенции в Женеве был подписан протокол, запрещающий применение отравляющих веществ. Однако, несмотря на Женевский протокол, продолжалось накопление и применение ОВ в различных регионах, создавались новые виды ОВ и их рецептуры. Поэтому, даже при отсутствии военного противоборства между Россией и блоком НАТО и развитием позитивных процессов на мировой арене, положение остается сложным и непредсказуемым.

В настоящее время Вооруженные Силы как и страна в целом, сталкиваются с проблемой неуклонного роста химической опасности, обусловленной стремительной химизацией общества. Это сопровождается появлением высокотоксичных веществ, обладающих широким разнообразием спектров физиологической активности, внедрением во все сферы человеческой деятельности и быт огромного количества все новых химических соединений, накоплением токсикантов в окружающей среде.

Развитие химической промышленности во многих странах мира сделало угрозу химического заражения территорий реальной не только в случае применения химического оружия, но и случае разрушения объектов химической промышленности, находившихся в районе ведения боевых действий, обычным оружием или при их аварии в ходе промышленной эксплуатации.

Применение в вооруженном конфликте химического оружия приведет к появлению новых категорий пораженных. Существенно изменятся величина и структура санитарных потерь. Значительно увеличится число лиц с боевой терапевтической патологией, среди которых значительную часть составят пораженные ОВ.

Поэтому, в современных условиях, военные врачи должны хорошо знать военную токсикологию, токсикологию промышленных химических веществ, понимать сущность патологических процессов, возникающих при действии ОВ и ТХВ, уметь их распознавать. Эти знания необходимы для практической деятельности врача при проведении им профилактических и лечебно-эвакуационных мероприятий при организации медицинской помощи на ЭМЭ.

Химическое оружие (ХО) – один из видов оружия массового поражения, поражающее действие которого основано на использовании боевых токсичных химических веществ (БТХВ).

К боевым токсичным химическим веществам относятся отравляющие вещества (ОВ) и токсины, оказывающие поражающее действие на организм человека и животных, а также фитотоксиканты, которые могут применяться в военных целях для поражения различных видов растительности.

По взглядам военных специалистов НАТО, химическое оружие предназначается для поражения живой силы противника, снижения ее боеспособности, а также для затруднения (дезорганизации) боевой деятельности войск и объектов тыла.

Фитотоксиканты предназначаются для уничтожения злаковых и других видов сельскохозяйственной растительности в целях лишения противника продовольственной базы и подрыва военно-экономического потенциала, а также для снижения маскирующей способности древесно-кустарниковой растительности.

Химическое оружие в массовых масштабах применялось в первую мировую войну. Первыми применили ОВ немецкие войска 22 апреля 1915 года против англо-французских войск (хлор), в результате чего было поражено 15 000 человек, из них 6 000 смертельно. 31 мая 1915 года хлор был применен против русских войск, поразив свыше 9 000 человек, из них 40% смертельно. В первом случае на фронте 6 км было выпущено 180 тонн хлора, во втором случае – на фронте 12 км 264 тонны хлора. С тех пор боевыми отравляющими веществами стали называть специально синтезированные токсичные соединения, предназначенные для поражения людей, животных и растительности.

В течение первой мировой войны воюющими сторонами было испытано несколько десятков ОВ, среди них хлор, хлорпикрин, бромистый бензол, фосген, дифосген, синильная кислота, иприт, дифенилхлорарсин и др. причем наибольшее количество потерь приходится на долю иприта, примерно половина всех потерь. Такая высокая боевая эффективность иприта связана с тем, что он воздействует не только на органы дыхания, но и через кожу.

Всего за годы первой мировой войны (1914-1918) было произведено около 180 000 тонн различных ОВ, из которых 125 000 тонн использовались на полях сражений.

Общее количество пораженных от ХО оценивается в 1 300 000 человек.

В тридцатые годы в фашисткой Германии были получены новые высокотоксичные ОВ – фосфорорганические соединения: табун (1936), зарин (1938), зоман (1944). В пятидесятых годах в США были созданы самые токсичные ОВ, получившие название Ви-газы.

Более поздний период развития ХО характеризуется появлением ОВ психотомиметического действия (Би-зет), гербицидов, применяемых с военной целью.

В течение многих лет (1964-1971 гг.) американские войска в больших масштабах применяли химическое оружие в войне против Вьетнама и других государств Индокитая. Только во Вьетнаме было израсходовано свыше 100 000 тонн химических веществ. От них пострадали около 2 млн. человек, химическими веществами была уничтожена растительность на 360 тыс. га обрабатываемых земель и около 0,5 млн. га леса.

С февраля 1982 года США приступили к широкомасштабному производству бинарных систем. Это такие химические боеприпасы, которые снаряжены исходными продуктами для синтеза ОВ. В момент боевого применения они вступают в контакт друг с другом, образуя ОВ. Например, в бинарном снаряде ОВ зарин может синтезироваться из малотоксичных продуктов: дихлорного ангидрида метилфосфоновой кислоты и раствора фтористого натрия в изопропиловом спирте.

Основу химического оружия составляют боевые ОВ. К средствам доставки ОВ относятся химические боеприпасы, носители химических боеприпасов и системы по управлению доставкой химических боеприпасов к цели.

К химическим боеприпасам относятся снаряды и мины, авиационные химические бомбы, авиационные химические кассеты, химические боевые части ракет, химические фугасы, химические шашки, гранаты и патроны. Кроме того в США существуют специальные химические боевые приборы многократного пользования – выливные авиационные приборы (ВАП) и механические генераторы аэрозолей ОВ. Американские специалисты считают бинарные боеприпасы перспективными и планируют расширять их производство, хотя они имеют и недостатки: нельзя вести стрельбу на короткие дистанции, вследствие необходимости времени для реакции между компонентами, несколько меньше поражаемые площади.

Наиболее важными принципами применения ХО является внезапность нападения и массированность химических ударов. Внезапность достигается: тайной замысла командования на применение ОВ, скрытностью подготовки к его применению, скрытием от противника средств применения, выбором времени применения.

Массированность достигается сосредоточением большей части сил и средств для нанесения химических ударов на главных направлениях и по более важным районам и объектам и в решающий момент боя.

Применение ХО предусматривает решение следующих задач: поражение или изнурение живой силы; заражение ОВ местности и объектов с целью затруднения маневра и других видов боевой деятельности войск противника, дезорганизация работы тыла.

Это влияет на деятельность медицинской службы. Во-первых, будут возникать очаги массовых санитарных потерь. Во-вторых, очаги могут возникать одномоментно в разных районах: в боевых порядках, в тыловых частях и т.п. Все это требует четкого маневра и создание резерва сил и средств медицинской службы.

К числу боевых свойств и специфических особенностей химического оружия относятся:

– высокая токсичность ОВ и токсинов, позволяющая в крайне малых дозах вызывать тяжелые и смертельные поражения;

– биохимический механизм поражающего действия БТХВ на живой организм;

– способность ОВ и токсинов проникать в вооружение и военную технику, здания, сооружения и поражать находящуюся там незащищенную живую силу;

– длительность действия в виду способности БТХВ сохранять определенное время свои поражающие свойства на местности, вооружении, военной технике и в атмосфере;

– трудность своевременного обнаружения факта применения противником БТХВ и установление его типа;

– возможность управления характером и степенью поражения живой силы;

– необходимость использования для защиты от поражения (заражения) и ликвидации последствий применения химического оружия разнообразного комплекса специальных средств химической разведки, индивидуальной и коллективной защиты, дегазации, санитарной обработки, антидотов и др.

Указанные свойства и особенности химического оружия, возможные большие масштабы и тяжелые последствия его применения, а также морально-психологический эффект воздействия на людей и другие признаки характеризуют химическое оружие как один из видов оружия массового поражения.

Поражающими факторами химического оружия являются различные виды боевого состояния БТХВ.

Боевое состояние ОВ – такое состояние вещества, в котором оно применяется на поле боя с целью достижения максимального эффекта в поражении живой силы. Виды боевых состояний ОВ определяются главным образом размерами частиц раздробленного ОВ: пар, аэрозоль, капли.

Пар образуется молекулами или атомами вещества (газообразное состояние).

Аэрозоли представляют собой дисперсные гетерогенные (неоднородные) системы, состоящие из взвешенных в воздухе твердых или жидких частиц ОВ. Частицы вещества размером 10^(-6) – 10^(-3) см образуют тонкодисперсные, практически не оседающие аэрозоли; частицы размером 10^(-2) образуют грубодисперсные аэрозоли, и поэтому в поле тяготения они относительно быстро оседают на различные поверхности.

Капли – более крупные частицы размером 0,5 – 1,0^(-1) см и выше, которые оседают (падают на поверхности) быстро.

Перевод в боевое состояние БТХВ осуществляется при выбросе (выливании) его из химического боеприпаса (боевого прибора).

БТХВ с состоянии пара и тонкодисперсного аэрозоля заражают воздух и поражают живую силу через органы дыхания (ингаляционные поражения). Количественной характеристикой степени заражения воздуха является концентрация С (мг/л, г/м?), измеряемая массой БТХВ, содержащейся в единице объема зараженного воздуха.

БТХВ в виде грубодисперсного аэрозоля или капель заражают местность, вооружение, боевую технику, обмундирование, средства защиты, водоемы и способны поражать незащищенную живую силу как в момент оседания частиц на поверхность тела человека (кожно-резорбтивные поражения), так и после их оседания, вследствие испарения с зараженной поверхности (ингаляционные поражения) или в результате контактов живой силы с зараженными поверхностями (контактные кожно-резорбтивные поражения). Поражения живой силы в результате непосредственного оседания частиц на человека могут быть названы первичными, а поражения после оседания частиц в результате контакта с зараженной поверхностью – вторичными. Степень заражения поверхности характеризуется плотностью заражения Qm (мг/м?, г/м?), измеряемой массой БТХВ, находящейся на единице площади зараженной поверхности.

Поражения живой силы возможны также при употреблении зараженных продуктов питания и воды (алиментарные поражения). Количественный характеристикой заражения источников воды является концентрация БТХВ в воде С (мг/м?, г/м?), измеряемая массой вещества, содержащейся в единице объема воды.

В случае применения противником химического оружия создается очаг химического заражения, под которым понимается территория с находящимися на ней личным составом, боевой техникой, транспортом и другими объектами, подвергшаяся воздействию химического оружия в результате которого возникли или могут возникнуть поражения людей и животных. Размеры и характер очага зависят от физико-химических и токсических свойств ОВ, средств и способов их применения, метеорологических условий и рельефа местности.

Очаг химического заражения определяется зоной химического заражения (ЗХЗ) – площадью, в пределах которой существует опасность поражения не защищенного личного состава в результате воздействия ХО, и включает в себя район применения химического оружия и зону распространения БТХВ.

Местность в районе применения, как правило, подвергается воздействию капельно-жидких ОВ в виде моросей и туманов.

Поэтому этот район представляет наибольшую опасность для личного состава войск.

Зона зараженного воздуха может распространяться на 20-40 км. Зараженный воздух образуется за счет освобождения паров и газов при взрыве химического боеприпаса (первичное токсическое облако). Часть ОВ оседает на землю и все объекты в капельно-жидком виде, затем постепенно испаряется, создавая вторичное облако зараженного воздуха.

На поражающую способность ОВ и общую химическую обстановку существенное влияние оказывают метеорологические и топографические условия местности, степень защищенности личного состава.

ХО может применяться противником в любое время года и в любую погоду. Однако метеорологические условия влияют на его эффективность. От температуры воздуха и скорости ветра зависит скорость испарения и стойкость ОВ. Сильный ветер и дождь приводит к быстрому рассеиванию ОВ и очищению атмосферы, и действие их ослабляется. Однако и безветрие препятствует распространению зараженного воздуха и ограничивает поражающий эффект ХО районом его применения. Благоприятным для химического нападения является ветер в приземных слоях атмосферы со скоростью 2-4 м/с.

Высокая температура внешней среды увеличивает летучесть и степень ингаляционной опасности. Снижение температуры повышает стойкость ОВ во внешней среде, что способствует сохранению капель ОВ и заражению кожных покровов.

Глубина распространения облака заражения зависит от вертикальной устойчивости атмосферы: инверсия, изотермия, конвекция.

Инверсия – когда нижние приземные слои воздуха холоднее и тяжелее верхних. При этом наблюдаются нисходящие потоки воздуха, облако зараженной атмосферы распространяется в токсических концентрациях на дальние расстояния (до 20-40 км). Такое состояние бывает ночью или в ясные зимние дни.

Изотермия – когда температура воздуха на высоте до 20-30 м от земли примерно одинакова, поэтому нет вертикального перемещения его, облако зараженного воздуха распространяется ветром до 10-12 км. Такое состояние бывает в утренние и вечерние часы и пасмурные дни.

Конвенция – когда более теплые и легкие нижние слои воздуха поднимаются вверх, вызывая сильное рассеивание паров и аэрозолей ОВ, вследствие чего облако зараженного воздуха распространяется на расстояние до 3-4 км. Такое состояние бывает в ясные летние дни.

В боевых условиях наибольшая активность ХО может быть ночью, вечером или ранним утром.

И, наконец, определим понятия летучести и стойкости.

Летучесть ОВ – способность их переходить в парообразное состояние. Количественной характеристикой этой способности является максимальная концентрация паров ОВ. Чем ниже летучесть данного ОВ, тем дольше сохраняется его поражающее действие на зараженных поверхностях. Она обозначается символом С20о и измеряется в мг/л.

Стойкость ОВ – это максимальное время, в течение которого ОВ заражает район местности, акватории или воздушное пространство. Время стойкости определяется физическими свойствами ОВ, метеорологическими условиями и видом средств доставки.

Стойкие ОВ сохраняются на местности при средних метеорологических условиях более 1 часа. Они имеют температуру кипения выше +140°С. К ним относятся ви-газы, иприты, люизит, зоман, CS, CR.

Нестойкие ОВ заражают местность до 1 часа, как правило на 10-30 мин. К ним относятся синильная кислота, хлорциан, фосген, дифосген, адамсит, хлорацетофенон, BZ. Зарин имеет температуру кипения +151°С и стойкость 4 часа. Поэтому он занимает промежуточное положение между стойкими и нестойкими ОВ.

Растительный покров (лес, кустарник, густая трава), овраги, лощины, увеличивают стойкость ОВ, уменьшают глубину распространения облака зараженного воздуха.

Лесные массивы, горные возвышенности препятствуют распространению токсического облака. Однако по наружному периметру леса создаются зоны высокой концентрации ОВ.

Современные войска обеспечены индивидуальными и коллективными средствами защиты. Однако даже при отсутствии внезапности химического нападения могут возникнуть потери за счет плохой подгонки войсковых средств защиты и при отсутствии навыков применения медицинских средств защиты.

В очагах химического заражения основными формами проникновения ОВ в организм являются ингаляция и резорбция через кожные покровы. При употреблении пищевых продуктов и воды, зараженных ОВ, поражение возникает пероральным путем. Проникновение ОВ возможно также через слизистые глаз, раневые поверхности.

На проникновение ОВ в организм влияет агрегатное состояние ОВ, сорбируемость их различными материалами, растворимость в воде и жирах, летучесть, устойчивость к гидролизу, плотность вещества, температура плавления.

По агрегатному состоянию ОВ в обычных условиях представляет собой жидкость, газ или твердое вещество. Некоторые ОВ – хлорциан и фосген – являясь газами, сжижаются и в химических боеприпасах находятся в виде жидкости.

Хорошая растворимость ОВ в воде может привести к сильному заражению водоисточников, в результате чего использование воды для питья и технических целей будет затруднено или полностью исключено. ОВ, растворимые в жирах, хорошо проникают через кожные покровы.

Гидролиз ОВ – разложение ОВ водой.

Устойчивость ОВ к гидролизу является важнейшим фактором, определяющим условия хранения ОВ, состояние их в воздухе и на местности.

Чем меньше ОВ подвержено гидролитическому разложению, тем положительнее его поражающее действие после применения. В полевых условиях гидролизу ОВ способствует дождь, вода, почвы, роса. Значительная часть известных ОВ достаточно устойчива к гидролизу.

Температура кипения и плавления ОВ – характеристики физический свойств ОВ, на основании которых оценивается возможность применения противником данного ОВ и в каком боевом состоянии, а также продолжительность его поражающего действия.

Температура кипения позволяет судить о летучести и стойкости его на местности. Чем выше температура кипения, тем медленнее испаряется ОВ и выше его стойкость.

И, наконец, на поражение личного состава в очаге химического заражения существенное влияние оказывает токсичность ОВ. Токсичность ОВ – способность ОВ оказывать поражающее действие на организм. Важно количественно оценить токсичность того или иного ОВ, для этой цели существует токсическая доза.

Токсодоза – количественная характеристика токсичности ОВ, соответствующая определенному эффекту поражения. При ингаляционных поражениях она определяется концентрацией паров или аэрозолей в воздухе, выражаемой в мг/л в воздухе, и экспозицией, т.е. временем вдыхания зараженного воздуха.

При кожно-резорбтивных поражениях она равна массе жидкого ОВ, вызывающей при попадании на кожу определенный эффект поражения.

В военной токсикологии приняты следующие категории токсических доз (Д) и концентрацией (С) паров и аэрозолей ОВ:

– максимально допустимые, безвредные концентрации и дозы;

– минимально действующие (пороговые) концентрации и дозы, которые вызывают начальные, легкие симптомы поражения и снижение боеспособности или работоспособности человека;

– средневыводящие дозы и концентрации, вызывающие потерю боеспособности у 50% людей – IД50 – IС50;

– среднесмертельные концентрации (LCt50) и дозы (LD50), вызывающие летальный исход у 50% пораженных;

– абсолютно-смертельные концентрации (LCt100) и дозы (LD50), вызывающие летальный исход у 100% пораженных.

Ингаляционные токсические дозы измеряются в граммах в мин (с) на кубический метр (г·мин/м?, мг·мин/л?).

Кожно-резорбтивная токсичность – в мг/человек, мг/кг.

Поражение ОВ – это сложный процесс взаимодействия токсического агента и организма.

Яды в силу своих физико-химических свойств и других характеристик могут оказать местное, рефлекторное или резорбтивное действие.

Возникновение поражения на месте контакта с ОВ может наблюдаться при попадании на кожу, слизистые оболочки дыхательных путей, пищеварительного тракта (ОВ кожно-нарывного и раздражающего действия).

Однако они не только повреждают ткань в месте контакта, но и всасываются, распространяясь по всему организму (резорбтивное действие) или раздражают чувствительные нервные окончания (рефлекторное действие).

ОВ с раздражающим действием (раздражающие и слезоточивые ОВ, удушающие ОВ и др.) влияют на хеморецепторы, откуда идет влияние на активность дыхательного центра, сердечно-сосудистую деятельность, кровь, железы внутренней секреции. Отсюда ответные реакции в виде чихания, кашля, слезотечения, рвоты, изменения ВАД, пульса, дыхания вплоть до остановки.

Большинство ОВ оказывают резорбтивное действие. Наиболее часто вследствие резорбции нарушаются функции центральной нервной системы, дыхания и кровообращения, кроветворения, пищеварения, выделения, обмена, обмена веществ в организме.

Однако в условиях целостного организма местное и резорбтивное действие взаимообусловлены. Это пример диалектической взаимосвязи общего и локального действия.

Крайней степенью клиники резорбтивного действия является токсическая кома, судороги, отек легких, острая миокардиодистрофия, гепатонефротический синдром острой недостаточностью этих органов.

При среднелетальных и абсолютно смертельных дозах ОВ развивается токсический шок.

В течении поражения ОВ токсикологи-клиницисты выделяют две фазы – токсикогенную (наличие ОВ в организме) и соматогенную (соматические нарушения, остающиеся после разрушения или удаления ОВ из организма).

Существует много классификаций ОВ, в основу которых положены разные принципы: тактический, клинический, паталогоанатомический, патофизиологический, патохимический и др.

В практической работе наиболее широко используют классификации с учетом тактического и клинического принципов.

Различают классификации ОВ по табельности, по характеру потерь, по стойкости и быстроте действия ОВ.

Классификация по табельности.

ОВ, которые производятся в больших количествах и состоят на вооружении, называются табельными. К ним относятся ви-газы, зарин, перегнанный иприт, би-зет, Си-эс, Си-ар. Другие ОВ в данное время не производятся, но при необходимости могут быть изготовлены в достаточном количестве или накоплены большие запасы и могут быть использованы в качестве резервных ОВ. К этой группе в США относятся синильная кислота, фосген, азотистый иприт, хлорацетофенон, адамсит.

Классификация по характеру поражающего действия.

Смертельные ОВ: ви-газы, зоман, зарин, иприты, люизит, синильная кислота, хлорциан, фосген, дифосген.

Временно выводящие живую силу из строя: Би-зет, адамсит, хлорацетофенон, Си-эс, Си-ар. В отдельных случаях они могут приводить к летальным исходам.

Классификация ОВ по стойкости.

Стойкие ОВ – сохраняют свое поражающее действие в течение нескольких часов и суток: ви-газы, зоман, перегнанный иприт, азотистый иприт, люизит. Стойкие очаги химического поражения выгодно создавать обороняющейся стороне.

Нестойкие ОВ – поражающее действие сохраняется несколько десятков минут после их применения. К ним относятся фосген, дифосген, синильная кислота, хлорциан, BZ.

Зарин по стойкости занимает промежуточное положение. Однако по американским данным, зарин является главным ОВ, пригодным для наступательных боевых действий.

Классификация по быстроте наступления поражающего действия.

Быстродействующие ОВ – не имеют скрытого периода действия, за несколько минут приводят к смертельному исходу или к утрате боеспособности в результате временного поражения: зарин, зоман, синильная кислота, хлорциан, Си-Эс, Си-Ар.

Медленнодействующие ОВ – обладают периодом скрытого действия и приводят к поражению по истечении 1 часа: ви-газы, перегнанный иприт, фосген, BZ

Клиническая классификация разделяет яды по характеру их токсического действия на организм. При этом различают следующие классы ОВ:

– нервно-паралитического действия (ви-газы, зарин, зоман);

– кожно-нарывного действия (перегнанный иприт, азотистый иприт, люизит);

– удушающего действия (фосген, дифосген);

– общеядовитого действия (синильная кислота, хлорциан);

– психохимического действия (би-зет);

– раздражающего действия (хлорацетофенон, адамсит, Си-Эс, Си-Ар).

I. Вещества с преимущественно удушающим действием:

а) с выраженным прижигающим действием (хлор, трихлористый фосфор, оксихлорид фосфора);

б) со слабым прижигающим действием (хлорпикрин, фосген, хлорид серы).

II. Вещества преимущественно общеядовитого действия (окись углерода, синильная кислота, динитрофенол, динитроортокрезол и др.).

III. Вещества, обладающие удушающим и общеядовитым действием:

а) с выраженным прижигающим действием (акрилонитрил);

б) со слабым прижигающим действием (окислы азота, сернистый ангидрид, сероводород).

IV. Вещества обладающие удушающим и нейротропным действием (аммиак)

V. Вещества, действующие на генерацию, проведение и передачу нервного импульса (фосфороорганические соединения, сероуглерод).

VI. Метаболические яды (метилбромид, метилхлорид, этиленоксид).

VII. Вещества, извращающие обмен веществ (диоксин).