化学战剂检定(毒剂检定) 是以分析化学理论为基础,研究适合于野战条件下或现场应用的毒剂分析检定方法的一门专业,已经成为防化医学一个不可缺少的组成部分。防化卫生保障部门的毒剂检定任务主要是确定水和粮食是否被毒剂污染及污染程度,为饮水和军粮的安全食用、染毒水和食物的消毒以及人员中毒后的诊断和治疗提供依据,以便部队指战员迅速采取必要的措施。当前毒剂检定的主要对象是外军装备的各类标准毒剂和研制成熟的新毒剂,也包括一些重要毒物。
下表列出饮用水中几种毒剂最高容许浓度,供检定饮水时参考。
饮用水中几种毒剂最高容许浓度(暂定)
战 剂 | 最高容许浓度(mg/L)* |
沙 林 | 0.2 |
*以一天饮水2L计,饮用一天为限
染毒样品采集 当在染毒现场利用野外侦检器材不能及时准确地判明毒剂种类时,均须采样上送有关部门作进一步分析。采样技术和方法的准确与否,是影响毒剂检定的重要环节。采样时应穿戴防护器材,应在染毒最严重的部位采样,如在有明显的油状物或污斑处采样,要尽可能多采集一些样品,以满足分析检定的需要。样品采集后应妥善包装和密封,放在装有活性炭的金属罐内,以保证安全。在容器上应注明采样时间、地点、采样者单位及姓名。并报告敌方使用毒剂的方法、毒剂的特征(状态、颜色、气味)、染毒区的人畜中毒情况等,便于检验人员综合判断时参考。
采集空气样品时,用真空瓶装取或利用抽气唧筒通过硅胶管抽取,使毒剂吸附在硅胶上。对含毒剂的毒烟,可使空气通过滤烟纸来吸附;采集泥土样品时,铲取染毒泥土表层1~2cm;从各种物体伤口或分泌物采样时,用棉花或滤纸沾取;采取水样品时,应取不同深度的水层; 采集食物和饲料样品时,应取染毒部位表面层1~2cm处。
毒剂检样处理 被检样品的启封与检定结果准确性有密切关系。在分析前,必须将密封的样品用冰浴冷却后启封,否则有些易挥发的毒剂在开封时逸跑而影响检定结果。染毒样品中常含有很多杂质,影响检定。因此需要采用适当的方法将毒剂从样品中提取出来。常用的分离和提取方法有: ①浸取法。加溶剂或水将样品中的毒剂浸取出来。较常用的有机溶剂有乙醇、氯仿、四氯化碳、正庚烷等,适用于固体样品提取毒剂。浸取时不宜加热,以免毒剂挥发。②分配提取法。一般毒剂在有机溶剂中的溶解度比在水中大,可根据毒剂在有机溶剂和水中的分配率来提取水中的毒剂。③回流提取法。将毒剂样品置于回流提取器中加入少量溶剂,循环提取样品中毒剂。本法适用于不易挥发的和持久性毒剂样品的提取。④通气携带法。对挥发度较大的毒剂,可通入清洁空气或惰性气体,将毒剂带出,被吸附在硅胶、有机溶剂和水中,或直接与试纸作用。如含砷毒剂在硫酸和锌粒生成的氢气还原下形成砷化氢气体; 遇溴化汞试纸产生棕黄色斑点。⑤层析分离法。当样品中杂质与毒剂的化学性质相似或化学结构类似的混合毒剂,用一般方法难于分离时。可采用层析分离。最常用的层析分离法是薄层层析法。选择合适的支持剂,展开溶剂和显色剂就能满意地将毒剂混合物分离成各个单一毒剂,并可检定。还可用柱层析、纸层析等层析分离法。此外用气相层析、液相层析等分离仪器,分离效能更高。如将气相层析与质谱联用,检定迅速,结果可靠。
毒剂检定初步判断 实施毒剂检定前,必须认真调查染毒地区现场情况,研究敌方化学袭击的企图、方式、武器、气象条件等情况以及观察人员中毒的症状,然后作出初步判断。
化学袭击的企图不同,使用毒剂的种类也不同。对欲占领或通过的地域,通常使用速效的致死性毒剂,如沙林、氢氰酸、光气等;为妨碍对方机动造成染毒地段,通常使用持久性毒剂,如VX、芥子气等; 为扰乱和疲惫对方、以利于用其他火力杀伤,通常使用刺激性毒剂,如CS、苯氯乙酮等,或用少量速效的致死性毒剂;对战役和战略后方,可使用持久性毒剂,如芥子气。
敌方使用毒剂的战术企图决定着袭击方式,实施15~60s钟化学急袭。通常为速效的致死性毒剂,如沙林或氢氰酸等全身中毒性毒剂;实施3~15min的袭击,通常为持久性毒剂,如芥子气和VX等。
性质不同的毒剂,可使用不同的武器施放。炮弹适用于各种毒剂;集束炸弹,导弹多用于沙林、VX; 航空布洒器、地雷多用于持久性毒剂;毒烟罐(筒)发生器或手榴弹多用于刺激性毒剂。
毒剂的使用受气象条件的限制很大,风速在2~4m/s。风向稳定,逆温或等温(如夜间、拂晓、傍晚、阴天)适于施放各种毒剂,特别是非持久性毒剂;风速大于6m/s,风向不稳定,对流(如晴天、白天时),空气湿度大(如雾天),只适于使用持久性毒剂;雨天、大雪天、大风天,一般不会使用毒剂。
掌握染毒地区的各种征候,对毒剂检定有重要意义。毒剂弹区别于一般杀伤弹的特征是爆炸声较沉闷,地震感较弱,爆炸后出现异常颜色的烟云,弹片较大并可见到有特殊标志。某些毒剂有特殊的气味。弹坑及其周围有油状液滴时,多为持久性毒剂; 有大量昆虫或小动物死亡时,多为神经性毒剂,也有可能为氰类毒剂。航空布洒毒剂时作低空慢速飞行,其尾部有明显的灰白色带状烟雾或毛毛雨状的毒剂液滴。
观察人员中毒症状有助于判断敌方使用何种毒剂。不同类型毒剂的毒害作用不同,症状表现各有其特点。根据中毒的症状往往能初步判断敌方使用毒剂的种类。
在实战的条件下。侦检人员要完全掌握上述所有的情况是不容易的,但应争取掌握较多的情况,作为初步判断的依据,在初步判断的基础上,形成自己的侦检方案,以便加快侦检速度,提高准确性。
毒剂元素检定 这是毒剂检定的重要一环,特别是对未知样品的检定,只要样品量较多时均应进行元素检定。在一般情况下,经过初步灼烧试验,知道是有机化合物后就不必再检定碳和氢元素了。氧元素不易检定,都是通过官能团的检定而得知其是否存在。根据现有各类毒剂中含有的重要元素是氮、磷、砷、硫、氟、氯等六种。
检定元素前的样品分解方法有金属钠熔融法、氧气瓶燃烧法和高锰酸银热分解法等。其中以高锰酸银热分解法较为简便,适合野外使用。它能同时破坏含上述六种元素的毒剂。破坏后生成无机银盐利用这些银盐在水中或氨水中溶解度不同而加以分离,然后作个别检定。①氮元素通过加0.5%二苯胺浓硫酸溶液,生成蓝色的醌型亚胺正离子。②磷元素成磷酸银后与钼酸铵试剂和少量抗坏血酸反应生成蓝色化合物。③砷元素成砷酸银后,当加入浓硫酸和锌粒时即还原成砷化氢气体,砷化氢遇溴化汞试纸反应呈黄棕色斑点。④硫元素成硫酸银后,加硝酸钡结晶于溶液中,生成白色硫酸钡混浊或沉淀。⑤氟元素在酸性条件下与茜素络合酮试剂与亚铈离子作用,由红色的铈-茜素络合酮螯形化合物变为蓝色产物。⑥氯元素成氯化银沉淀后在氨水中形成氯化银氨络盐[Ag(NH2)2Cl]而溶解。当用硫酸酸化后,氯化银氨络盐解离,氯化银沉淀重复出现,使溶液呈凝乳状白色混浊。
毒剂生物侦检 仔细观察染毒区内各种动物、昆虫和植物的异常表现和状态,或取染毒的样品进行动物实验,可以帮助判明毒剂的类型,但不能作为最后判断的根据。昆虫、鸟类、鱼类、哺乳类等动物对神经性毒剂都很敏感,中毒反应快,中毒表现比较特殊。小鸟可作为神经性毒剂的生物警报器。经过专门训练的狗可通过其嗅觉来侦检各种毒剂。生物侦检法不需要特殊的侦检器材,对于群众性侦毒有一定参考价值。①神经性毒剂沙林: 蚂蟥对沙林最敏感,先是活动增加,身体竖立,分泌大量粘液,很快活动变慢,原地蠕动,蜷缩,死亡。小鱼或金鱼在含沙林2mg/L水中,先是游动加快,受惊状,乱蹦跳,然后翻腹飘在水面,约十分钟死亡。鸡、鸽、小鸟在含沙林10μg/L空气中眨眼,大量流涎,缩瞳,站立不稳,呼吸困难,展翅挣扎,抽筋,约五分钟死亡。蝇、蝴蝶等昆虫沙林中毒后不能飞,落地挣扎,死亡。将含沙林水溶液滴入兔、鸡等眼中,可观察到其瞳孔显著缩小。②糜烂性毒剂:蚂蟥中毒后吸盘吸附不稳,爬行困难。鱼在含有糜烂性毒剂水中,尾巴处溃烂成锯齿状或破扇状,角膜混浊。③氰类毒剂: 动物中毒后迅速出现呼吸困难、惊厥、死亡,但无流涎、缩瞳、肌颤等神经性毒剂的特殊症状。④失能剂:BZ盐酸盐的水溶液给动物滴眼时,瞳孔显著散大。
植物叶子、花草受毒剂污染后留有斑点,几小时后枯萎。有的毒剂能使某些花瓣变颜色。
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