核與化學(xué)損傷/全身中毒性毒劑

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核武器與化學(xué)武器損傷

全身中毒性毒劑（systemic agents）主要包括氫氰酸（hydrogen cyanide，HCN）和氯化氰(cyanogen chloride，CICN)。化合物分子中含CN^-，故屬氰類毒劑(cyanide agents)。施放后呈蒸氣態(tài)，經(jīng)呼吸道吸入，作用于細(xì)胞呼吸鏈末端細(xì)胞色素氧化酶，使細(xì)胞能量代謝受阻，供能失調(diào)，迅速導(dǎo)致機(jī)體功能障礙，是一類速殺性毒劑。

氫氰酸及其鹽類，平時(shí)廣泛用于化纖，電鍍，合成橡膠，有機(jī)玻璃、制藥、肥料、冶金、滅鼠及殺蟲等。在生產(chǎn)和使用時(shí)違反操作規(guī)程或不注意安全防護(hù)，常有中毒發(fā)生。自然界以苦扁桃仁甙（Amygdalin）形式存在于苦杏仁，櫻桃、李、杏以及木薯塊和根等。食后在體內(nèi)酶催化作用下分解，放出氫氰酸。如100g苦杏仁分解釋放氫氰酸100～250mg。氫氰酸致死劑量為60mg，故口服十幾顆苦杏仁即可引起兒童中毒。

1916年7月1日，法軍在Somme河戰(zhàn)役中，首先對(duì)德軍使用了氫氰酸，但因炮彈爆炸引起燃燒、蒸氣比重較空氣輕、揮發(fā)度大，有效戰(zhàn)斗濃度維持時(shí)間短等原因，未能造成人員傷亡。目前，由于彈藥和施放技術(shù)的改進(jìn)，在短時(shí)間內(nèi)可造成2～3mg/L的染毒濃度，在此濃度下，暴露15～30秒，中毒人員可迅速死亡。

全身中毒性劑施放時(shí)呈蒸氣態(tài)，有效濃度維持時(shí)間短，已居次要地位。但作為化學(xué)戰(zhàn)劑，氫氰酸具有較強(qiáng)隱蔽的性和速殺作用、易透過防毒面具、平時(shí)作為化工原料有大量生產(chǎn)和貯存、來源豐富、戰(zhàn)時(shí)可直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)戰(zhàn)劑，外軍仍較重視。

一、主要理化性質(zhì)

（一）主要物理性質(zhì)（表14-1）

表14-1 氫氰酸和氯化氰的主要物理性質(zhì)

毒劑	分子量	狀態(tài)	氣味	冰點(diǎn)(℃)	沸點(diǎn)(℃)	比重		蒸氣壓(20℃)(kPa)	揮發(fā)度(20℃， mg/L)	溶解度
毒劑	分子量	狀態(tài)	氣味	冰點(diǎn)(℃)	沸點(diǎn)(℃)	液體	蒸氣	蒸氣壓(20℃)(kPa)	揮發(fā)度(20℃， mg/L)	水	有機(jī)溶液
氫氰酸	27.02	無色液體	苦杏仁味	-14.0	26.0	0.69	0.94	81.7	904.1	任意混溶	能溶
氯化氰	61.48	無色液體	胡椒味刺激	-7.0	13.0	1.18(0℃)	2.1	133.6	3362	易溶	易溶

（二）主要化學(xué)性質(zhì)

1．聚合作用：純氫氰酸性穩(wěn)定，在有少許水或堿，特別有氨存在時(shí)易聚合，形成無毒的三聚體和四聚體，并釋放大量熱能和氣體，致使貯存容器或彈藥爆炸。為了確保貯存和運(yùn)輸安全，將氯化氰和氫氰酸混合，即在氫氰酸中加入8％～15％氯化氰或在氯化氰中加入5％～10％氫氰酸，可防止聚合反應(yīng)。

2．水解反應(yīng)：常溫下，氫氰酸在水中緩慢水解，生成甲酸及其它產(chǎn)物，最后溶液變黑，有時(shí)可極出棕色沉淀。

加熱可加速氫氰酸水解并使之揮發(fā)，故在煮沸消毒時(shí)，應(yīng)注意安全防護(hù)。

氯化氰常溫下水解慢，加熱時(shí)反應(yīng)加快，生成氰酸和氯化氫，最后生成二氧化碳和氯化銨。

CLCN＋H₂O—→HOCN＋HCL—→CO₂＋NH₄CL

（氰酸）

3．與堿反應(yīng)：氯化氰與強(qiáng)堿作用生成無毒的氯化物和氰酸鹽。

CLCN＋2NaOH—→NaOCN＋NaCL＋H₂O

（氰酸鈉）

與氨作用生成氰化銨和氯化銨。

CLCN＋2NH₃—→NH₄CN＋NH₄CL

（氰化銨）

所以，可用堿性溶液或氨水消除氯化氰。

4．氧化反應(yīng)：與氧化劑反應(yīng)生成無毒產(chǎn)物。燃燒時(shí)，生成二氧化碳和水：

4HCN＋5O₂—→4CO₂＋2H₂O＋2N₂

所以，氫氰酸爆炸時(shí)引起燃燒，使毒劑大量損失。如在TNT炸藥中按重量1∶1加入消焰劑氯化鉀，可防止燃燒。

5．與硫反應(yīng)：氫氰酸與供硫化合物硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）在硫氰酸生成酶催化下，生成毒性低的硫氰酸鹽。

HCN＋S—→HSCN

6．與醛、酮反應(yīng)：氯氰酸與醛、酮化合物發(fā)生加成反應(yīng)，生成無毒的腈醇化合物，故葡萄糖、α-酮戊二酸等有一

定的抗毒作用。

二、毒性

氫氰酸和氯化氰戰(zhàn)斗狀態(tài)為蒸氣態(tài)，吸入毒性見表14-2。

表14-2 氫氰酸和氯化氰吸入毒性

暴露時(shí)間（min）	LC₅₀（mg/m³）		LC₉₀（mg/m³）
暴露時(shí)間（min）	HCN	CLCN	HCN	CLCN
0.25	2400～2700		3000～3500
0.5	1000～1500	4000～5000	2000～2500	7000～8000
1	700	1700～1900	1500	2100～2500
5	200～300		400～500	440
15	150～200	300	300	370

氯化氰對(duì)眼和呼吸道有強(qiáng)烈刺激，濃度1.00mg/m³時(shí)，有刺激感；2.5mg/m³時(shí)，暴露數(shù)分鐘即大量流淚。其毒性約為氫氰酸的4/5，光氣的1/2，沙林的1/36。

氫氰酸的毒性作用與濃度關(guān)系甚為密切，其LCt值隨濃度降低、暴露時(shí)間延長(zhǎng)而增大，或隨濃度增高、暴露時(shí)間縮短而減少。

液體氫氰酸經(jīng)口中毒的半數(shù)致死劑量為0.9mg/kg，氰化鈉和氰化鉀經(jīng)口中毒的致死劑量分別為100mg和144mg。

氫氰酸液滴落入眼內(nèi)，除有局部刺激作用外，吸收后可危及生命，其半數(shù)致死劑量為1～2mg/kg。

液態(tài)氫氰酸經(jīng)皮膚吸收的半數(shù)致死劑量約為100mg/kg。野戰(zhàn)情況下氫氰酸蒸氣通過皮膚吸收中毒的可能性極小，高溫和出汗能促進(jìn)皮膚對(duì)氫氰酸蒸氣的吸收。

三、體內(nèi)代謝

氫氰酸在水溶液中的離解常數(shù)很小（K＝7.2×10^-10，25℃），有利于透過細(xì)胞膜，故易通過肺泡壁、腸粘膜、眼睛和傷口吸收，大劑量也可通過皮膚吸收。

氫氰酸及其鹽類在體內(nèi)的分布因中毒途徑而異。除直接接觸的組織氰含量較高外，CN^-易與紅細(xì)胞結(jié)合，故血液氰含量最高，依次為腦和心臟，其它組織則較少。人、狗吸入氫氰酸，死后各組織氰含量肺最高，依次是血、腦、心和腎、肝、肌肉和胃壁較少。狗KCN胃腸道中毒，CN^-含量以胃腸道最高，血液、肺、肝、腦、腎、心、肌肉等依次遞減。

氫氰酸進(jìn)入體內(nèi)后，通過多種代謝途徑失去毒性，其中絕大部分（80％以上）在硫氰酸生成酶（rhodanese）的催化下與體內(nèi)供硫化合物（胱氨酸、半胱氨酸和β-巰基丙酮酸）作用形成硫氰酸鹽（thiocyanate）從腎臟排出。硫氰酸生成酶主要分布在細(xì)胞線粒內(nèi)，酶活性以肝、腎最高，腦次之，肺、脾、肌肉和血液甚微。此解毒作因體內(nèi)供硫物不足而受到限制。此外，體內(nèi)的硫氰酸氧化酶卻促使硫氰酸鹽釋放出CN^-，致使血液和組織中常有微量CN^-存在。