Niedawna próba zatrucia byłego rosyjskiego szpiega Siergieja Skripala i jego córki doprowadziła do ostrzeżeń o rozprzestrzenianiu się toksycznej substancji chemicznej użytej w ataku. Setkom ludzi, którzy odwiedzili restaurację, w której przypuszczalnie miał miejsce atak, powiedziano, aby prali swoje ubrania, aby uniknąć jakiejkolwiek szansy na zanieczyszczenie podejrzanym czynnikiem nerwowym „Nowiczok”.
Uważa się, że zagrożenie dla społeczeństwa jest minimalne, z niewielkim ryzykiem wynikającym z długotrwałego, powtarzanego narażenia na niewielkie ilości substancji chemicznej. Ale skąd eksperci wiedzą, jakie niebezpieczeństwo naprawdę istnieje w takiej sytuacji? Aby ocenić sytuację, muszą wziąć pod uwagę, ile chemikaliów zostało uwolnionych, jak weszło w kontakt z ludźmi oraz jak rozprzestrzenia się i degraduje w środowisku.
Możemy być narażeni na działanie substancji chemicznych przez naszą skórę, wdychając je, jedząc je lub wstrzykując je do naszej krwi. Dokładna trasa może mieć ogromne znaczenie, podobnie jak wdychanie tlenu utrzymuje nas przy życiu, ale wstrzyknięcie może nas zabić.
Najbardziej toksyczne związki są śmiertelne nawet w niewielkich dawkach. Na przykład toksyny botulinowe, najbardziej toksyczne substancje, jakie kiedykolwiek odkryto, mogą zabić zaledwie kilkoma nanogramami na kilogram masy ciała, jeśli zostaną wstrzyknięte do żył lub mięśni. W przypadku wdychania śmiertelna dawka wynosi dziesiątki nanogramów na kilogram masy ciała.
Wiele najbardziej znanych śmiertelnych substancji, takich jak cyjanek lub arsen, musi zostać połkniętych, aby zadziałały. Ale inne śmiertelne związki można wchłonąć, dotykając ich. Tak było w przypadku Katrin Wetterhahn, profesor chemii analitycznej, który przypadkowo upuścił niewielką ilość dimetylortęci na dłoń w rękawicy lateksowej. Ponieważ związki te łatwo przenikają przez lateks, jej ciało pochłania je przez skórę. Zmarła z powodu zatrucia rtęcią pięć miesięcy później.
Siergiej Skripal został otruty jednym z klasy czynników nerwowych znanych jako czynniki Novichok i chemicznie określanych jako związki fosforoorganiczne. Działają jako inhibitor acetylocholinoesterazy, co oznacza, że zakłócają ośrodkowy układ nerwowy. Związki te mogą występować w postaci stałej, ciekłej lub gazowej i wiemy, że środki nerwowe działają po spożyciu lub wdychaniu. Ale nie jest jeszcze jasne, jaki konkretny związek chemiczny zastosowano w tym przypadku i jak go podano. Z tego powodu nie wiemy, ile agenta było potrzebne ani jak narażono ofiary.
Sprawdzanie zanieczyszczenia (CPL Pete Brown RLC / British Min / EPA) To, jak niebezpieczna może być substancja chemiczna, zależy również od tego, jak łatwo może się rozprzestrzeniać i zanieczyszczać środowisko. Ważną rolę odgrywa tutaj fizykochemia substancji. Arsen ma temperaturę topnienia ponad 600 ℃, więc gdyby został posypany jedzeniem, prawdopodobnie nie będzie podróżował daleko od talerza, ponieważ jest stały w temperaturze pokojowej.
Ale śmiertelne związki rozproszone jako gazy, podobnie jak rzekome użycie chloru w wojnie domowej w Syrii, mogą spowodować natychmiastowe rozprzestrzenienie się chemikaliów na dużym obszarze. Oznacza to, że mogą dotknąć o wiele więcej ludzi, chociaż im bardziej się rozproszą, tym bardziej stają się mniej szkodliwe dla ludzi, ponieważ dawki, które ludzie otrzymują, są niższe. Podobnie trucizny w postaci płynnej lub aerozolowej lub roztwory radioaktywne można łatwo przenosić z jednej powierzchni na drugą.
Po wejściu do środowiska chemikalia często zaczynają się zmieniać lub rozkładać, co z czasem czyni je mniej szkodliwymi. Na przykład, gdy chlorowy gaz wchodzi w kontakt z materiałem ulegającym utlenieniu, takim jak drewno lub odzież, zmienia się w nieszkodliwy, obojętny związek chlorkowy.
**********
W przypadku materiału radioaktywnego, jak długo substancja jest niebezpieczna, zależy od tego, jak szybko jej atomy tracą energię, proces znany jako rozpad radioaktywny i mierzony tak zwanym okresem półtrwania. Kiedy inny były rosyjski szpieg, Aleksander Litwinienko, został zamordowany w Wielkiej Brytanii w 2006 roku, narzędziem zbrodni był radioaktywny polon-210 umieszczony w filiżance herbaty. Okres półtrwania Polonu-210 wynosi 139 dni, co oznacza, że po tym czasie połowa jego atomów wyemitowała cząstkę alfa i rozpadła się na atomy polonu-206.
To promieniowanie alfa emitowane w jego ciele po wypiciu zatrutej herbaty spowodowało, że Litvinenko zachorował i ostatecznie zabił go miesiąc później. Ale ci, którzy mieli z nim bliski kontakt, na przykład jego pielęgniarki, byliby znacznie mniej narażeni na promieniowanie. Cząstki alfa nie przemieszczają się daleko i są zatrzymywane przez nawet niewielkie przeszkody, takie jak kawałek papieru lub ludzka skóra.
Nerwy fosforoorganiczne, w tym Novichok i sarin, które zastosowano w ataku na metro w Tokio, w wyniku którego zginęło 13 osób, są niestabilne i z czasem ulegają rozpadowi lub są narażone na działanie wody. Dlatego pranie odzieży po kontakcie z takim związkiem może wystarczyć, aby się go pozbyć. W rzeczywistości środki nerwowe na bazie fosforoorganicznych są tak niestabilne, że często są przechowywane jako dwa lub więcej oddzielnych związków, a następnie łączone w razie potrzeby.
Zdolność do łatwej reakcji z innymi substancjami sprawia, że śmiertelne chemikalia są tak niebezpieczne, zarówno dla ich zamierzonych ofiar, jak i dla niewinnych osób postronnych. W rezultacie te agresywne substancje zwykle nie pozostają długo. Ale jeśli napotkają coś, co trzyma je na powierzchni, dopóki nie uwolni ich ponownie, może to przedłużyć ich potencjalnie szkodliwe życie. Metalowe klamki do drzwi są dobrym przykładem przenoszenia materiału z jednej osoby na drugą.
Dla tych, którzy sprzątają skażone miejsce, wszystkie te czynniki są niezbędne do zrozumienia, z czym się borykają i jak mogą zapobiec, by ktokolwiek inny padł ofiarą śmiertelnie niebezpiecznej substancji chemicznej.
Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w The Conversation.
Vera Thoss, wykładowca chemii zrównoważonej, Uniwersytet Bangor
