Bojowe środki chemiczne to substancje chemiczne, stosowane w warunkach bojowych do porażenia lub zabicia ludzi i skażenia terenu. Ich przydatność jako broni zależy od ich trwałości w określonych warunkach meteorologicznych i ich efektywności . Często były wykorzystywane podczas konfliktów zbrojnych.

Podział bojowych środków chemicznych

Bojowe środki trujące obejmują dwie duże grupy środków: bojowe środki chemiczne i toksyny pochodzenia biologicznego (np. botulinotoksyna; tetanotoksyna; toksyna dyfterytu i tężca; rycyna). Bojowe środki chemiczne można podzielić ze względu na:

• Postać: aerozole, gazy, ciecze
• Przydatność taktyczną: trwałe, nietrwałe, dymy trujące
• Działanie fizjologiczne

Podział ze względu na działanie fizjologiczne

LCt₅₀ - Stężenie par/aerozolu środka trującego działającego w określonym czasie powodującego śmierć 50% populacji

Przydatność bojowych środków chemicznych jako broni zależy od ich trwałości w określonych warunkach meteorologicznych oraz ich efektywności

Substancje trwałe mogą się utrzymywać w środowisku przez wiele godzin, dni a nawet miesięcy. Substancje nietrwałe utrzymują się w środowisku do kilkudziesięciu minut. Przez efektywność środka trującego rozumie się jego zdolność do wywołania maksymalnych strat liczebnych wroga, przy możliwie najmniejszej użytej ilości tego środka. Pojęcie efektywności jest dość szerokie i zależne od wielu konkretnych właściwości, np. toksyczności, właściwości drażniących, lotności etc.

Długość działania wybranych bojowych środków chemicznych

Substancje paraliżujące

Substancje paraliżujące, będące estrami kwasów fosforoorganicznych, dzieli się na dwie grupy.

• Substancje grupy G (ang. Germany – Niemcy) ze względu na miejsce otrzymania: sarin, cyklosarin, soman, tabun
• Substancje grupy V (ang. Very persistent – bardzo trwały) np. VX, V-gaz

Substancje te stosuje się w postaci zawiesiny w powietrzu, dzięki czemu są tak samo efektywne jak gazy, a jednocześnie łatwiejsze do przechowywania i rozprowadzania na danym terenie. Substancje paraliżujące są rozpuszczalne zarówno w wodzie jak i w tłuszczach, przez co łatwo się absorbują (wnikają do organizmu) przez skórę oraz błony śluzowe dróg oddechowych i oczu. Ich działanie polega na wiązaniu się, a następnie blokowaniu enzymu cholinoesterazy odpowiedzialnej za układ acetylocholiny jednego z neurotransmiterów (substancji odpowiedzialnych za przesyłanie impulsów elektrycznych między neuronami). Stały wzrost stężenia acetylocholiny powoduje ustawiczne pobudzenie, a w końcu porażenie nerwów, a tym samym mięśni i organów, prowadząc w efekcie do śmierci przez uduszenie (porażenie mięśni układu oddechowego i mięśnia serca). Śmierć jest poprzedzona silnym bólem głowy, oczu i brzucha, zaburzeniami widzenia, konwulsjami, wymiotami, biegunką poceniem się, nie utrzymywaniem moczu i kału, gwałtownymi zmianami ciśnienia krwi i tętna, utratą przytomności. Czas występowania objawów działania środka toksycznego oraz ich natężenie zależą od formy występowania środka i sposobu jego wchłonięcia. Po kontakcie z parami objawy występują natychmiast, natomiast po kontakcie z cieczą – po okresie bezobjawowym wynoszą od kilku minut do kilkunastu godzin. Śmierć następuje po okresie do 15 minut po kontakcie z sarinem, somanem i tabunem, natomiast 4-42 godzin po kontakcie z VX. Dawka śmiertelna dla substancji w stanie gazowym jest znacznie wyższa niż cieczy działających po kontakcie ze skórą.

Dawki śmiertelne substancji paraliżujących

LD₅₀ - Dawka śmiertelna środka (czyli dawka powodującą śmierć 50% populacji poddanej jej działaniu)

Dopuszczalne stężenie środków paraliżujących na stanowisku pracy wynosi 0,003μg/m3. Antidotum na substancje paraliżujące stanowią atropina (występuje w bieluniu i wilczej jagodzie) i pralidoksym (2-PAM), których działanie jest wspomagane m.in. przez diazepam. Zwykle są podawane do mięśniowo (w ramię lub udo), jednak w przypadku kontaktu ze środkami paraliżującymi w formie gazowej atropinę podaje się w postaci zastrzyku prosto w serce. Teren i przedmioty skażone środkami paraliżującymi poddaje się dekontaminacji (terminem oznacza się proces polegający na usunięciu lub zneutralizowaniu substancji toksycznej) za pomocą NaOH, NaCl, Ca(OCl)₂, alkoholanów, Na₂CO₃, H₂O₂ czy Na₂O₂.

Przewożenie zbiorników lub pocisków z substancjami paraliżującymi jest bardzo niebezpieczne, dlatego też w latach 60-tych opracowano pociski binarne, zawierające dwa pojemniki z relatywnie nietoksycznymi substratami, które podczas lotu pocisku ulegają zmieszaniu, tworząc środek paraliżujący. Obecnie pociski binarne zawierają substraty do otrzymania sarinu, somanu i VX

Otrzymywanie substancji paraliżujących jest oparte na w miarę prostych reakcjach chemicznych, z zastosowaniem niedrogich, łatwo dostępnych substratów i może odbywać się w dobrze wyposażonym laboratorium. Łatwość syntezy, obok ogromnej toksyczności, stanowią jedną z przyczyn ogromnego niebezpieczeństwa stwarzanego przez owe substancje. Ponieważ cześć powszechnie stosowanych pestycydów jest estrami kwasu fosforowego lub jego pochodnymi, możliwe staje się także produkcja broni chemicznej w fabrykach ochrony roślin przy niewielkich zmianach w procesie technologicznym. Z uwagi na to istnieje bardzo duże zagrożenie wykorzystania broni z toksynami przez terrorystów.

Właściwości niektórych substancji paraliżujących

Substancja	Sarin (GB)	Cyklosarin (GF)	Soman (GD)	Tabun (GA)	VX
Wzór półstrukturalny
Temp. topnienia	-57°C	≈ -57°C	-42°C	-50°C	-51°C
Temp. wrzenia	147°C	≈ 147°C	198°C	240°C	240°C
Gęstość (25°C)	1,09 g/cm3	≈ 1,09 g/cm3	1,02 g/cm3	1,07 g/cm3	1,01 g/cm3
Gęstość par	3,5x cięższy od powietrza 4,86 g/dm3	3,5x cięższy od powietrza ≈ 4,86g/dm3	5x cięższy od powietrza 6,33 g/dm3	4x cięższy od powietrza 5,63 g/dm3	7x cięższy od powietrza 9,2 g/dm3
Prężność par	2,9 mmHg	≈ 2,6 mmHg	0,4 mmHg	0,07 mmHg	0,0007 mmHg
Lotność (μg · m3) w temp. 0°C	4100	≈ 4100	531	90	-
Lotność (μg · m3) w temp. 25°C	29800	≈ 29800	5570	858	-
Inne cechy	Bezbarwny, bez zapachu	Bezbarwny, bez zapachu	Czysty: bezbarwny, bez smaku, owocowy zapach, oleista ciecz Techniczny: żółtobrązowy, zapach kamfory	Czysty: bezbarwny, oleista ciecz, bez smaku , owocowy zapachu Techniczny: brązowy, zapach migdałów	Czysty: bursztynowy, oleista ciecz, bez smaku , bezwonny, wysoka przyczepność do podłoża, prawie niemożliwy do usunięcia
Pozostałe informacje	Najbardziej lotna substancja paraliżująca	Najbardziej lotna substancja paraliżująca	Związek otrzymany przez zespół G. Schradera w 1944 r.	Związek otrzymany przez zespół G. Schradera w 1936 r.	Najmniej lotna i najbardziej toksyczna substancja paraliżująca

Lotność - masa (mg) środka zawarta w danej temperaturze w jednostce objętości powietrza (1 m³); stężenie środka w powietrzu.

Pochodne VX

Substancja	Wzór półstrukturalny
V-gaz
VE
VG (amiton)
VM

Substancje ogólno trujące

Substancje ogólno trujące zaburzają podstawowe funkcje życiowe komórek organizmu. Najważniejszym przedstawicielem tej grupy jest cyjanowodór.

Cyjanowodór (AC) o wzorze HCN jest bezbarwną lotną cieczą o zapachu gorzkich migdałów. Temperatura topnienia HCN wynosi -13,4°C a wrzenia 25,6°C. Cyjanowodór jest lżejszy od wody (gęstość w stanie ciekłym wynosi 0,7g/cm³) i nieco lżejszy od powietrza (gęstość par wynosi 1,2g/dm3). Dobrze rozpuszcza się w wodzie i w alkoholu etylowym. Dawka śmiertelna wynosi 50-60mg! Jony cyjankowe tworzą z jonami żelaza (III), zawartymi w enzymach oddechowych i jonami żelaza (II) w hemoglobinie, trwałe połączenia, przez co blokują proces przenoszenia tlenu, a śmierć następuje w ciągu kilku sekund. W czasie II wojny światowej (w obozach koncentracyjnych, m.in. Oświęcim) Niemcy stosowali cyklony zawierające lotne substancje trujące (cyjanomrówczan metylu - cyklon A; cyjanowodór - cyklon B i C, ziemia okrzemkowa nasączona cyjanowodorem) - Cyklony (przeważnie cyklon B) był produkowany przez niemiecką firmę IG Farben, był przeznaczony do wykorzystania początkowo i w późniejszym czasie do dezynfekcji, w rzeczywistości jednak został wykorzystany do ludobójstwa.

Kwas chlorowodorowy, który jest składnikiem kwasów żołądkowych, wypiera cyjanowodór z cyjanków, co jest przyczyną ich wysokiej toksyczności.

Substancje duszące

Substancje duszące działają na oskrzela i płuca. Początkowo powodując podrażnienia spojówek i błon śluzowych układu oddechowego, a przy większych stężeniach uszkadzają nabłonek pęcherzyków płucnych i powodują obrzęk płuc, (co może doprowadzić do śmierci). Środkiem łagodzącym objawy podrażnienia jest azotyn amylu (tzw. Poppers). Wystarczy kilka gramów na m³, aby lakrymatory wykazały silne działanie!

Substancje duszące

Nazwa i symbol	Chloropikryna; trichloronitrometan (PS)	Fosgen; dichlorek karbonylu (CG)	Difosgen (DP)	1,1,3,3,3-pentafluoro-2-trifluorometyloprop-1-en (BHIP)
Wzór	Cl3C-NO2
Charakterystyka	Jasnożółta ciecz o ostrym zapachu	Bezbarwny gaz o ostrym, duszącym zapachu; rozcieńczony ma zapach skoszonej trawy	Bezbarwna, ruchliwa, oleista ciecz	Bezbarwny gaz
Temp. topnienia / wrzenia	-64°C/112°C	-118°C/8,2°C	-57°C/128°C	5°C/130°C
Rozpuszczalność w wodzie	nierozp.	trudno rozp. (0,9%)	nierozp.	b. d.
Rozpuszczalność w rozp. organicznych	Dobrze rozp. w benzenie, etanolu, eterze dietylowym, dwusiarczku węgla	Dobrze rozpuszczalny w benzenie, toluenie, lodowatym kwasie octowym	Dobrze rozpuszczalny w chlorobenzenie i chlorowcopochodnych alkanów	b. d.
Inne	Stosowany w wojsku w ćwiczebnych komorach gazowych oraz w perfumerii	Reaguje z wodą rozkładając się na CO2 i HCl; stężenie w powietrzu 0,005-0,01% wywołuje śmierć w ciągu kilku minut	Ulega powolnej hydrolizie	-
Otrzymywanie	Otrzymany po raz pierwszy w roku 1848	W reakcji CO i Cl2, wobec katalizatorów (światło, węgiel aktywny); powstaje także podczas termicznego rozkładu tetrachlorometanu i trichloretylenu	-	-

Substancje drażniące

Nazwa i symbol	CS	Adamsyt (DM)	CR	Kamit (CA)	Chloroacetofenon (CN)
Wzór
Właściwości	Białe lub żółte krystaliczne ciało stałe	Zielonożółte krystaliczne ciało stałe	Bladożółte krystaliczne ciało stałe o zapachu  pieprzu	Żółtawe krystaliczne ciało stałe o zapachu skwaśniałych owoców	Białe lub żółtawe ciało stałe o ostrym zapachu ; w niewielkim stężeniu ma zapach czeremchy
Temp. topnienia / wrzenia	95-96°C/310-315°C	195°C/b. d.	73°C/b. d.	25-29°C/242°C	54-59°C/244-245°C
Rozpuszczalność w wodzie	słabo rozp. (do 5 g/dm3)	nierozp.	słabo rozp.	nierozp.	słabo rozp. (do 2,3 g/dm3)
Inne	Stężenie w powietrzu w temp. 20°C wynosi 184 mg/dm3	-	-	-	-

Substancje parzące powodują oparzenia skóry (powstają pęcherze), układu oddechowego i organów wewnętrznych. Pierwsze objawy działania obserwuje się po 12-24 godzinach od kontaktu.

Substancje stosowane do dekontaminacji terenu skażonego luizytem lub iperytem to podchloryn wapnia, chloroaminy B i T, heksachloromelamina, chlorek sulfyru (szczególnie zimą).

Substancje parzące

Nazwa i symbol	Iperyt siarkowy - gaz musztardowy (H)	Iperyt azotowy - mieszanina trzech związków, z których dwa wykazują większą przydatność do celów militarnych (HN-1, HN-3)	Luizyt – mieszanina kilku substancji, z których L-1 jest najbardziej toksyczna
Wzór		HN-1 HN-3
Opis	Czysty: bezbarwna ciecz bez zapachu Zanieczyszczony: Barwa żółta do brązowej, o lekko słodkawym zapachu	Ciecz o słabym zapachu ryb HN-1 - bezbarwny HN-3 - żółtobrązowy	Bezbarwna lub żółtawa ciecz Czysty: bez zapachu Techniczny: silny zapach geranium (bodziszek)
Temperatura topnienia / wrzenia	14,4°C/217°C	HN-1: -34°C/230-235°C HN-3: -40°C/230-235°C	L-1: b. d./190°C
Rozpuszczalność w wodzie	b. d.	HN-1: nierozpuszczalny HN-3: 0,16 g/dm3	0,5 g/dm3
Rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych	b. d.	HN-1: dobra w dimetyloformamidzie; tetrachlorku węgla HN-3: dobra w eterze dietylowym, acetonie, metanolu, benzenie, dimetyloformamidzie, tetrachlorku węgla	b. d.
Gęstość (20°C)	b. d.	HN-1: 1,09 g/cm3 HN-3: 1,24 g/cm3	1,89 g/cm3
Inne	-	Stosowany jako lek w leczeniu chorób nowotworowych	Antidotum: BAL (British Anti-Lewiste)1
Otrzymanie	Otrzymany przez Guthiera około 1860 roku, następnie przez Meyera w 1886 roku	-	Otrzymany przez Juliusa Nieuwlanda w USA

¹ propan-3-ol-1,2-ditiol

Substancje psychotoksyczne

Substancje psychotoksyczne to substancje o działaniu narkotycznym (depresanty np. morfina; psychodeliczne np. LSD, BZ, agent-15, meskalina, fancylkidyna, psylocybina; stymulanty np. amfetamina, metamfetamina, kokaina), należą do grupy "broń chemiczna nie zabijająca". Obok substancji psychotoksycznych do broni, których działanie nie prowadzi do śmierci nalezą także zmodyfikowane genetycznie mikroorganizmy, zdolne do wytwarzania kwasów lub enzymów niszczących cement, farby, smary i paliwo. W ostatnim czasie ten typ broni chemicznej i biologicznej stał się przedmiotem wielu badań.

Artykuł napisał:
2pio

Źródła:

• http://www.bt.cdc.gov/
• http://www.dengerusweapon.org/
• http://cns.mis.edu/
• http://sis.nlm.nih.gov/
• http://www.google.pl/
• Tabele chemiczne
• http://www.pwn.pl/