1938年,沙林由德國(guó)法本公司的研究者G.施拉德(Gerhard Schrader)、O.安布羅斯(Otto Ambros)、G.呂第格(Gerhard Ritter)、范·德?tīng)枴ち值?Van der Linde)首次發(fā)現(xiàn),系研制新型殺蟲(chóng)劑的副產(chǎn)物,這種毒劑就是以上述4個(gè)人的姓中的5個(gè)字母命名為“Sarin”。德國(guó)人很快發(fā)現(xiàn)這種毒氣的軍事價(jià)值,并投入生產(chǎn),但是二戰(zhàn)期間并未使用。二戰(zhàn)后,這種毒劑才開(kāi)始在世界范圍內(nèi)生產(chǎn)。美軍代號(hào)GB,蘇軍代號(hào)P-35。(著名射擊游戲《使命召喚:黑色行動(dòng)》中則將其冠名為“諾娃六號(hào)”毒氣)
沙林對(duì)機(jī)體的作用主要有三個(gè)方面:一是選擇性抑制膽堿酯酶活性,使乙酰膽堿(Ach)在體內(nèi)蓄積,引起膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂;二是毒劑作用于膽堿能受體;三是毒劑對(duì)非膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)的作用。
沙林毒氣是一種劇毒神經(jīng)毒劑,通過(guò)過(guò)度刺激肌肉和重要器官影響神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生致命效果。沙林是有機(jī)磷酸鹽會(huì)破壞生物體內(nèi)的神經(jīng)傳遞物質(zhì)乙酰膽堿酯脢,生物的所有自主跟非自主肌肉運(yùn)動(dòng)是乙酰膽堿跟乙酰膽堿酯脢之間的一個(gè)平衡,破壞這個(gè)平衡的話,肌肉會(huì)只收縮而無(wú)法擴(kuò)張。主要會(huì)癱瘓呼吸功能,縮瞳,腸胃痙攣劇痛,分泌眼淚汗水跟唾液的管道也會(huì)大量排放,會(huì)非常痛苦的死亡,而且立即發(fā)作發(fā)作到死亡劑量足夠的話是2分鐘左右。
二次大戰(zhàn)期間,用來(lái)當(dāng)化學(xué)武器與殺蟲(chóng)劑的這類(lèi)有機(jī)磷化合物,提供研究人員一個(gè)線索而發(fā)現(xiàn)“醯基化酵素”(acyl enzyme)的化學(xué)結(jié)構(gòu),我們以DFP(Diisopropyl phosphorofluoridate)為模型來(lái)解釋這個(gè)過(guò)程。體內(nèi)的一些水解酶(hydrolase)可對(duì)酯類(lèi)水解成酸與醇,以提供體內(nèi)所需生化反應(yīng)的物質(zhì),例如脂肪水解成脂肪酸與甘油,乙酰膽堿(Acetylcholine,Ach)水解成膽堿;而水解反應(yīng)過(guò)程中會(huì)在酵素的活化中心,形成所謂醯基化酵素的中間產(chǎn)物。反應(yīng)方程式中水解上絲胺酸的羥基與酯反應(yīng)形成醯基化酵素,再催化水解作用。不過(guò),DFP會(huì)與酯競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合水解,因而使得正常酯類(lèi)無(wú)法進(jìn)行水解反應(yīng)。
乙酰膽堿是神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)(Neurotransmitter)的一種,傳遞訊息的神經(jīng)末梢都內(nèi)含有乙酰膽堿的小泡。當(dāng)神經(jīng)脈沖(Nerve impulse)要在神經(jīng)元之間傳遞時(shí),小泡就會(huì)釋出乙酰膽堿,乙酰膽堿再越過(guò)突觸(synapse)與受體結(jié)合,刺激更進(jìn)一步的生化過(guò)程;或是Ach與乙酰膽堿酯酶(acetyl cholinesterase)結(jié)合,進(jìn)行水解反應(yīng),形成膽堿(choline)以利回收、重新合成Ach,見(jiàn)圖六所示。而這一步水解反應(yīng)相當(dāng)快,以確保此神經(jīng)刺激反應(yīng)非常短。但如果乙酰膽堿酯被外來(lái)的化合物抑制了(例如沙林、DFP等有機(jī)膦會(huì)與乙酰膽堿結(jié)合),則乙酰膽堿水解反應(yīng)就被迫停止了,但此時(shí)受體卻繼續(xù)不斷地接受乙酰膽堿的刺激而無(wú)法水解釋回膽堿,如此一來(lái)會(huì)很快地造成生理上的不平衡,使乙酰膽堿在突觸和神經(jīng)肌肉接頭堆積而過(guò)度興奮麻痹,導(dǎo)致死亡。當(dāng)然如果此時(shí)能迅速利用一些解毒劑如阿托品(atropine)等來(lái)解除乙酰膽堿與受體之作用,就可避免死亡。
小鼠皮下注射沙林LD50為0.172mg/kg,大鼠吸入LD50為13-15mg/m3, 人體在吸入55~100(毫克·分鐘/立方米)的沙林后(或皮膚接觸1.7克),在1~15分鐘之內(nèi)便會(huì)死亡,死前會(huì)出現(xiàn)抽搐、口吐白沫和視力模糊等癥狀;低濃度下(0.0005mg/L)暴露在沙林氣溶膠2分鐘內(nèi),便會(huì)引起瞳孔縮小、在暗處視力困難、胸部緊塞、頭痛、惡心以及嘔吐等癥狀。而且這些毒性會(huì)在體內(nèi)累積,如果更大濃度時(shí)會(huì)使人暈眩、焦慮、心智損傷、肌肉痙攣、呼吸困難,最后導(dǎo)致死亡。
一般說(shuō)來(lái),沙林是可以通過(guò)呼吸或透過(guò)皮膚和眼結(jié)膜侵入人體,對(duì)乙酰膽堿酯酶(AchE)造成不可逆的抑制作用是其毒性的主要機(jī)制。受其侵襲后,會(huì)出現(xiàn)瞳孔縮小、呼吸困難、支氣管縮小和劇烈抽搐等癥狀,嚴(yán)重時(shí)幾分鐘內(nèi)會(huì)窒息而死,須立即使用阿托品、肟等進(jìn)行治療和進(jìn)行人工呼吸方能有救。但是,事后這種毒氣還可能對(duì)神經(jīng)、大腦和肝臟造成損傷。
敵機(jī)在城市上低空飛并布灑大量煙霧;敵機(jī)通過(guò)后或炸彈爆炸后,地面有大片均勻的油狀斑點(diǎn),多數(shù)人突然聞到異常氣味或眼睛、呼吸道受到刺激;看到大量動(dòng)物異常變化(如蜂、蠅飛行困難,抖動(dòng)翅膀,或麻雀、雞、羊等動(dòng)物中毒死亡);花草、樹(shù)葉發(fā)生大面積變色或枯萎等等。總之,對(duì)于大面積同時(shí)發(fā)生的異?,F(xiàn)象,都可懷疑是化學(xué)毒區(qū),應(yīng)及時(shí)采取防護(hù)措施,報(bào)告人防部門(mén)偵察斷定。
防護(hù)是阻止毒劑通過(guò)各種途徑與人員接觸的措施。防護(hù)措施有兩種
1、 集體防護(hù):就是組織人員迅速進(jìn)入有三防設(shè)施的人防工事,以便有效地防護(hù)各種狀態(tài)的所有毒劑。
2、 個(gè)人防護(hù):即用防毒面具保護(hù)人的呼吸道和眼睛,用防毒衣保護(hù)人的身體。
使毒劑失去毒害作用的措施叫做消毒。
1、 對(duì)人員消毒:當(dāng)毒劑液滴落到人員身上時(shí),應(yīng)立即脫去染毒衣服,用棉花或干凈土塊吸去皮膚上的毒劑液滴(吸擦?xí)r應(yīng)防止擴(kuò)大染毒面積),然后用棉球醮專(zhuān)門(mén)的消毒藥液擦拭消毒,用小蘇打水、肥皂水或大量清潔水沖洗。
2、 對(duì)染毒服裝的消毒:在遠(yuǎn)離居住區(qū)的下風(fēng)方向,用熱堿水煮沸1-2小時(shí)即可消毒。
3、 對(duì)染毒食品的消毒:對(duì)有包裝的罐頭類(lèi)食品,只需對(duì)表面消毒后,就可以食用。對(duì)沒(méi)有包裝的食品,一般應(yīng)銷(xiāo)毀。
4、 對(duì)染毒水消毒:染毒水的消毒方法是在水中加入適量的漂白粉和混凝劑,然后攪拌,待沉淀后過(guò)濾。用明礬沉淀或長(zhǎng)時(shí)間煮沸的方法,也可對(duì)染毒水消毒。無(wú)論用哪種方法消毒,都必須經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)后才能食用。
伊拉克前政府曾宣布,在1984年至1990年,它共生產(chǎn)了795噸沙林毒氣,大約有732噸被裝入炸彈、火箭和導(dǎo)彈彈頭內(nèi)。在1985年至1988年共使用了650噸,另有35噸在1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中被聯(lián)軍的空襲所炸毀。在聯(lián)合國(guó)的監(jiān)督下,伊拉克才摧毀了127噸的沙林毒氣。
1995年3月20日清晨,原奧姆真理教部分信徒受麻原彰晃指使,在東京市區(qū)3條地鐵電車(chē)內(nèi)發(fā)生施放神經(jīng)性毒氣“沙林”事件,造成12人死亡、約5500人中毒、1036人住院治療。毒氣事件策劃者奧姆真理教教主麻原彰晃及執(zhí)行任務(wù)的5名教徒先后被判死刑,唯麻原彰晃至今仍未行刑;另3名施襲者則判處無(wú)期徒刑,而事發(fā)多年至今最后1名疑犯(高橋克也)于2012年06月15日也在東京都大田區(qū)被捕,結(jié)束了17年的逃亡生涯。東京地鐵沙林毒氣事件也是日本自從第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后最嚴(yán)重的恐怖襲擊事件。
美軍沙林化學(xué)武器大約有7200噸,毒劑彈藥27種,主要有MZ12型沙林毒劑導(dǎo)彈彈頭,內(nèi)裝330枚M139型小炸彈,共裝毒劑195千克SE27型沙林毒劑導(dǎo)彈彈頭SM121A1型和M426型沙林炮彈,內(nèi)裝毒劑95千克和72千克;MC-1型和MK-94型沙林毒劑炸彈,內(nèi)裝毒劑分別為220千克和11千克。