Chemické zbraně

1. Chemické zbraně Bojové otravné látky

2. Chemické zbraně - úvod • Zbraně na bázi chemických látek používali již staří Řekové, Římané, stejně tak jako Egypťané nebo Číňané /zejména zápalné/ • Historie využití přírodních toxických látek, ať už živočišných nebo rostlinných toxinů, je stejně stará jako lidstvo samo

3. Pojem chemické zbraně • S pojmem chemické zbraně se setkáváme až v průběhu 1. světové války. Fosgen, S – yperit, chlor a arsiny měly na svědomí desítky tisíc mrtvých a zmrzačených vojáků na obou stranách fronty • Proto se od roku 1918 věnovala problematice vedení chemické války zvýšená pozornost

4. Studium chemických zbraní • Nejprve byly intenzivně studovány již vyzkoušené zpuchýřující a dusivé otravné látky, zejména pak po nástupu Hitlera k moci v Německu se vývoj zaměřuje na získání otravných látek, jež by mohly zneschopnit organismus člověka jako celek

5. Výzkum otravných látek • Centrem výzkumu se stal koncern IG Farben a pracovní tým profesora G.Schrädera • Původním zaměřením byly syntetické pesticidy s insekticidním systematickým účinkem • Při ověřování syntetizovaných sloučenin esterů a amidů kyseliny fosforečné bylo zjištěno, že O-ethyl-N,N – dimethylamidofosforylkyanid disponuje extremní toxicitou pro savce. Tato látka byla později nazvána tabun (nebo trilon 83). • Projekt „nervových plynů“ dostal od roku 1936 v nacistickém Německu zelenou

6. Poloprovozní výroba tabunu • V roce 1936 byla zahájena poloprovozní výroba tabunu, od roku 1940 je budován plně automatizovaný závod v Dyhernfurtu nedaleko dnešní Wroclavi s kapacitou 1000 tun tabunu za měsíc • Do konce války ho tam bylo vyrobeno 10 – 12000 tun. • Celková produkce, včetně dvou dalších závodů se odhadovala až na 30000 tun. • Tabun byl plněn do dělostřeleckých granátů, leteckých pum a raket (12-15000 tun)

7. Sarin • Dalším nervovým plynem syntetizovaným pracovním týmem G. Schrädera byl izopropylmethylfluorfosfát, později nazvaný sarin (podle autorů Schrädera, Ambroze, Rittera a Lindeho) • Publikované údaje hovoří o tom, že bylo připraveno maximálně 10 tun této látky

8. Soman • Na samém sklonku 2. světové války byl připraven R. Kunhem pinakolilmethylfluorfosfát nazvaný soman, jehož toxicita signifikantně převyšovala toxicitu sarinu. • V případě tohoto organofosfátu však nebyly překročeny laboratorní přípravy a poznání některých toxikodynamických faktorů

9. DFP • Angličanům ani Američanům se v průběhu 2. světové války v podstatě nepodařilo docenit nebezpečí plynoucí z německých příprav na vedení chemické války • Například k výrobě DFP diizopropylfosfátu, který západní spojenci z organofosfátů preferovali, prakticky v době válečného konfliktu nedošlo. Syntetické postupy byly zveřejněny v roce 1945 • Výrobou a zásobami yperitu ovšem více než dvojnásobně předčili Němce, Italy a Japonce dohromady

10. Poražené Německo • V období po skončení 2. světové války vítězné mocnosti studovaly materiály z poraženého Německa. • Jenom Britové a Američané ukořistili cca 13000 tun tabunu • Propagace studené války a koncepce rozděleného světa však značně přispěly k rozmachu teorií o významu chemických zbraní, jako součásti komplexu zbraní hromadného ničení • Organizační struktura pro přípravu chemické války byla a je řízena výzkumnými armádními centry • Vysoce toxické látky disponující silnou inhibiční schopností na enzym cholinesterázu, jsou nalezeny v 50. letech minulého století

11. USA - látka VX • Na počátku roku 1957 byla v USA připravena a vybrána pro hromadnou výrobu látka kódově označená VX. Výroba tohoto O-ethyl-S-2-diizopropylaminoethylmethylthiofosfátu probíhala údajně do roku 1968. Odhad produkce činí 20 – 30 000 tun. Strukturu a výrobní postupy se nepodařilo získat až do jejich zveřejnění v roce 1974. Mnohé však o vlastnostech a účincích VX – látky však napověděl incident na chemickém polygonu v Dungway ve státě Utah. Tehdy bylo postiženo na 6 000 ovcí v nedalekém Skull Valey. • Vedle sarinu (40%) činí VX – látka nejdůležitější součást chemické výzbroje. VX – látkou jsou plněny dělostřelecké granáty, rakety, hlavice řízených střel, letecké pumy

12. IVA (INTERMEDIATE VOLATILITY AGENT) • Mezi perspektivní anticholinesterázové látky s nervově paralytickým účinkem patří tzv. IVA(INTERMEDIATE VOLATILITY AGENT), látka se střední těkavostí. Smyslem jejího zavedení je překlenutí rozdílu v těkavosti mezi sarinem a VX – látkou, a tím dosažení vyšších účinků přes oblečení a výstroj.

13. Výzkum chemických zbraní • Vedle nervově paralytických látek jsou výzkumné práce v oblasti chemických zbraní soustředěny na psychoaktivní bojové otravné látky, přírodní toxiny, fytotoxické látky.Většina těchto látek byla vyzkoušena a použita v průběhu vietnamské války. Důsledkem jsou tragické rozsáhlé teratogenní, mutagenní, karcenogenní účinky postihující jak lidskou populaci, tak faunu a floru a těžké narušení ekologické rovnováhy

14. Vývojové tendence • Vývojové tendence otravných látek lze charakterizovat úsilím o snížení počtu zavedených druhů, při současném zavádění nových, účinnějších látek.Při hodnocení významu a perspektivy chemických zbraní je zdůrazňována specifičnost účinků na živou sílu při zachování materiálních hodnot (proto nedestruktivní zbraně, na rozdíl od jaderných a termojaderných). Snadnost výroby a relativně nízké výrobní náklady, jednoduchost použití běžnými zbraňovými systémy. • Uvážíme-li ještě výhody binárních nosných systémů, které eliminují skladovací a transportní problémy. Nabíledni je tedy otázka opatření ochrany obyvatelstva proti chemickým zbraním neméně důležitá s ohledem na možnost jejich nasazení i v době hlubokého míru formou teroristických útoků

15. Charakteristika chemických zbraní • Hlavním cílem požití chemických zbraní je vystavení protivníka riziku hromadných intoxikací otravnými látkami. • Toto riziko může být buď přímé, pokud se otravná látka použije bezprostředně ne živou sílu, nebo nepřímé, provedeli se zamoření prostoru, terénu apod. • Do komplexu chemických zbraní musíme vedle otravných látek zařadit i látky dýmotvorné a zápalné se všemi důsledky jejich působení na živý organismus

16. Způsoby chemického útoku • Nejobvyklejším způsobem chemického útoku je zamoření vzduchu nad zvoleným cílem • To je realizovatelné různým způsobem podle vybrané munice a nosného systému • Rozprášená tekutá noxa dopadá na terén a vytváří riziko sekundární intoxikace a po odpaření znovu zamořuje atmosféru ve formě par • Rozptýlená toxická látka zamořuje nekryté vodní zdroje, nechráněné suroviny, potraviny a krmivo, čímž se vytváří riziko perorálních otrav • Nebezpečí intoxikace, pak trvá samozřejmě tak dlouho, pokud meteorologickými vlivy a především dekontaminací nedojde ke snížení koncentrace otravné látky pod nejnižší účinnou koncentraci

17. Závislostní faktory toxické účinnosti chemické zbraně • Typ otravné látky • Druh chemické munice a použitý nosný systém • Meteorologické podmínky a konfigurace terénu • Opatření dekontaminace • Preventivní léčebná a asanační opatření • Stupeň vycvičenosti personálu CO • Systém řízení, kvalita prostředků ochrany

18. Systematické třídění otravných látek • V současné době se v klasifikaci otravných látek uplatňují dvě základní hlediska, a to : • Třídění podle takticko – technického hlediska • Třídění podle charakteru poškození organismu

19. Třídění otravných látek podle charakteru poškození organismu • Vyřazující vyvolávající těžká poškození, nebo mají přímo letální účinek • Zneschopňující vyvolávající časově omezenou poruchu některých fyziologických funkcí (nervové a psychické poruchy především) s tím, že tato porucha je podstatně delší než doba expozice • Dráždivé či demoralizující to znamená takové, které vyvolávají silné dráždění živého organismu, znemožňující jakoukoliv činnost, účinky těchto látek jsou však omezeny především na období bezprostřední expozice a velice krátkou dobu po ní

20. Vyřazující otravné látky • Nerově paralytické inhibující enzym acetylcholinesterázu v nervovém systému, nahromaděný acetylcholin poruší rovnováhu mezi andrenergními, cholinergními a jinými intereceptivními elementy, intoxikace končí zástavou dechu následkem blokády nervového vzruchu na některých úsecích dýchacího reflexu

21. Zpuchýřující otravné látky • Vyvolávají v organismu změny jak místního, tak celkového charakteru. • Lokálně vzniká zánětlivě nekrotický proces s výrazně utlumenými regeneračními pochody. • Celkové účinky se projevují toxickým poškozením centrálního i periferního nervového systému, krvetvorby, protilátek s tlumivým zásahem do metabolismu cukrů, jakož i proteinů. • Otrava má výrazné latentní období, značně protahovaný průběh a celou řadu možných mechanismů fatálního zakončení.

22. Dusivé otravné látky • Poškozují alveolární bariéru vzduch – kapilární krev v plících • Důsledkem tohoto poškození je změna permeability této bariéry pro plyny, ale především pro krev a její součásti (zejména elektrolyty, plazmatické bílkoviny a některé buňky) • Alveoly v zasažených partiích plic se plní transudátem, rozvíjí se typický plícní edem, který později mění svůj charakter v zánětlivý exudát. • Pro sníženou rezistenci vůči sekundární infekci vzniká bronchopneumonie. • Tento stav končí přibližně do 48 hodin exitem pro selhání oběhu krve v průběhu akutní respirační insuficience.

23. Všeobecně jedovaté otravné látky • Vyvolávají akutní tkáňovou hypoxii výrazným poškozením transportu kyslíku krví nebo blokádou oxydačně redukčních pochodů přímo v tkáních . • Průběh otravy je velmi rychlý a končí zástavou dechu, selháním krevního oběhu za hluboké anoxie nervových center

24. Přírodně toxické otravné látky • Disponují obvykle selektivním účinkem. • Organismus je schopen vytvářet proti proteinovým toxinům antigeny, které ruší toxický účinek. • Po překonané intoxikaci lze získat trvalou nebo dočasnou imunitu

25. Fytotoxické otravné látky • Herbicidní charakter s defoliačním, sterilačním a desikačním efektem na floru mohou při použití vysokých koncentrací, jak předpokládá jejich bojové použití, vyřadit organismus v důsledku poškození jater, sleziny, ledvin, respiračního aparátu, srdeční svaloviny, očí a centrální nervové soustavy • Při zasažení nižšími dávkami mají tyto látky metagenní, tertatogenní a kancerogenní efekt

26. Zneschopňující otravné látky • Vyznačují se účinky: • Psychomimetickými (halucinace) • Psychodislektickými (mentální deprese, ztráta vědomí • Hypertermickými (hypertermie, tepelný šok) • Hypotenzivními (výrazné snížení krevního tlaku znemožňující jakoukoliv běžnou činnost) • Svalově relaxačními • Inhibiční na statoakustický aparát • Inhibiční na optický aparát • Toxickými na ty části centrální nervové soustavy vyvolávající Parkinsonův syndrom

27. Dráždivé a demoralizující otravné látky • Skupina mající velký význam pro dosažení úspěchu v taktickém měřítku, a to nejen ve válce , ale stále častěji i v mírových podmínkách při akcích policejních sborů. V současnosti jsou vyráběny, distribuovány pro účely sebeochrany občanů. Patří sem látky, které se vyznačují dráždivým účinkem zejména na oči, nos, horní cesty dýchací, na kůži a trávicí trakt. Podle charakteru účinku se člení na : • Slzotvorné (lakrimátory) • Dráždící horní cesty dýchací (sternity) • Vyvolávající zvracení • Vyvolávající bolest Vyšší koncentrace těchto látek mohou vyvolat i těžší poškození organismu (poleptání dýchacích cest, komplikovanou bronchopneumonii, plicní edém, neuropsychické poruchy, dermatitidy)

28. Mechanismus toxického účinku otravných látek Toxický efekt otravné látky, stupeň a rozsah poškození organismu, rychlost s jakou funkční poruchy vznikají je závislý na řadě faktorů : • fyzikální a chemické vlastnosti noxy, • Množství otravné látky působící na organismus, koncentrace škodliviny ve vnějším prostředí, • rozdíl koncentrace mezi vnějším a vnitřním prostředím, který je oddělen bariérou, která je morfologicky i funkčně definovaná jako brána vstupu, • Doba expozice (působení)

29. Místa vstupu noxy do organismu - kůže, - dýchací cesty, - oční spojivka, - trávicí trakt, - pozdní účinek.

30. Kůže(perkutánní intoxikace) Všeobecně lze konstatovat, že největší rychlostí pronikají kůží nedisociovanékapaliny,výtečně rozpustné v tucích a dobře rozpustné ve vodě, látky s nízkýmpovrchovým napětím, nízkou tenzí par nebo látek, kde se k urychlení penetrace používají vhodné prostředky, které snižují povrchové napětí. Pro perkutánní intoxikaci lze formulovat tyto závěry: - perkutánní toxicita je vždy nižší než při podání bezprostředně do krevního oběhu, - průběh intoxikace je vždy pomalejší a markantně vyznačenou dobu latence, - oba rozdíly jsou výrazné u látek, které jsou v organismu rychle detoxikovány, nebo se rychle vylučují, nebo se mimořádně pomalu resorbují kůží, - průnik toxických látek lze zvyšovat fyzikálními a chemickými vlivy na kožní bariéru,

31. Inhalační intoxikace Tento způsob intoxikace je z hlediska dosahovaného efektu nejúčinnější, plánuje se s překvapivým použitím, s vytvořením oblaku otravné látky s takovou koncentrací, která vyvolá smrtelnou intoxikaci již po 30 vteřinách intoxikace

32. Perorální intoxikace Tato intoxikace získává na významu z hlediska bojového použití otravných látek pouze u VX látky, látky IVA, S-yperitu, lewisitu pro jejich dlouhodobou perzistenci při vhodných meteorologických podmínkách.

33. Následný (pozdní účinek) Následný (pozdní, protahovaný) účinek je způsoben akutními, nebo subakutními intoxikacemi. Jeho projevem jsou jednak reziduální léze nebo neočekávané doprovodné symptomy následného (pozdního) působení po celé měsíce nebo roky. Vyvolané změny jsou pokládány za ireverzibilní (nevratné). Nelze je směšovat s chronickými změnami, hovoříme o tom, že následný (pozdní) účinek působíexpozice malými dávkami otravné látky

34. Pro dusivé látky platí - bronchiální astma, - emfyzem plic, - neuropatologický symptom, - poruchy funkce žaludku, střev, kůže, očí, - poruchy kardiovaskulárního systému, - snížená rezistence proti infarktům, - astma, alergie.

35. Pro látky zpuchýřující platí - mutagenní, - karcinogenní, - hepatotoxické, - neuropatologické projevy.

36. Pro látky dráždivé platí - psychopatologické, - neurologické, - gastrointestiální, - hepatotoxické, - neurotoxické, hematotocické.

37. Pro látky psychoaktivní platí teratogenní efekt

38. Pro látky fytotoxické platí - kancerogenní, - teratogenní, - mutagenní.

39. Pro látky nervově paralytické platí - akutní symptom otravy, poškození vyplývající z inhibice enzymu cholinesterázy, - působí na DNA nebo CNS, klinicky se projevují protahované permanentní léze CNS, - paralýza, - impotence, - oční poruchy, - deprese, - schizofrenie, - poruchy řeči a paměti, - snížená vitalita, - alkoholismus, - drogy.

40. V zásadě se projevují - psychopatologické, neurologické změny, - zvýšená citlivost proti infekcím, - poruchy jaterních funkcí, - patologické změny v krvi a kostní dřeni, - poruchy zraku, - slábnutí, stárnutí, ztráta potence, libida, - teratogenním působením na embriální tkáně, - pravděpodobným mutagenním účinkem.

41. Formy použití otravných látek Moderní chemická munice je konstruována takovým způsobem, aby po jejím bojovém použití maximum náplně otravné látky vytvořilo oblak aerosolu s co nejmenšími částicemi (disperze látky pevného nebo kapalného skupenství v plynu nebo plynné směsi

42. Prostory chemického napadení Současně s rozvojem vysoce účinných látek došlo v posledních desetiletích k bouřlivému vývoji technických prostředků dopravy na cíl zejména : - raketometných, - leteckých, - raketových. Účinek těchto zbraní je srovnatelný s plošným ničivým účinkem jaderných zbraní malých ráží.

43. Podstata chemického napadení Podstatou chemického napadení je zasáhnout živou sílu zamoření přízemní vrstvy atmosféry, vyvolat hromadné inhalační otravy a u perkutánně účinných látek mimo to i intoxikaci kožní resorpcí noxy. Dalším cílem je zamoření terénu a předmětů na něm.

44. Doprava a rozptýlení otravné látky na cíl Způsob dopravy a rozptýlení otravné látky na cíl je dán : - technickými parametry zbraně (dostřel, dosah, dolet), - nejvhodnější branou vstupu, - fyzikálně chemickými vlastnostmi otravné látky

45. Metody dopravy otravné látky na cíl Požívají se tyto metody: • mechanické: - rozprášení OL tryskou pod tlakem media - letecké rozprašovače - aerosolové generátory b) termické: - spočívají v odpaření látky teplem vzniklým hořením paliva, kdy páry otravné látky kondenzují v okolí chladné atmosféry a vytvářejí jemný aerosol Z hlediska druhu rozptýlení představuje prostředek použití OL bodový zdroj zamoření, z hlediska dosažení plošného účinku je neekonomický Mnohabodový zdroj zamoření je daleko ekonomičtější. Typickým představitelem je kazetová puma (cluster), liniový zdroj zamoření (letecké rozstřikovače, aerosolové generátory)

46. Prostředky zavedené v armádách • dělostřelecké chemické střelivo ráže 105, 155, 203,2 mm (sarin, yperit) • minometné střelivo ráže 106,7 mm • Raketometné střelivo • chemická výzbroj letectva (letecké pumy, kazetové pumy, rozstřikovače, bezpilotní letouny) • raketové zbraně • ruční chemické granáty • chemické pozemní miny • přenosné rozstřikovače (aerosolové generátory)

47. Binární chemická munice Novelizovaný systém (sarin, VX, IVA) Výhody: • Snadné skladování (bezrizikovost základních chemikálií) • Ekonomičnost (není nutná častá obměna) • Možnost výroby relativně netoxických prekursorů, jejich plné jiné využití např. pro agrochemické účely apod. Nevýhody: - Menší koeficient bojové efektivnosti způsobený pouze parciálním převedením prekursorů na vlastní otravnou látku

48. Vliv meteorologických podmínek na účinnost OL Meteorologická situace bez ohledu na rozvoj technických prostředků použití otravných látek jež dovolují vytvoření vysokých koncentrací během extrémně krátké doby je nadále rozhodujícím limitujícím faktorem zásadně ovlivňujícím konkrétní účinnost chemických zbraní ve vymezených podmínkách (samozřejmě s ohledem na stabilitu otravné látky) Nejdůležitější meteorologické prvky • směr větru • rychlost větru Ostatní ovlivňující agregátní stav a dobu účinku • teplota vzduchu • teplota půdy • srážky • oblačnost • vertikální stálost atmosféry • vlhkost a tlak vzduchu

49. Účinnost použití otravných látek Metody odhadu toxicity se mění podle typu otravné látky. Společným problémem všech toxických látek zůstává, do jaké míry údaje získané pokusy na laboratorních zvířatech odpovídají údajům akceptovatelným na člověka. Například se uvádí, že senzitivita člověka je dvakrát vyšší než koně, pětkrát vyšší než psa a desetkrát vyšší než u krysy

50. Veličiny používané v toxikoligii • LD dosis letalit • ED dávka vyvolávající určitý definovaný toxický efekt • C koncentrace noxy • Ct koncentrace noxy působící po dobu t • Množství noxy na kg živé hmotnosti • Rozměr množství noxy v hmotnostních jednotkách na objemovou jednotku v čase • V experimentální toxikologii LD-50 (smrtící dávka pro 50% postižených) atd.