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神经毒剂残留在什么材料表面更危险?

近日,一名66岁的前俄罗斯间谍和其33岁的女儿在英国遭受神经毒剂伤害,命悬一线。而就在去年的几乎同一时间,某知名朝鲜籍男士在吉隆坡国际机场遭受液体涂抹袭击,并在送医途中身亡。根据随后警方公布的尸检结果,死者面部和眼部含有VX神经毒剂。这些不幸事件让全世界见证了神经毒剂的恐怖威力。

 

VX是一种无色油状的液体,和臭名昭著的沙林毒气一样,属于有机磷酸酯类神经毒剂。VX 比沙林的毒性更为强大,即使不通过吸入或注射的方法进入体内,只是接触到皮肤也能迅速渗透到血液里,并抑制胆碱酯酶,导致呼吸困难、失去意识、出现痉挛, 5分钟内即可致人于死地。500mL的VX如果在空气中散布足以杀死几万人,堪比生化武器中的核弹头。

神经毒剂残留在什么材料表面更危险?

VX神经毒剂的分子结构式

 

值得一提的是,在最近发生在英国的袭击案件中,除了暗杀目标,另有包括现场警察在内的近20人也陆续出现中毒症状。由此可见,即使以暗杀为目的的少量使用有机磷神经性毒剂,也会因挥发或遗撒给周边人群带来严重危险。而类似东京地铁沙林毒气事件那样以恐怖袭击为目的的大规模释放,就更有可能引发持久的环境灾害。

 

之前关于神经毒剂的研究论文,多侧重于新型检测方法的开发和生理作用机制的探讨。而最近Wiley旗下Clean – Soil, Air, Water期刊的一篇短文中,以色列生物研究所的科学家从次生环境危害的角度,比较了不同材料的表面性质对有机磷神经毒剂挥发性能的影响。


具体实验中,研究人员以不锈钢表面(惰性、无吸附作用)作为参照,通过气相色谱分析,比较了神经毒剂GB(沙林)和VX在3种常见材料表面挥发的气氛浓度和持久性。结果显示,环境温度的升高会加快毒物的释放,也会促进毒物的分解。在室温下,沥青路面(Asphalt)的毒物挥发最为持久,10天后的气氛中仍有危险浓度的神经毒剂存在,而花岗岩瓷砖(Matt granite porcelain tile, 在文中也被称为Smooth tile) 上毒物的挥发衰减最快,在16小时后空气中的毒物含量就可以降至安全值以下,普通的人行道地砖(Red sidewalk bricks)得到的数值介于两者之间。


神经毒剂残留在什么材料表面更危险?(图片来源于网络,版权归原作者/网站所有)

 

神经毒剂残留在什么材料表面更危险?

随时间变化,沙林在不同材料表面的挥发情况。图片来源:Clean – Soil, Air, Water 2018, 1700142


究其原因,沥青表面具有疏水性,可以与有机磷酸酯发生吸附作用而导致缓慢而持久的释放。相比之下,花岗岩瓷砖表面虽然看似平滑却富含多孔结构,这不仅可以吸收有机磷酸酯,而且其孔内的碱性环境也有助于毒物的分解。


那么,像以色列这样饱受化学恐怖袭击威胁的国家今后是不是要考虑改用瓷砖铺马路了呢?也大可不必如此。受到神经毒剂污染后,通过在沥青表面喷洒一种清洗剂(次氯酸钙和氧化钙的混合物),就可以加快毒物分解,降低环境危害。

神经毒剂残留在什么材料表面更危险?

喷洒清洗剂 (STB)对沙林在沥青表面挥发情况的影响。图片来源:Clean – Soil, Air, Water 2018, 1700142


该项研究将有助于判断不同环境中有机磷酸酯残留的严重程度,对遭受神经毒剂袭击后如何避免次生危害也提供了重要参考。



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