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化学武器的概念、相关毒剂分类及其特点

来源:学术堂 作者:周老师
发布于:2014-10-03 共7539字
论文摘要

  2011 年以来,叙利亚国内持续动荡,政府军和反对派武装的冲突不断升级,发生了多起流血事件,大量无辜的平民死于战火,数万百姓被迫离开家园,逃往他国,沦为难民。

  总部设在阿联酋迪拜的阿拉比亚电视台和卡塔尔半岛电视台 2013 年 8 月 21 日报道,叙利亚政府军从当天凌晨起使用含有沙林毒气的火箭弹对姑塔东区进行袭击。 消息称,反对派方面当天的统计结果显示,至少有 1300 人死于袭击,另有数百名伤者,且死者中包括大量妇女和儿童[1]. 虽然叙利亚政府否认指控,但化学武器的指控已经导致叙利亚国内的局势升级。 美国国务卿约翰·克里在9月 1 日播出的5 档电视访谈栏目中现身,声称政府掌握叙利亚巴沙尔·阿萨德政权在大马士革郊区使用化学武器的新证据,同时,美国总统奥巴马及其多名高层助手对国会议员及民众发动游说攻势,以掌握叙利亚政府动用化学武器新证据及威胁中东地区盟友安全等理由,力劝国会议员投票赞成奥巴马寻求对叙动武授权[2]. 另一方面,俄联邦总统普京 8 月 31 日抨击有关叙政府使用化学武器的说法完全是“一派胡言”.

  据俄罗斯《生意人报》报道,普京表示,对于叙政府军使用化学武器的指控“完全不符合逻辑”,叙政府军不可能在当前占据优势的情况下使用化学武器,授人以柄。 俄外交部当天发表声明说,如果绕过联合国安理会对叙利亚发动任何武力行动都将是侵略行径,公然违反国际法[3].

  1 什么是化学武器。

  一般认为,化学武器是指在战场上利用化学物质的毒性对敌方有生力量进行杀伤的武器。

  在中国古代战争中,就有把毒性物质用于战场的事例,如民间广泛流传的“刮骨疗毒”就可以追溯到三国时期。

  在第一次世界大战期间,德国军队曾在比利时与法军、俄军交战中多次使用了氯气、光气等毒剂[4]. 1915 年 4 月 22 日下午 6 时,德军在比利时西南部的伊普尔地区,从 6 000 m 宽的正面,分别对法军和意大利军队施放了 180 t 液化氯气,造成 5 000多人死亡,1 万人负伤[5]. 据记载,一战期间,交战国共使用了 45 种毒剂,总重量约 12. 5 万吨,造成的伤亡人数达 130 多万[6].

  日军在侵华战争中也多次使用了化学武器,从1931 年“九·一八”事变爆发,到 1945 年 9 月日本投降的 14 年里,侵华日军先后在我国的敦化、海拉尔、太原、宜昌、济南、南京、汉口、广州等处,设立制造毒气的工厂或化学武器的装配厂; 在上海、宜昌、太原等地驻扎有从事化学战争的部队。 战争期间,日军在1我国 20 多万军民中毒伤亡。 日本战败后,为掩盖其罪行,将大量化学武器掩埋地下或抛弃在江河湖海中。 据不完全统计,日本在我国遗留的化学武器约200 万件,遍及 19 个省( 市、区) ,这些遗留的化学武器给中国人民的人身安全造成极大的危险,同时也对生态环境造成严重的破坏[7].

  2 化学毒剂的种类。

  目前,见诸报导的化学毒剂主要有 6 类,约有十余种。

  2. 1 神经性毒剂。

  神经性毒剂主要是有机磷酸酯类化合物,这类毒剂的代表物有塔崩、沙林、梭曼和维埃克斯。 神经性毒剂可以通过呼吸道、眼睛或皮肤进入人体,并与胆碱酶结合使其丧失活性,引起神经系统功能紊乱,使中毒者出现瞳孔缩小、恶心呕吐、呼吸困难、肌肉震颤、大小便失禁等症状,中毒严重者会迅速死亡。

  2. 1. 1 塔崩。

  塔崩( Tabun) 的化学名称为二甲胺基氰膦酸乙酯,化学结构是论文摘要

  塔崩可燃,燃烧会产生氰化氢。

  纯净的塔崩是一种略有水果香味的无色液体,工业品呈棕色,有苦杏仁气味。 熔点 -48 ~ -50 ℃,沸点 220 ~240 ℃。 在 1936 年由德国的施拉德( G.

  Schrader) 博士首次合成,而他本人在次年初轻微中毒,成为塔崩的最早受害者。

  据报道,在两伊战争期间,伊拉克在战场上使用了塔崩。 1983 年,伊拉克军队向伊朗军队的阵地发射了塔崩炮弹,造成了人员的伤亡[8].

  2. 1. 2 沙林。

  沙林( Sarin) 的化学名称是甲氟膦酸异丙酯,化学结构为论文摘要

  纯净的沙林是有水果香味的无色液体,沸点151 ℃ ,可溶于水和有机溶剂中。

  沙林于 1938 年在德国首此被研制成功,很快,德国人就发现了它的军用价值,并投入生产。 但在二战期间,德国人并没有在战场上使用这种毒剂。

  沙林的毒性比塔崩强 3 倍。 1995 年 3 月,奥姆真理教恐怖分子使用沙林袭击东京地铁,造成 12 人死亡,5000 多人受到危害[9]. 曾有媒体报道,1988年,萨达姆曾授意其军队对伊拉克北部的库尔德人使用了沙林毒剂,造成数千人伤亡。 2004 年,美军在伊拉克发现装有沙林的炸弹[10]. 前面提到的叙利亚毒气弹事件,发现的毒剂也是沙林。

  2. 1. 3 梭曼。

  梭曼( Soman) 的化学名称是甲氟膦酸特己酯,化学结构论文摘要

  1944 年,德国诺贝尔奖金获得者理查德·库恩博士首次合成了梭曼,但未及生产,苏军就占领了工厂。

  纯净的梭曼为无色液体,有微弱的水果香味,工业品呈黄色,有樟脑味。 微溶于水,易溶于有机溶剂。

  能渗透皮肤和橡胶制品,易被多孔物质吸附。

  梭曼吸入毒性是沙林的 2 ~4 倍,皮肤毒性是沙林的 5 ~10 倍,中毒作用快且无特效解药,因此有“最难防治的毒剂”之称。

  2. 1. 4 维埃克斯。

  维埃克斯( VX) 的化学名称: S-( 2-二异丙基氨乙 基 ) -甲 基 硫 代 膦 酸 乙 酯,结 构 式 为论文摘要

  维埃克斯是无色的油状液体,工业品呈微黄、黄或棕色,无气味或微有硫醇气味,微溶于水,溶于有机溶剂。 它在 1952 年首先由英国发现,后来被美军作为重点的化学战剂装备到军队中。

  VX 的毒性比沙林更强,是最致命的化学武器之一。 被以液滴或气溶胶状态布洒后,可以通过空气或水源传播,而且具有较持久的毒性,其作用可以持续数小时至几昼夜。 人的皮肤与之接触或吸入其蒸气,都会引起中毒。

  1968 年 3 月,美国陆军在犹他州达格韦试验场进行试验时,一架 F4 战机携带的装有 VX 毒剂的罐子出现了意外的泄漏,一些毒剂在高空被泄漏了出来,造成距试验场地约 32 km 外的大批羊群中毒死亡,一些摄影师和电视工作者赶到现场后,目睹了 6000 只死羊被扔进壕沟的惨状[11].

  2. 2 糜烂性毒剂。

  糜烂性毒剂在与皮肤接触后会造成严重的皮肤灼痛,产生水泡,它也会刺激并伤害人的眼睛和呼吸道黏膜,导致剧烈的疼痛及红肿,造成呼吸道炎症或眼睛失明。 这类毒剂的主要代表物有芥子气和路易斯毒气。

  2. 2. 1 芥子气。

  芥子气的化学名称为 2,2'-二氯二乙硫醚,化学结构: ClCH2CH2-S-CH2CH2Cl.

  芥子气纯品是有微弱大蒜气味的油状液体,工业品呈黄色或棕色,熔点 14. 4℃,沸点 217℃ ( 分解) . 相对密度( 与水比较) 为 1. 27,相对蒸汽密度( 与空气比较) 为 5. 4. 微溶于水,易溶于有机溶剂。

  2. 2. 2 路易斯毒气。

  路易斯毒气的化学成分是氯乙烯氯砷,化学结构: ClCH=CHAsCl2.

  路易斯毒气常温下是有天竺葵气味的无色的油状液体,工业品为深褐色,熔点 -13℃,沸点 190℃,微溶于水,易溶于有机溶剂,其挥发性和穿透力强于芥子气。

  2. 3 失能性毒剂。

  这类毒剂的特点是可以引起中毒人员的中枢神经功能紊乱,从而发生思维和运动机能的障碍而导致其丧失战斗力。 受害者会感到口渴,体温过高,发生明显的情绪变化、头痛幻觉等精神障碍。 其中的主要代表物是毕兹( BZ) .

  毕兹的化学名称为二苯羟乙酸-3-奎宁环酯( 3-quinuclidinyl benzilate) ,化学结构为论文摘要

  毕兹是一种白色或淡黄色结晶固体,没有气味,熔点165 ~166 ℃,不溶于水,微溶于乙醇,可溶于氯仿、苯、二氯乙烷及乙酸乙酯等有机溶剂中。 可以通过呼吸道吸入引起中毒。

  据报导,美军在越南战争期间曾使用过毕兹。

  2. 4 窒息性毒剂。

  这类毒剂会严重地损害呼吸系统,造成急性中毒性肺水肿和支气管痉挛,进而导致缺氧和窒息。 主要代表物有光气、双光气、氯气等。

  2. 4. 1 光气。

  光气( Phosgene) ,也叫碳酰氯或氯代甲酰氯,分子式 COCl2,熔点 -127. 8 ℃,沸点7. 6 ℃,是无色或略带黄色的气体,工业品通常为液化的淡黄色液体,有烂干草或烂苹果气味,有强烈的刺激性和窒息性。

  微溶于水,易溶于四氯化碳、氯仿、芳香烃等有机溶剂。

  由于光气可以方便地转化为氨基甲酸酯、氯代甲酸酯、异腈酸脂等重要的中间体,所以,光气在农药、医药、工程塑料、聚氨酯材料等很多领域有广泛的用途[12]. 但由于它是一种剧毒的气体,在生产和实验中使用时应采取严格的保护措施。

  1991 年 5 月,在河北省藁城市藁城中学建宿舍楼挖地基时挖出炮弹 52 枚。 由于年代较久,有些炮弹出现了泄漏,导致在场的 90 多名工作人员和距离存放毒气弹的库房较近的 6 个班级的 300 多名学生不同程度地出现了中毒症状。 一个月后,经全副武装的日本专家提取样本,仔细鉴定得出结论: 此系日本遗弃的化学武器,属于“光气”弹。 在这次的挖掘和鉴定过程中,工作小组发现了 20 枚其他类型的毒气弹。 通过 X 光鉴定,这 20 枚毒气弹全部属于黄弹,也就是含有芥子气和路易斯剂毒剂的混合型毒气弹[13]. 2003 年 8 月 4 日,在齐齐哈尔市的一个建筑工地上挖掘出了侵华日军遗留的 5 个毒剂罐,由于毒剂泄漏,导致 43 人中毒受伤、1 人死亡的严重后果[14].

  2. 4. 2 双光气。

  双光气( Diphosgene) 的化学名为氯甲酸三氯甲酯,化学结构为 ClCOOCCl3. 纯的双光气为无色液体,沸点 128 ℃,20 ℃时蒸汽压为 1 373 Pa,相对密度( d420) 1. 65. 工业品为黄色透明液体,难溶于水,可溶于乙醚、二氯甲烷、氯苯等有机溶剂。 气味类似于光气,毒性也与光气相仿。 高温下或有催化剂时可以分解为 2 分子光气,遇热水分解为 HCl 和 CO2,碱可以加快其分解速度。 由于光气在常温下是气体,操作不很方便,在实际应用时经常用双光气替代。

  2. 5 全身中毒性毒剂。

  这类毒剂的特点是可以快速地与细胞色素结合,抑制呼吸酶,造成细胞内窒息,进而导致死亡。 这类毒剂的典型代表物是氰化氢。

  氰化氢( HCN) ,常温下是无色气体或淡蓝色易挥发的液体,熔点 -13. 4 ℃,沸点 26 ℃。 可溶于水,其水溶液就是氢氰酸,也可以溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有机溶剂。 氢氰酸的盐氰化钠和氰化钾都是非常重要的化工原料,广泛地应用于有机合成、制药、农药、冶金、电镀等方面,也是常用的络合剂,用于金银等贵金属的提炼。

  氰化氢是一种剧毒的物质,二战期间,德国纳粹在奥斯维辛集中营建立了毒气室,用氰化氢杀害了大批犹太人。

  由于氢氰酸及其盐的剧毒性质,为了避免其在社会上被用于不当的用途,在我国根据国务院通过的《危险化学品安全管理条例》,其生产、使用、经营、运输都要经公安部门的管理。

  2. 6 刺激性毒剂。

  这类毒剂对人的眼睛、鼻腔、喉咙有强烈的刺激作用,引起眼痛、流泪、喷嚏等不适症状,作用强烈而迅速,但通常不会造成致死的后果。 此类毒剂的主要代表物有苯氯乙酮、西埃斯、亚当氏气等。

  2. 6. 1 苯氯乙酮。

  苯氯乙酮( 2-Chloroacetophenone) 的化学结构:C6H5COCH2Cl. 它是一种白色或淡黄色的晶体,有类似苹果花香气的刺激性气味,熔点 56. 5 ℃,沸点244 ~ 245 ℃ . 苯氯乙酮对眼睛有强烈的刺激作用,对皮肤有腐蚀性,可造成皮肤灼伤。 它是染料、增白剂和一些化工产品的中间体,也是常见的军用与警用催泪性毒剂,其军用代号为 CN.

  2. 6. 2 西埃斯。

  西埃斯是英文字母 CS 的音译,它的化学名称论文摘要

  是邻氯苯亚甲基丙二腈,纯品为白色片状晶体,有轻微的胡椒气味。 熔点 95 ~96 ℃,沸点 310 ~315 ℃。

  微溶于水,可溶于有机溶剂。 有强烈的催泪和喷嚏作用。 潮湿的皮肤接触后会有较强的痛感,严重时会导致水泡或溃疡。

  2. 6. 3 亚当氏气。

  亚当氏气( Adamsite) ,化学名称是 10-氯-5,10-二氢吩砒嗪( 10-Chloro-5,10-dihydrophenarsazine) ,也叫吩砒嗪化氯( Phenarsazine chloride) 或二苯胺氯砷( Diphenylamine chlorarsine) ,是一种含砷的有机化合物,其化学结构为论文摘要

  纯品是淡黄色的结晶,无气味。 几乎不溶于水,微溶于苯、二甲苯、四氯化碳,比较易溶于热的有机溶剂。 被以烟状散布后,会对人产生强烈的刺激,使人出现喷嚏、咳嗽、流泪等症状。

  3 化学武器的特点。

  与常规武器比较,化学武器的杀伤方式有很大的不同。 常规武器,比如枪和炮,主要是利用弹丸、弹片或冲击波对人员造成伤害,而化学武器则利用毒剂弹、毒烟罐或布洒器,分别通过爆炸分散、加热蒸发和布洒的方法,将毒剂分散成能发挥杀伤作用的蒸气、烟、雾、液滴、微粉等状态,使对方通过毒剂的吸入、接触、误食等方式,引起敌方人员的中毒。 由于其特殊的杀伤方式,化学武器有以下特点:中毒的途径多。 通过吸入、接触、误食等诸多途径,均可以造成中毒。

  持续的时间长,杀伤的面积大,造成的后果难以估计。 毒剂被释放以后,其毒害作用并不会马上消失,经常可以在数小时至数天内保持毒性,有的甚至更长,这样就可能对战斗以后进入该区域的平民造成伤害,而且随着气候条件的不同,其污染的面积难以控制,伤及无辜的可能性远远大于常规武器。

  4 禁止化学武器的道路还很长。

  1909 年,德国化学家弗里茨·哈伯成功地进行了合成氨技术的研究,这是 20 世纪人类取得的最伟大的科技成果之一,哈伯也因此而获得了 1918 年度的诺贝尔化学奖。 然而,这位天才的科学家在第一次世界大战期间却担任了德国化学兵工厂厂长,从事氯气、芥子气等毒气的研制和生产。 他在 1919 年接受诺贝尔奖时的演说中说: “这个世界上只要有战争,军事家们就绝对不会对毒气置之不理。 毒气是一种杀人的更高形式。 ”哈伯的行径遭到世界有良知的科学家和民众的一致谴责,他的夫人也多次劝阻他放弃毒气的研究,最终选择了自杀身亡。

  长期以来,化学武器被认为是一种为人们所不齿的武器,一直受到公众舆论的谴责。 二战期间,除了日本在中国战场上多次使用了化学武器以外,在其他的战场上并未见有化学武器被使用的公开记录。 即使是希特勒在败局已定的关口,也没有将化学武器投入战场。

  化学武器的使用为什么一直收到广泛的非议?

  首先,人们普遍认为,它是一种不人道的武器。 在战场上,用某种手段杀伤或削弱敌方的战斗力本来是天经地义的,但是化学武器的杀伤方式非常残忍,被害者要承受难以忍受的痛苦,这与人类传统的道德观念相悖。 而且,化学武器常常会造成大面积的污染,伤及大量的无辜百姓。 在越南战争期间,美国军方为了限制越南游击队利用丛林对美军发动的袭击,在越南的部分地区大量地使用落叶剂,其中含有二恶英等有毒物质。 战后人们发现,在这些地区由于化学落叶剂而导致的生病或死亡的现象很多,甚至出现了大量天生畸形的儿童。 作为一种武器,大量地伤及非战斗人员,甚至让战时尚未出生的儿童在战后来终生地承受痛苦,这是让有良知的人们难以接受的。

  另外,随着科技的发展和普及,化学武器的制造成本很低,其技术门槛也不高,因此,很难防止这类武器被私制和滥用,如果被别有用心的人甚至恐怖分子掌握,会随时给社会带来不安定因素。 例如1995 年发生的东京地铁毒气事件,就造成了极其严重的社会恐慌和人员伤亡。

  国际社会经长时间的努力,于 1992 年通过了《禁止化学武器公约》草案,1993 年 1 月,国际社会缔结了《关于禁止发展、生产、储存和使用化学武器及 销 毁 此 种 武 器 的 公 约》( Convention on theProhibition of the Development,Production,Stockpilingand Use of Chemical Weapons and on Their Destruc-tion) ,简称《禁止化学武器公约》( Convention on theBanning of Chemical Weapons) . 1993 年 1 月 13 至 15日,此公约的签字仪式在巴黎联合国教科文组织总部举行,120 多个国家的外长或代表出席了这次会议,包括中国在内的 130 个国家签署了该公约,当时的中国外长钱其琛代表中国政府出席了会议并于1993 年 1 月 13 日在公约上签字。 此后,公约转到联合国总部纽约继续开放签署。 2013 年 9 月 14 日,叙利亚向联合国递交了申请加入《禁止化学武器公约》的相关文件,并自 2013 年 10 月 14 日成为禁止化学武器组织的第 190 个成员国。 目前,只有安哥拉、埃及、朝鲜、索马里等几个国家未签署该公约。

  2013 年 9 月 21 日,叙利亚政府向禁化武组织提交了该国初步的化武清单,经禁化武组织近一个月的核查后,2013 年 10 月 24 日提交了销毁叙利亚化学武器的正式计划。

  但是,销毁化学武器的任务并不轻松,仅就花费来说,就是一项惊人的开支。 叙利亚总统巴沙尔2013 年 9 月在接受美国福克斯新闻电视台采访时就宣称,销毁化学武器是十分复杂的过程,需要大量资金,销毁叙利亚目前拥有的化学武器的花费大约为 10 亿美元,需要一年时间[15]. 俄罗斯负责化学武器销毁工作的官员在 2012 年也曾抱怨说,销毁化学武器的费用实在太高,令财政拮据的俄政府不堪重负。 这位名叫济诺维·帕克的官员表示,为了节省开支,俄政府希望有关国际组织允许其通过化学方法使其库存的大量化学武器失效,而不是斥巨资将它们彻底销毁[16].

  除了费用问题以外,销毁过程中防止污染也是一个不可忽视的问题。 拆解中还有很多技术难度。 美国报道,拆除化武需要 7 步: 解体炮弹、移除化学药剂、销毁化学药剂、销毁炸药及推进剂、销毁武器外壳、销毁相关附件、处理流出物。 销毁化学药剂是核心步骤,国际通行有四种处理方式,包括焚化、中和、微生物降解、电化氧化,一般由特制机械组合完成[17]. 所以,无论对哪个国家来说,销毁化学武器都是一项需要冒很大风险,并且要投入大量人力、物力、财力,还要花费很长时间才可能完成的任务。

  尽管在全世界范围内全面禁止和销毁化学武器还有很长的路要走,但中国人民与全世界爱好和平的人们已经作好了准备,为实现这一目标付出不懈的努力。

  参考文献:

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  [14] 搜狐网。 石家庄 52 枚毒气弹的来龙去脉[OL].
  [15] 刘阳,陈聪。 叙总统说销毁化武需花费 10 亿美元[OL].
  [16] 魏建华。 销毁化学武器的费用太高,俄罗斯政府不堪重负[N]. 北京青年报,2012-12-25.
  [17] 新华社。 专家称叙销毁化武困难多[N]. 东莞日报,2013-09-20.
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