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成为杀虫剂之前,它靠打战成了名 精选

已有 4415 次阅读 2018-8-9 22:28 |系统分类:科普集锦

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2017年5月,汕头大学医学院第一附属医院收治一名服敌敌畏自杀的5旬男子。

为了急救,医生们一晚上掰开8000瓶阿托品,连续注射近6升才将其从鬼门关拉回。

8000安瓿瓶和掰到怀疑人生的医生们(图:丁香论坛)


事件的罪魁祸首敌敌畏,属于有机磷农药的一种。

有机磷农药不同品种的毒性差距也很大,半死致死剂量(LD50)从10mg/kg的剧毒到5000mg/kg的低毒性都有,中毒情况也大有不同。

轻度中毒者还好,能自由活动、容易治疗,也没什么后遗症。

但中度、重度中毒者,意识不清乃至昏迷,肌肉不受控制不断抽搐,还会造成器官损害和相应的并发症。

死亡率高,后遗症多,救得回来也未必好受。


而医生所注射的阿托品,本身也是有毒药物,给药40mg左右就能达到阿托品化的状态。

达到阿托品化时,患者的面孔潮热、瞳孔放大,躁动不安、心率加速,屹然如同中毒的模样。

但阿托品却能与有机磷相拮抗,使患者不被有机磷所侵蚀。

这种救命方式听起来骇人,使用阿托品却是救治有机磷中毒者的标准流程,掰安瓿瓶自然也成了医护人员的日常了。


因为许多中毒者对有机磷农药了解甚少,染毒原因也是好笑又好气:

姨妈为了给爷爷的内衣除虱子,往洗衣水中加入一点特效药——敌敌畏;

夏天,爸爸为了灭灭蚊子威风,在屋子四周喷洒了有机磷农药,风将挥发后的农药吹入了屋内;

奶奶为了给孙女除去头上的虱子,用有机磷农药兑酒精给孙女洗头。


因为有机磷的威力惊人,民间凶案也屡屡见到它的身影:

在2007年,一位妻子在情夫授意下,趁丈夫洗澡时,在其换洗内裤上喷洒有机磷农药,丈夫隔日便因为中毒一命呜呼。

而之所以选择有机磷农药,正是看重有机磷毒杀之高效。

无意之中,人们又将有机磷化合物运用于它的“老本行”。


回顾有机磷诞生之初,涉及了数以百计的化学家和生物化学家。

德国最先开始寻找有机磷化合物,当时其实是为了寻找廉价有效的杀虫剂。

20世纪初,正是德国最有野心的时候。

为了摆脱对国外进口食品的依赖,德国迫切需要一款有效的杀虫剂。


有机磷化合物的研究,无疑是拜耳实验室又一次机会。

拜尔实验室的化学家施拉德是这场研发竞赛的主力。

他先是尝试用氟和硫基结合,结果都失败了,于是他转而尝试将磷与氰化物结合。

这次的实验产物毒性惊人,施拉德只是暴露在痕量之下,就住了数周的医院。

施拉德


施拉德也因为这次中毒经历,确定了研究方向。

直到1936年年末,施拉德成功合成出名为“prep 9/91”的化合物。

这款化合物能消灭多数昆虫,但缺点是,也会轻松让哺乳动物呕吐、发颤甚至死亡。

又是6年潜心研究,第一款有机磷杀虫剂终于在德国市场惊艳亮相。


关于有机磷农药的研究成了一时热门,数以千计的专利、论文不断发表。

科学家也没有轻忽有机磷化合物的毒性。

早在1932年,首个有机磷化合物被合成时,科学家就这类化合物的中毒现象记录了下来,只是当时大家都没想到,这类化合物会是很好的杀虫剂。

不过7年之隔,德国科学家就发现了有机磷导致中毒的毒理机制——抑制胆碱酯酶(ChE)。


乙酰胆碱是所有自主神经节的主要神经递质,也是负责肌肉收缩的唯一递质。

而胆碱酯酶的作用,就是在乙酰胆碱完成工作后将其水解。

有机磷一旦抑制了胆碱酯酶的产生,就会导致乙酰胆碱越来越多,整个神经系统也就失去了应有的平衡。

肌肉不住震颤、呕吐、失禁,乃至神志不清、昏迷,严重时导致死亡。

左为正常情况下,右为胆碱酯酶失效的情况下


有机磷的毒性很快引起了军队科学家的注意,施拉德的“prep 9/91”也被重命名为“塔崩(Tabun)”

届时纳粹已经拥有了如芥子气和光气一类的化学武器,但也比不上塔崩20分钟起效的威力。

因为塔崩深得纳粹喜爱,施拉德还获得了20000美元的奖励。

一个二战时的Tabun炸弹


纳粹大力研究有机磷化合物,同时一边寻找着解毒剂。

解毒剂的进展很不如意,反倒是施耐德又一次合成全新的神经毒剂,毒性是塔崩的两倍,这种毒药被命名为“沙林(Sarin)”


沙林可谓恶名远播,可笑的是,最为闻名的恶行竟不是在战争期间:

1995年3月20日,日本邪教奥姆真理教策划了一起地下铁沙林屠杀。

真理教信徒在三条东京地下铁中使用了沙林毒气,密闭环境之下人们无处可逃,5510人受了伤,12人死亡,多数中毒者留下了终身残疾。

直到今年的7月7日,真理教头目麻原彰晃才终于被执行了死刑。


沙林的可怕可见一斑,但在特殊战时,军事对毒剂的追逐怎么可能轻易停下?

各个国家之间,围绕着神经毒剂,展开了一场军备竞赛。

梭曼、环孢菌素、VX毒剂、敌敌畏……每一种都是臭名远播的剧毒武器。

值得庆幸的是,化学武器的可怖还是让各国警醒,没有爆发大规模的化武较量。


随着战事缓和,冷战结束。

各国签订了《化学武器公约》(CWC):禁止发展、生产、存储和使用化学武器。

《公约》于1997年生效,有机磷作为化学武器的那部分被彻底扼杀。

有机磷最终仅以杀虫剂的身份,存活于农业领域。

签署“公约”的签字仪式


我们都知道,农药的盛行间接铸成了如今的农业盛世。

有机磷在杀虫剂领域绝对是一霸,可以说各国农业发展,都有着有机磷农药的一份力。

因为有机磷高效,它也是我国重要的杀虫剂之一。

在上世纪80年代,有机氯农药(例:DDT)停产后,有机磷农药产量甚至占了农药总产量的70%上下,为当时防治水稻螟虫、棉铃虫等农业害虫大爆发发挥了重要作用。

与其辉煌的战绩相对应的,是有机磷骇人的危害。


世界卫生组织在1986年时,对全球农药中毒者进行统计,数目是200万人

而在我国20世纪80年代,每年农药中毒人数高于10万*,以有机磷农药人数居多。

其中,生活性农药中毒比生产性农药中毒人数高出4~5倍,死亡率高达12%。

*注:数据较老,因为2007年起,我国先行禁止生产和使用五种高毒有机磷农药,21世纪相应的中毒数据不具有参考性。同时,以其他农药替代有机磷农药将成为农药发展的大方向。


早年,有机磷杀虫剂在我国独占市场鳌头,安全问题也更为尖锐。

在实际生产中,因为农民没有做好全套防护引发的生产事故不在少数。

有机磷直接接触皮肤也会引起过敏性皮炎,甚至水泡、脱皮,而且有机磷也会从皮肤渗入,引起中毒反应。

除此之外,农民冲动自杀,服用有机磷也不在少数。

因为有机磷农药运用广泛,而价格又亲民,要说在农家人均一份绝不算夸张。


幸好,现有的医疗方案,已经能够搏一把。

像文首所说的阿托品是标准的治疗方案:阿托品+其他药物+支持治疗。

阿托品能够阻断胆碱突触与神经递质接触,从而缓解乙酰胆碱过剩的境况,阿托品也是最早治疗有机磷中毒的药物。

除了阿托品,长效托宁、盐酸戊乙奎醚等也是疗效可靠的药物。


除了标准的方案,也有一些前景不错的治疗方法正在改进中。

主要分作生物清除剂血浆或血清的碱化作用弱的拮抗剂代替作用强的拮抗剂以及广谱肟治疗四种方法。

也还有一些微观角度的解决方案被提出,但还未达到实际运用。

从现有的发展而言,一些新方案还能针对治疗如塔崩、沙林一类的神经毒剂。


而在农业领域,科学家们也在开发一些低毒的有机磷杀虫剂或是矿物性、氨基甲酸盐类杀虫剂。

高毒有机磷杀虫剂是二战的遗毒,尽管它在农业上贡献颇丰,但也掩盖不了它的问题。

科学有的时候就是如此,一边是丰收,一边却是尸体。


*参考资料

赵敏, 陈良宏, 张志刚, 金帅, 李聪. 有机磷农药中毒机制和治疗新进展[J]. 中国实用内科杂志, 2014.

贺红武. 有机磷农药产业的现状与发展趋势[J]. 世界农药, 2008.

张凤娥, 袁晓菊, 王兴臣. 急性有机磷中毒患者阿托品治疗的给药方法研究[J]. 中华护理杂志, 2006.

朱继红. 有机磷农药中毒的历史与现状[J]. 中国社区医师, 2006.

Sarah Everts. The Nazi origins of deadly nerve gases. C&en.

legal.un.org.

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