[科普中国]-化学武器究竟有多毒？

要说化学武器的威力究竟有多大，总会让人不由自主地联想到还处在水深火热的叙利亚人民，自2011年叙利亚反政府事件至今，国家已千疮百孔，危机积重难返，民众颠沛流离。近来，叙利亚“化武传闻”再度被推上风口浪尖，使局势再度升温，引发国际社会高度关注。

大量儿童曾在化武袭击中遇难（来源网络）

我们知道，化学武器之所以如此令人关注，是因为它极强的杀伤力。素有“无声杀手”之称的化学武器，与“核武器”、“生物武器”（如细菌等）、“放射性武器”等被归入“大规模杀伤性武器”，其中化学武器又被称为“穷人的原子弹”。

常见的化学武器有神经毒气、芥子气、催泪瓦斯等，辣椒喷雾剂也可认为是一种小型化学武器。

其中最为臭名昭著的就是神经毒气了，包括沙林毒气、梭曼毒气， VX毒气等，是无色无味的有机磷类小分子挥发性物质，主要作用于中枢神经系统，在很低的剂量下吸入就能够导致呼吸肌肉麻痹而致死，在1993年被“化学武器公约”组织列为一级管制药品。

而芥子气为含硫的粘稠液体，在使用中被分散成雾状，能够灼伤皮肤和肺脏，产生大量水泡，并具有很强的致癌性。

那么，化学武器是如何作用的呢？

以神经毒气为例——神经毒气的作用靶点是乙酰胆碱酯酶。乙酰胆碱是神经系统中重要的神经递质，能够激活乙酰胆碱受体，该受体存在于神经肌肉接点中，所以乙酰胆碱是神经信号控制肌肉收缩的主要物质。

乙酰胆碱受体也存在于在自主神经系统中，所以乙酰胆碱可调控心跳、血压、汗液和唾液的分泌以及大小便排泄等。而乙酰胆碱酯酶是降解乙酰胆碱的主要酶类，避免其对神经系统的过度激活以及失去后续响应。

所以当沙林毒气抑制了乙酰胆碱酯酶后，乙酰胆碱无法被降解，从而过度激活神经系统，导致恶心呕吐、大小便失禁、大量流涕流泪，肌肉紧张麻痹，最终导致休克、惊厥和呼吸障碍。神经毒剂中毒的主要治疗手段是使用阿托品等乙酰胆碱受体拮抗剂，以拮抗抵消大量乙酰胆碱的作用；或者使用解磷定恢复乙酰胆碱酯酶的活性。

神经毒气因其毒性大，故而作用时间都非常短。

以沙林毒气为例，其在人类中的半数致死剂量为2微克每公斤体重（口服，约0.1毫克每人）或者每立方米空气中90微克（吸入）。其致死性比氰化物强80倍，比芥子气强30倍，比氯气强500倍。而VX毒气毒性更强，其通过皮肤接触的半数致死剂量为10毫克每人，或者每立方米空气中30微克（吸入），其致死时间为10分钟左右。

1995年东京地铁沙林毒剂事件（来源网络）

在1995年的东京地铁的恐怖袭击中，沙林毒气被释放到地铁的空气中，造成了12人死亡，50多人受重伤，上千人中毒。而近期在马来西亚发生的朝鲜人被害事件中，暗杀者使用了VX毒气，导致了被害人快速的死亡。

既然神经毒气杀伤力如此之大，它又是如何被研发出来的？

事实上，在我们生活中，能够接触到神经毒气的机会非常小，但是其它有机磷类物质却很常见，比如敌敌畏、对硫磷等，均为有机磷类的农药。实际上神经毒气就是德国人在有机磷类农药的研发过程中发现的。这些高毒有机磷农药的中毒症状和神经毒气的中毒症状类似，由于其毒性较大，近年来已经被禁止生产、销售和使用。

图片来源网络

取而代之的是低毒的有机磷类农药或者是其它化学结构，如拟除虫菊酯类的具有较低毒性的农药。这些新型农药有些是根据自然界中抗虫植物中的有效成分开发的，对人类的毒性相对较小。

有机磷类物质还被广泛应用于工业中，可作为润滑剂、阻燃剂、稳定剂等，由于其添加量相对较小，对人类的毒性作用一般并不大。但在错误操作情况下这些物质会污染到加工食品中，造成偶发的群体中毒事件。

因此对于工业和农业生产中应用的化合物，应在使用中加强管理和检测，避免其对环境和人类产生毒副作用。科技的进步在给大家的生活带来方便的同时，需要我们警惕其可能的负面影响，文中的有机磷类物质就是典型的“双刃剑”的例子。

参考文献：

1. Abou-Donia MB, Siracuse B, Gupta N, Sobel Sokol A. Sarin (GB, O-isopropyl methylphosphonofluoridate) neurotoxicity: critical review. Crit Rev Toxicol. 2016, 46(10):845-875.

2. Takahashi N, Hashizume M. A systematic review of the influence of occupational organophosphate pesticides exposure on neurological impairment. BMJ Open. 2014, 4(6):e004798.

3. Eubanks LM, Dickerson TJ, Janda KD. Technological advancements for the detection of and protection against biological and chemical warfare agents. Chem Soc Rev. 2007, 36(3):458-70

4. Newmark J. Therapy for nerve agent poisoning. Arch Neurol. 2004, 61(5):649-52.