占市场比例最高的杀虫剂,竟与最强毒气同宗同源
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中毒的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,农民冲动自尽,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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