Обнаружение отравляющих веществ и некоторых ядов в воде
Обнаружение ОВ и ядов в воде составляет наиболее важную задачу, возложенную на медицинскую службу по их индикации. По этой причине медицинская служба будет определять ОВ в водной среде наиболее часто. Индикация ОВ и ядов в воде проводится, в основном, путем постановки реакций в обыкновенных лабораторных пробирках или с помощью так называемых дрексельных пробирок.
Определение ФОВ в воде проводится на основе биохимического метода, разработанного А.А.Покровским. Метод высокочувствителен и специфичен.
В физиологических условиях ацетилхолии под влиянием фермента холинэстеразы подвергается гидролизу с образованием холина и уксусной кислоты. При действии ФОВ холинэстераза инактивируется, в связи с чем не будет происходить расщепления ацетилхолина, а значит: чем больше в пробе ФОВ, тем меньше образуется уксусной кислоты, и наоборот.
Обнаружение ФОВ холинэстеразным методом заключается в определении времени, необходимого для снижения активности известного стандартного количества холинэстеразы после инкубации с определяемым ФОВ. Это время фиксируется по изменению окраски кислотно-щелочного индикатора (бромтимолового синего) от уксусной кислоты, выделяющейся при гидролизе ацетилхолина. Чем больше будет ФОВ в исследуемой пробе, тем больше будет подавление активности холинэстеразы, тем медленнее будет выделяться уксусная кислота и тем больше времени потребуется для гидролиза стандартного количества ацетилхолина. Отставание скорости гидролиза в исследуемой пробе по сравнению с контрольной свидетельствует о присутствии в пробе ФОВ. Бромтимол синий в щелочной среде - синий, в нейтральной - зеленый, в кислой - желтый.
Степень угнетения холинэстеразы в пробе будет характеризовать не только факт заражения, но и величину заражения того или другого объекта фосфорорганическими ОВ.
Чувствительность реакции – 10-9 – 10-8мг/л.
В ПХР-МВ для обнаружения ФОВ в воде имеется специальный ампульный набор реактивов, который размещен в бумажной кассете с прорезным окном и содержит 11 ампул с сухим комбинированным реактивом (две красные метки); 5 ампул с дополнительным реактивом (зеленая метка), ампулу с жидкостью синего цвета (колориметрический стандарт №1, соответствующий начальной окраске проб) и ампулу с жидкостью зеленого цвета (стандарт №2, соответствующий регистрируемой окраске проб).
При проведении исследования для придания ампульному набору вертикального положения следует, не вынимая его из прибора ПХР-МВ, поставить под матерчатую кассету банку для забора проб. После снятия чехла с бумажной кассеты, надфилем надрезать и пинцетом обломить заостренные концы двух ампул с красными метками и поставить их в гнезда верхней части кассеты так, чтобы обе метки были на уровне прорези. Пользуясь пипеткой с белой полосой, наполнить одну из ампул до нижней метки незараженной водой (незараженную дистиллированную воду взять из прибора ПХР-МВ) и растворить содержимое ампулы путем осторожного десятикратного всасывания и выпускания жидкости той же пипеткой. Другую ампулу наполнить до нижней метки исследуемой водой, взяв ее пипеткой с красной полосой и растворить содержимое ампулы таким же образом. Оставить обе ампулы на 3 мин.
В это время вскрыть ампулу с зеленой меткой, наполнить ее с помощью пипетки с зеленой полосой незараженной (дистилированной) водой до метки и растворить содержимое ампулы, перемешивая его той же пипеткой (осторожно всасывать и выпускать жидкость). Этим раствором с помощью пипетки с зеленой полосой дополнить до верхней красной метки ампулы с исследуемой и чистой водой и пипетками с белой и красной полосами соответственно перемешать содержимой этих ампул, которое принимает синий цвет, аналогичный цветному стандарту № 1. После этого следует внимательно по часам наблюдать за скоростью изменения цвета (от синего к зеленому) в первой (контрольной) и во второй (исследуемой) пробах, сравнивая их на белом фоне с цветными стандартами № 1 (синим) и № 2 (зеленым).
Признаком зараженности воды является отставание в скорости изменения синего цвета на зеленый в ампулах с исследуемой водой по сравнению с незараженной (контрольной). Это отставание обычно можно выявить в течение 2 мин, когда содержимое контрольной ампулы принимает зеленоватый цвет, а содержимое ампулы с зараженной водой сохраняет сине-зеленый (малая степень заражения) или даже насыщенно-синий цвет (зараженность в большей степени).
В дальнейшем, различие цвета содержимого ампул с чистой и зараженной водой, как правило, усиливается. Ампулы с чистой водой принимают желто-зеленый и, наконец, желтый цвет. Цвет зараженной воды изменяется значительно медленнее
По часам можно более точно определить различие в скорости обесцвечивания содержимого ампул с чистой и исследуемой водой, сравнивая их с цветным стандартом № 2.
Одновременное позеленение проб до окраски стандарта означает, что отравлявшее вешество в исследуемой воде отсутствует; запоздание позеленения опытной пробы по сравнению с контрольной до 2 мин. означает слабую степень заражения (0,0005мг/л); запоздание до 5 мин. - среднюю степень заражения (0,005 мг/л).
Если окраска исследуемой воды существенно не изменяется с течение 30 мин, значит, вода содержит большое количество фосфорорганических отравляющих веществ (больше 0,05мг/л ).
При низких температурах кассету с ампульным набором и пробирку с незараженной водой во избежание замерзания рекомендуется вынуть из прибора ПХР-МВ и держать в кармане обмундирования. Исследование желательно проводить в закрытых помещениях или укрытиях. В случае работы на открытой местности в холодное время года, вскрывать ампулы с реактивами, наполнять их водой, растворять и размешивать реактивы, как описано выше. При проведении исследований ампулы с водными растворами следует согревать в руке, одетой в резиновую перчатку.
Обнаружение иприта и трихлортириэтиламина в воде проводится с помощью синего реактива.
Реакция основана на том, что натриевая соль тимолфталеина, образующаяся в щелочной среде и имеющая синий цвет, с ипритами при нагревании до 70-100°С дает продукт взаимодействии, окрашенный в желтый или желто-оранжевый цвет. Реакция неспецифична, чувствительность ее составляет 1-2 мг/л.
В градуированную пробирку налить исследуемую воду до второй метки (2мл) и добавить к ней содержимое одной ампулы реактива на иприты. Реактив из ампулы переносить в пробирку следующим образом: нагреть оба конца ампулы, вскрыть один конец и ввести его в пробирку с исследуемой водой, а затем, не вынимая ампулу, вскрыть ее с другого конца. После добавления реактива и взбалтывания смесь в пробирке должна окраситься в синий цвет. Пробирку укрепить в держателе и содержимое ее осторожно кипятить на огне горючей таблетки, помещенной на лопатку для взятия проб, в течение 2-3 мин (с момента закипания). После этого, не дожидаясь охлаждения, добавить к раствору одну ложечку кислотного порошка и встряхивать пробирку до исчезновения синей окраски. В случае заражения исследуемой воды ипритом или трихлортриэтиламином раствор в пробирке начинает принимать желтую (при малых концентрациях заражения) или желто-оранжевую (при больших концентрациях заражения) окраску.
Если окрашивание выражено слабо, то в ту же пробирку после ее охлаждения влить содержимое одной ампулы с толуолом. Пробирку плотно закрыть пробкой и содержимое перемешать, перевертывая ее 10-12 раз. После расслаивания жидкостей в верхнем слое (толуол) при наличии иприта или трихлортриэтиламина наблюдается более интенсивное желтое окрашивание.
При проведении исследования, если после добавления к воде реактива на иприты или во время нагревания пробирки с этой водой синяя окраска обесцветилась, необходимо прибавить еше одну ампулу синего реактива и продолжить нагревание. Исчезновение синей окраски после прибавления реактива указывает на высокую кислотность воды, что может быть результатом гидролиза отравляющего вещества. Такая вода должна быть передана для исследования в лабораторию.
Для подтверждения результатов исследования, а также для проверки качества реактива следует провести контрольный опыт с дистиллированной водой.
Определение мышъяксодержащих ОВ в воде основано на свойстве арсинов восстанавливаться водородом (в момент его выделения) до мышъяковистого водорода, а последний с рядом химических соединений дает цветные реакции.
В градуированную дрексельную пробирку налить пипеткой исследуемую воду до второй отметки (2 мл) и прибавить 1-2 ложечки кислотного порошка. Затем к короткой трубке склянки Дрекселя присоединить подготовленную стеклянную трубку с ватой, пропитанной уксуснокислым свинцом, а к свободному концу этой трубки присоединить подготовленную иидикаторную трубку с двумя черными кольцами (на мышъяковистый водород).
В градуированную пробирку с исследуемой водой опустить одну гранулу цинка и тотчас же закрыть пробирку подготовленной насадкой с присоединенными к ней трубками. Пользуясь держателем, содержимое пробирки в собранном приборе осторожно в течение 3 мин нагревать на огне горючей таблетки (не допуская забрасывания кипящей жидкости в трубку с ватой), после чего с помощью подвеса укрепить ее на крышке прибора, а свободный конец индикаторной трубки присоединить к насосу и сделать 15 качаний насосом.
Появление слабо-желтого, желтого или коричневого окрашивания в наполнителе индикаторной трубки свидетельствует о наличии в воде мышъяксодержащих отравляющих веществ.
Стеклянная трубка с ватой, пропитанной уксуснокислым свинцом может быть использована для трех определений мышъяксодержащих отравляющих веществ.
Определение синильной кислоты, хлорциана, цианидов в воде основано на восстановительных свойствах синильной кислоты и на свойстве цианидов давать с некоторыми веществами окрашенные соединения.
Подготовить индикаторную трубку с тремя зелеными кольцами (вскрыть оба конца, ампулу не разбивать) и присоединить ее верхним (маркированным) концом через резиновую трубку к короткой трубке дрексельной насадки.
В градуированную дрексельную пробирку налить пипеткой исследуемую воду до второй метки (2 мл), добавить в нее одну ложечку кислотного порошка и закрыть пробирку дрексельной насадкой с присоединенной к ней индикаторной трубкой (для удобства работы подготовленную пробирку можно укрепить с помошью подвеса на ребре открытой крышки прибора).
Свободный (нижний) конец индикаторной трубки присоединить к насосу и сделать 30 плавных качаний, после чего отделить индикаторную трубку от склянки Дрекселя и насоса и сравнить изменение ее цвета с эталоном на кассете.
При наличии в воде хлорциана или синильной кислоты и ее солей нижний слой наполнителя индикаторной трубки окрашивается в малиновый или красно-фиолетовый цвет.
Определение алкалоидов в воде. Алкалоиды представляют используется в медицине (сернокислый атропин, солянокислый лобелин, алкалоиды морфина и др.). Но некоторые алкалоиды чрезвычайно токсичны и могут применяться в диверсионных целях для заражения воды и продуктов (например: вератрин, аконитин, бруцин и др.).
Определение алкалоидов основано на их свойствах давать нерастворимые комплексные соли с некоторыми гетерополикислотами и солями тяжелых металлов, а также на свойстве давать окрашенные продукты при окислительно-восстановительных реакциях с рядом неорганических кислот (азотная, серная и др.).
Чувствительность реакции - 10-30 мг/л.
В градуированную пробирку налить пипеткой исследуемую воду до третьей метки (3 мл), прибавить четверть ложечки кислотного порошка и содержимое одной ампулы с реактивом на алкалоиды.
При наличии алкалоидов вода мутнеет, а при больших количествах алкалоидов выпадает осадок оранжевого цвета.
Если исследуемая вода была слегка мутноватой, то наличие в ней алкалоидов при добавлении реактива определяют по увеличению степени мутности. Для этого необходимо сравнить прозрачность воды, без внесенного в нее реактива, с водой уже обработанной реактивом на алкалоиды.
Групповое определение солей тяжелых металлов в воде основано на том, что они, взаимодействуя с сероводородом, образуют сернистые металлы, которые нерастворимы в воде и выпадают из раствора в виде мути или осадка.
Чувствительность реакции (для свинца) - 15-20 мг/л.
В градуированную пробирку налить пипеткой 3-4 мл исследуемой воды, добавить несколько кристалликов реактива на арсины и соли тяжелых металлов и взболтать содержимое пробирки. Затем в эту же пробирку прибавить небольшое количество (на кончике ложечки) кислотного порошка и снова взболтать. С помошыо подвеса укрепить пробирку на крышке прибора и наблюдать 5-10 мин. Окрашивание раствора в желто-бурый или темно-бурый цвет или появление мути такого же цвета указывает на присутствие в воде солей тяжелых металлов. Органические соединения мышьяка дают белую, а неорганические - желтоватую муть.
Определение солей ртути в воде основано на том, что при взаимодействии йодистой меди с водным раствором двухвалентной ртути образуется йодистая ртуть, выпадающая из раствора в виде желтого или оранжевого осадка.
Чувствтельность реакции 1-2 мг/л.
В градуированную пробирку налить исследуемую воду до третьей метки (3 мл), прибавить 1-2 ложечки порошка йодистой меди и взбалтывать содержимое пробирки в течение 1-2 мин. При наличии солей ртути сероватый порошок йодистой меди приобретает желто-оранжевую или оранжево-красную окраску.
Определение ОВ в пищевых продуктах
Наличие в приборе ПХР-МВ трубок для обнаружения ОВ, банки суховоздушной экстракции ОВ, дрексельной пробирки, силикагелевой трубки и некоторых жидких реактивов позволяеет в случае необходимости произвести определение ОВ в сыпучих пищевых продуктах и фураже.
Определение зарина, зомана, V-газов, иприта, трихлортриэтиламина, люизита, фосгена, дифосгена, синильной кислоты и хлорциана с использованием индикаторных трубок.
Пробу исследуемого сыпучего продукта (фуража), подозрительного на заражение ОВ, поместить в банку для суховоздушной экстракции (наполнить до 2/3 объема), а затем осторожно ввести в середину банки трубку, прикрепленную к внутренней поверхности металлической крышки и плотно привинтить крышку к банке.
Подготовить индикаторную трубку на определенное отравляющее вещество или группу веществ, соединить ее маркированным концом с наружной трубкой металлической крышки банки, содержащей исследуемый продукт (фураж). Свободный конец индикаторной трубки соединить с насосом и сделать им необходимое число качаний.
Подготовку индикаторной трубки, количество качаний насоса и оценку показаний трубки проводят так, как это указано при описании работы с индикаторными трубками с помощью прибора ВПХР.
Определение в пищевых продуктах ФОВ (зарина, зомана, V-газов) с помощью ампульного набора.
В градуированную пробирку склянки Дрекселя налить чистую (дистиллированную) воду до нижней метки и закрыть пробирку дрексельной насадкой. Длинный конец дрексельной насадки присоединить к наружной трубке крышки банки с исследуемым сухим пищевым продуктом, а короткий конец - к насосу. Сделать 40-60 плавных качаний насосом, после чего исследовать воду в пробирке склянки Дрекселя на наличие в ней ФОВ это изложено в разделе «Обнаружение ФОВ в воде».
Определение в пищевых продуктах иприта, трихлортриэтиламина с использованием реактива на иприт.
Подготовить трубку с чистым наполнителем (силикагель) и соединить ее длинным концом с наружной трубкой крышки банки с пробой сухого пищевого продукта, а коротким - с насосом. Сделать 50 плавных качаний насосом, после чего из трубки с помощью штыря ампуловскрывателя силикагель осторожно, без потерь, перенести в чистую пробирку и туда же прибавить 2 мл (содержимое 2 ампул) реактива на иприт. Содержимое хорошо перемешать и затем осторожно слить жидкость с осадка в чистую пробирку. Слитую жидкость нагреть до кипения, а после охлаждения добавить в нее одну ложечку кислотного порошка и осторожно взболтать. При наличии в пробе иприта или трихлорэтилалина содержимое пробирки окрашивается в желтый или желто-оранжевый цвет.
Медицинский прибор химической разведки (МПХР)
Медицинский прибор химической разведки принят на оснащение медицинской службы взамен прибора ПХР-МВ и предназначен для обнаружения:
- в воде: зарина, зомана, V-газов, иприта, трихлорэтиламина, би-зет, синильной кислоты и ее солей, хлорциана, мышъяксодержащих отравляющих веществ (люизита и др.), фосфорорганических пестицидов, алкалоидов и солей тяжелых металлов;
- в сыпучих видах продовольствия и фураже: зарина, зомана, V-газов, иприта;
- 
в воздухе, на местности и на различных предметах: зарина, зомана, V-газов, иприта, би-зет, синильной кислоты, хлорциана, фосгена и дифосгена.
Кроме того, с помощью МПХР можно провести забор проб из водоисточников, сыпучих видов продовольствия, фуража, с местности и не только для последующего более детального исследования на зараженность отравляющими веществами, но и на зараженность бактериальными средствами.
Запас реактивов, входящих в состав МПХР, рассчитан на проведение 100-120 анализов.
Прибор представляет собой дюралюминиевый ящцк, имеющий корпус и крышку. Внутри корпуса установлен съемный штатив, в котором размещены реактивы, стеклопосуда и другие предметы комплектования. В корпусе имеется отсек для кассет с индикаторными трубками, ампульным набором, пробоотборником и реактивами. На внутренней поверхности крышки размещены насос, фонарь, щуп, секундомер, воронка, пакеты для отбора проб и бланки донесения. С наружной стороны прибора размещена лопатка.
Прибор приспособлен к переноске и перевозке различными видами транспорта. В походном положении МПХР носят на левом боку с помощью плечевого ремня или с помощью ручки без ремня.
МПХР развертывается в любом, удобном для работы, месте: на открытом воздухе, в помещении, землянке, палатке, под навесом, а также в кузове машины.
Пополнение прибора реактивами, посудой и прочими предметами комплектования проводится за счет имущества, находящегося в групповом комплекте пополнения (ГК МПХР), являющемся самостоятельным изделием.
Насос поршневой предназначен для прокачивания воздуха через индикаторные трубки или из банки для суховоздушной экстракции. Он состоит из головки, цилиндра, штока и рукоятки штока.
Кассеты служат для размещения в них индикаторных трубок или ампул с реактивами.
Грелка служит для подогрева индикаторных трубок. Патрон грелки состоит из металлической гильзы, ампулы с раствором и пластмассового колпачка.
Пробоотборник вместимостью 100 см3 применяется для отбора проб как с поверхности, так и из придонного слоя водоисточника.
Банка для суховоздушной экстракции представляет собой стеклянную банку с навинчивающейся крышкой. На крышке имеется отводная трубка, к которой подсоединяется ИТ.
Медицинская полевая химическая лаборатория (МПХЛ)
Медицинская полевая химическая лаборатория (МПХЛ) является оснащением санитарно-противоэпидемических учреждений медицинской и ветеринарной служб (санитарно-противоэпидемических взводов ОМедБ дивизии, санитарно-эпидемиологических отрядов отдельных медицинских батальонов (СЭО ОМБ) армии и санитар-эпидемиологических отрядов (СЭО) фронта).
МПХЛ предназначена:
- для качественного определения ОВ в пробах воды, продовольствия, фуража, медикаментов, перевязочного материала и на предметах медицинского и санитарно-технического оснащения;
- для качественного и количественного определения антихолинэстеразных ядов и качественного определения неорганических ядов в воде;
- для количественного определения ОВ в пробах воды;
- для установления полноты дегазации воды, продовольствия, фуража, медикаментов, перевязочного материала и предметов санитарно-технического и медицинского оснащения;
- для установления зараженности воды, продовольствия и фуража неизвестным отравляющим веществом путем проведения биологических исследований.
Кроме того, с помощью МПХЛ можно определять отравляющие вещества в воздухе, а также выполнять лабораторные исследования на активность холинэстеразы крови лиц, у которых подозревается поражение ФОВ, и проводить лабораторную экспертизу секционного материала лиц, погибших вследствие отравления ФОВ.
МПХЛ представляет собой дюралюминиевый ящик, укомплектованный реактивами и лабораторными предметами. Она может быть развернута в помещении, землянке, палатке, в кузове автомобиля, а в теплое время года - под навесом на открытом воздухе. МПХЛ может быть использована для проведения анализов проб продовольствия, фуража и других объектов по двум вариантам: «Лаборатория к объекту» и «Проба объектов к лаборатории».
Порядок использования лаборатории в каждом конкретном случае определяется медицинским начальником в зависимости от сложившейся обстановки, оснащенности частей, учреждений и подразделений медицинской службы техническими средствами разведки и экспертизы, наличия транспорта, средств связи и т.п.
Время развертывания лаборатории - не более 5 мин. Запас реактивов и других материалов обеспечивает проведение не менее 120 анализов различных проб, производительность в течение 10-часового рабочего дня составляет 25-30 анализов проб на известное ОВ или 5 систематических анализов проб на неизвестное ОВ.