1938年,沙林由德國法本公司的研究者G.施拉德(Gerhard Schrader)、O.安布羅斯(Otto Ambros)、G.呂第格(Gerhard Ritter)、范·德爾·林德(Van der Linde)首次發(fā)現(xiàn),系研制新型殺蟲劑的副產(chǎn)物,這種毒劑就是以上述4個人的姓中的5個字母命名為“Sarin”。德國人很快發(fā)現(xiàn)這種毒氣的軍事價值,并投入生產(chǎn),但是二戰(zhàn)期間并未使用。二戰(zhàn)后,這種毒劑才開始在世界范圍內(nèi)生產(chǎn)。美軍代號GB,蘇軍代號P-35。(著名射擊游戲《使命召喚:黑色行動》中則將其冠名為“諾娃六號”毒氣)
沙林對機體的作用主要有三個方面:一是選擇性抑制膽堿酯酶活性,使乙酰膽堿(Ach)在體內(nèi)蓄積,引起膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂;二是毒劑作用于膽堿能受體;三是毒劑對非膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)的作用。
沙林毒氣是一種劇毒神經(jīng)毒劑,通過過度刺激肌肉和重要器官影響神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生致命效果。沙林是有機磷酸鹽會破壞生物體內(nèi)的神經(jīng)傳遞物質(zhì)乙酰膽堿酯脢,生物的所有自主跟非自主肌肉運動是乙酰膽堿跟乙酰膽堿酯脢之間的一個平衡,破壞這個平衡的話,肌肉會只收縮而無法擴張。主要會癱瘓呼吸功能,縮瞳,腸胃痙攣劇痛,分泌眼淚汗水跟唾液的管道也會大量排放,會非常痛苦的死亡,而且立即發(fā)作發(fā)作到死亡劑量足夠的話是2分鐘左右。
二次大戰(zhàn)期間,用來當化學(xué)武器與殺蟲劑的這類有機磷化合物,提供研究人員一個線索而發(fā)現(xiàn)“醯基化酵素”(acyl enzyme)的化學(xué)結(jié)構(gòu),我們以DFP(Diisopropyl phosphorofluoridate)為模型來解釋這個過程。體內(nèi)的一些水解酶(hydrolase)可對酯類水解成酸與醇,以提供體內(nèi)所需生化反應(yīng)的物質(zhì),例如脂肪水解成脂肪酸與甘油,乙酰膽堿(Acetylcholine,Ach)水解成膽堿;而水解反應(yīng)過程中會在酵素的活化中心,形成所謂醯基化酵素的中間產(chǎn)物。反應(yīng)方程式中水解上絲胺酸的羥基與酯反應(yīng)形成醯基化酵素,再催化水解作用。不過,DFP會與酯競爭結(jié)合水解,因而使得正常酯類無法進行水解反應(yīng)。
乙酰膽堿是神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)(Neurotransmitter)的一種,傳遞訊息的神經(jīng)末梢都內(nèi)含有乙酰膽堿的小泡。當神經(jīng)脈沖(Nerve impulse)要在神經(jīng)元之間傳遞時,小泡就會釋出乙酰膽堿,乙酰膽堿再越過突觸(synapse)與受體結(jié)合,刺激更進一步的生化過程;或是Ach與乙酰膽堿酯酶(acetyl cholinesterase)結(jié)合,進行水解反應(yīng),形成膽堿(choline)以利回收、重新合成Ach,見圖六所示。而這一步水解反應(yīng)相當快,以確保此神經(jīng)刺激反應(yīng)非常短。但如果乙酰膽堿酯被外來的化合物抑制了(例如沙林、DFP等有機膦會與乙酰膽堿結(jié)合),則乙酰膽堿水解反應(yīng)就被迫停止了,但此時受體卻繼續(xù)不斷地接受乙酰膽堿的刺激而無法水解釋回膽堿,如此一來會很快地造成生理上的不平衡,使乙酰膽堿在突觸和神經(jīng)肌肉接頭堆積而過度興奮麻痹,導(dǎo)致死亡。當然如果此時能迅速利用一些解毒劑如阿托品(atropine)等來解除乙酰膽堿與受體之作用,就可避免死亡。
小鼠皮下注射沙林LD50為0.172mg/kg,大鼠吸入LD50為13-15mg/m3, 人體在吸入55~100(毫克·分鐘/立方米)的沙林后(或皮膚接觸1.7克),在1~15分鐘之內(nèi)便會死亡,死前會出現(xiàn)抽搐、口吐白沫和視力模糊等癥狀;低濃度下(0.0005mg/L)暴露在沙林氣溶膠2分鐘內(nèi),便會引起瞳孔縮小、在暗處視力困難、胸部緊塞、頭痛、惡心以及嘔吐等癥狀。而且這些毒性會在體內(nèi)累積,如果更大濃度時會使人暈眩、焦慮、心智損傷、肌肉痙攣、呼吸困難,最后導(dǎo)致死亡。
一般說來,沙林是可以通過呼吸或透過皮膚和眼結(jié)膜侵入人體,對乙酰膽堿酯酶(AchE)造成不可逆的抑制作用是其毒性的主要機制。受其侵襲后,會出現(xiàn)瞳孔縮小、呼吸困難、支氣管縮小和劇烈抽搐等癥狀,嚴重時幾分鐘內(nèi)會窒息而死,須立即使用阿托品、肟等進行治療和進行人工呼吸方能有救。但是,事后這種毒氣還可能對神經(jīng)、大腦和肝臟造成損傷。
敵機在城市上低空飛并布灑大量煙霧;敵機通過后或炸彈爆炸后,地面有大片均勻的油狀斑點,多數(shù)人突然聞到異常氣味或眼睛、呼吸道受到刺激;看到大量動物異常變化(如蜂、蠅飛行困難,抖動翅膀,或麻雀、雞、羊等動物中毒死亡);花草、樹葉發(fā)生大面積變色或枯萎等等??傊瑢τ诖竺娣e同時發(fā)生的異?,F(xiàn)象,都可懷疑是化學(xué)毒區(qū),應(yīng)及時采取防護措施,報告人防部門偵察斷定。
防護是阻止毒劑通過各種途徑與人員接觸的措施。防護措施有兩種
1、 集體防護:就是組織人員迅速進入有三防設(shè)施的人防工事,以便有效地防護各種狀態(tài)的所有毒劑。
2、 個人防護:即用防毒面具保護人的呼吸道和眼睛,用防毒衣保護人的身體。
使毒劑失去毒害作用的措施叫做消毒。
1、 對人員消毒:當毒劑液滴落到人員身上時,應(yīng)立即脫去染毒衣服,用棉花或干凈土塊吸去皮膚上的毒劑液滴(吸擦?xí)r應(yīng)防止擴大染毒面積),然后用棉球醮專門的消毒藥液擦拭消毒,用小蘇打水、肥皂水或大量清潔水沖洗。
2、 對染毒服裝的消毒:在遠離居住區(qū)的下風(fēng)方向,用熱堿水煮沸1-2小時即可消毒。
3、 對染毒食品的消毒:對有包裝的罐頭類食品,只需對表面消毒后,就可以食用。對沒有包裝的食品,一般應(yīng)銷毀。
4、 對染毒水消毒:染毒水的消毒方法是在水中加入適量的漂白粉和混凝劑,然后攪拌,待沉淀后過濾。用明礬沉淀或長時間煮沸的方法,也可對染毒水消毒。無論用哪種方法消毒,都必須經(jīng)過檢驗后才能食用。
伊拉克前政府曾宣布,在1984年至1990年,它共生產(chǎn)了795噸沙林毒氣,大約有732噸被裝入炸彈、火箭和導(dǎo)彈彈頭內(nèi)。在1985年至1988年共使用了650噸,另有35噸在1991年海灣戰(zhàn)爭中被聯(lián)軍的空襲所炸毀。在聯(lián)合國的監(jiān)督下,伊拉克才摧毀了127噸的沙林毒氣。
1995年3月20日清晨,原奧姆真理教部分信徒受麻原彰晃指使,在東京市區(qū)3條地鐵電車內(nèi)發(fā)生施放神經(jīng)性毒氣“沙林”事件,造成12人死亡、約5500人中毒、1036人住院治療。毒氣事件策劃者奧姆真理教教主麻原彰晃及執(zhí)行任務(wù)的5名教徒先后被判死刑,唯麻原彰晃至今仍未行刑;另3名施襲者則判處無期徒刑,而事發(fā)多年至今最后1名疑犯(高橋克也)于2012年06月15日也在東京都大田區(qū)被捕,結(jié)束了17年的逃亡生涯。東京地鐵沙林毒氣事件也是日本自從第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后最嚴重的恐怖襲擊事件。
美軍沙林化學(xué)武器大約有7200噸,毒劑彈藥27種,主要有MZ12型沙林毒劑導(dǎo)彈彈頭,內(nèi)裝330枚M139型小炸彈,共裝毒劑195千克SE27型沙林毒劑導(dǎo)彈彈頭SM121A1型和M426型沙林炮彈,內(nèi)裝毒劑95千克和72千克;MC-1型和MK-94型沙林毒劑炸彈,內(nèi)裝毒劑分別為220千克和11千克。