毒药史(七)|被用作军事用途的十大生化武器盘点
文:枯木
上文简单介绍了被用作军事的生化武器的分类和特点,比较过于泛泛,主要是让诸位了解一下现代毒药的发展方向。为了便于读者清晰了解现代毒药的剧毒毒性以及对人类的危害,本文我们就从中选出具有代表性的现代十大生化武器,并进行简单排名。
第十名:任人摆布——毕玆(毒性指数NNNNN)
毕兹(QNB),美国军用代号BZ,是一种无特殊气味的白色或微黄色结晶粉末,,学名为二苯羟乙酸-3-喹咛酯,用爆炸或热分散法施放后呈白色烟雾,主要经呼吸道吸入中毒。BZ属失能性毒剂,和阿托品、东莨菪碱的毒理作用极为相似,中毒特点主要是造成中枢神经系统功能障碍,BZ的中枢作用比阿托品强约40倍。
BZ吸入中毒的半数失能剂量(ICt50)为110mg·min/m3,30%失能剂量(ICt30)为90mg·min/m3;肌肉注射失能剂量为6μg/kg,对人的半数致死剂量估计为200000mg·min/m3。现代失能剂的概念是由英国人黑尔于1915年首先提出的,美国则率先对失能剂开展了广泛的研究工作。
越战中美军曾多次使用毕兹,并把它们称作“仁慈”的武器。据有关资料记载,在1966年3月,美军在代号为“白翼行动”的军事行动中,空中机动部队曾对越军一个营使用了枚装有毕兹的炸弹。另有报道称,1968年5月在厚义省和建江省,1969年2月在南越北部地区,1970年2月在承天省,美军都是用过失能剂毕兹,趁着越南军人中毒后产生的昏睡等症状,美军攻占阵地并刺杀越南官兵。
第九名:窒息而死——光气(毒性指数NNNNN)
光气(Phosgene),又称碳酰氯,化学式为COCl2,是一种是剧烈窒息性毒气,具有烂干草气味,是窒息性毒剂的代表。吸入中毒的半致命剂量LD50为3200mg/kg,半失能剂量1600mg·min/m3,最小致死浓度人吸入25ppm×30分钟。吸入后,经几小时的潜伏期出现症状,表现为呼吸困难、胸部压痛、血压下降,严重时昏迷以至死亡。
光气是一氧化碳与氯气在日光下合成,为无色气体,光气毒剂最早在一战中应用,交战双方都使用了光气这种毒剂,使用量达到10万吨之多。1915年12月19日,德军发射装填光气的火箭弹。英军阵地上有1000多人中毒,100多人死亡。二战时,日军鉴于芥子气毒性过大,自己也无法防护,于是瞄准了光气,因为光气只能通过呼吸道中毒,而我军又无防护,所以大量使用光气,并将其称为“特种烟”(为日军对窒息性毒气的隐敝称呼)。
第八名:溃烂而亡——芥子气(毒性指数NNNNN)
芥子气(mustard gas),即二氯二乙硫醚的俗名,化学分子式为C4H8Cl2S,纯品芥子气为油状液体,呈无色或淡黄色,因具有挥发性,有像芥末的味道而得名。主要用于有机合成、药物及制造军用毒剂,并由于其在毒剂方面的广泛使用而声名狼藉。
芥子气是糜烂性毒剂代表,大鼠静脉半数致死量为0.7mg/kg;吸入2分钟,半数致死量LD50为420mg/m3;吸入10分钟,半数致死量为100mg/m3。皮肤是中毒的最主要靶器官之一,皮肤染毒后能够引起红斑、水肿、起疱、糜烂、坏死并容易造成二次感染,伤口愈合缓慢。较大剂量芥子气经皮肤、呼吸道、消化道吸收后可致全身吸收中毒,因此芥子气中毒的临床表现呈多样性。
1822年,德斯普雷兹(Despretz)发现芥子气。在第一次世界大战后期,为了打破僵局,芥子气被应用于战场,1917年6月12日,德军在比利时的伊普尔地区(Ypres)首次对英军防线使用芥子气,造成2000多人的伤亡。由于德军在炮弹上标以黄色的”十”字与其他毒剂炮弹区分,所以当时德军内部通常称其为“黄十字”毒剂。
第二次世界大战期间,侵华日军曾在中国东北地区秘密驻有负责毒气研究和试验的516部队、731部队;并在淞沪战场、徐州战场、衡阳保卫战等战役中使用过芥子气,造成中国军民死亡近万人。
芥子气是迄今生产、储存乃至使用量最多的一种化学武器,其杀伤占已知化学战伤亡的八成以上,被称为“毒剂之王”。芥子气至今没有特效抗毒药物,仅能采取对症治疗措施。
第七名:无声无息——炭疽杆菌(毒性指数NNNNN)
炭疽杆菌毒素是由一种不常见的大型细菌——烟草杆菌产生的。一旦它的孢子粘在皮肤或肺上,便开始迅速生长并产生一种由三部分组成的致命毒素。这种毒素可以导致细胞大量的死亡,从而导致令人恐惧的结果。
炭疽杆菌毒素属于需氧芽孢杆菌属,能引起羊、牛、马等动物及人类的炭疽病。作为生物武器,以气溶胶方式散布的炭疽芽孢能够同时大面积污染空气、水源、食物。以感染途径不同可分为皮肤型、肠型和肺型3种炭疽,皮肤型炭疽是通过皮肤损伤而感染的;肠型炭疽是通过胃肠黏膜损伤而致;肺型炭疽是通过吸入炭疽芽孢所致。潜伏期一般为12小时至12天,平均2~5天,3种类型的炭疽均有可能致死。
炭疽属于细菌类生物战剂,究竟有多毒?其实生物武器最可怕的不是致死率,而是因为是活性病毒,稍微有点点“种子”都可能重新增殖并扩散沾染更大区域。据资料显示,每1克的炭疽杆菌粉末中含有超过1万亿个炭疽芽孢,如果在一座拥有50万人口的城市的上风处,沿着一条长2公里长的线路喷洒50公斤炭疽芽孢,最终可致使12.5万人染病,9.5万人死亡。当然了,所有牲畜和野生动物也无法幸免,可以说炭疽所向,一片死寂。
炭疽杆菌被研究作为生物战剂是在二战期间,其中英国策划了名为“素食行动”(Operation Vegetarian)的细菌武器实验。英方在苏格兰北部的格鲁伊纳岛(Gruinard Island)圈养了8只绵羊,让炸弹在其上空爆炸释放炭疽孢子。仅过数日,这些牲畜全部死亡。研究人员在报告中总结,如果对德国使用该武器,将令所有的城市彻底瘫痪,数十年无法居住。虽然炭疽武器并未对德国使用,但这一切最终在格鲁伊纳岛上得到了印证。半个世纪以来,这片被污染的土地成为名副其实的无人区。
另外上世纪七十年代末在前苏联工业重镇斯维尔德洛夫斯克市(Sverdlovsk,现名叶卡捷琳娜堡)也曾发生过炭疽泄露事件。据估计,当时仅仅一克炭疽芽孢泄露,但却随风沾染了50公里的狭长区域。幸好,那里人口稀少,仅造成60多人死亡(苏官方数字)。
第六名:臭名昭著——沙林毒气(毒性指数NNNNN)
沙林(sarin),又叫沙林毒气,学名甲氟膦酸异丙酯,化学式C4H10FO2P,具有极微弱的水果香味,为无色透明液体。易同水混合,并能溶于有机溶剂,易渗入多孔表面和涂漆表面。所有神经麻痹性毒剂中,沙林的挥发度最高。对人的瞳孔具有强烈的收缩作用。当沙林以各种方式侵入人的机体时,其毒害作用是能损伤神经传导。
沙林属于G类神经性毒剂,可以麻痹人的中枢神经,沙林的潜伏期极短。小鼠皮下注射沙林LD50为0.172mg/kg,大鼠吸入LD50为13-15mg/m3,人体在吸入55~100(mg·min/m3)的沙林后(或皮肤接触1.7克),在1~15分钟之内便会死亡,死前会出现抽搐、口吐白沫和视力模糊等症状。
沙林毒气于1938年被首次发现,德国法本公司的研究者G.施拉德(Gerhard Schrader)、O.安布罗斯(Otto Ambros)、G.吕第格(Gerhard Ritter)、范·德尔·林德(Van der Linde)首次发现,系研制新型杀虫剂的副产物,这种毒剂就是以上述4个人的姓中的5个字母命名为“Sarin”。德国人很快发现这种毒气的军事价值,并投入生产,但是二战期间并未使用。二战后,这种毒剂才开始在世界范围内生产。美军代号GB,苏军代号P-35。
1994年6月27日,邪教组织“奥姆真理教”于该日黄昏时分至次日清晨在长野县松本市北深志的住宅街内散布沙林毒气,导致8人死亡,660人受伤(松本沙林毒气事件);1995年3月20日清晨,原奥姆真理教部分信徒受麻原彰晃指使,在东京市区3条地铁电车内发生施放神经性毒气“沙林”事件,造成12人死亡、约5500人中毒、1036人住院治疗。东京地铁沙林毒气事件也是日本自从第二次世界大战结束后最严重的恐怖袭击事件。
第五名:气凝之毒——梭曼(毒性指数NNNNN)
梭曼(Revue Thommen),化学名称为甲氟磷酸频哪酯,美军代号GD。工业品呈黄色,有樟脑味,能溶于水,易溶于有机溶剂,挥发度中等。梭曼和沙林一样属于神经性毒剂,吸入毒性是沙林的2-4倍,皮肤毒性是沙林的5-10倍。据有关资料记载,人若吸入几口高浓度的梭曼蒸气后,在一分钟之内即可致死,中毒症状与沙林相似。
其突出优点是挥发度适中,不仅初生云团很容易达到致死浓度(暴露1分钟),再生云团也能达到一定的伤害作用(暴露20分钟)。冬季其持久度在地面上能达到10-15小时。梭曼的另一特点是中毒作用快且无特效解药,因此有"最难防治的毒剂"之称。
1944年,德国诺贝尔奖金获得者理查德·库恩博士首次合成了梭曼,但未及生产,苏军就占领了工厂。以后,苏军根据所缴获的设备和资料,于20世纪50年代装备了梭曼弹药。据有关报道,1980年1月中旬,入侵阿富汗的前苏联空军在阿东部法扎巴德和贾拉拉巴德两个城镇附近以及塔哈尔和巴米亚两省,向穆斯林游击队使用了梭曼,使这些人呕吐、窒息、失明、瘫痪和死亡。
第四名:持久杀伤——VX神经毒素(毒性指数NNNNN)
VX神经毒剂(neurotoxicV-agents),学名为S-(2-二异丙基氨乙基)-甲基硫代膦酸酯,并非自然存在于环境中的物质。它是一种无色无味的油状液体,一旦接触到氧气,就会变成气体。工业品呈微黄、黄或棕色,贮存时会分解出少量的硫醇,因而带有臭味,主要是以液体造成地面、物体染毒,可以通过空气或水源传播,几乎无法察觉。
VX神经毒气属于持久性毒剂,杀伤作用持续时间为几小时至几昼夜,比梭曼、沙林毒气还要致命、毒性更大,是沙林毒气的几十倍到几百倍。据美国FAS机构研究显示,大鼠肌肉注射半数致死剂量LD50为11μg/kg,吸入半致死量在35-50mg·min/m^3(毫克·分钟/立方米),透皮半致死量为10mg(毫克)。
VX毒剂最先于1952年被隶属于英国皇家化工有限公司(ICI, Imperial Chemical Industries)植物保护实验室的研究员Ranajit Ghosh研发出来。1968年3月,美国陆军在犹他州达格韦试验场用神经性毒剂进行了一系列的试验。由于毒罐出了故障,致使残留了大约9.07千克的毒剂,结果在实验场外32千米处被泄露。几小时后在谷地吃草的6000多只羊中毒死亡。
2017年2月6日,北朝鲜金正日长子金正男在马来西亚机场,被两女子将一块湿布捂在金正男脸上,之后迅速逃走。金正男随后在送往医院的路上死亡。后来马来西亚警方公布金正男尸检结果:面部眼部含VX神经性毒剂。
第三名:刺杀暗器——蓖麻毒素(毒性指数NNNNN)
蓖麻毒素(Ricin)是一种Ⅱ型异二聚体核糖体失活蛋白,也是一种植物凝血素,主要作用于人体细胞中的核糖体并使其失活,含有剧烈毒性,主要存在于蓖麻籽中。蓖麻籽是大戟科、蓖麻属一年或多年生蓖麻(Ricinus communis L.)的种子。蓖麻籽毒性有限,4~7岁小儿服蓖麻子2~7粒可引起中毒、致死,成人20粒可致死。
然而蓖麻毒素的毒性相当强烈,如果是采用注射或吸入的方式,则蓖麻毒素对人的半数致死量LD50是22μg/kg,也就是说仅需要4毫克(mg)就完全可毒死一个60公斤的成年人。当然,只有刻意的通过柱层析等化学方法进行分离,才能获得纯的蓖麻毒素。
蓖麻毒素易损伤肝、肾等实质器官,发生出血、变性、坏死病变。并能凝集和溶解红细胞,抑制麻痹心血管和呼吸中枢,是致死的主要原因之一。中毒后后数小时出现症状,早期有精神不振,恶心呕吐,腹痛、腹泻、便血;继则出现脱水、血压下降,休克嗜睡;严重者可出现抽搐、昏迷,牙关紧闭;最后因循环衰竭而死亡。
蓖麻毒素由于有剧毒,并且很难救治,因而被国际上的间谍情报人员和恐怖分子用作暗杀或破坏活动的毒素战剂武器。1978年在伦敦的国际间谍人员曾用装有蓖麻毒素的伞尖在公开场所行刺,一名被刺人员中毒身亡;同时在法国巴黎也有类似事件和发生。
第二名:潜在隐患——相思子毒素(毒性指数NNNNN)
相思子毒素存在于豆科、相思子属藤本植物相思子(AbrusprecatoriusLinn.)种子中的一种毒性蛋白,其含量约占种子2.8%~3.0%。纯化后的相思子毒素为微黄白色无定形粉末,无味,易溶于水、氯化钠和甘油溶液,不耐热。相思子毒素中毒后,通常要经数小时至数天的潜伏期才出现综合征
相思子毒素存在4种同族毒素(isoabrins),含有极强的细胞毒性,小鼠的LD50为0.04μg/kg,成年人摄入的致死剂量为0.1μg/kg~1.0μg/kg,是蓖麻毒素毒性的20倍到400倍左右。若是简单换算,1克相思子毒素基本上可杀死16万人,因而已被列为潜在的重要毒素战剂和生物恐怖病原物质之一。
相思子毒素,是已知最毒的植物毒素之一,虽然目前并没有被用于恐怖活动或者暗杀的记录,不过,作为潜在威胁,具有极大的隐患,已经是进入军事级别的剧毒毒素之一。
第一名:毒素之王——肉毒杆菌毒素(毒性指数NNNNN)
肉毒杆菌毒素(Botulinum Toxin,BTX)也被称为肉毒毒素或肉毒杆菌素,是由致命肉毒杆菌在繁殖过程中分泌而出的一种神经毒素蛋白,有剧烈的神经毒性,是世界上最毒的蛋白质之一。
据资料显示,它是迄今为止科学家发现的毒性最强的一种生物毒素,其毒性相当于等量氰化钾的1万倍。纯化结晶的肉毒毒素1mg能杀死2亿只小鼠,其对人的半数致死量为0.1~1.0ng/kg(纳克/千克),大约4克未被稀释的纯粉末足可致1亿人丧命。当人食入含肉毒毒素的食物后,潜伏期6小时到12 天,一般3~4天出现临床症状,患者最终因呼吸衰竭而死亡。
肉毒毒素分为A-G共7个血清型,其中A、B、E、F型易引起人类肉毒中毒,C、D型易引起动物肉毒中毒,G型较为少见。注射用A型和B型肉毒毒素产品在临床上已广泛应用于神经内科、整形外科、康复科、泌尿科等多领域。世界上可以生产美容用肉毒素杆菌的国家只有三个:美国、英国和中国。
末日毒药:靶向杀手——基因武器(毒性指数NNNNN)
基因武器(genetic weapon)是指利用基因工程技术研制的新型生物战剂,又称作第三代生物战剂。基因武器主要是利用基因重组技术,在一些本来不致病的微生物体内注入一些致病基因,比如埃博拉、艾滋培养出杀伤危害极大的战剂,将其放入施放装置中,就构成了基因武器。
基因武器的研究,开始于20世纪70年代到80年代,分子遗传学迅猛发展,使研制基因武器成为可能。最初是通过基因重组,在一些致病细菌或病毒中接入能对抗普通疫苗或药物的基因,从而用来治疗疾病。然而,却被人们利用其原理制作成战略武器,后果将是灾难性的和灭绝性的。
因为根据人类的血缘、肤色、遗传结构的差别,可将病毒制作成有针对性的“杀戮”武器,比如用基因武器可以只杀红褐色或金色头发的人,也可以只杀蓝眼睛或黑眼睛的人,还可以杀具有某一共性的种族等。
基因病毒已经完全没有爆炸当量的概念,也没有释放地域的限制,可能只需要一个小瓶子,针对特定人群,只要有1人感染了某种超级病毒或细菌,他可能会在没发现之前传染给更多人,从而造成种族灭绝。倘若敌对方也有同样基因武器,也同时释放,那么,人类可能终将灭绝!因此,有人将基因武器称为“世界末日武器”丝毫都不夸张,也可以说基因武器的研究是人类自掘坟墓。
小结
以上列举了10种现代军事级剧毒毒剂、毒气、毒素,是如今最毒毒药的代表。另外还把未来毒剂研究的方向——基因武器作为单独一项介绍。当然,军事级别的毒剂毒药等,其他还有很多种,不少也很早被研发出来并被使用在战争中,不过限于篇幅,不能一一介绍,有兴趣可以延伸阅读。
从现代毒药的研究以及未来毒剂的发展来看,在不久的将来,自然界很多不存在的毒药会被人类合成,许多具有极大地毁灭性。虽然人们最初的设想是遏制和治愈疾病,不过,难免会有“疯子”将其运用到恐怖活动或者战争中,甚至是不慎实验室泄漏,都会造成世界性的灾难,因而,对于毒药研究的从严管控是世界各国开展生物工程领域研究的重中之重!
下一篇,我们再回溯历史,盘点历史上那些不幸被毒药毒死的十大名人事件,敬请关注,谢谢!
(未完待续)
2021/6/1榆木斋