ИНДИКАЦИЯ СРЕДСТВ ПОРАЖЕНИЯ
Описание
ИНДИКАЦИЯ СРЕДСТВ ПОРАЖЕНИЯ (лат. indicare указывать, определять) — качественное обнаружение и количественное определение радиоактивных (РВ), отравляющих веществ (ОВ), а также бактериальных (биологических) средств (БС) в окружающей среде, в организме людей и животных. Своевременная и достоверная И. с. п.— одно из важнейших мероприятий в системе защиты личного состава войск и населения от оружия массового поражения (см. Медицинская разведка).
Экспертиза на зараженность РВ, ОВ, ВС питьевой воды, продовольствия, выделений людей и других материалов проводится в соответствующих учреждениях мед. службы ВС СССР и мед. службы ГО.
Индикация радиоактивного загрязнения основана на свойстве ионизирующих излучений при взаимодействии с веществом образовывать ионы (см.).
В процессе индикации РВ могут определяться районы местности с зонами опасного, сильного и умеренного заражения, степень радиоактивного загрязнения кожных покровов и обмундирования личного состава войск и населения, боевой техники, оборонительных сооружений и гражданских строений.
Для индикации радиоактивного загрязнения используются полевые дозиметры, действующие на тех же принципах, что и дозиметрические приборы, применяемые для дозиметрии в обычных условиях (см. Дозиметрия ионизирующих излучений, дозиметры). Рентгенометр-радиометр ДП-5А предназначен для измерения уровня ионизирующего излучения на местности и определения загрязненности РВ кожных покровов людей, одежды, продовольствия, воды, а также поверхностей различных объектов. Прибором можно измерять гамма-излучение и гамма- и бета-излучение суммарно. Радиометр ДП-11Б применяется для измерения степени радиоактивного загрязнения поверхностей различных объектов, кожи и одежды человека.
Для определения дозы ионизирующих излучений, полученных людьми при нахождении в зоне ядерно го взрыва или на загрязненной РВ местности, используются комплекты индивидуальных дозиметров ДП-22В, ДП-23А, ДП-70. Комплект ДП-22В содержит индивидуальные дозиметры ДКП-50А, а комплект ДП-23А— дозиметры ДКП-50 и ДС-50. Эти дозиметры могут измерять дозу ионизирующего излучения до 50 Р. Хим. дозиметр ДП-70 используется для определения дозы излучения в диапазоне от 50 до 800 P (см. Дозиметрический контроль).
Экспертиза на радиоактивное загрязнение воды, продовольствия и других сред проводится в радиологических лабораториях (см.).
Индикация ОВ осуществляется с использованием хим., биохим., физ., физико-хим. и биол, методов, а также органолептически.
Химические методы используются наиболее широко. Они основаны на способности ОВ вступать в реакции взаимодействия с определенными хим. веществами (реактивами, индикаторами). Различают прямые и косвенные методы хим. индикации. Прямые методы позволяют установить вид ОВ в результате строго специфичной реакции его с соответствующим реактивом. Косвенные методы основаны на определении исследуемого О В по продуктам его разложения.
Хим. индикация неизвестных ОВ, как правило, начинается с качественного элементного анализа, определения функциональных групп исследуемого хим. соединения с последующим проведением реакций индикации по отношению к предполагаемому виду ОВ. При подозрении на зараженность определенным О В проводятся групповые или специфические реакции.
Индикация фосфорорганических ОВ (ФОВ) основана гл. обр. на использовании биохим., цветных или осадочных реакций.
Индикация серных ипритов (галогенированных тиоэфиров) основана на использовании их алкилирующих свойств и способности к комплексообразованию и окислению.
Индикация азотистых ипритов (галогензамещенных алифатических третичных аминов) возможна нек-рыми неспецифичными реакциями, используемыми для индикации серного иприта, а также цветными реакциями осаждения третичных аминов.
Индикация синильной к-ты и цианидов проводится реакцией образования берлинской лазури с солями двух- и трехвалентного железа (реакция специфична).
Индикация мышьяксодержащих ОВ проводится с помощью реакции восстановления мышьяка до мышьяковистого водорода водородом в момент его выделения: мышьяковистый водород определяется по изменению окраски фильтровальной бумаги, пропитанной р-ром нитрата серебра, бромида ртути или хлорида золота.
Индикация удушающих, слезоточивых, раздражающих и психотомиметических ОВ осуществляется в основном также цветными и осадочными реакциями и с помощью некоторых специальных индикаторных бумажек и трубок, методом фото- и флюорометрии.
Биохимический метод индикации основан на способности некоторых ОВ избирательно действовать на активность ферментов в организме. Так, напр., фосфорсодержащие О В (зарин, зоман и др.) избирательно угнетают фермент холинэстеразу.
Биологический метод основан на высокой избирательной чувствительности некоторых видов животных к воздействию определенных ОВ, проявляющейся характерными клин, и патофизиол, признаками поражения. Повышенной чувствительностью, напр., к иприту обладают собаки и улитки, к фосгену — кошки и куры, к синильной к-те и окиси углерода — канарейки. Может быть использована также высокая избирательность в действии некоторых ОВ на различные системы и органы. Так, ФОВ в минимальных дозах вызывают миоз. Биологические методы индикации ОВ применяются в сложных случаях, когда нельзя обнаружить ОВ с помощью более простых методов.
Физическиe или физико-химическиe методы индикации основаны на определении изменений некоторых физ. констант среды в присутствии ОВ. Определение таких показателей, как плотность, температура плавлений и кипения, давления насыщенного пара, молекулярной рефракции вещества, позволяет достаточно точно установить идентичность исследуемого продукта с известным веществом. Для индикации ОВ используются также спектроскопия, хроматография, полярография и др.
Органолептический метод является вспомогательным. В основе его лежит субъективное восприятие человеком или животными запаха или вкуса ОВ, раздражения слизистой оболочки глаз, органов дыхания, кожных покровов и обнаружение на почве и растительности капель ОВ. Достоверность данных, полученных органолептическим методом, весьма относительна. Кроме того, использование этого метода связано с риском поражения ОВ.
Средства индикации ОВ в военно-полевых условиях должны быть удобными в пользовании, обладать высокой чувствительностью, достаточной специфичностью, быстротой проявления аналитического эффекта, сохранять функциональные свойства при хранении. Для индикации О В в полевых условиях используют индикаторные порошки, карандаши, бумажки, трубки, а также автоматические газосигнализаторы.
Индикаторные порошки включают порошкообразный носитель (силикагель, тальк, песок и т. п.) с добавлением красителей и реагента. При воздействии О В их окраска меняется. Они удобны для обнаружения стойких О В на местности, на окрашенных поверхностях.
Индикаторные карандаши выполнены в виде спрессованного наполнителя с красителем и реагентом. Они предназначены для индикации О В на твердых предметах путем нанесения штриховки. Применение индикаторных порошков и карандашей ограничено вследствие их недостаточной чувствительности и специфичности, а также значительных затруднений в определении аэрозоля ОВ.
Индикаторные бумаги — пропитанные специальными составами с индикатором фильтровальная бумага или картон, которые в присутствии ОВ изменяют свою окраску. Используются для качественного и ориентировочного количественного определения ОВ.
Индикаторные трубки — запаянный с двух сторон стеклянный цилиндр с наполнителем (обычно белым силикагелем), содержащим краситель и реагент. Для обнаружения ОВ используются наиболее специфичные хим. или биохим, реакции, обеспечивающие быстрое получение наглядного и достоверного эффекта. Цветная реакция ОВ с индикатором происходит при прокачивании через трубку зараженного воздуха. В некоторых образцах трубок реагент находится в отдельной ампуле и подается на наполнитель после или до прокачивания зараженного воздуха. Количественное определение концентрации О В с помощью индикаторных трубок обычно осуществляется путем сравнения окраски наполнителя с эталоном. Индикаторные трубки широко применяются в табельных приборах хим. разведки и в полевых хим. лабораториях.
Войсковые приборы химической разведки
Автоматические газосигнализаторы предназначены для проведения непрерывной в течение длительного времени индикации О В с автоматической подачей звуковых или световых сигналов при их появлении в воздухе. Они основаны на использовании хим., биохим, и физ. методов индикации. Большинство существующих газосигнализаторов не обладает достаточной специфичностью и чувствительностью. Однако возможность быстрого установления факта применения хим. оружия делает эти технические средства индикации весьма перспективными.
Для определения ОВ в воздухе, на местности, технике, вооружении и других объектах предназначен войсковой прибор хим. разведки (ВПХР), а для определения ОВ в воде и продовольствии — прибор хим. разведки медицинский, ветеринарный (ПХР-МВ). Прибор комплектуется ручным насосом, кассетами с индикаторными трубками на различные ОВ, хим. нагревательным патроном (только в ВПХР), ампульными жидкими реактивами, приспособлениями для отбора проб п др.
Мед. полевая хим. лаборатория (МПХЛ) предназначена для качественного и количественного определения зараженности воды, пищевых продуктов, предметов вооружения и боевой техники и других объектов, а также проверки полноты дегазации.
Экспертиза на зараженность ОВ
Цель экспертизы различных объектов окружающей среды, а также биол, сред — дать заключение о возможности дальнейшего их использования по назначению или дать рекомендации о порядке, исключающем: опасность поражения людей и животных при обращении с ними. Экспертизу объектов окружающей среды проводят в подразделениях хим. службы, а воды, продовольствия и мед. имущества в сан.-гиг. учреждениях мед. службы ВС СССР, ГО или М3 СССР, куда должны быть доставлены пробы, взятые с зараженных или подозрительных на заражение О В объектов.
Пробы воды (1 — 2 л) забираются из поверхностного, срединного и придонного слоев водоема. Пробы продовольствия и фуража отбираются после предварительной дегазации тары, с учетом вида упаковки и характера продукта. От каждой однородной партии продовольствия отбирают не менее трех проб в условиях, исключающих вторичное заражение. Если продовольствие находится в герметичной таре (напр., консервы, металлические емкости) и после специальной обработки на таре ОВ не определяется войсковым прибором химической разведки (ВПХР, ПХР-МВ), отбор проб, как правило, не производится.
Пробы биосред (кровь, моча, ткань или органы) отбираются в количестве, общепринятом для проведения клин, или суд.-мед. исследований. С предметов военной техники, обмундирования и снаряжения, растительности Pi других объектов капли ОВ снимаются сухими или смоченными растворителем (спирт, эфир) тампонами из ваты, марли, а также соскабливанием поверхностного слоя. Пробы воздуха отбираются пропусканием его в течение определенного времени через сорбент или растворитель. Пробы почвы (50—100 см*) отбираются в местах наиболее вероятного заражения (края воронок, капли ОВ на местности). Слой почвы может сниматься на глубину до 5 см. Перед исследованием ОВ из проб почвы, продовольствия и твердых материалов переводятся в растворитель, сорбент или другую среду, удобную для последующей индикации.
Для экстрагирования ОВ чаще всего используют органические растворители (этиловый спирт, петролейный эфир, дихлорэтан, хлороформ), воду.
Экспертное заключение составляется на основе результатов лабораторных исследований, данных о месте, времени и условиях отбора проб, характере зараженности объекта (среды) и другой информации, отраженной в сопроводительных документах. Обычно используются следующие варианты заключений в отношении техники, вооружения, мед. имущества и других исследуемых объектов (сред): могут использоваться по назначению без ограничений; дальнейшее применение (использование возможно после специальной обработки; подлежит специальной обработке с повторным лабораторным исследованием; подлежит уничтожению. Кроме этих вариантов заключения, для продовольствия и воды предусматривается возможность использования: после кулинарной обработки (кипячения); с ограничением количества потребляемых продуктов (воды) в случае их заражения в пределах допустимых величин. Как правило, готовая нища, хлеб, овощи и другие пористые продукты, зараженные стойкими ОВ, подлежат уничтожению.
Индикация бактериальных средств (БС) поражения проводится с целью установления факта применения, а также определения вида примененных БС. На основании результатов индикации уточняются объем и характер профилактических, лечебных, обсервационных, карантинных и других мероприятий, направленных на ликвидацию последствий применения противником БС (см. Обсервация).
Различают неспецифическую и специфическую индикацию БС поражения. Для неспецифической индикации используются визуальное наблюдение, в процессе к-рого факт применения противником БС может быть установлен по характерным признакам, присущим боеприпасам с БС (глухой звук взрыва, образование аэрозольного облака, обнаружение на местности капель жидкости, порошкообразных составов, членистоногих, остатков авиационных приборов, контейнеров и др.), а также автоматические приборы — индикаторы аэрозолей, которые подразделяются на приборы, регистрирующие общее количество взвешенных в воздухе частиц (счетчики частиц), и приборы, регистрирующие только частицы белковой природы.
Простейший счетчик частиц был предложен в 1948 г. Б. В. Дерягиным и Г. Я. Власенко (рис. 1). Он состоит из микроскопа, источника света, трубки, по к-рой просасывается исследуемый аэрозоль. С помощью этого устройства визуально можно производить подсчет аэрозольных частиц в воздухе.
В 1946 г. Гайтон (A. Guyton, США) предложил электростатический счетчик аэрозольных частиц (рис. 2). Он состоит из сопла, через к-рое просасывается аэрозоль вакуумным насосом, блока усиления, воспринимающая часть к-рого (медная нить) вынесена в сопло, механического счетчика частиц, источника питания и вакуумного насоса. Аэрозольные частицы при прохождении через сопло ударяются о медную нить и передают ей электрический заряд. В блоке усиления импульсов заряды усиливаются, регистрируются и подсчитываются механическим счетчиком.
Существуют модели счетчиков, работающих на основе фотоэлектрического эффекта. В этих приборах регистрируются электрические импульсы, возникающие в фотоэлементе от попадания на него рассеянного частицами аэрозоля света.
Такие приборы пригодны для подсчета твердых частиц в воздухе помещений, камер, боксов, а также в газовых коммуникациях. К приборам неспецифической индикации относятся также монохроматические дистанционные лазерные счетчики — так наз. лидары. С их помощью можно определять концентрацию и размеры аэрозолей на значительных расстояниях.
В приборах, предназначенных для определения в воздухе аэрозолей белковой природы, используется свойство белковых тел, в т. ч. и бактерий, в отличие от неорганических частиц, давать видимое флюоресцентное свечение при освещении их ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 250 — 290 нм.
Для определения белковых (микробных) частиц в 1962 г. амер. учеными Нелсоном, Болдуэном, Шарклиффом (S. Nelson, О. E. Bolduan, W. A. Shurcliff) предложен прибор «Партихром». В приборе использована способность осажденных на специальную ленту белковых тел (в т. ч. и микробных) и неорганических аэрозольных частиц различно окрашиваться этилвиолетом. В дальнейшем с помощью специального сканирующего устройства подсчитывается количество белковых частиц.
Спектроультрамикроскопический метод (В. Н. Артемова, 1972) применяется для обнаружения бактерий в воде. Он основан на подсчете в темном поле количества вспышек рассеянного и отраженного света частицами, находящимися в воде при боковом их освещении, и позволяет осуществлять фракционный анализ исследуемых частиц. Бактерии от минеральных частиц отличают по показателям преломления света и количеству отражаемой и рассеиваемой ими световой энергии.
Для быстрой неспецифической индикации бактерий в воздухе в 1969 г. Сандерс (R. Sanders, США) предложил метод, основанный на оценке сдвига в так наз. уравновешенной системе фермент — субстрат, возникающего при добавлении к ней микробных тел. Система фермент — субстрат представляет собой смесь в соответствующих пропорциях щелочной фосфатазы и сульфата аммония (суспензия фермента) с р-ром субстрата, состоящего из динатрийфенилфосфата либо паранитрофенил-фосфата в боратном буфере (см. Буферные растворы). Если в систему фермент — субстрат попадают микроорганизмы, то выделяемые ими ферменты гидролизуют субстрат с образованием фенола, который при добавлении в р-р 2,6-дибромхинохлорамида вступает с ним в реакцию и образует индофенол, имеющий голубой цвет. Интенсивность окраски пропорциональна количеству образовавшегося в системе фенола. При обычной температуре окрашивание появляется через 4—5 мин., а в кипящей водяной бане — через 10—15 сек. Метод не пригоден для индикации риккетсий и вирусов, т.к. они не продуцируют щелочную фосфатазу.
Специфическая индикация проводится с целью установления видов микроорганизмов, примененных в качестве Б С поражения. Она включает отбор проб с объектов окружающей среды и их исследование с помощью экспрессных и ускоренных микробиол, методов, напр, реакции преципитации, иммунофлюоресценции и др. (см. Индикация микроорганизмов).
Отбор проб производится в р-не применения бактериальных средств поражения с использованием укладок, содержащих предназначенные для этого предметы и приборы, а также тару для хранения и транспортировки проб. Для исследования могут отбираться пробы воздуха, воды, смывы с поверхностей различных объектов, осколков боеприпасов и авиационных распыляющих устройств, а также членистоногие, грызуны и др. Пробы воздуха отбираются с помощью приборов, имеющихся в подразделениях, ведущих радиационную и химическую разведку.
Лица, отбирающие пробы, должны находиться в индивидуальных средствах защиты (противочумный костюм, защитный костюм и противогаз). Пробы помещают в стерильную посуду, к-рую снаружи обрабатывают дезинфицирующими р-рами, упаковывают и доставляют специально выделенным транспортом в соответствующую бактериол, лабораторию. В лаборатории из нативного материала готовятся мазки для иммунофлюоресцентной микроскопии, производится обработка и подготовка проб к исследованию. С этой целью из твердого материала готовится суспензия (путем растирания в ступке с добавкой физиол, р-ра или 0,5% пептонной воды); затем ее фильтруют через мембранные нитроцеллюлозные фильтры № 2 или 3. Концентрации токсинов из водного р-ра достигают путем адсорбции его на тальк, а вирусов на ватно-марлевые тампоны. Жидкие пробы исследуют без предварительной подготовки. Если же концентрация микрофлоры из воздуха проводилась с помощью желатиновых пенистых фильтров или фильтров из альгината натрия, то их растворяют в мясопептонном бульоне. Нерастворимые фильтры, а также адсорбенты с микрофлорой, осажденной из воздуха, измельчают, помещают в физиол, р-р, мясопептонный бульон или пептонную воду и, встряхивая, десорбируют микрофлору. Подготовленные пробы изучаются с помощью иммунофлюоресцентного метода и реакции непрямой гемагглютинации. На основании этих результатов дают предварительное положительное заключение о виде примененного противником БС.
Для обогащения и дальнейшего исследования исследуемый материал засевают на соответствующие питательные среды и им заражают чувствительных животных. Через 6—48 час. полученную культуру бактерий повторно изучают с помощью иммунофлюоресцентного метода и реакции непрямой гемагглютинации. В случаях, когда вышеперечисленные исследования дают сомнительный или отрицательный результат, для окончательного заключения об отсутствии в пробе Б С применяют классические методы исследования — выделение и изучение чистой культуры микроба и его патогенных свойств на животных.
Для исследования на наличие патогенных грибков, бактерий, риккетсий, вирусов и токсинов подготовленный материал каждой пробы делят на пять частей. К первой части пробы — на грибки — для подавления микрофлоры добавляют пенициллин, биомицин или стрептомицин по 500—1000 ЕД на 1 мл жидкости и выдерживают в термостате 30— 60 мин. Затем часть материала засевают на среду Сабуро, кровяной и аминопептонный агар с 2% р-ром глюкозы, к к-рым также добавлены вышеупомянутые антибиотики. Остальную часть материала используют для заражения (подкожно, внутрибрюшинно) белых мышей, морских свинок или крыс, у которых при наличии в пробе патогенных грибков развиваются микозные поражения. После получения чистой культуры изучают свойства грибка и проводят окончательное определение его вида.
Часть материала, предназначенную для исследования на бактерии, делят на две порции. Одну порцию выдерживают в течение 30 мин. при температуре 50—60°. Для исследования на наличие спорообразующей микрофлоры этот материал засевают на дифференциально-диагностические среды. Непрогретую порцию материала исследуют на наличие вегетативной микрофлоры. Для этого материал засевают на селективные и дифференциально-диагностические среды: на агар Хоттингера со стимуляторами роста возбудителей и генцианвиолетом, свернутую желточную среду, агар Хоттингера с содержанием 5% яичного желтка, печеночный агар, мясопептонный агар, мясопептонный бульон с глицерином (5%) или глюкозой (1%) и др. среды. Кроме того, материал вводят подкожно или внутрикожно белым мышам и морским свинкам (индикация микроорганизмов зоонозной группы), внутрибрюшинно самцам морских свинок, у которых развивается специфический орхит, и кошкам для обнаружения риккетсий и некоторых бактерий.
Для индикации вирусов исследуемый материал фильтруют через 2— 3 слоя марли, фильтрат смешивают с пенициллином (1000 ЕД) или стрептомицином (500 ЕД в 1 мл фильтрата) и заражают им лабораторных животных (интрацеребрально или внутрибрюшинно) и культуры тканей.
Пробу, подлежащую исследованию на ботулотоксины, делят на несколько порций, часть из них смешивают с поливалентной противоботулинической сывороткой в различных разведениях и выдерживают в термостате 20—30 мин., после чего заражают ими белых мышей. Одновременно контрольной партии мышей, предварительно обработанных кортизоном (для снижения резистентности), вводится исходный материал. При наличии ботулотоксина у мышей в контрольной партии возникает характерная картина отравления ботулотоксином.
В процессе дальнейшего изучения выделенных чистых культур патогенных грибков и бактерий используются общепринятые бактериологические методики (см.).
Индикация бактериальных средств в полном объеме может быть проведена лишь в лабораториях, укомплектованных высококвалифицированными кадрами и соответствующим оборудованием.
В лаборатории, проводящей индикацию бактериальных средств поражения, устанавливается режим, принятый для учреждений, проводящих исследования на особо опасные инфекции.
Библиография: Голубев Б. П. Дозиметрия и защита от ионизирующих излучений, М., 1971, библиогр.; Грин Х. и Лейн В. Аэрозоли—пыли, дымы и туманы, пер. с англ., Л., 1972; Егиазаров Г. М. Учебное пособие по индикации радиоактивных и отравляющих веществ, М., 1972, библиогр.; Зуев В. Е. Лазер—метеоролог, Л., 1974, библиогр.; Киктенко В. С. и др. Бактериальные аэрозоли и методы их исследования в санитарной микробиологии, М., 1968, библиогр.; Королев Р. В. Санитарно-химическая экспертиза воды и пищевых продуктов, Мг, 1971, библиогр.; Кухтевич В. И., Горячев И. В. и Tрыков Л. А. Защита от проникающей радиации ядерного взрыва, М., 1970; Кучеренко В. Д. Индикация патогенных микробов во внешней среде, М., 1964, библиогр.; Маргулис У. Я. Радиация и защита, М., 1974, библиогр.; Франке 3., Франц П. иВарнкеВ. Химия отравляющих веществ, пер. с нем., т. 1—2, М., 1973.
Ю. М. Полумисков; В. Д. Кучеренко (инд. БС).