有毒化学物質の公衆への危険を計算する方法

元ロシアのスパイであるセルゲイ・スクリパルと彼の娘の最近の未遂中毒は、攻撃に使用された有毒化学物質の拡散についての警告をもたらしました。 攻撃が行われたと思われるレストランを訪れた何百人もの人々は、疑われる「ノビチョク」神経剤による汚染の可能性を避けるために衣服を洗うように言われました。

公衆への危険はありがたいことに最小限に抑えられていると考えられており、ごくわずかな量の化学物質への長期にわたる繰り返しの暴露から生じるリスクはごくわずかです。 しかし、専門家は、このような状況で実際に危険がどのようなものであるかをどのように知るのでしょうか？ 状況を評価するために、彼らはどのくらい化学物質が放出されたか、それがどのように人々と接触したか、そしてそれが環境内でどのように広がり、劣化するかを考慮する必要があります。

呼吸、摂取、血液への注入により、皮膚を通して化学物質にさらされる可能性があります。 そして、正確なルートは大きな違いを生む可能性があります。酸素を吸い込むことで私たちは生き続けますが、それを注入することで私たちを殺すことができます。

最も毒性の高い化合物は、少量でも致命的です。 たとえば、これまでに発見された最も有毒な物質であるボツリヌス毒素は、静脈または筋肉に注入すると、体重1キログラムあたりわずか数ナノグラムで殺すことができます。 吸入すると、致死量は体重1キログラムあたり数十ナノグラムになります。

シアン化物やヒ素などの最も有名な致死物質の多くは、効果を発揮するために摂取する必要があります。 しかし、他の致命的な化合物は、触れるだけで吸収できます。 これは、ラテックス化学手袋をはめた手に少量のジメチル水銀を誤って落とした分析化学の教授であるカトリン・ウェッターハーンの場合に起こったことでした。 この化合物はラテックスを通して容易に拡散するため、皮膚を介して彼女の体に吸収されました。 彼女は5ヶ月後に水銀中毒で亡くなりました。

セルゲイ・スクリパルは、ノビチョク剤として知られ、化学的に有機リン化合物と呼ばれる神経剤の一種で中毒を起こしました。 それらはアセチルコリンエステラーゼ阻害剤として作用します。つまり、中枢神経系を破壊します。 これらの化合物は、固体、液体、または気体の形で提供されます。また、摂取または吸入されると神経剤が機能することがわかっています。 しかし、この場合にどの特定の化合物が使用され、どのように投与されたかはまだ明らかではありません。 このため、どのくらいのエージェントが必要であったか、または被害者がどのようにさらされたかはわかりません。

また、化学物質がどれほど危険であるかは、それがどれだけ簡単に環境を広げて汚染するかにも依存します。 ここでは、物質の物理化学が重要な役割を果たします。 ヒ素の融点は600℃以上であるため、食物に振りかけられた場合、室温で固体であるためプレートから遠くまで移動することはほとんどありません。

しかし、シリア内戦での塩素ガスの使用の疑いのように、ガスとして分散する致死的な化合物は、化学物質が広範囲に瞬時に拡散する可能性があります。 これは、より多くの人々に影響を及ぼす可能性があることを意味しますが、より広く分散するにつれて、人々が受ける線量がより低くなるため、個人への害が少なくなります。 同様に、液体またはエアロゾルの形の毒、または放射性溶液は、ある表面から別の表面に容易に移動できます。

環境に入ると、化学物質はしばしば変化または分解し始め、時間の経過とともに有害性が低下します。 たとえば、塩素ガスが木材や衣服などの酸化しやすい材料と接触すると、無害な不活性塩化物化合物に変化します。

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放射性物質の場合、物質がどれくらいの時間危険であるかは、その原子がエネルギーをどれだけ早く失うか、放射性崩壊として知られ、半減期と呼ばれるものによって測定されるプロセスに依存します。 別の元ロシアのスパイ、アレクサンダー・リトビネンコが2006年に英国で暗殺されたとき、殺人兵器は放射性ポロニウム-210が彼のお茶に入れられました。 ポロニウム210の半減期は139日間です。つまり、この時間が経過すると、原子の半分がアルファ粒子を放出し、ポロニウム206原子に崩壊します。

彼が毒茶を飲んだ後に彼の体内で放出されたこのアルファ線は、リトビネンコを病気にし、最終的に彼を一ヶ月後に殺した。 しかし、彼の看護師など、彼と密接に接触した人たちは、放射線への被曝がはるかに少なかったでしょう。 アルファ粒子は長い距離を移動せず、紙片や人間の皮膚などの小さな障害物でも停止します。

東京地下鉄の攻撃で使用された13人の死者を出したノビチョクやサリンなどの有機リン神経剤は不安定で、時間の経過や水にさらされると徐々に分解します。 これが、そのような化合物にさらされた後に服を洗うだけでそれを取り除くのに十分である理由です。 実際、有機リンベースの神経剤は非常に不安定であるため、多くの場合、2つ以上の別個の化合物として保存され、必要に応じて結合されます。

他の物質と容易に反応する能力は、意図した犠牲者と無実の傍観者の両方にとって致命的な化学物質を非常に危険にするものです。 その結果、これらの攻撃的な物質は通常、長くは残りません。 しかし、彼らが再びそれらを解放するまで表面にそれらを保持する何かに遭遇した場合、これは彼らの潜在的に有害な寿命を延ばすことができます。 金属製のドアハンドルは、ある人から別の人への材料の移動の良い例です。

汚染されたサイトを掃除する人にとって、これらの要因はすべて、彼らが直面していること、そして他の誰かが致命的な化学物質の犠牲者になるのを防ぐ方法を理解するために不可欠です。

バンゴー大学サステイナブルケミストリー講師、ベラ・トス