Тринитроароматические взрывчатые вещества: современное применение, токсикологическая характеристика, способы определения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Такие распространённые в прошлом взрывчатые вещества, как тетрил и пикриновая кислота, утратили актуальность боевого применения, однако они активно используются в мирных целях как индивидуально, так и в сочетании с другими тринитроароматическими соединениями (например, тринитротолуолом). В результате их применения происходит загрязнение окружающей среды с последующей интоксикацией растений, животных и людей. Описаны также случаи отравлений взрывчатыми веществами в процессе их производства.

В симптомах отравления встречаются как общие расстройства, так и специфические явления, в частности окрашивание кожного покрова, нарушение физиологической эффективности НАДФH-зависимых ферментов, гено- и иммунотоксичность.

В ходе исследования научной литературы установлена тенденция к разработкам химико-аналитических зондов. Рассматриваются различные варианты сенсорной поверхности прибора и способы детектирования соединений. В определении взрывчатых веществ распространено применение спектрометрии подвижности ионов, что весьма редко для химико-токсикологического анализа других групп соединений. Распространённые в анализе наркотических и психотропных веществ методы (газовая хроматография / сочетание методов высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии) применимы и для определения тринитроароматических взрывчаток, однако присутствие нитрогрупп в их структуре затрудняет подобные исследования. Решением проблемы является применение холодного ввода пробы непосредственно в колонку.

Об авторах

Норайр Гургенович Погосян

Курский государственный медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: nulla1@ya.ru
ORCID iD: 0000-0003-0276-1711
SPIN-код: 4214-2739
Россия, Курск

Владимир Камбулатович Шорманов

Курский государственный медицинский университет

Email: R-WLADIMIR@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8872-0691
SPIN-код: 9160-9708

д-р фарм. наук, профессор

Россия, Курск

Лексо Лорикович Квачахия

Курский государственный медицинский университет

Email: lekso82@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5899-0420
SPIN-код: 8108-0811

д-р фарм. наук, доцент

Россия, Курск

Владимир Александрович Омельченко

Экспертно-криминалистический центр, Главное управление Министерства внутренних дел Российской Федерации по Краснодарскому краю

Email: eku_adis@krn.mvd.ru
ORCID iD: 0000-0002-0504-3478
SPIN-код: 3400-2710

канд. фарм. наук

Россия, Краснодар

Список литературы

  1. Снеткова Е.А., Жаббарова М.В. История развития взрывчатых веществ // Инновационные научные исследования: сетевой журнал. 2021. № 2-1. С. 6–22. doi: 10.5281/zenodo.4567917
  2. Храпковский Г.М., Николаева Е.В., Шамов А.Г., Михайлов О.В. 2,4,6-Тринитротолуол и механизм его газофазной термодеструкции // Вестник технологического университета. 2018. Т. 21, № 1. С. 10–15.
  3. Mohan J.M., Amreen K., Kulkarni M.B. Optimized ink jetted paper device for electroanalytical detection of picric acid // Colloids Surf B Biointerfaces. 2021. N 208. P. 112056. doi: 10.1016/j.colsurfb.2021.112056
  4. Naryzhnyi S.Y., Kozlov A.S., Dolmatov V.Y., et al. Effect of modification of tetryl detonation nanodiamonds on combustion of model paste-like propellants // Combustion Explosion Shock Waves. 2021. Vol. 57, N 6. P. 678–684. doi: 10.1134/S001050822106006X
  5. Panich A.M., Shames A.I., Mogilyansky D., et al. Detonation nanodiamonds fabricated from tetryl: Synthesis, NMR, EPR and XRD study // Diamond Related Materials. 2020. N 108. P. 107918. doi: 10.1016/j.diamond.2020.107918
  6. Dolmatov V.Y., Dorokhov A.O., Burkat G.K., et al. Electrochemical anodic oxidation of aluminum in the presence of a diamond blend obtained by detonation of tetryl // J Superhard Materials. 2022. Vol. 44, N 1. P. 29–36. doi: 10.3103/S1063457622010026
  7. Рудомазин В.В., Телегина Е.А., Цветкова Е.А. Контроль оборота промышленных взрывчатых материалов и их потребность в горнодобывающей отрасли // Успехи в химии и химической технологии. 2021. Т. XXXV, № 12. С. 134–138.
  8. Ильющенко А.Ф., Петюшик Е.Е., Рак А.Л., и др. Применение в промышленности высокоэнергетических взрывчатых материалов: справочное пособие / под ред. А.Ф. Ильющенко. Минск: Беларуская навука, 2017. 283 с.
  9. Остапенко Ю.Н., Федоренко В.В., Евтюков А.Н., и др. ГБО как метод выбора при успешном лечении больного с острым пероральным отравлением тротилом. Клинический случай // Медицина экстремальных ситуаций. 2011. № 4. С. 91–95.
  10. Penning T.M., Su A.L., El-Bayoumy K. Nitroreduction: A critical metabolic pathway for drugs, environmental pollutants, and explosives // Chemical Res Toxicol. 2022. Vol. 35, N 10. P. 1747–1765. doi: 10.1021/acs.chemrestox.2c00175
  11. Myers S.R., Spinnato J.A. Tissue distribution and elimination of N-methyl-N-2,4,6-tetranitroaniline (tetryl) in rats // Arch Toxicol. 2007. Vol. 81, N 12. P. 841–848. doi: 10.1007/s00204-007-0220-7
  12. Miliukiene V., Čėnas N. Cytotoxicity of nitroaromatic explosives and their biodegradation products in mice splenocytes: Implications for their immunotoxicity // Zeitschrift Naturforschung C J Biosci. 2008. Vol. 63, N 7-8. P. 519–525. doi: 10.1515/znc-2008-7-809
  13. Troup H.B. Clinical effects of tetryl (CE powder) // Br J Indust Med. 1946. Vol. 3, N 1. P. 20–23. doi: 10.1136/oem.3.1.20
  14. Williams H. Contact dermatitis within the explosives industry: A case report. Allergies in the workplace // Curr Allergy Clin Immunol. 2007. Vol. 20, N 3. P. 151–154.
  15. Yang H., Li H., Liu L., et al. Molecular simulation studies on the interactions of 2,4,6-trinitrotoluene and its metabolites with lipid membranes // J Physical Chemistry. 2019. Vol. 123, N 30. P. 6481–6491. doi: 10.1021/acs.jpcb.9b03033
  16. Alfaraj W.A., McMillan B., Ducatman A.M., Werntz C.L. Tetryl exposure: Forgotten hazards of antique munitions // Ann Occup Environ Med. 2016. N 28. P. 20. doi: 10.1186/s40557-016-0102-7
  17. Stanley J.K., Perkins E.J., Habib T., et al. The good, the bad, and the toxic: Approaching hormesis in Daphnia magna exposed to an energetic compound // Environ Sci Technol. 2013. Vol. 47, N 16. P. 9424–9433. doi: 10.1021/es401115q
  18. Gong P., Guan X., Inouye L.S., et al. Toxicogenomic analysis provides new insights into molecular mechanisms of the sublethal toxicity of 2,4,6-trinitrotoluene in Eisenia fetida // Environ Sci Technol. 2007. Vol. 41, N 23. P. 8195–8202. doi: 10.1021/es0716352
  19. Marshall M., Oxley J.C., ed. Aspects of explosives detection. 1 ed. Amsterdam: Elsevier, 2008. 302 p.
  20. Патент РФ на изобретение № 2736785/20.11.2020. Бюл. № 32. Федорков А.Н., Федоркова Е.А., Козлов А.С., Виноградова Т.А. Одорологическая добавка имитатора запаха циклических и гетероциклических нитросоединений. Режим доступа: https://patenton.ru/patent/RU2736785C1. Дата обращения: 13.03.2023.
  21. Modafferi D. The interaction of tetryl, a nitroaromatic explosive, with bacterial reaction centres: Master’s thesis. Quebec (Canada): Concordia University, 2018.
  22. Кихтенко А.В., Елисеев К.В. Обнаружение взрывоопасных объектов: аппаратурное обеспечение антитеррористических служб // Российский химический журнал. 2005. Т. XLIX, № 4. С. 132–137.
  23. Prabu H.G., Talawar M.B., Mukundan T., Asthana S.N. Studies on the utilization of stripping voltammetry technique in the detection of high-energy materials // Combust Explos Shock Waves. 2011. Vol. 47, N 1. P. 87–95. doi: 10.1134/S0010508211010126
  24. Патент РФ на полезную модель № 141655/10.06.2014. Бюл. № 16. Третьяков В.И., Лобачева Г.К., Павличенко Н.В., и др. Устройство дистанционного обнаружения взрывчатых веществ с использованием индикаторных растворов. Режим доступа: https://www.fips.ru/cdfi/fips.dll/ru?ty=29&docid=141655&ki=PM. Дата обращения: 15.03.2023.
  25. Demircioğlu T., Kaplan M., Tezgin E. A sensitive colorimetric nanoprobe based on gold nanoparticles functionalized with thiram fungicide for determination of TNT and tetryl // Microchemical J. 2022. Vol. 176, N 6. P. 107251. doi: 10.1016/j.microc.2022.107251
  26. Dasary S.S., Senapati D., Singh A.K., et al. Highly sensitive and selective dynamic light-scattering assay for TNT detection using p-ATP attached gold nanoparticle // ACS Appl Mater Interfaces. 2010. Vol. 2, N 12. P. 3455–3460. doi: 10.1021/am1005139
  27. Peveler W.J., Roldan A., Hollingsworth N., et al. Multichannel detection and differentiation of explosives with a quantum dot array // ACS Nano. 2016. Vol. 10, N 1. P. 1139–1146. doi: 10.1021/acsnano.5b06433
  28. Koç Ö.K., Üzer A., Apak R. High quantum yield nitrogen-doped carbon quantum dot-based fluorescent probes for selective sensing of 2,4,6-trinitrotoluene // ACS Applied Nano Materials. 2022. Vol. 5, N 4. P. 5868–5881. doi: 10.1021/acsanm.2c00717
  29. Salinas Y., Climent E., Martínez-Máñez R., et al. Highly selective and sensitive chromo-fluorogenic detection of the Tetryl explosive using functional silica nanoparticles // Chem Commun (Camb). 2011. Vol. 47, N 43. P. 11885–11887. doi: 10.1039/C1CC14877J
  30. Ma Y., Wang S., Wang L. Nanomaterials for luminescence detection of nitroaromatic explosives // TrAC Trends Analytical Chemistry. 2015. N 65. P. 13–21. doi: 10.1016/j.trac.2014.09.007
  31. Venkatramaiah N., Pereira C.F., Mendes R.F., et al. Phosphonate appended porphyrins as versatile chemosensors for selective detection of trinitrotoluene // Anal Chem. 2015. Vol. 87, N 8. P. 4515–4522. doi: 10.1021/acs.analchem.5b00772
  32. Kim T.H., Lee B.Y., Jaworski J., et al. Selective and sensitive TNT sensors using biomimetic polydiacetylene-coated CNT-FETs // ACS Nano. 2011. Vol. 5, N 4. P. 2824–2830. doi: 10.1021/nn103324p
  33. Mohasseb A. Adsorption of tetryl on the surface of carbon nanocone: A theoretical investigation // Int J New Chem. 2019. Vol. 6, N 4. P. 215–223. doi: 10.22034/ijnc.2019.35796
  34. Xie C., Liu B., Wang Z., et al. Molecular imprinting at walls of silica nanotubes for TNT recognition // Anal Chem. 2008. Vol. 80, N 2. P. 437–443. doi: 10.1021/ac701767h
  35. Aguilar A.D., Forzani E.S., Leright M., et al. A hybrid nanosensor for TNT vapor detection // Nano Letters. 2010. Vol. 10, N 2. P. 380–384. doi: 10.1021/nl902382s
  36. Hwang J., Choi N., Park A., et al. Fast and sensitive recognition of various explosive compounds using Raman spectroscopy and principal component analysis // J Mol Structure. 2013. N 1039. P. 130–136. doi: 10.1016/j.molstruc.2013.01.079
  37. Chajistamatiou A., Angelis Y., Kiousi P., et al. Discrimination of tetryl samples by gas chromatography: Isotope ratio mass spectrometry // Forensic Chem. 2019. N 12. P. 42–45. doi: 10.1016/j.forc.2018.11.006
  38. Holmgren E., Ek S., Colmsjö A. Extraction of explosives from soil followed by gas chromatography/mass spectrometry analysis with negative chemical ionization // J Chromatogr A. 2012. N 1222. P. 109–115. doi: 10.1016/j.chroma.2011.12.014
  39. Nilles J.M., Connell T.R., Sarah T.S., Durst H.D. Explosives detection using direct analysis in real time (DART) mass spectrometry // Propellants Explosives Pyrotechnics. 2010. Vol. 35, N 5. P. 446–451. doi: 10.1002/prep.200900084
  40. Cagan A., Schmidt H., Rodriguez J.E., Eiceman G.A. Fast gas chromatography-differential mobility spectrometry of explosives from TATP to Tetryl without gas atmosphere modifiers // Int J Ion Mobility Spectrometry. 2010. Vol. 13, N 3. P. 157–165. doi: 10.1007/s12127-010-0054-5
  41. To K.C., Ben-Jaber S., Parkin I.P. Recent developments in the field of explosive trace detection // ACS Nano. 2020. Vol. 14, N 9. P. 10804–10833. doi: 10.1021/acsnano.0c01579
  42. Lan E.H., Dunn B., Zink J.I. Sol-Gel encapsulated anti-trinitrotoluene antibodies in immunoassays for TNT // Chem Materials. 2000. Vol. 12, N 7. P. 1874–1878. doi: 10.1021/cm990726y
  43. Shaw A., Lindhome P., Calhoun R.L. Electrogenerated chemiluminescence (ECL) quenching of Ru(bpy)32+ by the explosives TATP and tetryl [abstract] // J Electrochemical Soc. 2013. Vol. 160, N 10. P. H782. doi: 10.1149/2.005311jes

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».