Nikotyna – mity i fakty – część I – Chemia i toksykologia

Nikotyna (ciemnoszare – węgiel, jasnoszare – wodór, niebieskie – azot)

źródło – Wikipedia, licencja: domena publiczna

Zacznę od krótkiego wstępu chemicznego. Nikotyna to względnie prosty związek organiczny, składający się z atomów węgla, tlenu, azotu i wodoru. Klasyfikowana jest jako alkaloid, podobnie jak np. kofeina czy teobromina, ale też morfina albo efedryna. I tak, jak wszystkie inne alkaloidy, ma charakter zasadowy. A skąd owa nikotyna się bierze? Ano, z natury! Spotkamy ją w liściach tytoniu, ale też w pomidorach, kalafiorach, ziemniakach czy bakłażanach – praktycznie we wszystkich roślinach z rodziny psiankowatych (łac. Solanaceae). Jaki jest sens syntezy tego związku przez rośliny? A taki, że jest on bardzo efektywną bronią chemiczną, konkretnie insektycydem. Od końca XVII w. wyciąg z tytoniu był stosowany w tym właśnie celu. Dziś czasami starsi działkowcy też jeszcze czasami go używają.
Jeśli rozpatrujemy działanie nikotyny na człowieka, mamy tu sporo ciekawostek. Przyjęta w małych ilościach działa stymulująco, dzięki temu, że zwiększa wydzielanie adrenaliny, zmniejsza odczuwanie głodu i bólu. Jednak gdy zostanie przedawkowana, jej działanie jest wręcz przeciwne: daje uczucie „odlotu”, oderwania od rzeczywistości, gonitwę myśli, tachykardię. Dalej już jest tylko gorzej – halucynacje, arytmia, utrata przytomności, drgawki, zgon. Brzmi fatalnie, prawda?
Nikotyna jest toksyczna, to dość oczywiste. Ale tu właśnie mamy pierwszą poważną kontrowersję. Jak bardzo jest toksyczna? Od mniej więcej 150 lat uznawano ją za bardzo silnie trującą. Dane książkowe mówią, że dawką śmiertelną jest zaledwie 60 mg (0,06 g), a w przypadku dzieci połowa tej wartości. Czyli – bardziej trująca niż cyjanek (dawka śmiertelna ok. 200 mg). I przez półtora wieku uznawano to w zasadzie za prawdę objawioną. Dopiero w drugiej dekadzie XXI w. austriacki profesor toksykologii, Bernd Mayer, przyjrzał się dokładniej danym literaturowym i postanowił odmitologizować toksyczność tego związku. W opublikowanym w 2013 r. artykule przywołuje wiele przypadków, w których zdecydowanie większe dawki nie powodowały skutków śmiertelnych. Jest tu przykład próby samobójczej przez zażycie 4 g (4000 mg!) czystej nikotyny. Analizując wiele dostępnych danych z badań laboratoryjnych Mayer szacuje, że dawka śmiertelna wydaje się być co najmniej kilkakrotnie wyższa – 0,5-1 g. Z oczywistych względów nie da się tego zweryfikować doświadczalnie. Dlatego Mayer postanowił zrobić analizę danych historycznych. Wyszło z niej, że tak naprawdę dane o tych 60 mg pochodzą z jednej(!) publikacji pochodzącej z połowy XIX w.! Wszyscy kolejni autorzy po prostu kopiowali ten wynik bez rzetelnego sprawdzenia.
Każdy, kto kiedykolwiek palił papierosy czy cygara wie doskonale, że nie da się ich wypalić dużo za jednym razem. Taka próba kończy się mdłościami i wymiotami. W ten sposób organizm broni się przed trucizną. Połknięcie roztworu nikotyny skończyłoby się podobnie. Bardzo niebezpieczne byłoby jej wstrzyknięcie wprost do krwi, ale to już jest sprawa skrajna.
No dobrze, a co z kwestią działania rakotwórczego nikotyny? Owszem, gdy ktoś pali tytoń, ma duże szanse na rozwój takich chorób, jak rak płuca czy pęcherza moczowego. Tyle, że tak naprawdę za te choroby są odpowiedzialne inne składniki dymu tytoniowego – przede wszystkim substancje smoliste, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne itd. Gdy przeanalizuje się dane z literatury, okazuje się, że nie ma badań dotyczących wpływu nikotyny nieobciążonej dodatkami na rozwój chorób nowotworowych. Zresztą – gdyby nikotyna powodowała raka, czy jakakolwiek agencja rządowa zezwoliłaby na sprzedaż w aptekach gum, plastrów, sprejów czy tabletek zawierających czystą nikotynę? A są one dostępne na rynku jako produkty OTC, czyli sprzedawane bez recepty. Produkty te są stosowane w leczeniu z uzależnienia od tytoniu.
Okazuje się jednak, że całkiem możliwe, że niebawem zaczną być stosowane w innych celach medycznych, ale o tym już w drugim odcinku.

Groźna broń chemiczna w Bałtyku – II

Co w takim razie zatopiono w wodach Bałtyku? Był to przede wszystkim iperyt siarkowy, czyli tzw. gaz musztardowy. Ale mamy tam też tabun (środek paralityczno-drgawkowy), chloropikrynę (gaz łzawiący), fosgen (gaz duszący). Był też adamsyt, iperyt azotowy, luizyt oraz tzw. Blaukreutz (niem. błękitny krzyż) – wyjątkowo paskudną mieszaninę toksycznych związków organicznych na bazie arsenu (tzw. sternitów). Dokładnych wykazów jednak brak, nikt się tym wtedy nie przejmował.

 

Iperyt siarkowy (czarne – węgiel, szare – wodór, żółte – siarka, zielone – chlor)
źródło: Wikipedia, licencja – domena publiczna

Pociski, granaty i inne ładunki zawierające środki chemiczne, jak też zwykłe stalowe beczki, w których je przechowywano, wylądowały w końcu na dnie morza. Są tam od kilkudziesięciu lat. Działanie wody morskiej powoduje powolną, ale systematyczną korozję. Penetrująca je słona woda reaguje z zawartością, ale tak naprawdę nie wiadomo, co powstaje w wyniku rozkładu tych substancji toksycznych. Dodatkowo prądy morskie przemieszczają te ładunki. Niestety, ich zawartość jest straszliwie groźna, nawet po latach. Latem 1955 roku grupa kolonistów z Żywca bawiła się nad Bałtykiem na plaży w Darłówku. Znaleźli tam przerdzewiałą beczkę, którą zaczęli toczyć. Z wnętrza wydostawała się gęsta, twardniejąca na powietrzu beżowo-brunatna ciecz – najprawdopodobniej był to jeden z iperytów azotowych, po latach w wodzie morskiej przypominający bursztyn. Ponad setka(!) dzieci uległa poparzeniom. Czwórka straciła bezpowrotnie wzrok. Ówczesne władze komunistyczne skrzętnie ukryły te informacje przed społeczeństwem. W ostatnich latach wypadki dotyczą głównie rybaków. W 1976 roku sześciu rybaków z Darłowa zostało poparzonych zaplątanym w sieci iperytem. Podobne zdarzenie miało miejsce w 1997 w okolicach Władysławowa, gdzie poszkodowane były cztery osoby.

Powtórzę – po długim czasie przebywania pod wodą iperyty (a także biały fosfor, którego sporo wylądowało też na dnie Bałtyku) wyglądem przypominają bursztyn. Co gorsza – to nie jest tak, że taki „kamyk” wzięty do ręki parzy od razu. On się uaktywnia pod wpływem temperatury dłoni, a jak zacznie działać, to robi to bardzo intensywnie. Dlatego warto się przyglądać każdemu znalezisku nad morzem. Uważajcie szczególnie na dzieci.

No dobrze – a co możemy zrobić w tej sytuacji? Jakiś czas temu zainicjowano program CHEMSEA. Ma on za zadanie klasyfikację i monitoring składowisk broni chemicznej. Ale wszystko jak zawsze rozbija się o koszty. Obawiam się, że nikt nie sypnie solidną kasą, zwłaszcza w czasach, gdy tuż obok trwa wojna, jak też kryzys finansowy. Jaki będzie efekt? Kolejne poparzenia, wypadki, śmierć fauny bałtyckiej. To niestety jest raczej nieuniknione.

Co można zrobić? Rozpatrywane są dwie koncepcje – bezpośrednie wydobycie i utylizacja tych ładunków (straszliwie drogie) albo też zabetonowanie zlokalizowanych miejsc zatopienia (tańsze, ale tylko odwlekające wszystko w czasie). Sytuację dodatkowo komplikuje fakt, że nie wiemy, czy ostatnie eksplozje, które zniszczyły elementy gazociągów przebiegających po dnie Bałtyku, nie naruszyły też zagrzebanych w mule dennym starych ładunków, co jeszcze bardziej może skomplikować sytuację.

Tak czy inaczej – zegar tyka nieubłaganie, a chowanie głowy w piasek nie spowoduje, że niebezpieczeństwo zniknie.

Groźna broń chemiczna w Bałtyku – I

Jedną z broni masowego rażenia jest broń chemiczna. Znana już od niepamiętnych czasów. Użyta wielokrotnie na froncie wschodnim i zachodnim w trakcie I wojny światowej, na szczęście nie była używana podczas II wojny światowej, choć groźba jej wykorzystania była wtedy powszechna, praktycznie każdy żołnierz miał na wyposażeniu maskę przeciwgazową.

Niemiecki atak gazowy w czasie I wojny światowej

licencja: domena publiczna

A magazyny wszystkich stron konfliktu były zapełnione. Szczególnie duże zapasy miały Niemcy. Oni zresztą też przodowali w badaniach nad nowymi, coraz bardziej śmiercionośnymi związkami chemicznymi. Szacuje się, że setki tysięcy ton środków duszących, parzących czy paralityczno-drgawkowych znajdowały się nadal w 1945 r. w niemieckim arsenale. Historycy na podstawie ocalałej dokumentacji oszacowali ilość bojowych środków trujących wyprodukowanych przez poszczególne fabryki.

Po zakończeniu wojny alianci, którzy w owym czasie okupowali Niemcy, postanowili (na konferencji w Poczdamie), że cała ta broń zostanie zebrana, zinwentaryzowana i zatopiona. Możemy dyskutować czy było to sensowne czy też nie. Faktem jest to, że plan zakładał wywiezienie tego śmiercionośnego ładunku na Atlantyk i zatopienie w miejscach, w których głębokość przekracza 1000 m. Takie były założenia, ale po oszacowaniu kosztów zostało to zmodyfikowane. Alianci poszli na łatwiznę i uznali, że można to zatopić w płytkim Bałtyku. Przypomnę, że średnia głębokość Bałtyku to 55 m, a maksymalna – 459. Do tego jest to morze śródlądowe, praktycznie zamknięte. Ale to aliantom nie przeszkadzało. Co więcej, nawet nie spytali państw bałtyckich (w tym Polski), co o tym wszystkim sądzą. Tuż po wojnie rozpoczęła się inwentaryzacja i zaraz potem zatapianie. Zajmowała się tym prawie wyłącznie Armia Czerwona, tylko niewielki ułamek alianci mieli zatopić w okolicy cieśnin duńskich. Ładunki przejęte przez Związek Radziecki miały być zatapiane w Głębi Gotlandzkiej oraz Głębi Bornholmskiej. Miały być… ale wiadomo, jak to wyglądało. Tuż po wypłynięciu na wody otwarte sowieckie okręty po prostu pozbywały się ładunku, oszczędzając czas i pieniądze. Aby zamaskować te przekręty nie oznaczano realnego miejsca zrzutu. W papierach wszystko musiało się zgadzać. Co gorsza, duża część ładunków była zrzucana w drewnianych skrzyniach, które nie tonęły od razu, ale dryfowały i zanurzały się znacznie później. Dlatego bardzo niewiele wiadomo o tym, gdzie te wszystkie śmiercionośne ładunki wylądowały na dnie. Niektórzy badacze uważają też, że Sowieci, korzystając z powojennego zamieszania, jakąś część niemieckiej broni chemicznej wywieźli na wschód, wzmacniając własny śmiercionośny arsenał. Wiadomo przecież, że Armia Czerwona wywiozła do siebie co najmniej kilka instalacji produkujących broń chemiczną na terenie obecnej Polski.

Bardzo ciekawy artykuł na temat tego, co się czai w Bałtyku napisał kpt.ż.w. Jacek Sobota – można go przeczytać tutaj.

(c) by Mirosław Dworniczak
Jeśli chcesz wykorzystać ten tekst lub jego fragmenty, skontaktuj się z autorem. Linkować oczywiście można.

Ostra choroba popromienna – Polska 1965

Elektrownia Pątnów – widok z 2008 r.

autor: Kolanin, źródło: Wikipedia, licencja: CC BY 3.0 

 

W 1965 trwała budowa elektrowni Pątnów koło Konina. Używano tam m.in. defektoskopów gamma do badania szczelności spawów. Defektoskopia to dziedzina tzw. badań nieniszczących. Polega ona na prześwietlaniu rozmaitych elementów w celu wykrycia w nich wad, które nie są dostrzegalne na powierzchni. Standardowo wykorzystuje się tu wysokoenergetyczne promieniowanie elektromagnetyczne – zwykle rentgenowskie albo gamma. Źródłem tego ostatniego są najczęściej izotopy promieniotwórcze.
W defektoskopach używanych wtedy w Pątnowie stosowany był iryd-192, izotop silnie promieniotwórczy. I nagle jeden z nich zniknął – co gorsza, pojemnik został na miejscu otwarty i rurka z irydem „wyparowała”. Alarm był wielki, po Koninie i okolicach jeździły milicja i wojsko, pierwszy raz widziałem taką panikę. Gigantyczne zamieszanie. Rzecz jasna oficjalnie nic nie było wiadomo. Po Koninie krążyły niesamowite plotki – najczęściej o zachodnich szpiegach, którzy penetrują okolice kopalni węgla brunatnego i elektrowni, aby wykraść naszą technologię albo dokonać jakiegoś sabotażu. Oczywiście ludzie, którzy pracowali na budowie elektrowni, dość szybko rozpowszechnili wiadomości o tym, ze zniknął izotop. Władze nie uznały za stosowne ostrzec mieszkańców o potencjalnym niebezpieczeństwie.
Dwa albo trzy dni później do przychodni, w której pracowała moja Mama, zgłosił się młody (ok. 19 lat) pacjent z poparzeniem uda i narządów płciowych. Był typowym chłoporobotnikiem, jakich setki pracowało na tym terenie, zarówno w kopalni, jak i elektrowniach. Tam pracował jako pomocnik montera. Strasznie kręcił, gdy go spytała kiedy i jak się poparzył. Nie wyglądało to na typowe poparzenie czymś gorącym, ponieważ chłopak był bardzo słaby, a do tego miał niemal ciągły krwotok z nosa. Został na miejscu opatrzony i wysłany do szpitala, bo sprawa wyglądała poważnie. Mama opowiadała, że dość szybko skojarzyła tę panikę wojskowo-milicyjną z informacją o skradzionym izotopie i tym właśnie pacjentem. Ze szpitala został szybko zabrany do szpitala Wojskowej Akademii Medycznej do Łodzi – strasznie byli tym przypadkiem zainteresowali, bo nigdy nie mieli przypadku ostrej choroby popromiennej „na żywo”. Pomimo wielu problemów medycznych udało się chłopaka wyleczyć (trwało to 1,5 roku!), potem w zasadzie ślad po nim zaginął. Wiadomo, że pojechał na wybrzeże i zaciągnął się na statek jako zwykły marynarz. Jego dalsze losy nie są znane. Aha – ciekawostka: zarówno z Konina, jak i z Łodzi szybko zniknęła dokumentacja medyczna pacjenta. Po prostu nigdy nie istniał. Jeśli na podstawie jego przypadku powstały jakieś prace naukowe czy doktoraty, zostały też utajnione.

Po co to zrobił? Oficjalna wersja – mówili, że to drogie i cenne, więc chciał sprzedać (luz blues, wiadomo, że promieniotwórczym irydem handluje się nawet na wiejskim targu, razem z warzywami). Prawda była nieco inna: mieli dobre szkolenie BHP, wiedzieli, że tam jest silne promieniowanie i że może ono spowodować bezpłodność. No to gość chciał pomóc koledze z wioski, który już miał sporo potomstwa – dać mu ten izotop, żeby sobie narządy napromieniował i miał problem z głowy. Nie zdążył, bo pojawiło się poparzenie uda, krwotoki z nosa itd. On wtedy to zakopał koło domu (niektóre źródła piszą, że w króliczej norze) i pojechał do przychodni. Iryd – po wskazówkach samego nieszczęśnika – odzyskano po 10 dniach.
A sam iryd (ten niepromieniotwórczy) to niesamowicie ciekawy metal. Ma największą gęstość: 22,4 g/cm^3 (dwa razy większa niż ołowiu!), temp. topnienia ponad 2400 stopni, wrzenia: ponad 4400. Jest niesamowicie twardy. Najprawdopodobniej dotarł na Ziemię z asteroid lub meteorytów. Stosuje się go m.in. do wyrobu końcówek dobrych stalówek. W stopie z platyną był kiedyś wzorcem kilograma. Dziś ten wzorzec jest już tylko historyczny. Nowy, obowiązujący od 2019 r., oparty jest na stałej Plancka oraz współczesnych definicjach metra i sekundy. Ale to już oczywiście zupełnie inna historia.

Krótki film o tym wydarzeniu sprzed lat można obejrzeć tutaj

 

(c) by Mirosław Dworniczak
Jeśli chcesz wykorzystać ten tekst lub jego fragmenty, skontaktuj się z autorem. Linkować oczywiście można.

 

 

Czym jest „brudna bomba”?

Co jakiś czas słyszymy, że ktoś może użyć „brudnej bomby” (ostatnio te rozważania są prowadzone też w kontekście wojny na Ukrainie) – co to jest takiego? Zacznę od tego, że nie jest to broń masowego rażenia. Brudna bomba (ang. dirty bomb) to połączenie klasycznego ładunku wybuchowego z pewną ilością izotopów promieniotwórczych. Eksplozja takiej bomby ma za zadanie rozrzucić na pewnej powierzchni te izotopy, powodując skażenie promieniotwórcze terenu. Aż tyle, ale też tylko tyle. Tu warto mocno podkreślić, że detonacja brudnej bomby nie ma nic wspólnego z reakcją łańcuchową, czyli typową bombą jądrową. Dlatego też tego typu bomba miałaby działanie głównie psychologiczne, a nie typowo militarne. Dlaczego? Pole rażenia byłoby raczej niewielkie, a oddziaływanie promieniowania na ludzi słabe.  Jeśli byłyby tam izotopy silnie promieniotwórcze (takie jak np. polon-210), to one działają raczej krótko. Z kolei izotopy działające dłużej (np. ameryk-241) promieniują słabiej i są raczej krótkozasięgowe. Dlatego też efektem działania tego typu broni jest skażenie pewnego, niezbyt wielkiego obszaru, co spowoduje jego wyłączenie z możliwości przebywania tam przez pewien czas. 

Mówi się, że brudna bomba może być raczej bronią terrorystów, a nie państw. To częściowo prawda, ponieważ jest raczej pewne, że jakieś ładunki tego typu znajdują się też w arsenałach państwowych. No dobrze, ale skąd terroryści mieliby zdobyć izotopy promieniotwórcze? Tu sprawa jest prosta – ameryk-241 jest w czujkach dymu (choć w bardzo niewielkich ilościach), tor-232 w starszych elektrodach do spawania, kobalt-60 w aparaturze medycznej (tzw. bomba kobaltowa – m.in. do radioterapii), iryd-192 stosuje się do defektoskopii. Jeśli ktoś jest cierpliwy, coś tam sobie uzbiera. Poza tym – od czasu rozpadu Związku Radzieckiego dostęp do magazynów, w których znajdują się rozmaite izotopy jest tylko kwestią pieniędzy. Nikt nad tym na 100% nie panuje. Jak dotąd wiadomo o kilku próbach wykorzystania brudnych bomb, ale w żadnym przypadku nie doszło do ich odpalenia. Mowa tu o czeczeńskich terrorystach, którzy takie bomby podłożyli w Moskwie i w pobliżu stolicy Czeczenii – Groznego. Z kolei w 2014 r. terroryści z ISIS (Al Quaeda) ukradli z uniwersytetu w Mosulu (Irak) ok. 40 kg uranu. Był to na szczęście materiał niewzbogacony, a więc nie nadawał się do stworzenia typowej bomby jądrowej, ale jak najbardziej mógłby posłużyć do konstrukcji brudnej bomby, choć tak naprawdę byłaby ona niespecjalnie efektywna.

Przy okazji – istotna informacja dla wszystkich. Izotopy, szczególnie kobaltu, są na tyle szeroko stosowane, że co chwilę słychać o zniknięciu pojemników albo ich kradzieży. Dlatego moja przestroga – jeśli przypadkiem natkniecie się na coś ciężkiego, zwykle pomalowanego na żółto, oznakowanego czarną albo czerwoną „koniczynką”, nie zaglądajcie do środka, nie warto ryzykować. Przy okazji – pojemnik wykonany głównie z ołowiu waży ok. 40 kg, a w środku jest maleńka kapsułka (5×8 mm) zawierająca kobalt-60.

Typowy pojemnik z promieniotwórczym kobaltem – źródło ilustracji – Policja Poznań 

(c) by Mirosław Dworniczak
Jeśli chcesz wykorzystać ten tekst lub jego fragmenty, skontaktuj się z autorem. Linkować oczywiście można.

 

Czad zabija!

 

Temat aktualny zawsze, ale szczególnie teraz. Każdej jesieni i zimy w mediach pojawiają się informacje o kolejnych zatruciach czadem (tlenkiem węgla – CO), przy czym często są to niestety przypadki śmiertelne. Zacznijmy od samego tlenku węgla. Skąd on się bierze? Jeśli mamy źle działający piec czy np. junkers, paliwo spala się w nim w sposób niecałkowity. Obok dwutlenku węgla (CO₂), który jest normalnym produktem pełnego spalania, powstaje mniejsza lub większa ilość gazowego tlenku węgla (CO) nazywanego popularnie czadem. Jest to prosty związek, ale na nasze nieszczęście charakteryzuje się dwoma właściwościami, które są dla ludzi zabójcze. Jego gęstość jest praktycznie taka sama jak powietrza, a więc bez problemu z nim się miesza. Na dodatek człowiek nie jest w stanie wykryć czadu, ponieważ CO jest bezbarwny i bezwonny. Ale gorsze jest coś innego: tlenek węgla doskonale łączy się z hemoglobiną (Hb), która służy do transportu tlenu w organizmie (tworzy się karboksyhemoglobina – HbCO).