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

© Эко-Вектор, 2023

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

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах