De recente poging tot vergiftiging van de voormalige Russische spion Sergei Skripal en zijn dochter heeft geleid tot waarschuwingen over de verspreiding van de giftige chemische stof die bij de aanval werd gebruikt. Honderden mensen die het restaurant hebben bezocht waar de aanval vermoedelijk heeft plaatsgevonden, hebben te horen gekregen dat ze hun kleding moeten wassen om elke kans op besmetting met het vermoedelijke "Novichok" zenuwmiddel te voorkomen.
Het gevaar voor het publiek wordt gelukkig als minimaal beschouwd, met slechts een klein risico door langdurige, herhaalde blootstelling aan de kleine hoeveelheden van de chemische stof. Maar hoe weten experts wat het gevaar werkelijk is in een situatie als deze? Om de situatie te beoordelen, moeten ze overwegen hoeveel van de chemische stof er is vrijgekomen, hoe het in contact is gekomen met mensen en hoe het zich verspreidt en afbreekt in het milieu.
We kunnen via onze huid worden blootgesteld aan chemicaliën, door ze in te ademen, op te eten of in ons bloed te injecteren. En de exacte route kan een enorm verschil maken, net zoals het inademen van zuurstof ons in leven houdt, maar injecteren kan ons doden.
De meest giftige stoffen zijn zelfs in kleine doses dodelijk. De botulinumtoxines, de meest giftige stoffen die ooit zijn ontdekt, kunnen bijvoorbeeld doden met slechts enkele nanogrammen per kilogram lichaamsgewicht als ze in aderen of spieren worden geïnjecteerd. Bij inademing ligt de dodelijke dosis in tientallen nanogrammen per kilogram lichaamsgewicht.
Veel van de bekendste dodelijke stoffen, zoals cyanide of arseen, moeten worden ingenomen om in werking te treden. Maar andere dodelijke verbindingen kunnen eenvoudig worden opgenomen door ze aan te raken. Dit gebeurde in het geval van Katrin Wetterhahn, een professor in analytische chemie die per ongeluk een kleine hoeveelheid dimethylkwik op haar latex gehandschoende hand liet vallen. Omdat deze verbindingen gemakkelijk diffunderen door latex, werd het opgenomen door haar lichaam door de huid. Ze stierf vijf maanden later aan kwikvergiftiging.
Sergei Skripal werd vergiftigd met een van een klasse zenuwmiddelen die bekend staan als Novichok-middelen en chemisch beschreven als organofosforverbindingen. Ze fungeren als een acetylcholinesteraseremmer, wat betekent dat ze het centrale zenuwstelsel verstoren. Deze verbindingen kunnen in vaste, vloeibare of gasvorm voorkomen en we weten dat zenuwmiddelen werken wanneer ze worden ingeslikt of ingeademd. Maar het is nog niet duidelijk welke specifieke chemische verbinding in dit geval werd gebruikt en hoe het werd toegediend. Hierdoor weten we niet hoeveel van de agent nodig was of hoe de slachtoffers werden blootgesteld.
Controleren op verontreiniging (CPL Pete Brown RLC / British Min / EPA) Hoe gevaarlijk een chemische stof kan zijn, hangt ook af van hoe gemakkelijk deze zich kan verspreiden en het milieu kan besmetten. De fysicochemie van een stof speelt hier een belangrijke rol. Arseen heeft een smeltpunt van meer dan 600 ℃, dus als het in voedsel wordt gestrooid, is het onwaarschijnlijk dat het ver van de plaat af reist, omdat het vast is bij kamertemperatuur.
Maar dodelijke verbindingen die als gassen zijn gedispergeerd, zoals het vermeende gebruik van chloorgas in de Syrische burgeroorlog, kunnen leiden tot de onmiddellijke verspreiding van de chemische stof over een groot gebied. Dit betekent dat ze veel meer mensen kunnen treffen, hoewel ze, naarmate ze breder verspreid raken, minder schadelijk zijn voor individuen omdat de doses die mensen ontvangen lager zijn. Evenzo kunnen gif in vloeibare of aerosolvorm of radioactieve oplossingen gemakkelijk van het ene oppervlak naar het andere worden overgebracht.
Als ze eenmaal in het milieu zijn gekomen, beginnen chemicaliën vaak te veranderen of af te breken, waardoor ze na verloop van tijd minder schadelijk worden. Wanneer chloorgas bijvoorbeeld in contact komt met een oxideerbaar materiaal, zoals hout of kleding, verandert het in een onschadelijke, inerte chlorideverbinding.
**********
In het geval van radioactief materiaal hangt de lengte van de stof af van hoe snel zijn atomen energie verliezen, een proces dat bekend staat als radioactief verval en gemeten aan de hand van een zogenaamde halfwaardetijd. Toen een andere voormalige Russische spion, Alexander Litvinenko, in 2006 in het VK werd vermoord, werd het moordwapen radioactief polonium-210 in zijn kopje thee gestopt. Polonium-210 heeft een halfwaardetijd van 139 dagen, wat betekent dat na deze tijd de helft van zijn atomen een alfadeeltje heeft uitgestoten en is vervallen tot polonium-206-atomen.
Deze alfastraling emitteerde in zijn lichaam nadat hij de vergiftigde thee had gedronken, wat Litvinenko ziek maakte en hem uiteindelijk een maand later doodde. Maar degenen die in nauw contact met hem kwamen, zoals zijn verpleegsters, zouden veel minder aan straling zijn blootgesteld. Alfadeeltjes reizen niet ver en worden gestopt door zelfs kleine obstakels zoals een stuk papier of een menselijke huid.
Organofosforzenuwmiddelen, waaronder Novichok en sarin, die werden gebruikt in de Tokio-metroaanval die tot 13 doden leidde, zijn onstabiel en breken geleidelijk af in de tijd of bij blootstelling aan water. Dit is de reden waarom het wassen van je kleding na blootstelling aan zo'n verbinding voldoende kan zijn om ervan af te komen. Zenuwmiddelen op basis van organofosfor zijn zelfs zo onstabiel dat ze vaak worden opgeslagen als twee of meer afzonderlijke verbindingen en vervolgens worden gecombineerd wanneer dat nodig is.
Het vermogen om gemakkelijk te reageren met andere stoffen maakt dodelijke chemicaliën zo gevaarlijk voor zowel de beoogde slachtoffers als onschuldige omstanders. Als gevolg hiervan blijven deze agressieve stoffen meestal niet lang hangen. Maar als ze iets tegenkomen dat hen op het oppervlak houdt totdat het ze weer vrijgeeft, kan dit hun potentieel schadelijke levensduur verlengen. Metalen deurgrepen zijn een goed voorbeeld voor het overbrengen van materiaal van de ene persoon naar de andere.
Voor degenen die een vervuilde locatie opruimen, zijn al deze factoren van vitaal belang om te begrijpen waar ze voor staan en hoe ze kunnen voorkomen dat iemand anders het slachtoffer wordt van een dodelijke chemische stof.
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation.
Vera Thoss, docent duurzame chemie, Universiteit van Bangor
