Sarin (zenuwgas)

Hoe sarin werkt

Zoals andere zenuwagentia valt sarin het zenuwstelsel aan door te verhinderen dat zenuwuiteinden in de spieren worden uitgeschakeld. De dood zal meestal het gevolg zijn van verstikking door het onvermogen om de spieren die betrokken zijn bij de ademhaling te controleren.

Bij gewervelde dieren is acetylcholine de neurotransmitter die wordt gebruikt bij de neuromusculaire verbinding, waar signalen worden verzonden tussen neuronen van het centrale zenuwstelsel naar spiervezels.

Normaal gesproken komt acetylcholine vrij uit het neuron om de spier te stimuleren, waarna het wordt afgebroken door acetylcholinesterase. Hierdoor kan de spier zich ontspannen. Door remming van cholinesterase blijft de neurotransmitter op de spiervezel inwerken. Hierdoor stopt de ademhaling.

 
Sarin (rood), acetylcholinesterase (geel), acetylcholine (blauw)  

Geschiedenis

Sarin werd in 1938 in Wuppertal-Elberfeld in Duitsland ontdekt door wetenschappers van IG Farben in een poging sterkere pesticiden te maken. Het is het giftigste van de vier door Duitsland vervaardigde zenuwgassen uit de G-reeks. De naam "sarin" komt van letters in de namen van de wetenschappers: Gerhard Schrader, Otto Ambros, Gerhard Ritter en Hans-Jürgen von der Linde.

Medio 1939 werd de formule van het middel doorgegeven aan de afdeling chemische oorlogsvoering van het Duitse wapenbureau, dat opdracht gaf tot massaproductie voor gebruik in oorlogstijd. Het werd niet gebruikt in de Tweede Wereldoorlog.

Gebruik

• Maart 1998: Sarin was een van de gassen die Saddam Hoessein gebruikte om het Koerdische dorp Halabja aan te vallen.
• April 1988: Sarin werd vier keer gebruikt tegen Iraanse soldaten in april 1988 aan het einde van de oorlog tussen Iran en Irak. Het hielp de Iraakse troepen de controle over het schiereiland al-Faw terug te winnen tijdens de Tweede Slag om al-Faw. Met behulp van satellietbeelden hielpen de Verenigde Staten de Iraakse troepen om de positie van de Iraanse troepen tijdens die aanvallen te vinden.
• 1995: De Japanse sekte Aum Shinrikyo liet een onzuivere vorm van sarin los in Matsumoto, Nagano, waarbij acht mensen omkwamen en meer dan 200 gewond raakten.
• 2013: Sarin werd gebruikt in Ghouta, Syrië, tijdens de Syrische burgeroorlog waarbij meer dan duizend rebellen en burgers, waaronder veel kinderen, werden gedood. Een VN-team traceerde de chemische blauwdruk naar de Syrische regering. De regering ontkende de verantwoordelijkheid.

 

Eigenschappen

Sarin is een vloeistof. Het heeft geen kleur en geen geur. Niet zuivere sarin kan er echter bruin uitzien en ruiken naar verbrand rubber. Het is mengbaar in water, wat betekent dat het kan oplossen in water. Sarin smelt bij -56 °C en kookt bij 158 °C.

Toxiciteit

Sarin is zeer gevaarlijk, of iemand het nu aanraakt of inademt. De LD50 van sarin is 172 μg/kg. Dit betekent dat als een groep mensen 172 μg sarin per kilogram lichaamsgewicht zou krijgen, 50% van de mensen in die groep zou sterven. Dit werd vastgesteld toen wetenschappers muizen injecteerden met sarin. Vervolgens hebben ze berekeningen uitgevoerd om de verhouding van sarin per kilogram te bepalen en zo de LD50 te bekomen.

Pure sarin is naar schatting 26 keer dodelijker dan cyanide.

 
Een 2D-weergave van sarin  

Productie

Sarin wordt gemaakt door verschillende chemicaliën met elkaar te mengen. Het is voor de gemiddelde persoon moeilijk en gevaarlijk om sarin te maken of aan veel van de chemicaliën te komen die nodig zijn om sarin te maken.

1) Methylfosfonyldifluoride met isopropylalcohol. Als bijproduct van de reactie wordt fluorwaterstofzuur gemaakt:

2) Methylfosfonyldifluoride en methylfosfonische dichloride. Dit wordt het "Di-di" proces genoemd. Als bijproduct wordt zoutzuur gemaakt:

Beide methoden laten veel zuur achter. Dit is een probleem omdat het zuur de containers waarin de sarin wordt opgeslagen zal aantasten.

 

Opslag

Sarin is moeilijk op te slaan omdat de binding tussen het fosfor en het fluor gemakkelijk wordt verbroken. Daarom wordt het opgeslagen als twee afzonderlijke chemicaliën die bij vermenging sarin vormen.

Sarin ontleedt bij een hoge pH. Eerst breekt het af tot isopropylmethylfosfonzuur (IMPA). Daarna breekt het af tot methylfosfonzuur (MPA). IMPA kan worden opgespoord om na te gaan of er ergens sarin is gebruikt, omdat het een chemische stof is die niet in de natuur voorkomt.

 

Symptomen

In de geneeskunde wordt het acroniem SLUDGE gebruikt om enkele symptomen van sarinvergiftiging te onthouden:

• Speekselvorming (de speekselklieren werken te hard en maken veel speeksel aan)
• Lacrimatie (tranen komen uit de ogen)
• Urineren (de persoon kan zichzelf niet tegenhouden om te plassen)
• Defecatie (de persoon zal ook niet in staat zijn om zichzelf te stoppen met poepen)
• Gastro-intestinale verstoring (problemen met het maagdarmstelsel, zoals diarree)
• Emesis (overgeven)

Andere symptomen van sarinvergiftiging zijn:

• Myosis (de pupillen in de ogen vernauwen zich - ze worden erg klein)
• Spierspasmen (de spieren worden zeer strak en pijnlijk). Uiteindelijk kunnen de spieren verlamd raken.
• Dit kan het voor een persoon onmogelijk maken om de spieren die nodig zijn voor de ademhaling onder controle te houden. Als dit gebeurt, stopt de ademhaling en kan de persoon sterven omdat hij niet in staat is om zuurstof in te ademen.
• Bradycardie (zeer trage hartslag)
• Bronchoconstrictie (de buizen die naar de longen leiden worden kleiner, waardoor het moeilijker of zelfs onmogelijk wordt om lucht in de longen te ademen)
• Aanvallen en status epilepticus
• Verlies van bewustzijn