化学武器知多少——化学毒剂的基本介绍及其去污技术的发展

doi:10.3866/PKU.DXHX202002078

摘要/Abstract

摘要：

化学武器是一种借助毒剂的毒害作用来打击敌方战斗力的武器，具有杀伤途径多、规模大、威力强、持续时间长等特点，素有“无声杀手”之称，其基本组成要素是化学毒剂（Chemical warfare agents，CWAs）。长期以来，化学武器的使用不符合伦理道德的要求，其不仅会降低对方的战斗力，而且还会导致许多无辜人员受到伤害，因此减轻化学武器的伤害至关重要。本文首先介绍了化学毒剂的分类，然后从化学的角度综述了近几年常见的检测和降解化学毒剂的方法，并对去污技术的发展趋势进行了展望。

关键词: 化学毒剂, 分类, 检测和降解

Abstract:

Chemical weapon is a kind of weapon which can attack enemy's combat power by means of poison. It can kill with many ways, large-scale, high power, and long duration. It is known as "silent killer", and its basic component is chemical warfare agents. For a long time, the use of chemical weapons in war will not only reduces the opponent's combat effectiveness, but also harms many innocent people, which is not in line with ethical requirements. Therefore, it is important to reduce the harm of chemical weapons. This article first introduces the basic knowledge of chemical weapons, including the components, classification, and then summarizes the methods of detecting and degrading chemical warfare agents in recent years from the perspective of chemistry, and prospects the development trend of decontamination technology.

Key words: Chemical warfare agents, Classification, Detection and degradation

MSC2000:

张亚如, 夏炎. 化学武器知多少——化学毒剂的基本介绍及其去污技术的发展[J]. 大学化学, 2021, 36(2): 2002078.

Yaru Zhang, Yan Xia. How Much do You Know about Chemical Weapons? A Brief Introduction of Chemical Warfare Agents and Development of Decontamination Technology[J]. University Chemistry, 2021, 36(2): 2002078.

图/表 3

参考文献 58

1	王晨. 精细与专用化学品, 2016, 24 (5), 36.
2	John H. ; van der Schans M. J. ; Koller M. ; Spruit H. E. T. ; Worek F. ; Thiermann H. ; Noort D. Forensic. Toxicol. 2018, 36, 61. doi: 10.1007/s11419-017-0376-7
3	李其样; 张振中. 山西科技, 2007, (1), 103. doi: 10.3969/j.issn.1004-6429.2007.01.048
4	姚新建. 化学教学, 2003, (5), 23. doi: 10.3969/j.issn.1005-6629.2003.05.015
5	Bajgar J. Adv. Clin. Chem. 2004, 38, 151.
6	日月. 湖南安全与防灾, 2004, (6), 41.
7	罗孝如; 陈本健. 生命与灾害, 2018, (4), 16.
8	于立青; 彭蜀晋. 广州化学, 2005, (3), 62. doi: 10.3969/j.issn.1009-220X.2005.03.013
9	刘萌. 文史天地, 2019, (1), 72.
10	世界知识, 2015, No. 23, 14.
11	熊飞; 谢京京. 生命与灾害, 2012, (9), 30.
12	牛宝成. 现代军事, 2000, (6), 55.
13	葛淑珍.犹太人抗击"否定纳粹屠犹"研究(博士学位论文).南京: 南京大学, 2011.
14	叶伟; 董中朝; 彭凤武; 王新明. 广州化工, 2008, (1), 8. doi: 10.3969/j.issn.1001-9677.2008.01.005
15	林福生. 中国药理学与毒理学杂志, 2003, (4), 319.
16	吴春晓.化学战剂的发展与防护(硕士学位论文).兰州: 兰州大学, 2007.
17	Cai Y. ; Li C. ; Song Q. ACS Sens. 2017, 2, 834. doi: 10.1021/acssensors.7b00205
18	Puglisi R. ; Pappalardo A. ; Gulino A. ; Trusso Sfrazzetto G. ACS Omega 2019, 4, 7550. doi: 10.1021/acsomega.9b00502
19	Bobbitt N. S. ; Mendonca M. L. ; Howarth A. J. ; Islamoglu T. ; Hupp J. T. ; Farha O. K. ; Snurr R. Q. Chem. Soc. Rev. 2017, 46, 3357. doi: 10.1039/C7CS00108H
20	Nath I. ; Chakraborty J. ; Verpoort F. Chem. Soc. Rev. 2016, 45, 4127. doi: 10.1039/C6CS00047A
21	Tušek D. ; Ašperger D. ; Bačić I. ; Urković L. ; Macan J. J. Mater. Sci. 2017, 52, 2591. doi: 10.1007/s10853-016-0552-x
22	Wagner G. W. ; Bartram P. W. ; Koper O. ; Klabunde K. J. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 3225. doi: 10.1021/jp984689u
23	Wagner G. W. ACS Symp. Ser. 2010, 1045, 125.
24	Kim K. ; Tsay O. G. ; Atwood D. A. ; Churchill D. G. Chem. Rev. 2011, 111, 5345. doi: 10.1021/cr100193y
25	Wagner G. W. ; Chen Q. ; Wu Y. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 11901. doi: 10.1021/jp803003k
26	Wagner G. W. ; Peterson G. W. ; Mahle J. J. Ind. Eng. Chem. Res. 2012, 51, 3598. doi: 10.1021/ie202063p
27	Naseri M. T. ; Sarabadani M. ; Ashrafi D. ; Saeidian H. ; Babri M. Environ. Sci. Pollut. Res. 2013, 20, 907. doi: 10.1007/s11356-012-0997-7
28	Henych J. ; StehlíkŠ. ; Mazanec K. ; Tolasz J. ; Cermák J. ; Rezek B. ; Mattsson A. ; Österlund L. Appl. Catal. B:Environ. 2019, 259, 118097. doi: 10.1016/j.apcatb.2019.118097
29	Bandosz T. J. ; Laskoski M. ; Mahle J. ; Mogilevsky G. ; Peterson G. W. ; Rossin J. A. ; Wagner G. W. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 11606. doi: 10.1021/jp3028879
30	Saha D. ; Bao Z. ; Jia F. ; Deng S. Environ. Sci. Technol. 2010, 44, 1820. doi: 10.1021/es9032309
31	Hartlieb K. J. ; Holcroft J. M. ; Moghadam P. Z. ; Vermeulen N. A. ; Algaradah M. M. ; Nassar M. S. ; Botros Y. Y. ; Snurr R. Q. ; Stoddart J. F. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 2292. doi: 10.1021/jacs.5b12860
32	Altintas C. ; Keskin S. ACS Sustainable Chem. Eng. 2019, 7, 2739. doi: 10.1021/acssuschemeng.8b05832
33	Bhardwaj N. ; Bhardwaj S. K. ; Mehta J. ; Kim K. ; Deep A. ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 33589. doi: 10.1021/acsami.7b07818
34	Small L. J. ; Hill R. C. ; Krumhansl J. L. ; Schindelholz M. E. ; Chen Z. ; Chapman K. W. ; Zhang X. ; Yang S. ; Schröder M. ; Nenoff T. M. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 27982. doi: 10.1021/acsami.9b09938
35	Ye R. ; Lin L. ; Chen C. ; Yang J. ; Li F. ; Zhang X. ; Li D. ; Qin Y. ; Zhou Z. ; Yao Y. ACS Catal. 2018, 8, 3382. doi: 10.1021/acscatal.8b00501
36	Ma F. ; Liu S. ; Sun C. ; Liang D. ; Ren G. ; Wei F. ; Chen Y. ; Su Z. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4178. doi: 10.1021/ja109659k
37	Serra-Crespo P. ; Ramos-Fernandez E. V. ; Gascon J. ; Kapteijn F. Chem. Mater. 2011, 23, 2565. doi: 10.1021/cm103644b
38	Roy A. ; Srivastava A. K. ; Singh B. ; Shah D. ; Mahato T. H. ; Srivastava A. Dalton Trans. 2012, 41, 12346. doi: 10.1039/c2dt31888a
39	Liu Y. ; Howarth A. J. ; Vermeulen N. A. ; Moon S. ; Hupp J. T. ; Farha O. K. Coord. Chem. Rev. 2017, 346, 101. doi: 10.1016/j.ccr.2016.11.008
40	Cavka J. H. ; Jakobsen S. ; Olsbye U. ; Guillou N. ; Lamberti C. ; Bordiga S. ; Lillerud K. P. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13850. doi: 10.1021/ja8057953
41	Katz M. J. ; Moon S. ; Mondloch J. E. ; Beyzavi M. H. ; Stephenson C. J. ; Hupp J. T. ; Farha O. K. Chem. Sci. 2015, 6, 2286. doi: 10.1039/C4SC03613A
42	Peterson G. W. ; Moon S. ; Wagner G. W. ; Hall M. G. ; Decoste J. B. ; Hupp J. T. ; Farha O. K. Inorg. Chem. 2015, 54, 9684. doi: 10.1021/acs.inorgchem.5b01867
43	Mondloch J. E. ; Bury W. ; Fairen-Jimenez D. ; Kwon S. ; Demarco E. J. ; Weston M. H. ; Sarjeant A. A. ; Nguyen S. T. ; Stair P. C. ; Snurr R. Q. ; et al J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10294. doi: 10.1021/ja4050828
44	Mondloch J. E. ; Katz M. J. ; Isley Iii W. C. ; Ghosh P. ; Liao P. ; Bury W. ; Wagner G. W. ; Hall M. G. ; Decoste J. B. ; Peterson G. W. ; et al Nat. Mater. 2015, 14, 512. doi: 10.1038/nmat4238
45	Howarth A. J. ; Buru C. T. ; Liu Y. ; Ploskonka A. M. ; Hartlieb K. J. ; Mcentee M. ; Mahle J. J. ; Buchanan J. H. ; Durke E. M. ; Al-Juaid S. S. ; et al Chem. Eur. J. 2017, 23, 214. doi: 10.1002/chem.201604972
46	Furukawa H. ; Gándara F. ; Zhang Y. ; Jiang J. ; Queen W. L. ; Hudson M. R. ; Yaghi O. M. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 4369. doi: 10.1021/ja500330a
47	Moon S. ; Liu Y. ; Hupp J. T. ; Farha O. K. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 6795. doi: 10.1002/anie.201502155
48	Plonka A. M. ; Grissom T. G. ; Musaev D. G. ; Balboa A. ; Gordon W. O. ; Collins-Wildman D. L. ; Ghose S. K. ; Tian Y. ; Ebrahim A. M. ; Mitchell M. B. ; et al Chem. Mater. 2019, 31, 9904. doi: 10.1021/acs.chemmater.9b04565
49	Wang H. ; Mahle J. J. ; Tovar T. M. ; Peterson G. W. ; Hall M. G. ; Decoste J. B. ; Buchanan J. H. ; Karwacki C. J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 21109. doi: 10.1021/acsami.9b04927
50	Liu Y. ; Moon S. ; Hupp J. T. ; Farha O. K. ACS Nano 2015, 9, 12358. doi: 10.1021/acsnano.5b05660
51	Liu Y. ; Buru C. T. ; Howarth A. J. ; Mahle J. J. ; Buchanan J. H. ; Decoste J. B. ; Hupp J. T. ; Farha O. K. J. Mater. Chem. A 2016, 4, 13809. doi: 10.1039/C6TA05903A
52	Wang H. ; Wagner G. W. ; Lu A. X. ; Nguyen D. L. ; Buchanan J. H. ; Mcnutt P. M. ; Karwacki C. J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 18771. doi: 10.1021/acsami.8b04576
53	Giannakoudakis D. A. ; Hu Y. ; Florent M. ; Bandosz T. J. Nanoscale Horiz. 2017, 2, 356. doi: 10.1039/C7NH00081B
54	Chen R. ; Tao C. ; Zhang Z. ; Chen X. ; Liu Z. ; Wang J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 43156. doi: 10.1021/acsami.9b14099
55	Wiederoder M. S. ; Nallon E. C. ; Weiss M. ; Mcgraw S. K. ; Schnee V. P. ; Bright C. J. ; Polcha M. P. ; Paffenroth R. ; Uzarski J. R. ACS Sens. 2017, 2, 1669. doi: 10.1021/acssensors.7b00550
56	Yu H. ; Son Y. R. ; Yoo H. ; Cha H. G. ; Lee H. ; Kim H. S. Nanomaterials 2019, 9, 1703. doi: 10.3390/nano9121703
57	Mofidi F. ; Reisi-Vanani A. J. Mol. Liq. 2019, 286, 110929. doi: 10.1016/j.molliq.2019.110929
58	Bae K. ; Gwak N. ; Park M. K. ; Lee B. ; Lee K. J. Macromol. Chem. Phys. 2019, 220, 1900213.

[1]	郝温昕, 刘煊赫, 李知芯, 聂渝芯, 邓璐, 吴静. 染发剂三家族的竞争[J]. 大学化学, 2022, 37(9): 2205059-.
[2]	高海平, 郭宇, 姚丽君. 生态文明理念融入“电化学与生活”课程中的教学探索[J]. 大学化学, 2022, 37(1): 2104045-.
[3]	岳宣峰, 樊鑫, 秦丹, 逯昊文, 张延妮. 化学分析测量数据处理有关概念的相关商榷[J]. 大学化学, 2021, 36(9): 2107009-.
[4]	常静, 商闯. 高校分析化学实验室废液的管理与处理[J]. 大学化学, 2021, 36(2): 2004032-.
[5]	郭霖. 聚合物合成设计问题的教学——切断法及逆向思维在高分子化学中的应用[J]. 大学化学, 2021, 36(12): 2101004-.
[6]	王宇, 陈刚, 王艳芳, 张兴文, 徐平. 工科院校材料化学理科专业贯通创新型人才培养探索与实践[J]. 大学化学, 2021, 36(11): 2108059-.
[7]	孙吉峻, 李健军, 韩琳, 姚乃宸, 梅乔健, 张馨文, 张琨, 周宇杰, 赵全芹. 神奇的活性炭家族[J]. 大学化学, 2021, 36(10): 2103011-.
[8]	闫烁文,王子豪,阎晓琦. 危险化学品家族[J]. 大学化学, 2019, 34(8): 152-155.
[9]	杨笑春,沈玉龙,刘立华,张青,杨静. 成果导向教育在物理化学教学中的应用[J]. 大学化学, 2018, 33(10): 58-61.
[10]	姚忠平,姜兆华,黄玉东,岳会敏,安茂忠,韩晓军,尹鸽平. 研究生全校公选课“表面物理化学”分类教学改革与实践[J]. 大学化学, 2016, 31(8): 51-55.
[11]	王志鹏,邓耿. 基于辅因子化学本质及功能的分类与讨论[J]. 大学化学, 2016, 31(4): 39-48.
[12]	黄华奇,陈福盛,黄荣彬. 基本化学反应形式的系统分类[J]. 大学化学, 2016, 31(10): 89-94.
[13]	白鑫刚, 王海霞, 渠桂荣, 郭海明. 高师本科化学专业分类培养模式下教学质量保障体系的构建与实施[J]. 大学化学, 2013, 28(5): 24-27.
[14]	聂永, 苗金玲. 有机硼化合物的分类和名称[J]. 大学化学, 2013, 28(4): 39-43.