Идентификация продуктов деградации 2-хлоробензальмалонодинитрила (CS) в объектах, доставленных из зоны проведения специальной военной операции

Формирование аэрозоля 2-хлоробензальмалонодинитрила (CS) во время горения пиротехнической смеси в газовых гранатах сопровождается образованием многочисленных продуктов термолитической деградации. Многие из этих продуктов (включая и сам CS) являются весьма реакционноспособными веществами, вследствие чего состав аэрозоля значительно отличается от набора продуктов, которые можно обнаружить впоследствии в объектах окружающей среды.

Цель работы – обнаружение и идентификация производных CS в образцах грунта и в материале газовых гранат, доставленных из зоны проведения специальной военной операции, для оценки их относительного содержания и выбора перспективных маркеров факта применения CS.

Методы исследования. Обнаружение и структурную идентификацию продуктов деградации CS выполняли методами газовой и жидкостной хромато-масс-спектрометрии низкого и высокого разрешения.

Результаты исследования. Обнаружены более 30 соединений, являющихся продуктами окисления, восстановления, термолитической деструкции и димеризации CS и его производных. Методом жидкостной хромато-масс-спектрометрии, ранее не использовавшегося для подобных работ, предположительно идентифицировали пять соединений, сведения о которых в отношении газовых гранат отсутствуют в доступных нам источниках.

Вывод. В случае анализа объектов методом газовой хромато-масс-спектрометрии наиболее удобным маркером применения CS является 2-хлорбензилмалонилдинитрил, в то время как содержание самого CS может быть незначительным. Для варианта анализа методом жидкостной хромато-масс-спектрометрии предпочтителен поиск продуктов циклизации CS хинолиновой природы (положительный режим ионизации), а для отрицательного режима – продуктов димеризации и восстановления CS.

1. Timperley CM, Forman JE, Åas P, Abdollahi M, Benachour D, Al-Amri AS, et al. Advice from the Scientific Advisory Board of the Organisation for the Prohibition of Chemical Weapons on riot control agents in connection to the Chemical Weapons Convention. RSC Adv. 2018;8:41731–9. https://doi.org/10.1039/C8RA08273A

2. Olajos EJ, Salm H. Riot control agents: Pharmacology, Toxicology, Biochemistry and Chemistry. J Appl Toxicol. 2001;21:355–91. https://doi.org/10.1002/jat.767

3. Smith PA, Kluchinsky TA, Savage PB, Erickson RP, Lee AP, Williams K, et al. Traditional Sampling With Laboratory Analysis and Solid Phase Microextraction Sampling With Field Gas Chromatography/Mass Spectrometry by Military Industrial Hygienists. AIHA J. 2002;63(3):284–92. https://doi.org/10.1080/15428110208984715

4. Sass S, Fisher TL, Jascot MJ, Herban J. Gas-Liquid Chromatography of Some Irritants at Various Concentrations. Anal Chem. 1971;43(3):462–4. https://doi.org/10.1021/ac60298a040

5. Bettencourt da Silva RJN, Silveira DM, Camões MFGFC, Borges CMF, Salgueiro PAS. Validation, Uncertainty, and Quality Control of Qualitative Analysis of Tear Gas Weapons by Gas Chromatography-Mass Spectrometry. Anal Lett. 2014;47(2):250–67. https://doi.org/10.1080/00032719.2013.832274

6. Borusiewicz R. Chromatographic analysis of the traces of 2-chlorobenzalmalononitrile with passive adsorption from the headspace on Tenax TA and Carbotrap 300. Forensic Sci Int. 2019;303:109933. https://doi.org/10.1016/j.forsciint.2019.109933

7. Gheorghe V, Gheorghe CG, Roxana DP, Mihai S, Calin C, Sarbu EE, et al. Synthesis, Purity Check, Hydrolysis and Removal of o-Chlorobenzyliden Malononitrile (CBM) by Biological Selective Media. Toxics. 2023;11(8):672. https://doi.org/10.3390/toxics11080672

8. Kluchinsky TA (Jr), Savage PB, Sheely MV, Thomas RJ, Smith PA. Identification of CS-derived Compounds Formed during Heat-dispersion of CS Riot Control Agent. J Micro Sep. 2001;13(5):186–90. https://doi.org/10.1002/mcs.1040

9. Kluchinsky TA (Jr), Sheely MV, Savage PB, Smith PA. Formation of 2-chlorobenzylidenemalononitrile (CS riot control agent) thermal degradation products at elevated temperatures. J Chromatogr A. 2002;952:205–13. https://doi.org/10.1016/S0021-9673(02)00096-1

10. Hout JJ, Hook GL, LaPuma PT, White DW. Identification of Compounds Formed During Low Temperature Thermal Dispersion of Encapsulated o-Chlorobenzylidene Malononitrile (CS Riot Control Agent). J Occu. Environ Hyg. 2010;7(6):352–7. https://doi.org/10.1080/15459621003732721