§2. Силы и средства химического контроля.

Оценка химической обстановки осуществляется с помощью приборов, систем и средств химического контроля обстановки.

Приборы, системы и средства контроля химического заражения окружающей среды предназначены для наблюдения за окружающей средой и обнаружения в воздухе, в почве и воде опасных химических веществ, в том числе и аварийно опасных.

Приборы, системы и средства разделяют по функциональным характеристикам и особенностям. В частности выделяют приборы, системы и средства контроля:

• Заражения воздуха

• Промышленных выбросов и отработанных газов

• Заражения поверхностных вод и питьевой воды, сточных вод

• Заражения почвы.

Средства и методы химической разведки и контроля

Основой химической разведки является индикация отравляющих и высокотоксичных веществ, которая осуществляется с помощью средств периодического и непрерывного контроля зараженности опасными веществами (далее ОВ) воздуха, техники, воды, продовольствия, обмундирования и средств индивидуальной защиты. На медицинскую службу возлагается индикация ОВ в воде, продовольствии, медикаментах, предметах медицинского и санитарно-технического имущества.

Термин “индикация” означает комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на качественное обнаружение, количественное определение (установление концентрации и плотности заражения) и идентификацию химической природы ОВ в различных средах.

Индикация ОВ может проводиться органолептическим, физическим, физико-химическим, химическим, биохимическим, биологическим, фотометрическим или хроматографическим методом.

Исторически первым, когда еще не было приборов для обнаружения химических веществ, возник органолептический метод индикации ОВ. Органолептический метод основан на использовании зрительного, слухового или обонятельного анализаторов людей. Например, можно услышать глухой звук разрыва химического боеприпаса, увидеть облако на месте его разрыва, обнаружить изменение окраски растительности, мертвых животных и рыб, на местности – капли или мазки жидкости, похожей на ОВ, почувствовать подозрительный запах. Этот метод может быть использован химическими наблюдательными постами, но лишь как вспомогательный, поскольку он недостоверен и субъективен.

Физический и физико-химический методы индикации основаны на определении некоторых физических свойств ОВ (например, температуры кипения или плавления, растворимости, удельного веса и др.) или на регистрации изменений физико-химических свойств зараженной среды, возникающих под влиянием ОВ (изменение электропроводности, преломление света). Физический метод можно применять только при определении констант химически чистого вещества. Физико-химический метод положен в основу работы автоматических газосигнализаторов и газоопределителей. Эти приборы позволяют вести постоянное наблюдение за воздухом и быстро сигнализировать о заражении ОВ.

Основными методами индикации ОВ в настоящее время являются химический и биохимический методы. Они положены в основу работы приборов химической разведки, полевых и базовых лабораторий.

Химический метод основан на способности ОВ при взаимодействии с определенным реактивом давать осадочные или цветовые реакции. Эти реакции должны обеспечивать обнаружение ОВ в концентрациях, не опасных для здоровья людей, то есть должны быть высокочувствительными, и, по возможности, специфичными.

Необходимость обнаружения незначительных количеств ОВ в воздухе и воде достигается применением адсорбентов и органических растворителей, с помощью которых ОВ извлекается из анализируемой пробы, а затем подвергается концентрированию.

Специфичность реакции определяется способностью реактива взаимодействовать только с одним определенным ОВ или определенной группой веществ, сходных по химической структуре и свойствам. В первом случае – это специфические реактивы, во втором – групповые. Большинство известных реактивов являются групповыми; они используются для установления наличия ОВ и степени заражения ими среды.

Химическую индикацию ОВ осуществляют путем реакции на бумаге (индикаторные бумажки), адсорбенте или в растворах.

При выполнении реакции на бумаге используют такие реактивы, которые при взаимодействии с ОВ вызывают изменение цвета индикаторной бумаги. При просасывании зараженного воздуха через индикаторную трубку, ОВ поглощается адсорбентом, концентрируется в нем, а затем реагирует с реактивом с образованием окрашенных соединений. Это позволяет определять с помощью индикаторных трубок такие концентрации ОВ, которые нельзя обнаружить другими способами.

При выполнении индикации в растворах ОВ предварительно извлекается из зараженного материала, а затем переводится в растворитель, в котором и происходит взаимодействие ОВ со специфическим реактивом. В зависимости от исследуемого материала, типа ОВ и реактива в качестве растворителя используют воду или органические соединения, чаще всего – этиловый спирт или петролейный эфир.

Биохимический метод индикации основан на способности некоторых ОВ нарушать деятельность ряда ферментов. Практическое значение имеет холинэстеразная реакция для определения фосфорорганических соединений (ФОС). ФОС угнетают активность холинэстеразы – фермента,  гидролизующего ацетилхолин. Это свойство ФОС и используется для индикации. Стандартный препарат холинэстеразы подвергают воздействию вещества с исследуемого объекта, а затем по изменению  цвета индикатора сопоставляют время гидролиза ферментом определенного количества ацетилхолина в опыте и контроле. Главным преимуществом биохимического метода индикации является его высокая чувствительность. Например, в воздухе ФОС определяются в концентрации 0,0000005 мг/л.

Биологический метод индикации основан на наблюдении за развитием патофизиологических и патологоанатомических изменений у лабораторных животных, зараженных ОВ. Этот метод лежит в основе токсикологического контроля и имеет большое значение для индикации новых ОВ или токсических веществ, которые нельзя определить с помощью табельных индикационных химических приборов. Индикация биологическим методом осуществляется достаточно длительное время, и требует специальной подготовки персонала и наличия лабораторных животных, в связи с чем, его используют, главным образом, в санитарно-эпидемиологических учреждениях.

В основе фотометрического метода лежит определение оптической плотности различных химических веществ, по изменению которой и определяется концентрация ОВ. Для измерения светопоглощения используются фотометры и спектрофотометры, в основе работы которых лежит закон поглощения света окрашенными растворами (закон Ламберта-Бера).

Обычно для фотометрии используют область, в которой идет наибольшее поглощение света. Причем для аналитических целей пригодны только те цветовые реакции, в ходе которых развивается окраска, пропорциональная концентрации исследуемого вещества. Например, этими методами можно определить  концентрацию карбоксигемоглобина в крови.

Хроматографический метод основан на разделении веществ по зонам их максимальной концентрации и определении их количества в различных фракциях. В практике нашли применение различные виды хроматографии: бумажная, тонкослойная, жидкостная, газожидкостная и др. Эти методы являются весьма перспективными, так как позволяют определить содержание различных химических веществ в исследуемых объектах в самых малых количествах.

Рассмотрим подробнее приборы, системы и средства контроля химического заражения воздуха.

1. Отдельные приборы

1)Войсковой прибор химической разведки (ВПХР). Предназначен для определения в воздухе, на местности, в сыпучих материалах зарина, зомана, вигазов, иприта, фосгена, синильной кислоты, хлорциана и др. Устройство ВПХР (см. приложение 1). Прибор состоит из корпуса с крышкой и размещенных в них: ручного насоса, насадки к насосу, бумажных кассет с индикаторными трубками, защитных колпачков, противодымных фильтров, электрофонаря, грелки с патронами. Кроме того, в комплект прибора входит лопатка для взятия проб, штырь, “Инструкция по эксплуатации”, памятка по работе с прибором, памятка по определению ОВ, плечевой ремень с тесьмой. Масса прибора — 2,3 кг, чувствительность к фосфорорганическим ОВ — до 5-10-6 мг/л, к фосгену, синильной кислоте и хлорциану — до 5-10-3 мг/л, иприту — до 2*10-3 мг/л; диапазон рабочих температур от —40 до +40°С.

2)Газоанализаторы. Представляют собой более сложные приборы, позволяющие обнаруживать присутствие паров ОХВ в воздухе. В зависимости от режима работы газоанализаторы подразделяются на приборы непрерывного и циклического действия. Они могут быть стационарными, передвижными и переносными. Газоанализаторы в зависимости от принципа действия бывают:

• Механические

• Звуковые

• Ультразвуковые

• Тепловые

• Магнитные

• Электрохимические

• Ионизационные

• Оптические

• Комбинированные

Газоанализатор «Колион – 1». Он предназначен для измерения (определения) содержания в воздухе: ядовитых неорганических соединений (аммиак, сероводород, мышьяковистый водород, фосфористый водород), гидразинов, меркаптанов, аминов; органических растворителей (бензол, толуол, ацетон и др.); топлив (бензин, керосин и др.).

В комплект прибора входят: пробник (забор воздуха), измерительный блок. Диапазон измерений от 0,5 до 2000 мг/м (кубических).

3)Газосигнализаторы типа «Сирена». Они представляют собой оптические (фотоколометрические) промышленные стационарные автоматические приборы циклического действия. В качестве первичного измерительного преобразователя в них многократно используется индикаторный порошок.

Газоанализатор состоит из датчика, блока управления и потенциометра.

Время работы в автоматическом режиме без замены индикаторного порошка при концентрации не выше ПДК: «Сирена – 2» - 30 суток, «Сирена – 4» - 14 суток. «Сирена» - определяет сероуглерод, «Сирена – 2» - аммиак, «Сирена - 4» - фосген.

4)Газосигнализатор автоматический ГСП – 11. Он предназначен для непрерывного контроля зараженности воздуха ФОВ (фосфорорганических веществ), кроме того, может быть использован для обнаружения фосфорорганчиских пестицидов в воздухе. При обнаружении в воздухе паров ФОВ прибор подает световой и звуковой сигнал.

5)Войсковой автоматический газосигнализатор ГСА-3М

Прибор предназначен для обнаружения в воздухе специальных веществ (СВ) и сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ), таких как хлор и аммиак;

автоматического светового и звукового оповещений об опасности.

Состав прибора: блок индикации; блок питания; ремень; жгут.

Технические характеристики (см. приложение 2)

Другие газоанализаторы определяют: «ЭХА – 221» и «Миндаль» - синильную кислоту; «УФА – 1» - ХЛОР; «Нитрон» - окислы азота;

«ФЛ – 5501М» - сернистый ангидрид, аммиак, хлор; «ГКП – 1» - сернистый ангидрид.

2. Системы приборов

1. Автоматизированная система дистанционного мониторинга АСДМ-«Лидар» осуществляет оптико-электронное зондирование воздушного бассейна в автоматическом режиме в целях проведения экологического мониторинга атмосферы и обнаружения аварий с выбросом АХОВ на ХОО. Система включает: стационарный пост (СП), мобильный и лидарный комплекс.

2. Автоматизированная система контроля утечки токсичных газов и оповещения ХОО. Предназначена для непрерывного измерения концентрации токсичных газов, включения звуковой и световой сигнализации об аварии, определения уровня аварии, прогназирования данных о последствиях аварий.

Выводы.

Своевременное использование рассмотренных средств химической разведки и контроля обеспечит надежность оповещения персонала объектов и населения о химическом заражении и принятие необходимых мер.

Обнаружение и определение степени заражения отравляющими и сильнодействующими ядовитыми веществами воздуха, местности, сооружений, оборудования, транспорта, средств индивидуальной защиты, одежды, продовольствия, воды, фуража и других объектов производится с помощью приборов химической разведки или путем взятия проб и последующего анализа их в химических лабораториях.

Основным прибором химической разведки является войсковой прибор химической разведки (ВПХР. Для обнаружения СДЯВ используются различного вида в зависимости от характера производства промышленные приборы. Принцип обнаружения и определения ОВ приборами химической разведки основан на изменении окраски индикаторов при взаимодействии их с ОВ. В зависимости от того, какой был взят индикатор и как он изменил окраску, определяют тип ОВ, а сравнение интенсивности полученной окраски с цветным эталоном позволяет судить о приблизительной концентрации ОВ в воздухе или о плотности заражения.

Опасность поражения людей отравляющими и сильнодействующими ядовитыми веществами требует быстрого выявления и оценки химической обстановки в условиях заражения. Организация химического наблюдения призвана обеспечить предупреждение населения об опасности заражения. За состоянием атмосферы постоянно ведут наблюдение посты метеорологической службы, которые следят за радиационным и химическим заражением.

Наряду с ионизирующим излучением большую опасность для людей и всей окружающей среды представляют отравляющие вещества при применении химического оружия, а также сильнодействующие ядовитые вещества при авариях на производствах.

Поражение людей может быть вызвано при непосредственном попадании отравляющих и сильнодействующих ядовитых веществ на них, в результате соприкосновения людей с зараженной почвой и предметами, употребления зараженных продуктов и воды, а также при вдыхании зараженного воздуха.

В целях своевременного оповещения населения о возможном радиационном и химическом заражении службы химической разведки гражданской обороны располагают соответствующими приборами, которыми можно контролировать состояние окружающей среды.

Вторая глава: Нормативно-правовая база.