2. Методы и Технические средства обнаружения и идентификации взрывчатых веществ

Существуют следующие группы методов и ТС для поиска ВВ:

1.С помощью обученных собак- основан на высокой биологической способности собак с помощью обоняния улавливать запахи ВВ Плюсы: - способность собак обнаруживать ничтожно малые концентрации ВВ - способность собак обнаруживать концентрации ВВ на значительных расстояниях (1-3 м.) Минусы: - возможность нарушителей маскировать запахи ВВ от собак; - возможность нарушителей выводить из строя собак отрицательное воздействие внешних климатических воздействий на эффективность работы собак

2. Обнаружение ВВ с помощью анализа паров и частиц ВВ . т.е. с помощью газоанализаторов -Основан на анализе газов и паров воздуха Плюсы: - возможность нарушителей маскировать запахи ВВ не дает им успеха Минусы - низкая чувствительность приборов на ВВ по сравнению с собаками - отрицательное воздействие внешних климатических воздействий на эффективность работы приборов - возможность применения только в стационарных условиях

Используются газоанализаторы- детекторы с применением след методов:

1.Масс- спектрометрия- Разделение воздуха ( вещества) на спектры масс ионов и определение ВВ соотношением количества ионов ВВ и общего количества ионов в пробе 2.Хрматография – ф/хим метод разделения смесей хим веществ на отдельные составляющие и их последующий анализ, на основании которого определяют составляющие ВВ 3. Дрейф- спектрометрия- Газоаналитический метод определения ВВ в труднодоступных местах ( щели , пустоты), использующий создание вихревого эффекта, кот засасывает воздух из труднодоступных мест Таблица 2.2

Оборудование для обнаружения паров и частиц взрывчатых веществ

Модель, фирма-изготовитель, страна	Принцип действия		Типы обнаруживаемых веществ
«Эдельвейс -3», Россия	газохроматический		Динамит, тротил, пластиковые ВВ
«Эдельвейс -4», Россия	газохроматический		Динамит, тротил, пластиковые ВВ
«EGIS», США	газохроматографический, хемилюминесцентный детектор		динамит, тротил, пластиковые ВВ
«IONSCAN» США -Канада	дрейфспектрометрический		динамит, тротил; пластиковые ВВ
«»ITEMISER» США	спектрометрия подвижности ионов		динамит, тротил, пластиковые ВВ
«ЕУО – ЗООО», Канада	термическое разложение молекул ВВ с последую­щей регистрацией КЮгФупп		большинство военных и ком­мерческих ВВ
«ЕУО-8000», Канада	газохроматофафический		большинство военных и ком­мерческих ВВ
«ШЕЛЬФ», Россия	дрейфспектро метриче­ский		N6, Т1ЧТ, ЕС^
«МОDЕL 97НЗ», Англия	газохроматофафический		большинство военных и ком­мерческих ВВ
«УIХЕN», , США	газохроматофафический		большинство военных и ком­мерческих ВВ
«ЕКНО», , США	газохроматофафический		большинство военных и ком­мерческих ВВ

Технические средства для определения ВВ этими группами методов: - различные газоаналитические детекторы: -«МО- 2»; «Шельф» - (рис.3.4) используют метод дрейф- спектрометрии -«EDIS» (рис.3/5) - детектор паров ВВ - «ITEMIZAN» (рис 3.6) – детектор обнаружения ВВ и наркотиков

3. Обнаружение ВВ с помощью химических экспресс - методов тестирования: Применяется в оперативных ( полевых) условиях с помощью 3-х групп 1.-спреев, капельниц с химическими реактивами, которые идентифицируют наличие ВВ:тринитротонуол и др) 2-я гр- сложные эфиры ( гексоген и др) 3-я- аммиачно-селитренные ВВ (или чер­ный порох) Плюсы: - быстрое ( экспресс) определение ВВ - можно использовать в полевых условиях Минусы: - недостаточно надежны - трудно сохранить работоспособность при высоких температурах - их химические идентификаторы опасны для работников

Химические экспресс-тесты выпускаются в виде набора спреев (рис. 3.1) или капельниц (рис. 3.2)

Рис. 3.1ля выявления ВВ

Рис3.1. Использование спрея для выявления ВВ

Рис. 3.2. Комплект экспресс-тестов для выявления ВВ «Мini ETK р1us»

В различ­ные наборы входит от 2 до 4 реагентов-идентификаторов ВВ последовательного применения для выявления следую­щих групп ВВ: — 1-я группа — полинитроароматические соединения (тринитротолуол или ТНТ, пикриновая кислота, тет­рил и ряд других; — 2-я группа - сложные эфиры и нитроамины (ТЭН или РЕКТ, гексоген, октоген и нитроглицерин);

— 3-я группа — аммиачно-селитренные ВВ и/или чер­ный порох.

- 4-й реагент-иденти­фикатор ВВ, (например, из израильского комплекта «МiniЕТК р1us»), предназначенный для выявления хлоратов.

В связи с отмеченными недостатками традиционных экспресс-тестов встала задача разработки и производства более совершенного комплекта с учетом специфики рос­сийских условий. На сегодняшний день имеется успешная разработка — комплект «Лакмус-4» (см. рис. 2.3), содер­жащий 3 реагента-идентификатора ВВ для первых трех групп ВВ (без группы хлоратов). Каждый реагент-иденти­фикатор ВВ нанесен предварительно в промышленных ус­ловиях в дозированном количестве на собственный пробо­отборник из пористого (тканого или нетканого) материа­ла, каждый из которых в свою очередь размещен в от­дельном плоском герметичном контейнере. Естественно, что такая схема исполнения экспресс-тестов обеспечивает гарантированное дозированное последовательное воздей­ствие реагентов-идентификаторов ВВ на пробу исследуе­мого вещества и отсутствие его размывов.

В комплект входит от 10 до 50 наборов из трех реагентов-идентификато­ров ВВ, что является еще одним преимуществом комплек­та.

Экспресс-тестами можно обеспечить соответственно от. 10 до 50 человек для их одновременной параллельной ра­боты, в отличие от спреев, рассчитанных на проведение при благоприятных условиях хранения и эксплуатации до 50 тестов, путем последовательного применения и только одним человеком.

Рис. 2.3. Комплект экспресс-тестов для выявления ВВ «Лакмус-4»

4. Стационарные методы и ТС обнаружения ВВ для реализации Международного соглашения о 100% проверке багажа и грузов пассажиров при международных авиаперевозках. Для этого: Используется 2-х уровневая система контроля «HDS- HDX: - На 1-м уровне : Просвечивание всего багажа сканирующим аппаратом , кот определяет наличие микрорасположения подозрительных на ВВ предметов и сортирования их: «чистый» багаж отправляется в самолет; подозрительный – на 2-й уровень контроля - На 2-м уровне : Дифрактометрический анализ подозрительных предметов: под узким лучом рентгена облучается тот микропредмет в багаже , на кот упало подозрение. Затем сравнивают его с образцами ВВ и сортируют по направлениям: «Чистый» багаж отправляется в самолет; подозрительный – на физический досмотр ( досмотр вручную с применением ТС)

В целом хотелось бы отметить тот факт, что проблема маскировки ВВ является не менее сложной, чем проблема поиска этих объектов. Возможность замаскировать, ук­рыть ВВ, чтобы их нельзя было обнаружить ни какими средствами, вызывает большие сомнения, но как уже от­мечалось, не стоит рассчитывать в ближайшей перспекти­ве и на создание единого универсального автоматического средства поиска. В современных условиях успех поиска ВВ в значительной степени будет определяться наличием комплекса специальных приборов и средств, квалифика­цией персонала, стимулами работы и мерой ответственно­сти. Кроме того, значительную роль должны играть опе­ративно-профилактические мероприятия, проводимые си­ловыми структурами таможенных органов и направлен­ные на предотвращение террористических актов с исполь­зованием ВВ.

Операция пробоотбора является довольно ответствен­ной частью процесса контроля на взрывоопасность и тре­бует от оператора определенного практического опыта и знаний, поэтому имеет смысл дать некоторое представле­ние о ней.

Отбор паров и частиц ВВ от контролируемого объекта производится воздушными насосами, действующими по принципу пылесоса. В порта­тивных детекторах («Шельф», «МО-2», «ЕVД-3000*, «У1хеп» и другие) этот узел встроен в анализатор (рис. 2.4) и дает возможность оператору сво­бодно манипулировать им.

Рис.2.4. Детектор паров ВВ «МО – 2» с встроенным пробоотборником

Дрейф- спектрометрия: тоже газоаналитический метод обнаружения ВВ с помощью в трубке, где образуетсясмерчеобразный вихрь для засасывания проб воздуха из узких щелей и ируднодоступных мест:

Конструкция воздушного пробоотборника в приборах «Шельф» и «МО-2» решена довольно оригинально: она создает смерчеобразный вихрь, внутри которого образует­ся трубка воздушного разрежения, что обеспечивает усло­вия для «высасывания» проб воздуха из щелей и трудно­доступных мест контролируемого объекта.( дрейф- спектрометрия)

В стационарных и мобильных детекторах ВВ

взятие пробы воздуха для анализа производится выносным руч­ным пробоотборником с предварительной концентрацией регистрируемого вещества. В качестве концентраторов ис­пользуются изделия с развитой сорбирующей поверхнос­тью: бумажные фильтры,

Рис 2.5 Пробоотборник «EGiS»

сыпучие материалы, металли­ческие спирали, сетки и другие.

При прокачивании через концентратор воздуха пары и частицы ВВ накапливаются в нем, после чего концентра­тор помещается в десорбер прибора-анализатора, где на­копленная проба подвергается нагреву и в виде паров вду­вается в детектор. Бумажные фильтры и текстильные сал­фетки можно использовать для взятия проб-мазков с раз­личных поверхностей, в том числе и с документов, кото­рые проходили через руки обследуемого человека. Некоторые ручные пробоотборники снабжены устройствами лучевого нагрева поверхности, благодаря чему возрастает испаряемость при­сутствующих на ней следовых ко­личеств ВВ и повышается эффек­тивность пробоотбора (приборы «Эдельвейс», «EGiS»). На рис. 2.5 представлены внешний вид прибо­ра «EGiS»

В газохроматографических при­борах используется известный принцип разделения паровых фрак­ций анализируемой пробы при ее движении в потоке газа-носителя внутри капиллярной колонки. Сорбент, покрывающий внутренние стенки ко­лонки, обеспечивает различную скорость перемещения от­дельных компонент парогазовой смеси, в результате чего подлежащие определению фазы появляются на выходе ко­лонки в разное время.

Для их обнаружения применяются различные устрой­ства, наиболее распространенным из которых является детектор электронного захвата (ДЭЗ). Молекулы фракций, ионизованные с помощью слабого бета-излучателя или в газовом разряде, электрическим полем перемещаются к коллектору, создавая в электрической цепи «мпульс тока, который обрабатывается и регистрируется электронным блоком прибора.

Для управления процессом анализа применяется встро­енная микро-ЭВМ. С целью повышения эффективности ана­лиза используется несколько колонок, либо (как в прибо­ре «ЕКНО») моноблок, состоящий из тысяч коротких па­раллельных капиллярных колонок. Применяются также и другие методы регистрации паровой фазы взрывчатых веществ.

Весьма эффективным методом обнаружения взрывчатых веществ является хемилюминесцентный метод, используе­мый в приборе «ЕС18». Здесь молекулы ВВ подвергаются пиролизу с образованием закиси азота N0, которая, реа­гируя с получаемым в приборе озоном 03, образует воз­бужденные молекулы М02. При переходе в основное состо­яние эти молекулы испускают инфракрасное излучение, регистрируемое фотоумножителем. Весь процесс анализа от ввода пробы до получения конечного результата занимает не более 30 секунд. Прибор хорошо зарекомендовал себя в условиях массового контроля на взрывоопасность. Напри­мер, испытания двух приборов, проведенные в Германии службами безопасности, показали, что на 400 000 анали­зов уровень ложных тревог составил около 0,03%. Этими приборами оснащены все крупнейшие аэропорты Европы.

Высокой чувствительностью обладает метод молекуляр­ных ядер конденсации (МОЯК), примененный в приборе «Эдельвейс-4». В данном случае ионизованные молекулы ВВ способствуют образованию в реакционной камере аэро­зольных частиц, наличие которых регистрируется по из­менению светопропускания. Прибор снабжен выносным ручным вихревым пробоотборником с концентратором и лучевым подогревом обследуемой поверхности. Время цикла анализа после ввода пробы в прибор составляет 120 се­кунд.

Следует отметить, что газохроматографические детек­торы паров и частиц ВВ требуют для своей работы газы-носители, из которых наиболее часто используются высо­кочистые азот и аргон. Нередко это является причиной скептического отношения пользователей к приборам этого класса, опасающихся зависимости их успешной эксплуа­тации от наличия требуемого газа, особенно в отдаленных от мест его производства районах. Выгоднее в этом отно­шении выглядит «ЕС18»., в котором газ-носитель (водо­род) производится в самом приборе путем электрохими­ческого разложения воды.

Приборы, основанные на методе спектрометрии подвиж­ности ионов в электрическом поле (дрейфспектрометры), выполняются как в портативном, так и в мобильном ва­риантах. Ионизованные молекулы ВВ (как правило, пу­тем облучения потоком бета-частиц слаборадиоактивных источников трития или никеля-63) попадают в дрейф-ка­меру, где под действием электрического поля определен­ной конфигурации перемещаются к коллектору. Попадая на него, они создают импульс тока в электрической цепи, который усиливается и обрабатывается электронным бло­ком. Время дрейфа к коллектору зависит от подвижности ионов и параметров электрического поля, что и положено в" основу идентификации анализируемого вещества.

Отбор пробы для анализа осуществляется как непос­редственным засасыванием воздуха в прибор («Шельф», «МО-2»),

В последнем случае в каче­стве концентратора используется бумажный фильтр, ко­торый сорбирует пары ВВ или задерживает их частицы при прокачивании через него с помощью турбинки возду­ха, либо берется проба-мазок с поверхности контролируе­мого предмета.

Затем фильтр помещается в десорбер прибора для тер­мического испарения пробы, пары которой поступают в аналитический тракт. Первые два прибора работают по­чти в реальном масштабе време­ни (отклик на наличие в воздухе паров ВВ не превышает 1—2 се­кунды), время анализа пробы в двух других составляет 5-6 се­кунд (не считая времени для от­бора пробы). Следует отметить, что детекторы «IONSEN» и «1ТЕМ1SAN» (как и газохрома-тографический «ЕКНО») способ­ны обнаруживать большинство наркотических веществ по той же технологии. Внешний вид прибора «1ТЕМ1SAN» представ­лен на рис. 2.6

Рис2.6.Прибор«1ТЕМ1SAN»

Детекторы ВВ, в основе действия которых лежит метод масс-спектрометрии, несмотря на высокую чувствитель­ность, пока не нашли широкого применения в досмотро­вой практике. Причиной тому является сложность уст­ройств, требующих высококвалифицированного персона­ла, и выокая стоимость.

Например, масс-спектрометрический детектор (МСД) взрывчатых устройств «СОNОК», является довольно габаритным стационарным устройством стоимостью свы­ше 1 млн долларов США. Меньшими весогабаритными характеристиками и стоимостью (180x90x60 см; 360 кг; 300 тыс. долларов США) обладает МСД «ТОР 2000», раз­работанный фирмой (США). Чувствительность его высока при времени анализа порядка 1 с. Фирма работает над усовершенствованием прибора с целью упрощения его обслуживания, оптимизации опера­ции пробоотбора и снижения стоимости.

Наиболее простым и доступным способом обнаружения следовых количеств ВВ является метод цветных химичес­ких реакций. Суть его заключается в образовании окра­шенных продуктов при взаимодействии некоторых реак­тивов с пробой, взятой методом мазка с поверхности подо­зреваемого на взрывоопасность предмета. Отечественный химкомплект состоит из набора трех реактивов, бумаж­ных фильтров и упаковки, которая легко умещается в кармане. Бумажным фильтром (можно марлей, ватой и т.п.) обтирается поверхность контролируемого объекта. Затем на фильтр в месте загрязнения в определенной пос­ледовательности капается растворами из флаконов и по появлению красно-фиолетовой, оранжевой или розовой окраски определяется наличие в пробе ВВ.

Чувствительность метода составляет; по тротилу — 10~8 г в пробе; по тетрилу, гексогену, октогену - 10~6 г. Флаконы с реактивами выполняются как в виде капельниц, так и пульверизаторов. Комплект может быть использован также и в следственных мероприятиях на месте совершенных взрывов.

В заключение уместно обратить внимание еще на один аспект, связанный с обнаружением скрытых закладок ВВ. Как видно из таблицы 5.1, концентрация в воздухе паров соединений гексогена, входящих в состав боль­шинства пластических взрывчатых веществ (ПВВ), доволь­но низка и требует от детекторов ВВ большой чувстви­тельности, что приводит к усложнению их конструкции, увеличению весогабаритных характеристик и стоимости, снижению производительности контроля. С целью повы­шения эффективности проведения досмотровых операций, упрощения, облегчения и удешевления аппаратуры обна­ружения скрытых закладок ВВ специалистами было пред­ложено вводить в состав ПВВ Легколетучие добавки (мар­керы), испаряемость которых на несколько порядков пре­вышала бы испаряемость гексогена и не влияла на основные эксплуатационные характеристики пластиковой взрывчатки.

Одним из таких маркеров может служить, например, этиленгликольдинитрат (ЕСЯЖ), который отвечает этим требованиям. Для облегчения обнаружения ПВВ между­народным сообществом была принята в 1991 году Конвен­ция об их маркировании высоколетучими веществами. Этот проект направлен в будущее, когда немаркированные ПВВ, срок хранения которых истечет, будут заменены на мар­кированные. Известно, что некоторые производители уже перешли на выпуск только маркированных ПВВ. Этот пример свидетельствует о том, как объединенными усили­ями наций можно плодотворно решать проблему борьбы с терроризмом.