Общие понятия и определения
Обеззараживание — это уменьшение до предельно допустимых норм загрязнения объектов опасными веществами (радиоактивными веществами (РВ), опасными химическими веществами (ОХВ), бактериальными средствами (БС) путем дегазации, дезактивации, дезинфекции, а также санитарной обработки личного состава АСФ и формирований ГО и населения.
Дезактивация — это обеззараживание (обезвреживание) объектов, зараженных РВ.
Дегазация — это обеззараживание (обезвреживание) объектов, зараженных отравляющими веществами ОВ (ОХВ).
Дезинфекция — это процесс уничтожения или удаления возбудителя инфекционной болезни человека или животного.
Дезинсекция — это уничтожение насекомых и клещей, переносчиков БС.
Дератизация — это уничтожение грызунов, переносчиков БС.
Санитарная обработка — это механическая очистка и мытье кожных покровов и слизистых оболочек людей, подвергшихся заражению и загрязнению РВ, ОВ, ОХВ, БС, а также обеззараживание их одежды и обуви при выходе из зоны ЧС.
Известно, что фазовое состояние загрязнений может быть твердым, жидким и газообразным. Твердые частицы на поверхности закрепляются слабыми адгезйонными силами (кулоновскими, капиллярными и т.д.). Жидкие и газообразные загрязнения закрепляются на поверхности за счет молекулярных процессов адсорбции (хемосорбции) и создают вначале поверхностный или слабофиксированный вид загрязнения. В последующем в результате смачивания, растворения, диффузии и загрязнения проникают во впитывающие материалы, образуя при этом даже объемный вид загрязнения.
Таким образом, на практике приходится сталкиваться с адгезионным, поверхностным, глубинным и объемным загрязнениями материалов и в зависимости от этого определяются методы и способы обеззараживания.
Методы обеззараживания: удаление, детоксикация, связывание и изоляция загрязнений.
Удаление — это удаление загрязнений с зараженной поверхности или удаление самого зараженного объекта от человека.
Детоксикация — это химическое, термохимическое или биохимическое превращение загрязнения в малотоксичные соединения.
Связывание — это снижение подвижности загрязнения, уменьшение скорости испарения и предотвращение его переноса на окружающие объекты (т.е. уменьшение опасности вторичного заражения и попадания в организм человека).
Изоляция — это изоляция источника заражения от окружающей среды, а также покрытие зараженных поверхностей пленками и другими материалами.
Способы обеззараживания: физический, химический, комбинированный (физико-химический) и термический (термохимический). Кроме того, различают жидкостный и безжидкостный способы обеззараживания. Выбор способа зависит от загрязняющего вещества и его агрегатного состояния. Реализация этих способов осуществляется с использованием различных рабочих сред (рецептур, т.е. веществ или смесей веществ, активных по отношению к ОХВ, ОВ, РВ, БС) и технических средств специальной обработки.
Твердые адгезионные загрязнения могут как удаляться физическим способом (сметанием, сдуванием, смыванием — в основном РВ), так и обеззараживаться химическим способом (ОВ, ОХВ, БС).
Удаление поверхностных жидких и газообразных загрязнений возможно только после преодоления адсорбционных сил путем сольватации молекулами растворителя (растворение) или повышением температуры поверхности.
Удаление глубинных загрязнений осуществляется путем стирки (с использованием экстрагентов — специальных растворителей) и сушки горячим воздухом.
Для удаления объемного загрязнения из воды или воздуха используют процессы фильтрации, сорбции и ионного обмена.
Термохимический способ детоксикации основан на подводе к зараженной поверхности высокоинтенсивных потоков энергии в виде излучения светового, ИК- и УФ-диапазонов или обработке высокотемпературной плазмой. При этом резко активируются процессы термодеструкции загрязнений (ОВ, ОХВ, БС) с образованием малотоксичных продуктов.
Химический способ основан на применении жидких химически-активных рецептур.
Всю совокупность ОХВ можно условно свести к двум парам:
- первая — кислого характера, дающая в воде кислую среду (хлор, оксиды азота, оксиды серы и т.д.), и щелочного характера, дающая в воде щелочную среду (аммиак, амины и т.д.);
- вторая — окислители и восстановители (горючие вещества, гептилид и т.д.).
В каждой паре вещества являются антагонистами и, следовательно, при эквивалентном взаимодействии нейтрализуют друг друга. Таким образом, подбор нейтрализующего вещества достаточно прост:
- для нейтрализации веществ кислого характера применяются вещества щелочного характера и, наоборот, для нейтрализации щелочи применяется кислота;
- для нейтрализации окислителя применяется восстановитель и наоборот.
Обеззараживание различных поверхностей объектов, в основном, осуществляется с использованием рецептур двух типов:
- поверхностно-активных или моющих;
- химически активных или дегазирующих (нейтрализующих).
Моющие рецептуры способствуют отрыву и удержанию загрязнения в растворе.
Дегазирующие (нейтрализующие) рецептуры разрушают, связывают (поглощают), разлагают и разбавляют жидкие фазы ОХВ.
Разрушение основано на реакции между ОХВ и реагентом, химически активным по отношению к нему.
Связывание (поглощение) достигается применением адсорбционных материалов (грунт, песок, шлак и т.д.).
Разложение происходит в результате воздействия высоких температур.
Разбавление производится водой или растворами нейтральных веществ.
Вещества и растворы, применяемые для нейтрализации ОХВ (ОВ).
Для дегазации (нейтрализации) АХОВ при обеззараживании территории, техники, транспорта, обуви и одежды можно использовать:
- каустическую соду (NаОН - едкий натр) - белое твердое вещество, хорошо растворимое в воде. Хранится в железных барабанах. Применяется при нейтрализации хлора, синильной кислоты, а также азотной, соляной и др. кислот;
- кальцинированную соду (Nа2СО3) - белый, мелкокристаллический порошок хорошо растворимый в воде. Применяется для нейтрализации кислот, акрилонитрила;
- тиосульфат натрия (Nа2SО2) х 5 Н2О - бесцветные кристаллы. Пожаро- и взрывоопасен. Хорошо растворяется в горячей воде, в холодной - хуже. Применяется для нейтрализации проливов хлора;
- хлористое железо (FеСl3) - темно-коричневые кристаллы с зеленоватым отливом. Хорошо растворяются в воде. Применяется для обеззараживания синильной кислоты после обработки ее аммиачной водой. Аммиачная вода разбавляет кислоту, а хлористое железо образует с ней нейтральную соль;
- известковое молоко (Са(ОН)2) - смесь гашеной извести с водой. Слабо растворяется в воде. Применяется для нейтрализации кислот, а также для осаждения паров облака, зараженного фосгеном.
Расход нейтрализующих веществ при проведении обеззараживания ОХВ определяется видом ОХВ, характером заражения (капельно-жидкое, парообразное, аэрозольное), объектом заражения (местность, транспорт, одежда и др.), способом нейтрализации (разбрызгивание, распыление, протирание щетками или ветошью, кипячение и др.), видом нейтрализующих веществ и рядом других факторов.
Количество нейтрализующих веществ рассчитывается по уравнениям химических реакций.
Допустим, что надо нейтрализовать 1т фосгена (СоСl2). Определяем сколько нужно нейтрализующего вещества, например, каустической соды (NаОН).
Составляем уравнение химической реакции:
СОСl2 + 4NаОН → Nа2СО3 + 2 NаСl + 2Н2О
Из периодической системы Д.И. Менделеева находим атомные веса всех элементов, участвующих в реакции и составляем пропорцию:
|
99 ¾ 160 1т ¾ Х |
Х = |
160 х 1 |
» 1,6т |
|
99 |
Если нейтрализовать фосген аммиаком, то получим:
СОСl2 + 4 NН3 → СО (NН2) + 2NН4Сl
|
99 ¾ 68 1т ¾ Х |
Х = |
68 х 1 |
» 0,7т |
|
99 |
Таким образом, для нейтрализации 1т фосгена необходимо: 1,6 т едкого натра или 0,7 т аммиака.
А, например, для нейтрализации 1т хлора требуется 12т 10% раствора щелочи, или 100 т воды. Применение воды ввиду большого расхода нецелесообразно. Не рекомендуется также нейтрализовать хлор с использованием водных растворов аммиака, из-за образования хлористого азота, взрывоопасного при контакте с твердой средой.
Небольшие проливы аммиака можно нейтрализовать водой. Применение воды для нейтрализации больших количеств аммиака недопустимо ввиду резкого увеличения газообразной фазы за счет тепла реакции и увеличения глубины распространения поражающих концентраций.