23_6_3_15_2018 л теорСО. Методическая разработка для чтения лекции по дисциплине 236 Радиационная, химическая и биологическая защита Тема 3 Средства и способы радиационной, химической и биологической защиты
 Скачать 0.56 Mb.
|
|
Методы обеззараживания объектов Удаление - традиционный метод, который реализуется в современных способах и средствах специальной обработки и заключается в удалении за- грязнения с поверхности объекта или удалении самого зараженного объекта от человека. Детоксикация - заключается в химическом, термохимическом или биохимическом превращении загрязнения в малотоксичные (нетоксичные) соединения. Связывание - обеспечивает снижение подвижности загрязнения, предотвращает его перенос на окружающие объекты, т.е. уменьшает опас- ность вторичного заражения и попадания РВ, ОВ и БС в организм человека вместе с вдыхаемым воздухом, водой и пищей. Изоляция - экранирование зараженного объекта или его поверхности материалами, поглощающими вредный (поражающий) фактор, применяется, если удалить загрязнения невозможно. Способ обеззараживания представляет собой совокупность техноло- гических режимов и приемов воздействия рецептуры (среды) на зараженный объект, осуществляемого личным составом с помощью технических средств. Выбор способа и средства его реализации определяется типом объекта, видом загрязнения и критерием безопасности. Способы обеззараживания: физический; химический; комбинированный (физико-химический); термический (термохимический). Кроме того, различают жидкостный и безжидкостный способы обезза- раживания. Выбор способа зависит от загрязняющего вещества и его агре- гатного состояния. Реализация этих способов осуществляется с использова- нием различных рабочих сред (рецептур, т.е. веществ или смесей веществ, активных по отношению к ОХВ, ОВ, РВ, БС) и технических средств специ- альной обработки (ТССО). Твердые адгезионные загрязнения могут, как удаляться физическим способом (сметанием, сдуванием, смыванием — в основном РВ), так и обез- зараживаться химическим способом (ОВ, ОХВ, БС). Удаление поверхностных жидких и газообразных загрязнений возмож- но только после преодоления адсорбционных сил путем сольватации молеку- лами растворителя (растворение) или повышением температуры поверхно- сти. Удаление глубинных загрязнений осуществляется путем стирки (с ис- пользованием экстрагентов — специальных растворителей) и сушки горячим воздухом. Для удаления объемного загрязнения из воды или воздуха используют процессы фильтрации, сорбции и ионного обмена. 11 Термохимический способ детоксикации основан на подводе к за- раженной поверхности высокоинтенсивных потоков энергии в виде излуче- ния светового, ИК- и УФ-диапазонов или обработке высокотемпературной плазмой. При этом резко активируются процессы термодеструкции загрязне- ний (ОВ, ОХВ, БС) с образованием малотоксичных продуктов. Химический способ основан на применении жидких химически- активных рецептур. Экстракцией называется разделение смеси жидких или твердых ве- ществ с помощью избирательного действия растворителя. В качестве экс- трагента используют дихлорэтан (ClCH 2 CH 2 Cl), трихлортрифторэтан (C 2 Cl 3 F 3 ), тетрахлорэтилен (Cl 2 C=CCl 2 ) и другие органические растворители. Достаточно эффективен экстракционный способ при удалении жидких за- грязнений из непористых впитывающих материалов, например, полимеров. Средства специальной обработки можно разделить на химические средства специальной обработки (ХССО) и технические средства специ- альной обработки (ТССО). Первые включают в себя вещества, растворы и рецептуры, применяемые для дегазации, дезактивации и дезинфекции; вто- рые включают в себя индивидуальные, групповые и бортовые средства, а также машины и станции специальной обработки. Кроме перечисленных мо- гут и должны использоваться для достижения безопасности объектов вспо- могательные средства различных служб и ведомств для достижения основ- ной цели обеспечения населению и окружающей среде радиационной, хими- ческой и экологической безопасности. Таким образом, спектр химических и технических средств, способов, применяемых для обеззараживания и обезвреживания, весьма широк: от спе- циальных рецептур до местных (подсобных) веществ, вплоть до отходов производства; и от специализированных образцов техники до обычной тех- ники коммунального хозяйства. Молекулы ПАВ могут адсорбироваться на единице площади раздела фаз до насыщения, т.е. до определенного предела и дальнейшее увеличение концентрации ПАВ в воде приводит к самопроизвольному обратимому агре- гированию молекул ПАВ в растворе (образованию мицелл). Концентрация ПАВ, при которой в растворе появляются мицеллы, называется критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). Водные растворы ПАВ при концентрации последних выше ККМ обла- дают моющим действием. ПАВ облегчают диспергирование маслянистых загрязнений под воз- действием механических усилий. Молекулы ПАВ способствуют удержанию маслянистых загрязнений (ОВ) в растворе. При механическом перемешивании растворов ПАВ происходит пено- образование, которое при достаточно большой механической прочности ад- сорбционных слоев способствует удержанию на поверхности пленок масля- нистых загрязнений. 12 При длительном воздействии растворов ПАВ на загрязненный объект проявляется еще один механизм стабилизации дисперсной системы – солю- билизация, т.е. удержание маслянистых загрязнений в воде. Все перечисленные выше процессы способствуют также растворению ОВ в воде, что имеет важное значение, как при дезактивации, так и при дега- зации объектов растворами ПАВ. Способы дезактивации поверхностей объектов подразделяются на жидкостные и безжидкостные, наибольшее распространение получили пер- вые, при этом они делятся на обработку объектов струей воды, газокапель- ным потоком и орошением поверхности дезактивирующим раствором с од- новременным протиранием щеткой. Естественно, что при фиксации загрязнений эффективность дезактива- ции понижалась, как это следует из результатов таблице 2. Из данных таблицы 2 следует, что увеличение времени с момента за- грязнения до проведения обработки с 2 часов до 4 суток приводит к почти трехкратному снижению значений коэффициента дезактивации. Таблица 2 – Влияние времени после начала заражения на эффективность дез- активации (опыт ЧАЭС) Контрольные точки Значения Кд после заражения через 2 часа 1 сутки 4 суток Ниша переднего колеса Ниша заднего колеса Подножка Балка рамы 31 42 35 30 21 35 18 22 12 18 14 14 Обработка объектов производилась струйным методом с использова- нием прямых брандспойтов и раздаточных пистолетов ПР-5, а также в от- дельных случаях методом протирания загрязненной поверхности щетками. Последний применялся для обработки тех участков, которые не удавалось дезактивировать струей. Однако большой поток машин требовал высокой производительности дезактивации. Значительный эффект при использовании водных композиций достига- ется при последовательном применении щелочных растворов перманганата калия и кислых растворов СФ-2у, а также при дезактивации объектов струей подогретого раствора СФ-2у под давлением. Реагентная обработка объекта производилась парожидкостной струей, формируемой с помощью пароэжекционного распылителя РП-1М, в два эта- па. На первом этапе наносился щелочной раствор, способствовавший размяг- чению ЛКП, удалению маслообразных загрязнений. Через 30-40 минут про- водилась повторная обработка кислым раствором. Примером эффективного применения водно-органических систем для дезактивации техники служат результаты испытаний эмульсии РД-2, которая готовилась непосредственно в емкости АРС-14. Моющий порошок СФ-2У содержит сульфонола 25%, триполифосфа- та натрия 50%, сульфата натрия (в сульфоноле) 18%, остальное влага. Он 13 представляет собой порошок желтоватого цвета, хорошо растворим в воде. Устойчив при хранении. Срок хранения составляет 20 лет. Может комковать- ся и слеживаться, однако, при этом не теряет своих полезных свойств. Перед растворением его необходимо измельчить. Расфасовывается в пакеты массой 400 г. Для дезактивации техники и транспортных средств применяется в виде 0,15% (масс.) водного раствора из всех технических средств специальной об- работки, из комплектов типа ДК-4 - в виде 0,075% (масс.) раствора. Норма расхода в зависимости от применяемого технического средства составляет 1,5…3,5 л/м 2 Моющий порошок СФ-2У используется также для дезактивации об- мундирования и другого вещевого имущества способом стирки. Моющий препарат СФ-З (СФ-3К) разработан для приготовления рас- творов на основе морской (жесткой) воды. Это однородный мелкодисперс- ный порошок от кремового до темно-желтого цвета. Применяется на надвод- ных кораблях в универсальной системе водяной защиты. Содержит сульфо- нола - 30% и гексаметафосфата натрия - 70%. Препарат СФ-3К представляет собой смесь порошка СФ-3 и щавеле- вой кислоты (1:1). Он широко может использоваться на ядерных установках для удаления радиоактивных загрязнений. 1% (масс.) водный раствор препарата СФ-3 в емкостях технических средств может храниться не более 10 суток; раствор препарата СФ-3К не хранится в технических средствах дезактивации. При контакте дегазирующей рецептуры с зараженной поверхностью процесс дегазации сразу начинается с растворения ОВ в рецептуре и после- дующего химического разложения. Зона реакции дегазации представляет собой слой рецептуры или мате- риала, где происходит полное или частичное разложение ОВ. Подвод ОВ и дегазирующего агента в зону реакции почти всегда осложняется молекуляр- ной диффузией. Дегазация объектов химически активными рецептурами будет пред- ставлять физико-химический процесс, состоящий из нескольких стадий. Проникание дегазирующей рецептуры (ДР) в материал вследствие диффузии. Экстракция ОВ из материала (ОВр) при взаимодействии его с раство- рителем (Р) в слой рецептуры. Химическое взаимодействие ОВ в рецептуре (ОВр) с дегазирующим агентом (ДАр) с образованием продуктов дегазации (ПДр). Химическое взаимодействие дегазирующего агента (ДАм), проникшего в материал, с отравляющим веществом в материале (ОВм) с образованием продуктов дегазации. Таким образом, с точки зрения эффективности дегазации, т.е. сни- жения остаточной зараженности материала до допустимой величины, стадия экстракции ОВ и химического взаимодействия ОВ с дегазирую- щим агентом в материале являются основными. В этой группе можно выделить две подгруппы: термические (термохи- 14 мические) и химические. Термические способы основаны на подводе к зара- женной поверхности высокоинтенсивных потоков энергии в виде излучения светового, ИК- и Уф-диапазонов (облучение) или обработке поверхности вы- сокотемпературной плазмой (обжиг). При этом резко активизируются про- цессы термодеструкции загрязнений (ОВ и БС) с образованием малотоксич- ных продуктов. Эти способы достаточно эффективны лишь при адгезионном или поверхностном загрязнении твердыми и жидкими веществами, так как большинство материалов непроницаемо для действующих факторов: излуче- ния и плазмы. Для обезвреживания подобных систем более приемлемы химические способы и, прежде всего жидкостные, основанные на применении жидких химически активных рецептур (Х.А.Р.). По приему нанесения рецептуры на поверхность выделяют три основных способа: орошение, орошение с про- тиранием и погружение (окунание). Два первых используют при обработке крупноразмерных объектов с большой площадью поверхности, а третий – для мелких изделий и деталей. В тех случаях, когда ХАР готовится на основе экстрагента, хорошо проникающего в материал, способы весьма эффективны и при детоксикации глубинных загрязнений как в паровой, так и в жидкой фазе. Для детоксикации поверхностных и глубинных загрязнений на объе- мах, которые нельзя обрабатывать жидкостями (например, одежда на челове- ке, книги, документы), применяются безжидкостные способы: газовый и по- рошковый. Газовый способ основан на аэрации (газации) зараженного объекта химически активной рецептурой в замкнутом объеме. Широко применяется газация для дезинфекции внутренних объемов, а также для дезинсекции и дератизации. Проводились исследования и в области газовой дегазации. Порошковый способ основан на опудривании зараженной поверхно- сти мелкоизмельченной твердой химически активной рецептурой. Детокси- кация паровых и жидких загрязнений происходит после сорбции или впиты- вания их в рецептуру. К нетрадиционным способам специальной обработки относятся спосо- бы, реализующие методы связывания и изоляции. Связывание твердых адгезионных загрязнений, например радиоак- тивной пыли или сухой бактериальной рецептуры, осуществляется либо пу- тем коагуляции (слипания) частиц до размеров, неспособных переходить в воздух, либо включением загрязнения в полимерную пленку. Для коагуляции используют вязкие рецептуры на основе нефтепродуктов или гигроскопиче- ских веществ. Второй способ заключается в орошении зараженной поверхно- сти раствором мономера или полимера, смачивающего загрязнения. При по- лимеризации на воздухе в твердую пленку включаются и загрязнения, теря- ющие способность переноситься на другие объекты. Таким образом предот- вращается вторичное заражение объектов. Связывание жидких адгезионных загрязнений осуществляется пу- тем поглощения (впитывания) различными пористыми материалами. Пере- 15 распределяясь по пористой структуре и взаимодействуя с материалом, жид- кие загрязнения теряют свою подвижность. При этом кратковременный кон- такт с зараженной поверхностью становится безопасным. Аналогичен про- цесс перехода паров с зараженной поверхности на сорбирующий материал, с высокоразвитой пористой структурой. Сорбционные связи оказываются настолько прочными, что молекулы практически теряют способность к пере- ходу в газовую фазу. Таким способом, например, предотвращают занос паров ОВ на одежде в помещения. Жидкие и газовые глубинные загрязнения можно связать, используя процесс их перераспределения в материале. Активизируют процесс перерас- пределения с помощью растворителей и высокой температуры. Обработка растворителями приводит к разрыхлению структуры поли- меров и резкому увеличению коэффициента диффузии. Благодаря этому, мо- лекулы загрязнения проникают глубже в материал, вступают в химическое и физико-химическое взаимодействие с материалом, а после испарения раство- рителя теряют свою подвижность и остаются в связанном состоянии. Анало- гичный эффект наблюдается и при нагреве зараженного материала. При по- вышении температуры активизируется и процесс диффузии, приводящий к перераспределению загрязнения по глубине, и процессы взаимодействия с материалом. После охлаждения материала подвижность загрязнения резко снижается. Любые виды загрязнений можно обезвредить методом изоляции. Для этого производится экранирование зараженной поверхности пленкой, не про- пускающей поражающий фактор (пары, излучение, пыль и т.п.). Основное требование к такой пленке – низкий коэффициент диффузии или высокий ко- эффициент ослабления излучения. По сути, на методе изоляции основана вся индивидуальная защита изолирующего типа. Класс ТССО содержит четыре группы однородных образцов: индиви- дуальные (ИТССО), бортовые (БТССО), машины СО ВТ (МСО) и станции СО ВИ (СтСО). ИТССО предназначены для осуществления СО в интересах одного во- еннослужащего (человека). БТССО предназначены для проведения СО жидкими рецептурами спе- циальной обработки одиночных базовых объектов подвижной военной тех- ники и необезличенных СИЗ в интересах расчетов и экипажей. МСО предназначены для проведения специальной обработки жидкими РСО множества объектов военной техники в интересах частей и подразделе- ний войск. СтСО предназначены для осуществления на дегазационных пунктах, в собственных рабочих средах специальной обработки множества объектов обезличенного военного имущества (к объектам ВИ условимся относить одежду, СИЗ, брезенты и т.п.). Технические средства (ТС) ДДД разделяют на три основные группы: специальные, разработанные и используемые для дезактивации и дру- гих видов специальной обработки (дегазации и дезинфекции); 16 многоцелевые, при разработке которых, помимо основного назначе- ния, предусмотрена возможность их применения для ДДД; обычные, т.е. такие ТС, которые могут привлекаться для проведения специальной обработки, особенно после локальных аварий. Технические средства дезактивации, использующие различные физические и физико-химические принципы № п/п Способ дезак- тивации Объекты Технические средства Специальные* Многоцелевые и обычные 1. Струей воздуха (газа) Техника, оборудо- вание, дороги ТМС-65 ТМС- 65М Отработавшие срок реак- тивные двигатели, ком- прессоры 2. Пылеотсасыва- нием Здания, помеще- ния, оборудова- ние, техника, одежда, дороги ДК-4К ДК-4Д Бытовые и промышлен- ные пылесосы, подме- тальные и тротуароубо- рочные машины 3. Снятием за- грязненного слоя Местность, грун- товые дороги, окрашенные зда- ния, строительные материалы, здания, помещения Бульдозеры, скреперы, дернорезы, грейдеры, землеройная техника, сне- гоочистители и снегопо- грузчики, пескоструйные, абразивные аппараты, химические реагенты, скребки и щетки 4. Изоляцией загрязненной поверхности Местность, доро- ги, территория населенных пунк- тов, здания и по- мещения Краны для укладки бетон- ных плит, асфальтоуклад- чики, самосвалы, песко- и жижеразбрасыватели, плуги и др.техника для перепахивания, земснаря- ды 5. Струей воды под давлением Техника, транс- портные средства, дороги, здания, помещения, СИЗ АРС" ТМС-65 Мотопомпы, пожарные машины, поливочно- моечные машины, раство- ронасосы 6. Дезактивиру- ющими раство- рами Тоже АРС** ДК-4 Краскопульты, сельскохо- зяйственные опрыскивате- ли, поливочно-моечные машины 7. Пеной Аппаратура, само- леты, вертолеты, электронные и оп- тические приборы Пожарные машины, гене- раторы пены 8. Стиркой и экс- тракцией Одежда, белье, об- мундирование, СИЗ, хлопчатобу- мажные изделия ЭПАС Стиральные машины бы- товых и городских пра- чечных, оборудование хи- мических чисток 9. Паром Оборудование, тех- ника, окрашенные АГВ-ЗУ Паровые котлы 17 изделия 10. При помощи дезактивирую- щих пленок Местность, дороги, здания, помещения, оборудование АРС** Краскопульты и распыля- ющие устройства вертоле- ты, машины для внесения жидких органических удобрений 11. Использовани- ем сорбентов Водоемы, здания, помещения и др. объекты Пескоразбрасыватели, устройства для распыла порошков, средства при- менения ДР |