Методы индикации отравляющих веществ и аварийно- химически опасных веществ и ядов

Обнаружение и определение степени заражения отравляющих веществ (далее ОВ) и аварийно- химически опасных веществ (далее АХОВ) воздуха, местности, сооружений, оборудования, транспорта, средств индивидуальной защиты, одежды, продовольствия, воды, фуража и других объектов производится с помощью приборов химической разведки, приборов физико-химического анализа или путем взятия проб и последующего анализа их в химических лабораториях.

Некоторые ОВ и АХОВ можно определить органолептически. Они имеют цвет, запах, вкус и т.д., - то есть их присутствие в окружающей среде можно обнаружить по внешним признакам с помощью органов чувств. Однако высокая токсичность большинства ОВ и АХОВ на практике эту возможность исключает. Поэтому этот метод считается вспомогательным.

Характерные запахи некоторых отравляющих веществ представлены в таблице 2.

 

Таблица 2 - Характерные запахи отравляющих веществ

Отравляющие вещество

Характерный запах

Зарин

Эфирный, слабый

Сернистый Иприт

Свежего лука, хрена, чеснока, горчицы

Азотистый Иприт

Рыбы, в большом разведении – герани

Люизит

Герани, резкий и неприятный

Хлорпикрин

Фруктовый

Фосген

Гнилых фруктов, гниения прелых листьев или мокрого сена

Синильная Кислота

Горького миндаля

Хлорацетофенон

Цветущей Черёмухи

 

Другим методом индикации токсичных химических веществ является физический метод. Он основан на установлении физических констант исследуемого вещества (температура кипения, плотность, давление пара, показатель преломления и т.п.). К физическому методу относится в частности, обнаружение токсического вещества по инфракрасному спектру поглощения. Недостатком данного метода является то, что перед определением физических констант вещество должно быть подвергнуто тщательной очистке.

Существуют также биологические методы, применяемые крайне редко для определения наличия токсических веществ в воде и продуктах питания, как правило, в санитарно-эпидемиологических учреждениях. Суть их заключается в воздействии исследуемых продуктов и воды на различных животных (собак, кошек, кроликов, крыс и др.) путем введения в желудок (через зонд), закапывания в глаза, нанесения на кожные покровы, подкожного и внутримышечного введения с последующим лабораторным изучением клиники поражения.

Основным методом индикации ОВ и АХОВ является химический метод. Он основан на использовании химических реакций, которые протекают при взаимодействии токсичного вещества с реактивами (индикаторами). В результате реакций образуются новые соединения, имеющие характерные оптические свойства (изменение окраски).

Разновидностью химического метода индикации является биохимический метод, используемый для индикации токсичных химических веществ нейротоксического действия (фосфорорганические соединения (ФОС). Сущность методики: под действием ацетилхолинэстеразы происходит гидролиз ацетилхолина с образованием уксусной кислоты. При этом pH среды сдвигается в кислую сторону и индикатор через 5 минут меняет окраску. Если исследуемый материал заражен ФОС, происходит угнетение фермента, замедляется гидролиз ацетилхолина (до полного угнетения) и изменение окраски индикатора запаздывает по сравнению с контрольной пробой. По времени запаздывания судят о степени заражения исследуемого материала фосфорорганическим соединением.

Основной принцип обнаружения и определения ОВ и АХОВ химическим способом с помощью приборов химической разведки основан на изменении окраски наполнителя индикаторных трубок при взаимодействии с тем или иным веществом.

То есть, метод анализа основан на использовании индикаторных трубок (ИТ). Следовательно, чувствительность приборов химической разведки определяется чувствительностью ИТ.

В подавляющем большинстве случаев чувствительность ИТ вполне достаточна для обнаружения ОВ (АХОВ) в концентрациях, значительно меньших, чем опасные концентраций этих веществ, - как это видно из таблицы 3.

 

Таблица 3 - Чувствительность некоторых индикаторных трубок

Тип ОВ (АХОВ)

Малоопасные концентрации, мг/л

Чувствительность

ИТ, мг/л

Фосфорорганические ОВ

10^-6

10^-7

Синильная кислота, хлорциан

0,002

0,005

Иприт

0,001

0,002

Фосген

0,004

0,005

Окись углерода

0,2

0,005

Погрешность ИТ составляет не более 25% с учетом влияния неконтролируемых факторов в сравнительно широких диапазонах температуры, давления и влажности воздуха.

Нанесенные на ИТ шкалы, связывающие длину изменившего первоначальную окраску слоя наполнителя с концентрацией определяемого вещества, для более компактного представления отградуированы:

для низких концентрационных диапазонов – в мг/м³;

для средних - в г/м³ (мг/л),

для высоких - в об. %.

В настоящее время в Российской Федерации и за рубежом серийно выпускаются сотни видов ИТ для определения большого перечня вредных веществ в широких концентрационных диапазонах.

Основными приборами химической разведки, работа которых основана на этом принципе, являются: войсковой прибор химической разведки (ВПХР); полуавтоматический прибор химической разведки (ППХР); прибор химической разведки медицинской и ветеринарной служб (ПХР-МВ) минилаборатории: «Пчелка-Р», «Сервэк», «Инспектор «Кейс».

Второй принцип обнаружения и определения ОВ и АХОВ приборами химической разведки основан на ионизации молекул токсичного химического вещества источником вакуумного ультрафиолета. В качестве источника вакуумного ультрафиолета используются лампы тлеющего разряда.

Воздух, содержащий ОВ или АХОВ, с помощью побудителя расхода прокачивается через детектор (ионизационную камеру), где анализируемое вещество ионизируется ультрафиолетовым излучением.

Заряженные частицы под воздействием приложенного к электродам напряжения перемещаются в ионизационной камере детектора, формируя токовой сигнал, пропорциональный концентрации вещества. Электрический усилитель повышает силу токового сигнала фотоионизационного детектора и выводится на микроамперметр. Сила тока на выходе пропорциональна концентрации ОВ или АХОВ в воздухе.

К основным приборам, использующим этот принцип, относятся: универсальный прибор газового контроля (УПГК-1И); газоанализаторы - «Колион-701», «Колион-1В»; малогабаритный анализатор - АНТ-2; многоканальный анализатор хлора, аммиака ЭССА-1.

Эта группа приборов в основном используется на предприятиях химической промышленности, а так же на предприятиях использующих высокотоксичные химические вещества.

 

 

III. НАЗНАЧЕНИЕ, ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ И РАБОТА С ПРИБОРАМИ ХИМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ И КОНТРОЛЯ

 

Газосигнализатор «ГСА-3»

 

Газосигнализатор «ГСА-3» предназначен для обнаружения в воздухе паров отравляющих веществ (зарин, зоман, Vx, люизит), аварийно химически опасных веществ (хлор, аммиак), а также для автоматического светового и звукового оповещений об опасности.

Прибор также позволяет контролировать среду на складах легко воспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) и АХОВ, на производствах лакокрасочных материалов и АХОВ.

Технические характеристики газосигнализатор ГСА-3 представлены в таблице 4.

 

Таблица 4 - Технические характеристики

Параметр

Значение

Время выхода на рабочий режим

не более 2 мин

Время подготовки к работе

не более 10 мин

Быстродействие по парам ОВ при пороговых концентрациях

не более 5 секунд

 

Последействие при пороговых концентрациях ОВ

не более 30 секунд

 

Последействие по парам ОВ при больших концентрациях

не более 2 секунд

 

Быстродействие по парам АХОВ

не более 2 мин

Последействие по парам АХОВ

не более 5 мин

Электропитание

от АКБ 4НЛЦ-09 — 3,6 В, или бортовой сети постоянного тока с напряжением 12В и 27В.

Средний срок службы

10 лет

Масса

1,01 кг

Гарантийный срок

1 год

Срок эксплуатации

не менее 5 лет

 

Комплектность прибора:

- блок индикации;

- блок питания;

- ремень;

- жгут.

В качестве первичных измерительных преобразователей используется ионизационный преобразователь концентрации без радиоактивного источника ионизации и электрохимическая ячейка на высоковязком электролите, не требующие комплекта индикаторных средств (КИС) и комплекта расходных материалов.

Подготовка газосигнализатора «ГСА-3» к работе и работа с ним

Газосигнализатор «ГСА-3» работает в режиме непрерывного автоматического контроля воздуха с выдачей светового и звукового сигнала оповещения при появлении в воздухе концентраций паров, превышающих заданные.

В качестве первичных измерительных преобразователей используется ионизационный преобразователь концентрации без радиоактивного источника ионизации и электрохимическая ячейка на высоковязком электролите, не требующие КИС и комплекта расходных материалов.

Прибор позволяет контролировать среду на складах ЛВЖ и АХОВ, на производствах лакокрасочных материалов и АХОВ.

Также возможно создание комплексов приборов мониторинга среды с дистанционной передачей данных и использования их в АСУ ТП для предотвращения возникновения аварийных ситуаций.