Transcript Деконтаминация и детоксикация

CBRN мобилна единица
Техническа екипировка и възможности за използване
Интегрирана система за съвместно трансгранично откриване и хармонизирани процедури за
бързо реагиране на химични, биологични, радиологични и ядрени аварии
Х. Протохристов
Г. Асова
INRNE @ EMERSYS
1
Мобилна CBRN лаборатория
Chemical
Biological
Radiological
Nuclear
›
Aпаратура за детекция, локализиране и идентификация на вредни CBRN
агенти в случай на авария, както и за деконтаминация на персонал и
население.
›
Oборудвана от RomTech.
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
2
Апаратура
Апаратура за химично разузнаване
1. Комплект колориметрични детектори с въздушна помпа за идентификация на
отровни газове
2. Мобилна мас-спектрометрична система за идентификация на органични
химични агенти в почвени, водни и въздушни проби
»
време за анализ 20 мин.
3. Анализатор за ин-ситу детекция на газови органични съединения
4. Персонален спектрометър за детекция и идентификация на бойни отровни
вещества по подвижност на йоните
5. Газов анализатор за детекция на запалителни газове и пари: въглероден
оксид, кислород, сяроводород
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
3
Химически агенти
Бойни отровни вещества (БОВ)
&
Индустриални отровни вещества (ИОВ)
› На практика между тях няма стриктна граница.
› ИОВ - хлор, фосген, циановодородна киселина - използвани през през
Първата световна война, причинили повече жертви от БОВ.
› Много ИОВ в химическа промишленост имат близка структура като БОВ
и могат да причинят масови поражения поради използваните големи
количества, макар тяхната токсичност да е редуцирана.
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
4
Химическа детекция
:: Процедура, метод или технология за откриване на вещество
или група вещества в проба или в околната среда.
› Химическа детекция::сигнализира наличието на дадено вещество
от интерес.
› Класификация: съвпадение на детектирания сигнал с група от
вещества (азотнотоксични, алкохоли, амини и др.).
› Идентификация: прецизно определяне на вида на детектираното
вещество.
› Количествена оценка: определяне концентрацията на веществото в
проба.
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
5
Химически методи
› Класификация, идентификация и количиствено определяне на
веществото от интерес.
› За определяне на едно вещество или на група от вещества.
› Химическа реакция между детектираното вещество и определен
реагент. Детектирането се извършва чрез наблюдение и измерване на
ефекта на реакцията (промяна на цвета, на електропроводимостта и
др.)
› Разпространени средства и методи за химическо детектиране:
» индикаторни тръбички и хартии
» колориметрични методи
» биохимични методи
» електрохимични методи
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
6
Индикаторни тръбички
›
Използват се за детекция на вещества във въздуха.
›
Действат на принципа на промяна на цвета на поглъщащ слой,
съдържащ реагент
›
цветът се променя вследствие на химическа реакция между детектираното
вещество и реагента
›
Прецизни - позволяват определяне на количествено съдържание на
вещества с прецизност ppb (parts per billion) 10-9.
›
Изполват се с ръчна или електрическа помпа със система за контрол на
потока.
›
12/09/2014
мобилната лаборатория е снабдена с помпа ACCURO.
INRNE @ EMERSYS
7
Физически методи
›
Използват промените на определени физически параметри на
околната среда, предизвикани от присъствието на детектираното
вещество.
›
Съществуват комплексни методи, позволяващи едновременно
детектиране на много вещества или групи от вещества.
›
Разпространени физически методи:
» спектрометър на подвижност на йоните
» мас-спектрометрия
» ядрено магнитен резонанс
» спектроскопия: според работния диапазон от електромагнитния
спектър (IR, оптическа, UV, X-ray)
» фотойонизация
» пламъкова йонизация
» други
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
8
Газов хроматограф & мас-спектрометър: Е2М
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
9
Газов хроматограф и мас-спектрометър Е2М
в транспортно положение
12/09/2014
в готовност за извършване на
лабораторни анализи
INRNE @ EMERSYS
10
Принцип на газ-хроматографско разделяне
Процес на абсорбция/десорпция между стационарна фаза
(органичен полимер) и подвижна фаза (носещ газ – въздух)
Изход, свързан с Масспектрометър
Вход
Газова смес
12/09/2014
Разделяне
INRNE @ EMERSYS
Носещ газ
11
Газ-хроматографско разделяне на полимери на
входа на мас-спектрометъра
1 = MTBE
2 = Benzene
3 = Toluene
4 = Ethylbenzene
5 = m-Xylene
6 = o-Xylene
7 = iso-Propylbenzenel
8 = n-Propylbenzene
9 = 1,3,5- Trimethylbenzene
10 = 1,2,4-Trimethylbenzene
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
12
Принцип на мас-спектрометрично разделяне
Йонен
източник
Неутрални
атоми и
молекули
Блок за
управление
Електростатична
бленда
Квадруполно
магнитно поле
Детектор
Персонален
компютър
Мас-спектрометричното разделянето на йонизирани атоми и молекули
се извършва в магнитно поле под действие на силата на Лоренц.
→ отклонението в полето ~ специфичния заряд е/m на йоните.
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
13
Молекулна структура и маса на фрагментите
Атомни маси: 14N, 16O, 31P, 32S
Вида на молекулата или
фрагмента се определя
от общата маса
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
14
Спектрометър на подвижност на йоните
(1)
(2)
Персонален спектрометър за детекция и
идентификация на БОВ по подвижност на
йоните:
(1) Приборът в работно положение
(2) Окомплектовка и външен вид
(3)
12/09/2014
(3) Резултати от компютърната обработка
на спектрите
INRNE @ EMERSYS
15
Принцип на действие
› Спектрометърът се състои от тръба, разделена на област за
йонизация и област за дрейф на йоните. В последната се
извършва разделянето и регистрацията на йоните.
› Двете области са разделени с решетка, която инжектира йоните
в областта за дрейф.
› Химическите вещества преминават през мембраната и навлизат
в областта на йонизация, докато водните молекули и други
химически съединения със слабо проникване се извеждат
навън.
› Спектрометърът извлича парна проба от входа и я насочва към
детектора.
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
16
Радиологичен анализ в ИЯИЯЕ-БАН
Откриване на трансконтинентален пренос на радиоактивности
от ядрената авария във Фукушима, Япония (2011 г.)
Базова Екологична Обсерватория-Мусала
Открити минимални концентрации от радионуклидите 121I, 134Cs и 137Cs във
въздушни проби от БЕО-Мусала.
Радиоактивните аерозоли от аварията във Фукушима (11 Март 2011 г.)
достигат България на 2-3 Aприл, носени от стратосферни струйни течения
над Северния полюс.
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
17
Анализ на радиоактивни и ядрени материали
от нелегален произход
Геоложки проби от уранова руда от находища в Танзания, заловени на
ГКПП Лесово 2013 г.
Уранова
руда
Гама спектър
12/09/2014
Уранов
оксид
Рентгено-флуоресцентен спектър
INRNE @ EMERSYS
18
Апаратура за радиологично и ядрено замърсяване
Портативна спектрометрична система за откриване на радиоактивно замърсяване
с детектори за алфа-, бета-, гама- и рентгеново излъчване, и за неутрони.
Ръчен гама-спектрометър с изотопна
идентификация в енергетичния
диапазон 20 keV-3 MeV.
12/09/2014
Различни режими на измерване – дозово
натоварване, енергетичен спектър,
позициониране.
INRNE @ EMERSYS
19
Преносим многоканален анализатор AMP-07
› Детектор за гама-лъчи и импулсен
анализатор (PC интерфайс)
› Противоударна гумена обвивка и неопренов
ремък за пренасяне
› Връзка детекторът-анализатор посредством
спирален кабел с дължина 1.5 m
→ труднодостъпни места
›
Висока чувствителност
»
›
работа в режим на търсене, бърза локализация и изотопна
идентификация на източници на йонизиращо лъчение, както и
радиологично разузнаване в контаминирани терени (GPS).
Спектрометър и интензиметър за гама-лъчи в енергийния диапазон
50 keV-3 MeV
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
20
Технически характеристики
›
Висока чувствителност
» 0.03-100 mSv/h гама фон
›
Откриване и изотопна идентификация на природни и
техногенни гама-излъчващи радионуклиди
›
Широк температурен диапазон на работа
» -20 ‒ +50 оС
›
Устойчива кутия съгласно стандарт IP64
›
Автономна работа (8 часа)
» захранване с Li-йонна батерия 3000 mА/h
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
21
Програмно осигуряване
Интерактивна връзка между базата данни в спектрометъра
и потребителя за:
› натрупване на данни от детектора
› представяне на данните в графична форма
› анализ и обработка на данните
› избиране на области от интерес в спектъра (ROIs)
› фиксиране на географски координати на измерването
› изотопна идентификация
› показания на мощност на дозата
› работа в режим на търсене на ИЙЛ
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
22
База данни за изотопна идентификация
Идентифициране на проби от 30 радиоизотопа поединично или в
комбинациа от до три изотопа.
Изотопната библиотека включва природни, индустриални и медицински
изотопи, и продукти на ядреното делене (реакторни изотопи).
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
23
Оборудване за биологичeн анализ
›
Прибор за пробовземане от въздуха
›
Микробиологичен кабинет за безопасна работа с активни
биологични агенти и токсични вещества
›
Дюарови съдове за съхранение на биологични проби
Комплект за пробовземане
12/09/2014
›
Комплект за вземане на водни проби
›
Комплект за вземане на почвени проби
›
рН-метър
›
Портативна метеорологична станция
INRNE @ EMERSYS
24
Пробовземане от въздуха MICROFOW a60
›
събиране на аерозолни био-контаминанти чрез залавяне
върху стандартни подложки
›
60 мм + 2 мм диаметър, заредени с биокултури
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
25
Комплект за вземане на почвени проби
(1) Пипети (х 10.)
(2) PVC шлаух (х 2)
(3) ръкавици (5 чифта)
(4) Пластмасови контейнери (х 3)
(5) Филтър с активен въглен (х 2)
(6) Стоманени контейнери (х 5)
(7) 25 ml бутилка за метанол (х 5)
(8) Бутилка метанолов спрей (х 1.)
(9) Кутия с PH хартия (1 комплект)
(10) Подложки фибростъкло (х 20)
(11) Червено тиксо (х 1)
(12) ECO спринцовка (х 1)
(13) 500 ml стъклен буркан (х 1)
(14) 500 ml стъклена бутилка (х 1)
(15) Шпакла (х 1)
(16) Пинцети (х 1)
(17) Маркер (х 1)
(18) Ръчна помпа Accuro (х 1 бр.)
(19) TENAX тръбички (х 10)
(20) Бутилови ръкавици (3 чифта)
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
26
Видове защитно облекло
Химическо защитно облекло Dräger CPS 7900
- неизвестен контаминант
- висока концентрация на контаминанта
- изискване за висока механична устойчивост
CBRN защитно облекло Saratoga
- възможна контаминация, особено при екстремни температури
- контаминантът в газ или пара, но не е течност
- концентрацията на контаминанта не е много висока
Химическо & биологично защитно
облекло Tychem C
- контаминанта е твърд аерозол (прах)
- ниска концентрация на контаминанта
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
27
Видове защитно облекло
Химическо защитно облекло Dräger CPS 7900
- неизвестен контаминант
- висока концентрация на контаминанта
- изискване за висока механична устойчивост
CBRN защитно облекло Saratoga
- възможна контаминация, особено при екстремни температури
- контаминантът в газ или пара, но не е течност
- концентрацията на контаминанта не е много висока
Химическо & биологично защитно
облекло Tychem C
- контаминанта е твърд аерозол (прах)
- ниска концентрация на контаминанта
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
28
Видове защитно облекло
Химическо защитно облекло Dräger CPS 7900
- неизвестен контаминант
- висока концентрация на контаминанта
- изискване за висока механична устойчивост
CBRN защитно облекло Saratoga
- възможна контаминация, особено при екстремни температури
- контаминантът в газ или пара, но не е течност
- концентрацията на контаминанта не е много висока
Химическо & биологично защитно облекло
Tychem C
- контаминанта е твърд аерозол (прах)
- ниска концентрация на контаминанта
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
29
Деконтаминация и детоксикация
Деконтаминация: отстраняване на контаминанти от
контаминиран обект посредством различни методи и уреди. Не
се изисква разрушаване на контаминиращия агент.
Детоксикация: неутрализация или разрушаване на
контаминиращия агент от контаминирания обект или от
остатъците от деконтаминацията. Някои деконтаминационни
процедури включват също детоксикация.
В случай на радиоактивна контаминация се прилага само
деконтаминация без детоксикация.
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
30
Деконтаминация и детоксикация
› Бързо установяване вида на контаминация / и ниво на радиоактивност.
› След идентификацията и определянето на степента на химическа
контаминация, аварийният екип трябва да помогне за ограничаване на
въздействието върху населението и за отстраняване на евентуални
вреди.
› Радиоактивната контаминация или контаминацията на персонала с
токсични агенти може да доведе до наранявания и повреда на
апаратура.
» Технически средства, инфраструктура, оборудване и други контаминирани
материали може да предствляват сериозна опасност за дълго време, ако не
бъдат предприети адекватни мерки за отстраняване на контаминацията.
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
31
Деконтаминация на авариен екип
› Задачи: пробовземане, детектиране,
обозначаване на територия, евакуация
на ранени и др.
› След напускане на контаминирания
терен, аварийният екип трябва да бъде
деконтаминиран, за да не разпространи
контаминацията в неконтаминирана
площ.
Действие на авариен екип върху
контаминиран терен
Палатка за
деконтаминация
›
След деконтаминация, съгласно
предписание, се извършва пълен
деконтаминационен контрол.
›
След приключване на мисията и
изключване на спасителното оборудване,
персонал и оборудване са предмет на
специфични деконтаминационни
процедури.
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
32
Деконтаминация на персонал и население
Измиване с вода, + сапунен разтвор, в деконтаминационни палатки или
контейнери.
› Площадката за деконтаминация се избира в близост до източник на
вода, до средства за комуникация и логистика, както и съобразно с
посоката на вятъра.
› Площадката за деконтаминация трябва да има най-малко една
съблекалня, баня, сушилня и съответно оборудване.
› Мобилната лаборатория е оборудвана с палатка за
деконтаминация (80 души/час), душ-кабина и транспортно ремарке.
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
33
Благодаря Ви за вниманието
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
34
Деконтаминация на авариен екип
›
Задачи: пробовземане, детектиране, обозначаване на територия,
евакуация на ранени и др.
›
След напускане на контаминирания терен, аварийният екип
трябва да бъде деконтаминиран, за да не разпространи
контаминацията в неконтаминирана площ.
›
След деконтаминация, съгласно предписание, се извършва пълен
деконтаминационен контрол.
›
След приключване на мисията и изключване на спасителното
оборудване, персонал и оборудване са предмет на специфични
деконтаминационни процедури.
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
35
Спектрометър на подвижност на йоните
Йоните образувани при нормално атмосферно налягане се движат в
електрично поле в противоположна посока на газовия носител (въздух).
Поради тяхното различно ускорение и непрестанни сблъсъци с други
йони, и с молекулите на носещия газ, йоните на определено химическо
съединение, преминават определено разстояние с една и съща средна
скорост.
Разделянето на йоните се извършва въз основа на разлики в средната
скорост, предизвикани от разлики в масите и/или различия в
структурата.
Стълкновенията на йоните с детектора водят до образуване на линии
или пикове (промени в електрическия заряд), които могат да се
изобразят графично като спектър на подвижност на йоните.
Времето на прелитане за всяко вещество се представя на оста Х (в
милисекунди), а силата на електрическия сигнал на оста Y (в
пикоампери).
Скоростта на йоните v в електрично поле е пропорционална на силата
на полето E съгласно уравнението:
v = KE,
където К е специфичната мобилността на йоните на определено
вещество.
12/09/2014
INRNE @ EMERSYS
36
Принцип на действие
Контаминиран въздух
Мембрана
12/09/2014
ИЙЛ
-
- -- -- --- - --- - - - -- - --
Drift
Tube газ
Дрифтващ
+ve
Решетка
Циркулационна
помпа
Цилкулационна
помпа
INRNE @ EMERSYS
Филтър
37