Методы химической разведки и контроля

методы химической разведки и контроля

Основой химической разведки является индикация отравляющих  и высокотоксичных веществ, которая  осуществляется с помощью средств  периодического и непрерывного контроля зараженности ОВ воздуха, техники, воды, продовольствия, обмундирования и средств  индивидуальной защиты. На медицинскую  службу возлагается индикация ОВ в воде, продовольствии, медикаментах, предметах медицинского и санитарно-технического имущества.

Термин “индикация” означает комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на качественное обнаружение, количественное определение (установление концентрации и плотности заражения) и идентификацию химической природы ОВ в различных средах.

Индикация ОВ может проводиться  органолептическим, физическим, физико-химическим, химическим, биохимическим, биологическим, фотометрическим или хроматографическим методом.

Исторически первым, когда  еще не было приборов для обнаружения  химических веществ, возник органолептический метод индикации ОВ. Органолептический метод основан на использовании зрительного, слухового или обонятельного анализаторов людей. Например, можно услышать глухой звук разрыва химического боеприпаса, увидеть облако на месте его разрыва, обнаружить изменение окраски растительности, мертвых животных и рыб, на местности – капли или мазки жидкости, похожей на ОВ, почувствовать подозрительный запах. Этот метод может быть использован химическими наблюдательными постами, но лишь как вспомогательный, поскольку он недостоверен и субъективен.

Физический и  физико-химический методы индикации основаны на определении некоторых физических свойств ОВ (например, температуры кипения или плавления, растворимости, удельного веса и др.) или на регистрации изменений физико-химических свойств зараженной среды, возникающих под влиянием ОВ (изменение электропроводности, преломление света). Физический метод можно применять только при определении констант химически чистого вещества. Физико-химический метод положен в основу работы автоматических газосигнализаторов и газоопределителей. Эти приборы позволяют вести постоянное наблюдение за воздухом и быстро сигнализировать о заражении ОВ.

Основными методами индикации  ОВ в настоящее время являются химический и биохимический методы. Они положены в основу работы приборов химической разведки, полевых и базовых  лабораторий.

Химический метод основан на способности ОВ при взаимодействии с определенным реактивом давать осадочные или цветовые реакции. Эти реакции должны обеспечивать обнаружение ОВ в концентрациях, не опасных для здоровья людей, то есть должны быть высокочувствительными, и, по возможности, специфичными.

Необходимость обнаружения  незначительных количеств ОВ в воздухе  и воде достигается применением  адсорбентов и органических растворителей, с помощью которых ОВ извлекается  из анализируемой пробы, а затем  подвергается концентрированию.

Специфичность реакции определяется способностью реактива взаимодействовать  только с одним определенным ОВ или  определенной группой веществ, сходных  по химической структуре и свойствам. В первом случае – это специфические  реактивы, во втором – групповые. Большинство  известных реактивов являются групповыми; они используются для установления наличия ОВ и степени заражения  ими среды.

Химическую индикацию  ОВ осуществляют путем реакции на бумаге (индикаторные бумажки), адсорбенте или в растворах.

При выполнении реакции на бумаге используют такие реактивы, которые при взаимодействии с  ОВ вызывают изменение цвета индикаторной бумаги. При просасывании зараженного  воздуха через индикаторную трубку, ОВ поглощается адсорбентом, концентрируется  в нем, а затем реагирует с  реактивом с образованием окрашенных соединений. Это позволяет определять с помощью индикаторных трубок такие  концентрации ОВ, которые нельзя обнаружить другими способами.

При выполнении индикации  в растворах ОВ предварительно извлекается  из зараженного материала, а затем  переводится в растворитель, в  котором и происходит взаимодействие ОВ со специфическим реактивом. В  зависимости от исследуемого материала, типа ОВ и реактива в качестве растворителя используют воду или органические соединения, чаще всего – этиловый спирт или  петролейный эфир.

Биохимический метод индикации основан на способности некоторых ОВ нарушать деятельность ряда ферментов. Практическое значение имеет холинэстеразная реакция для определения фосфорорганических соединений (ФОС). ФОС угнетают активность холинэстеразы – фермента,  гидролизующего ацетилхолин. Это свойство ФОС и используется для индикации. Стандартный препарат холинэстеразы подвергают воздействию вещества с исследуемого объекта, а затем по изменению  цвета индикатора сопоставляют время гидролиза ферментом определенного количества ацетилхолина в опыте и контроле. Главным преимуществом биохимического метода индикации является его высокая чувствительность. Например, в воздухе ФОС определяются в концентрации 0,0000005 мг/л.

Биологический метод индикации основан на наблюдении за развитием патофизиологических и патологоанатомических изменений у лабораторных животных, зараженных ОВ. Этот метод лежит в основе токсикологического контроля и имеет большое значение для индикации новых ОВ или токсических веществ, которые нельзя определить с помощью табельных индикационных химических приборов. Индикация биологическим методом осуществляется достаточно длительное время, и требует специальной подготовки персонала и наличия лабораторных животных, в связи с чем, его используют, главным образом, в санитарно-эпидемиологических учреждениях.

В основе фотометрического метода лежит определение оптической плотности различных химических веществ, по изменению которой и определяется концентрация ОВ. Для измерения светопоглощения используются фотометры и спектрофотометры, в основе работы которых лежит закон поглощения света окрашенными растворами (закон Ламберта-Бера).

Обычно для фотометрии используют область, в которой идет наибольшее поглощение света. Причем для  аналитических целей пригодны только те цветовые реакции, в ходе которых  развивается окраска, пропорциональная концентрации исследуемого вещества. Например, этими методами можно определить  концентрацию карбоксигемоглобина в крови.

Хроматографический  метод основан на разделении веществ по зонам их максимальной концентрации и определении их количества в различных фракциях. В практике нашли применение различные виды хроматографии: бумажная, тонкослойная, жидкостная, газожидкостная и др. Эти методы являются весьма перспективными, так как позволяют определить содержание различных химических веществ в исследуемых объектах в самых малых количествах.

Для осуществления мероприятий  по индикации ОВ на оснащении подразделений, частей и учреждений медицинской  службы имеются средства непрерывного и периодического контроля.

К средствам непрерывного контроля относятся индикаторные элементы, автоматические газосигнализаторы  и газоопределители, к средствам  периодического контроля – войсковой  прибор химической разведки (ВПХР), прибор химической разведки медицинской и  ветеринарной служб (ПХР-МВ), медицинский  прибор химической разведки (МПХР) и  медицинская полевая химическая лаборатория (МПХЛ).

Индикаторные элементы представлены комплектом КХК-2, позволяющим обнаруживать капли и оседающий аэрозоль Vx, зомана и иприта дисперсностью 80-400 мкм за 30-80 секунд и индикаторными  пленками АП-1, предназначенными для  определения аэрозолей Vx. Пленка АП-1 представляет собой ленту желтого  цвета, которая прикрепляется к  обмундированию, чаще всего, к рукаву на предплечье. Признаком опасного заражения Vx является появление на пленке сине-зеленых пятен.

Войсковой автоматический газосигнализатор ГСА-2 позволяет обнаружить фосфорорганические отравляющие вещества в воздухе  в концентрации 5-8 × 10^-5 мг/л в течение 2 с.

Автоматический газосигнализатор ГСП-11 предназначен для непрерывного контроля воздуха с целью определения  в нем наличия паров фосфорорганических ОВ, при обнаружении которых прибор подает световой и звуковой сигналы. Прибор работоспособен в интервале  температур от – 40 до + 40 °С, продолжительность  работы прибора от 1 до 6 ч в зависимости  от температуры окружающей среды.

Для тех же целей предназначен иавтоматический газосигнализатор ГСП-12. Он также оснащен звуковой и световой сигнализацией, которая  срабатывает не позднее 4-5 мин после  обнаружения фосфорорганических ОВ. Прибор работает на одном из двух режимов  с обновлением информации о наличии  ФОВ: в непрерывном – через 2 мин, в циклическом – через 16 мин. Время  непрерывной работы с одной зарядкой индикаторных средств в непрерывном  режиме 8 ч, в циклическом 24 ч.

Газоопределитель ПГО-11 имеет  набор индикаторных трубок, позволяющий  в течение 1 – 6 мин определять в  воздухе ФОВ, иприты, синильную кислоту, хлорциан и фосген.

Прибор химической разведки медицинской и ветеринарной служб (ПХР-МВ) используют для забора проб воды, продовольствия и сыпучих материалов и определения в них ОВ. Запас реактивов позволяет выполнить 10-15 качественных анализов проб воды и продовольствия.

Войсковой прибор химической разведки (ВПХР) предназначен для определения  в воздухе, на местности, на поверхности  техники зарина, зомана, иприта, фосгена, дифосгена, синильной кислоты, хлорциана, а так же паров Vx и Bz. ВПХР является штатным прибором химической разведки, и состоит на табельном оснащении  любого этапа медицинской эвакуации (рис.1 ).

Для этих же целей может  быть использован медицинский прибор химической разведки (МПХР) и медицинская  полевая химическая лаборатория (МПХЛ).

Войсковой прибор химической разведки (ВПХР)

Медицинский прибор химической разведки (МПХР) предназначен для обнаружения  зараженности отравляющими веществами водоисточников, фуража и сыпучих  видов продовольствия. Предусмотренные  в МПХР средства и методы индикации  основных ОВ позволяют проводить  определение ОВ типа Vx, зарина, зомана, иприта и ОВ типа Bz на местности и  на различных предметах. Кроме того, прибор предназначен для взятия проб, подозрительных на зараженность бактериальными средствами. Прибором оснащаются подразделения  и учреждения медицинской и ветеринарной служб.

Прибор обеспечивает обнаружение  следующих групп ОВ:

- в воде: зарина, зомана, Vx, иприта, Bz, мышьяксодержащих соединений, синильной кислоты и ее солей,  фосфорорганических пестицидов, алкалоидов  и солей тяжелых металлов;

- в сыпучих видах продовольствия  и фуража: зарина, зомана, Vx, иприта;

- в воздухе, на местности  и на различных предметах: зарина, зомана, Vx, иприта, Bz, фосгена, дифосгена.

Запас реактивов рассчитан  на 100-120 анализов и позволяет за 10 ч провести 20 качественных анализов проб воды или пищевых продуктов.

На оснащении санитарно-эпидемиологических учреждений стоит медицинская полевая  химическая лаборатория (МПХЛ). Она  предназначена для качественного  и количественного определения  ОВ в пробах воды, продовольствия, фуража, медикаментов, перевязочного материала  и на предметах медицинского и  санитарно-технического оснащения. В  частности, возможности МПХЛ позволяют  проводить:

- качественное обнаружение  ОВ, алкалоидов и солей тяжелых  металлов в воде и продовольствии;

- количественное определение  ФОВ, ипритов и мышьяксодержащих  веществ в воде;

- определять полноту проведения  дегазации воды, продовольствия, фуража, медикаментов, перевязочного материала  и предметов ухода;

- устанавливать зараженность  воды, продовольствия и фуража  неизвестными ОВ путем проведения  биологических проб.

Запас реактивов, растворителей  и материалов обеспечивает проведение лабораторией не менее 120 анализов. МПХЛ приспособлена для перевозки  любыми видами транспорта, обслуживается  одним лаборантом, производительность ее работы – 10-12 проб за 10 ч работы.

Главнейшим требованием  к индикации ОВ является достоверность  ее результатов и безопасность проведения работ. В связи с этим определение  ОВ следует проводить в строгом  соответствии с инструкцией или  руководством, так как в них  предусмотрены оптимальные условия  для проведения исследования. Кроме  того, индикацию ОВ должны проводить  лица, прошедшие необходимую подготовку в объеме руководств или инструкций к используемым индикационным приборам, знающие свойства ОВ и меры безопасности при работе с ними. В частности, при работе в полевых условиях необходимо пользоваться техническими средствами индивидуальной защиты (противогаз, защитная одежда, резиновые перчатки и сапоги), а в процессе выполнения работы необходимо находиться с подветренной стороны от зараженного участка.

Кроме выше изложенного существуют современные системы для ведения  химической, радиационной и биологической  разведки (рис. 2,3,4,5).

Приборы химической разведки.  
 
Обнаружение и определение степе ни заражения отравляющими и сильно действующими ядовитыми веществами воздуха, местности, сооружений, обо рудования, транспорта, средств инди видуальной защиты, одежды, продо вольствия, воды, фуража и других объ ектов производится с помощью прибо ров химической разведки или путем взятия проб и последующего анализа их в химических лабораториях. 
Основным прибором химической разведки является войсковой прибор химической разведки (ВПХР), а также аналогичный ему по тактико-техничес ким характеристикам и принципу дей ствия полуавтоматический прибор химической разведки ППРХ. Для обна ружения СДЯВ используются различного вида в зависимости от характера производства промышленные приборы. Кроме того, некоторые объекты народ ного хозяйства могут быть оснащены приборами химической разведки меди цинской и ветеринарной службы (ПХР-МБ). 
Принцип обнаружения и опреде ления ОВ приборами химической раз ведки основан на изменении окраски индикаторов при взаимодействии их с ОВ. В зависимости от того, какой был взят индикатор и как он изменил ок раску, определяют тип ОВ, а сравнение интенсивности полученной окраски с цветным эталоном позволяет судить о приблизительной концентрации ОВ в воздухе или о плотности заражения.