INSTITUT OCHRANY OBYVATELSTVA

INSTITUT OCHRANY OBYVATELSTVA

INFORMAČNÍ ZPRAVODAJ

Ročník

16

Číslo

Lázně Bohdaneč

2 / 2005

2

3

OBSAH

ČAPO UN, T. – K RYK ORK OVÁ, J. – ULBRICH, J.: Ins titut ochran y ob yvatelstva př edstavu je novou mob ilní chemickou lab or atoř

strana

5

FIALA, Z. – BORSK Á, L. – VYSK OČIL, A. – BORSK Ý, T. – K REMLÁČEK , J. – K RAJÁK , V. Hod nocení r iz ika akutní chemické exp oz ice směsím látek Ad itivní ú čink y

23

MIK A, O.: Nutnos t modelování nás led ků chemického ter or is mu

37

SEVERA, J. – DVOŘÁK , V, – ČAPOUN, T.: Polopr ovoz ní z kouš ky d ekontaminace b ojov ých chemický ch látek činid lem HVĚZDA

55

SÝK ORA, V. – HYLÁK, Č.: Rezis tenční d oba a d ynamická s orpční kapacita MOF filtrů stanovená d le ČSN EN 141

65

4

5

INSTITUT OCHRANY OBYVATELSTVA PŘEDSTAVUJE NOVOU MOBILNÍ CHEMICKOU LABORATOŘ

Ing. Tomáš ČAPOUN, CSc., MV - GŘ HZS ČR, Institut ochrany obyvatelstva kpt. Ing. Jana KRYKORKOVÁ, CSc., MV - GŘ HZS ČR, Institut ochrany obyvatelstva por. Ing. Jiří ULBRICH, MV - GŘ HZS ČR, Institut ochrany obyvatelstva

RESUMÉ Příspěvek popisuje parametry, technologické uzly, příslušenství a instrumentální vybavení mobilní chemické laboratoře Institutu ochrany obyvatelstva. Hodnotí stávající možnosti laboratoře při plnění úkolů chemického průzkumu a terénní analýzy.

6

7

ÚVOD V souladu s „Pokynem generálního ředitele Hasičského záchranného sboru České republiky a náměstka ministra vnitra“ č. 6/2001 je úkolem výjezdové skupiny IOO zabezpečení chemického průzkumu a laboratorní kontroly pro potřeby GŘ HZS ČR a zásahů jednotek HZS ČR a záchranných prací v rámci integrovaného záchranného systému v Pardubickém a Královéhradeckém kraji. Všechny analýzy a měření prováděné výjezdovou skupinou jsou orientovány na vzorky životního prostředí ve všech skupenstvích a na nejrůznější mimořádné události. K zabezpečení plnění úkolů výjezdové skupiny jsou ředitelem IOO denně určeni dva pracovníci v pracovní pohotovosti. Službu pracovní pohotovosti vykonávají od 6.00 hodin daného dne do 6.00 hodin následujícího dne. Odborná činnost výjezdové skupiny v místě zásahu je obecně zaměřena zejména na zabezpečení speciálních úkolů v oblasti chemického a radiačního průzkumu, dozimetrické, laboratorní chemické i radiologické kontroly, zjišťování kontaminace a účinnosti dekontaminace k zabezpečení ochrany zasahujících hasičů, složek IZS a obyvatelstva v případě mimořádných událostí s únikem nebezpečných látek (s výjimkou biologických agens), při teroristických útocích nebo při použití ZHN. V souladu se schválenou koncepcí chemické služby HZS ČR jsou pro výjezdové skupiny chemických laboratoří HZS ČR vytýčeny následující hlavní úkoly na chemickém úseku: • rychlá detekce, identifikace, přesné analytické stanovení a rozbory chemických látek a bojových chemických látek (BCHL), • interpretace zjištěných údajů na místě zásahu do podkladů a návrhů protichemických opatření pro rozhodovací proces velitele zásahu, příslušných orgánů nebo krizových štábů a pro ochranu obyvatelstva (nutnost evakuace, způsob ochrany apod.) a pro vytýčení nebezpečných oblastí se zvláštním režimem života a pro optimální postup dekontaminace zasahujících složek IZS i obyvatelstva, • hodnocení účinnosti dekontaminace stanovením zbytkové kontaminace, • provádění expertní činnosti pro potřeby CHS a ostatních spolupracujících složek IZS, • odběry vzorků a provádění analýzy z hlediska jejich chemických vlastností pro výkon státní správy, zejména při zjišťování příčin vzniku požárů, • provádění konzultační, poradenské a informační činnosti pro potřeby CHS v jednotkách HZS ČR, pro příslušná operační střediska a velitele zásahu. Uvedené úkoly shrnuté do několika bodů představují značný objem vysoce fundované činnosti. Zahrnují detekci a stanovení bojových chemických látek i nebezpečných chemických látek, a to od měření fyzikálních veličin jako pH nebo vodivosti roztoků přes speciální analytická stanovení spektrálními, elektrochemickými či chromatografickými přístroji až po správnou interpretaci naměřených dat. Pro různé metody přitom musí být vypracovány postupy analýzy látek ve všech skupenstvích – plynném, kapalném i pevném, včetně různých kalů a směsí. S úkoly úzce souvisí i problematika zjišťování prvků meteorologické situace. Rostoucí náročnost a počet odborných úkolů, řešených výjezdovými skupinami, a potřeba velitelů zásahů jednotek PO získat rychlé a spolehlivé podklady pro rozhodnutí o odstranění

8

následků mimořádné události, o ochraně zasahující jednotky a obyvatelstva rezultovala v návrh, aby pro všechny výjezdové skupiny HZS ČR byla speciálním výjezdovým vozidlem mobilní chemická laboratoř. Její hlavní význam lze spatřovat v možnosti pracovat přímo v místě mimořádné události – v kontaktu se zasahující jednotkou – a přiblížit často složité podmínky terénní analýzy podmínkám stacionárních laboratoří.

1.

Popis mobilní chemické laboratoře

1.1

Technické parametry

S ohledem na rozměry nástavby vozidla a vzhledem k velice výhodné cenové nabídce bylo rozhodnuto zakoupit vozidlo Volkswagen LT 35. Jedná se o nákladní – skříňový vůz se zvýšenou střechou. Přestavbu a veškeré úpravy vozidla na mobilní chemickou laboratoř provedla firma VESTA AUTO s.r.o, která provádí přestavby speciálních vozidel. Vozidlo má maximální výkon 80 kW, počet míst k sezení 3, provozní hmotnost 2650 kg, rozměry 5585 x 1933 x 2570 mm a rozměry nákladního prostoru 3285 x 1740 x 1855 mm. K sériové výbavě vozidla patří posilovač řízení, ABS + EDS, imobilizér, otáčkoměr s digitálními hodinami, sedadlo spolujezdce jako dvousedadlo, odkládací kapsy ve dveřích včetně uzavíratelných schránek, posuvné dveře vpravo, dělící přepážka s pevným oknem, zadní křídlové dveře a kotoučové brzdy na všech kolech. Zvláštní výbavu vozidla tvoří zvýšená střecha, loketní opěrky sedadla řidiče, stropní přihrádka nad čelním oknem, rádio Sound 4000 (střešní anténa a dva reproduktory), palivová nádrž 100 l, vnější zrcátka konvexní s panoramatickým zrcátkem elektricky nastavitelná a vyhřívaná. Celkový pohled na vozidlo uvádí obrázek 1. Do kabiny řidiče byly instalovány dvě vysílací radiostanice a v prostoru před spolujezdcem na palubní desce jsou umístěny jejich ovládací jednotky. Pro styk s dobrovolnými hasiči je to radiostanice MOTOROLA a pro styk s profesionálními hasiči radiostanice PEGAS s terminálem Smart. Nad nimi je umístěna čtecí lampička pro spolujezdce. Na pravém boku vozidla je ve schránce OMNISTOR umístěna stahovací markýza. V mobilní laboratoři jsou dále k dispozici bočnice, které spolu s markýzou umožňují vytvoření stanové předsíně (obrázek 2). Vozidlo je dále vybaveno dvěma zábleskovými majáky HELLA KLX 7000F s držákem, dvěma předními doplňkovými zábleskovými světly modré barvy HELLA a osvětlovací lampou se stojanem pro práci v terénu v noci. Vytápění kabiny řidiče je zabezpečeno přídavným nezávislým topením Eberspracher.

9

Obr. 1 Celkový pohled na mobilní chemickou laboratoř

Obr. 2 Stanová předsíň mobilní chemické laboratoře 1.2

Nástavba

Vnitřní výška nástavby činí 1,855 m. Kabina řidiče a spolujezdců je od nástavby oddělena dělicí stěnou s oknem. Podlaha je pokryta protiskluzovým antistatickým materiálem. K větrání je určeno větrací okno ve dveřích a ve stropě.

10

Na pravé straně vozidla jsou boční posunovací dveře, dále pokračuje laboratorní stůl s nerezovou pracovní deskou, dřezem a čtyřmi uzamykatelnými zásuvkami. Nad stolem je držák na dva plastové 10 l kanystry a skříňky s roletkami. Stůl je v zadní části ukončen skříní uzavíratelnou roletkou. Pohled na pravou stranu uvádí obrázek 3. Podél levé strany vozidla je laboratorní stůl s nerezovou deskou, nad nímž jsou umístěny tři poličky s roletkami. Na pracovní stůl navazuje digestoř s odtahem a osvětlením. Pod digestoří je skříňka, v níž je umístěn speciální uzamykatelný box na přepravu nebezpečných látek. Za digestoří se nachází skříň s policemi uzavíratelná roletkou. Z boku skříně jsou instalovány držáky na stojany a jiné pomůcky. Pod těmito poličkami jsou dvě průchodky uzavíratelné kohoutem do boční stěny nástavby k nasávání vzorků vzduchu přímo do laboratorních přístrojů a k odběru vzorků vzduchu z vozidla. Vně vozidla jsou průchodky chráněny síťkou. V čele je laboratorní prostor vybaven držáky k pevnému uchycení tlakových lahví a na stěnách popruhy k uchycení instrumentální techniky. Pod laboratorním stolem na levé straně vozidla je průchodka pro kabely a hadice prostředků a přístrojů, používaných mimo vozidlo. Na levém boku vozidla je umístěn držák ke stožáru meteostanice ALMEMO 2390-5 (obrázek 4). Propojovací kabely od čidel, která měří teplotu, rychlost a směr větru, vlhkost a tlak, se průchodem pod levým laboratorním stolem spojují s ovládací jednotkou. Vně vozidla je průchod chráněn krytem (obrázek 4, bílý kryt vedle stojanu meteostanice).

Obr. 3 Pohled na pravou stranu nástavby

11

Obr. 4 Instalovaná meteostanice ALMEMO 2390-5

1.3

Technologické rozvody

Nástavba vozidla i kabina řidiče mohou být napájeny z vnějšího zdroje 230 V/AC pomocí kabelu CYSY 3Cx2,5 délky 15 m s pohyblivou zásuvkou PCE typ 213 do elektroinstalace vozu pevnou vidlicí PCE BS4243 230 V/16A do hlavního rozvaděče, umístěného nad laboratorním stolem v přední levé části nástavby. Zástrčka pro napojení je na levém boku vozidla (obrázek 4). Zapojení je možné pouze v případě, že vozidlo stojí na daném stanovišti, kde je možné připojení do zásuvky odpovídající příslušným předpisům, především ochraně před úrazem a jištěním proti nadproudům. Pro provoz automobilu v terénu mimo dosah zdroje 230 V/AC je elektrické napájení vozidla řešeno prostřednictvím jednofázové elektrocentrály WAY HM 3000 19L, 230 V/50Hz/9,5A o výkonu 2,2 kVA. Elektrocentrála je umístěna a zajištěna proti pohybu ve skříni v levé zadní části nástavby. Její hmotnost činí 28 kg. Elektrocentrálu nelze provozovat v nástavbě, ale pouze vně vozidla na pevném stanovišti nejlépe pod přístřeškem (markýzou). Napojuje se do zástrčky na pravé straně vozidla šňůrou CYSY 3C x 2,5 pohyblivou zásuvkou PCE typ 213 do elektroinstalace vozu pevnou vidlicí PCE BS4243 230 V/16A. Elektrocentrála musí být při provozu řádně uzemněna a spojena s kostrou vozidla. Obě varianty napájení automobilu jsou kompatibilní, není je však možné používat současně. Pevné napojení z elektrické sítě je signalizováno kontrolkou v kabině řidiče i v hlavním rozvaděči v laboratorním prostoru. Vozidlo je opatřeno automatickou nabíječkou autobaterie HELLA Charger 230 V/AC12 V/DC, umístěnou v kabině řidiče pod sedadlem spolujezdce. Nabíječku lze zapnout po připojení na vnější zdroj. Nad laboratorním stolem na levé stěně nástavby je hlavní rozvaděč, dvě dvojzásuvky 230 V chráněné proti poškození filtrem 1ELV 16VY-4 (pro laboratorní přístroje a počítač). Jedna dvojzásuvka 230 V je umístěna nad stolem na pravé stěně.

12

Mobilní chemická laboratoř má vlastní nezávislou elektrickou instalaci 12 V/DC. Pojistková skříňka přídavné elektroinstalace je umístěna pod sedačkou řidiče. Nad laboratorním stolem na levé stěně nástavby jsou umístěny dvě zásuvky 12 V, další zásuvky se nacházejí na zadní stěně nástavby za skříněmi (pro připojení zábleskových světel) a v kabině řidiče. Celý prostor nástavby a zvlášť pracovní stoly jsou osvětleny zářivkami. Laboratoř je vybavena ledničkou Coolmatic objemu 40 l, která je alternativně napájena 230 V/AC nebo 12 V/DC. Pod sedačkou řidiče je k dispozici hlavní vypínač rozvodu 12 V/DC v nástavbě. Rozvod vody je proveden v pravé části laboratoře. Voda je vedena z nerezové zásobní nádrže objemu 50 l, která je umístěna ve skříni vpravo vzadu. Nádrž se plní plnícím otvorem na zadním čele nástavby. Voda je vedena čerpadlem na 12 V/DC do pákové baterie u dřezu (obrázek 3). Čerpadlo se spouští pákovou baterií. Odpadní vodu z dřezu je možno vypouštět pod vozidlo nebo lze odpad přepínacím kohoutem odvádět do odpadní nádrže umístěné pod dřezem. Po případné dekontaminaci odpadu se voda vypustí pod vozidlo nebo do určené nádoby. Používání destilované vody je řešeno pomocí PE kanystru objemu 10 l opatřeného kohoutem. Kanystr je pevně uchycen v držáku nad dřezem (obrázek 3). V něm je rovněž umístěn PE kanystr s ethanolem. Laboratoř je vybavena digestoří se samostatným ventilátorem, k jeho spuštění je nezbytný přívod 230 V (z vnějšího zdroje nebo elektrocentrály). Nucené větrání nástavby je zabezpečeno obousměrným ventilátorem se mřížkami a nastavitelnými průduchy. Ventilátor je umístěn ve stropě v zadní části střechy a je ovládán kolébkovým spínačem, který se nachází v kabině řidiče na palubní desce. Umožňuje přepínání mezi režimem vhánění vzduchu a odtahu vzduchu. Při přepnutí směru chodu ventilátoru (změna cirkulace vzduchu) je nutné vždy vyčkat ukončení doběhu elektromotoru. Vytápění laboratorního prostoru je zajištěno nezávislým naftovým topením Eberspracher. Topení je ovládáno spínačem, který je umístěn v kabině řidiče na přepážce mezi sedadly. Spínačem je možno nastavit intenzitu vytápění nebo naopak vhánět studený vzduch.

2.

Vybavení instrumentální technikou a pomůckami

Vybavení mobilní chemické laboratoře přístroji, prostředky a pomůckami uvádí tabulka 1. Uvedené vybavení splňuje rovněž obecné požadavky na přístroje a prostředky mobilní chemické laboratoře: • všechny přístroje a prostředky mají proti jiné technice stejné třídy a určení nejmenší objem a hmotnost, • všechny přístroje a prostředky umožňují práci ve vozidle nebo mimo vozidlo, neboť jsou konstruovány ve verzi přenosné nebo mobilní, • všechny přístroje a prostředky ve vybavení laboratoře jsou buď nezávislé na zdroji energie nebo mají vlastní baterii. Výjimku tvoří lednice, inkubátor a Multikomponentní FTIR plynový analyzátor DX-4000, které pracují na baterii vozidla (12 V/DC) a dále tiskárna a blokový termostat vyžadující připojení na 230 V/AC.

13

Tabulka 1 Vybavení mobilní chemické laboratoře přístroji a pomůckami Požadované přístroje a prostředky Zařízení na přívod elektrického proudu v terénu Čerpadlo bateriové nebo ruční na odběr vzorků vzduchu Odběr vzorků vody z hladiny Odběr vzorků vody z hloubky

Odběr vzorků kalů ze dna studní Odběr sypkých pevných materiálů a rostlinstva Pomůcky pro odběr zeminy z povrchu i hloubky

Pomůcky pro odběr kontaminatů z povrchu pevných nenasákavých materiálů technikou stěrů Tabulka 1 – pokračování „Vzorkovnice“ na plyny (vzorkovací vaky, trubičky se sorbentem, promývačky s rozpouštědlem apod.) Souprava nádob a pomůcek na odebrané vzorky Kontejner na převoz nebezpečných chemických látek Zařízení na přechovávání a převoz látek vysoce těkavých nebo rozkládajících se za normální teploty Přenosný pH-metr Přenosný konduktometr Jednoduchý prostředek detekce nebezpečných chemických látek v ovzduší

Vybavení mobilní chemické laboratoře

Poznámka

Elektrocentrála WAY HM 3000 19L • •

Odběrové čerpadlo na plyny PCXR4 Odběrový balónek na plyny ze soupravy detektoru MX 21 Plus Nádoba na odběr vody Souprava na odběr vzorků Eijkelkamp (ocelová odběrová sonda s kuličkovým zpětným uzávěrem a odběrové vodní čerpadlo) Zařízení pro odběr kalů

odběr z hloubky až 15 m

odběr z hloubky až 15 m

Souprava pro odběr vzorků SBV-61 • •

Souprava pro odběr vzorků SBV-61 Souprava na odběr vzorků Eijkelkamp (ocelový vzorkovací válec, vrtáky Edelmenův a Riverside) Souprava pro odběr vzorků SBV-61

• •

pro odběr z povrchu odběr z hloubky až 0,5 m

Vzorkovací vaky Trubičky ORBO, promývačka plynů

Souprava skleněných láhví různých velikostí • Kontejner na převoz s aktivním uhlím • Uzamykatelný box na nebezpečné látky Lednice Coolmatic 40 l

Digitální tužkový pH-metr ATC UW 77 Piccolo Digitální přenosný konduktometr Hach Lange • Detekční trubičky na vybrané plyny a páry

objem 30 l

14

Jednoduchý prostředek detekce BCHL v ovzduší Jednoduchý prostředek detekce kapalných BCHL Jednoduchý prostředek detekce BCHL ve vodě a extraktech Univerzální detektor hořlavých plynů a par Univerzální detektor na stanovení a monitorování plynů a par známého složení Selektivní analyzátor na stanovení a monitorování plynů a par známého složení Souprava pro určení hlavních nebezpečných vlastností neznámých látek Tabulka 1 – pokračování Přenosná chemická laboratoř na charakterizaci pevných a kapalných látek Multikomponentní analyzátor na charakterizaci popř. identifikaci pevných a kapalných organických látek Multikomponentní analyzátor na charakterizaci popř. identifikaci pevných a kapalných anorganických látek Oximetr na stanovení kyslíku ve vodě Přenosná chemická laboratoř s fotometrem na stanovení základních ukazatelů znečištění vod Přenosná chemická laboratoř pro stanovení BCHL ve vodách a extraktech Přenosná chemická laboratoř pro stanovení zbytkové kontaminace BCHL Přenosná chemická laboratoř s fotometrem na stanovení zbytkové kontaminace nebezpečnými chemickými

• Nasavač Universal • Nasavač Accuro • Průkazníkové trubičky na typové BCHL • Chemický průkazník CHP-71 • Prostředek Detehit Detekční papírky PP-3 Prostředek Detehit • Detektor hořlavých plynů a par PD-6 • Multidetektor plynů MX 21 Plus Fotoionizační detektor DL-101 •

Multidetektor plynů MX 21 Plus

• Čipový měřicí systém Dräger CMS Souprava pro určení ohrožujících účinků nebezpečných látek SOUL

Přenosná chemická laboratoř HAZCAT

Plynový chromatograf s hmotnostním detektorem EM 640

Rentgenofluorescenční spektrometr Elva-X

Oximetr Oxi 315i Přenosný fotometr Hach-Lange

• •

Přenosný fotometr Hach-Lange Blokový termostat

• •

Přenosný fotometr Hach-Lange Blokový termostat

• •

Přenosný fotometr Hach-Lange Blokový termostat

CO, CO2, SO2, H2S, COCl2, HCN, HCl, NOx, NH3

15

látkami Multikomponentní analyzátor pro identifikaci, stanovení a monitorování nebezpečných chemických látek v ovzduší Selektivní analyzátor na identifikaci, stanovení a monitorování BCHL v ovzduší Souprava pro měření prvků meteorologické situace

•

Multikomponentní plynový FTIR analyzátor Gasmet DX-4000 • Plynový chromatograf s hmotnostním detektorem EM 640 Detektor pro automatickou detekci chemických látek a výstrahu RAID-1 Meteostanice ALMEMO 2390-7

nepřetržité měření teploty, tlaku a vlhkosti vzduchu, rychlosti a směru větru

Tabulka 1 – pokračování Přenosná chemická laboratoř na Přenosný titrátor Hach-Lange stanovení aktivního chloru v dekontaminačních směsích Ruční postřikovač pro Plastový ruční postřikovač 5 l individuální dekontaminaci Odborná literatura Marhold: Toxikologie, Příručka TRINS, Návody k přístrojům, Terénní analýza látek soupravou PCHL-CO Notebook s databází Notebook TravelMate 630XC s databázemi nebezpečných látek Medis-Alarm, NEBEL a MSDS Prostředek ochrany obličeje, • Ochranné masky CM-5 a Promask 40 očí a dýchacích cest s malým ochranným filtrem typu MOF • Dýchací přístroj Auer • Ochranné brýle Prostředek ochrany hlavy Ochranná přilba se svítilnou Petzl a přilba Schubert Prostředek ochrany rukou Ochranné rukavice Prostředek ochrany nohou Holínky Prostředek ochrany povrchu • Ochranný oděv SOO-CO těla • Ochranný oděv OPCH-90-PO • Jednorázové ochranné oděvy Tyvek Chemické sklo Chemické sklo a pomůcky v přenosné chemické laboratoři HAZCAT Přenosné váhy Digitální váhy XP-3000

Tiskárna

• Ethanol • Methanol, hexan Notebook HP compaq nx9110 na ovládání instrumentální techniky Tiskárna HP 1315 S

Skládací stoličky

Skládací stoličky k pracovnímu stolu

Rozpouštědla Notebook

2 ks 2 ks 10 ks

přesnost 0,1 g, váživost do 3 kg

umožňuje rovněž kopírování a scanování 2 ks

16

Obr. 5 Pohled na levý pracovní stůl

Obr. 6 Práce obsluhy

17

3.

Ověřovací zkoušky mobilní chemické laboratoře

Před uvedením vozidla do provozu k plnění úkolů výjezdové skupiny byla provedena řada ověřovacích zkoušek, z nichž některé jsou dále popsány. Výsledky těchto zkoušek byly základem pro zpracování metodik mobilní chemické laboratoře. Ověřovací zkoušky nebyly zaměřeny na ověření základních technických parametrů vozidla a funkčnost všech rozvodů a zařízení, které byly zkoušeny při přejímce laboratoře. I. Odběry vzorků vzduchu Hlavním plynovým analyzátorem mobilní laboratoře je Multikomponentní plynový FTIR analyzátor Gasmet DX-4000, který je vybaven interním čerpadlem, umožňujícím vlastní odběr. Kromě toho je pro další aplikace k dispozici odběrové čerpadlo na plyny PCXR4. K tomu byly úspěšně ověřeny následující 4 postupy odběru vzorků vzduchu: A. Odběr interním čerpadlem FTIR analyzátoru ve vozidle Odběrová hadice se jedním koncem našroubuje na kondenzační filtr, který je připojen na vstup, a druhý konec se zastrčí do prachového filtru, umístěného ve vstupním kohoutu vozidla. Výstupní hadice se odpojí v rychlosvorce a umístí se do digestoře. Spustí se odtah digestoře (v případě, že je vozidlo připojeno na elektrocentrálu nebo vnější síť 220 V) a zapne se větrání laboratoře (tj. vzduch dovnitř). Interní čerpadlo FTIR analyzátoru se zapne. Postup umožňuje odběr přímo ve vozidle při průjezdu oblakem plynu, při stání v místech úniku plynu nebo při monitorování v požadovaných prostorech. B. Odběr interním čerpadlem FTIR analyzátoru mimo vozidlo Jeden konec odběrové hadice se našroubuje na kondenzační filtr, který je připojen na vstup analyzátoru, druhý konec odběrové hadice se vysunutím odpojí od prachového filtru a prostrčí se otvorem ven z vozidla. Mimo vozidlo se připojí odběrová teleskopická tyč. Výstupní hadice z analyzátoru se připojí rychlosvorkou k výstupnímu kohoutu, který se otevře. Interní čerpadlo FTIR analyzátoru se zapne. Postup umožňuje odběr vzorků vzduchu z požadovaných míst a prostorů mimo vozidlo, a to ze vzdálenosti až 8 m od vozidla. Odběr je ukázán na obrázku 7. C. Odběr odběrovým čerpadlem na plyny PCXR4 ve vozidle Výstup odběrového čerpadla se připojí na kondenzační filtr, který je připojen na vstup analyzátoru. Vstup odběrového čerpadla se připojí na prachový filtr, umístěný ve vstupním kohoutu vozidla. Výstupní hadice z analyzátoru se umístí do digestoře. Spustí se odtah digestoře (v případě, že je vozidlo připojeno na elektrocentrálu nebo vnější síť 220 V) a zapne se větrání laboratoře (tj. vzduch dovnitř). Odběrové čerpadlo PCXR4 se zapne a průtok se nastaví na 3 l/h. Postup umožňuje odběr přímo ve vozidle při průjezdu oblakem plynu, při stání v místech úniku plynu nebo při monitorování v požadovaných prostorech. D. Odběr odběrovým čerpadlem na plyny PCXR4 mimo vozidlo Výstup odběrového čerpadla se připojí na kondenzační filtr, který je připojen na vstup analyzátoru. Vstupní hadice čerpadla se prostrčí otvorem ven z vozidla. Mimo vozidlo se připojí odběrová teleskopická tyč. Výstupní hadice z analyzátoru se připojí rychlosvorkou k výstupnímu kohoutu, který se otevře. Odběrové čerpadlo PCXR4 se zapne a průtok se nastaví na 3 l/h. Postup

18

umožňuje odběr vzorků vzduchu z požadovaných míst a prostorů mimo vozidlo, a to ze vzdálenosti až 8 m od vozidla. Odběr je ukázán na obrázku 7.

Obr. 7 Odběr vzorků vzduchu mimo vozidlo

II. Měření referenčních spekter výfukových plynů Cílem této části ověřovacích zkoušek bylo změřit infračervená referenční spektra výfukových plynů vozidla a elektrocentrály Multikomponentním plynovým FTIR analyzátorem Gasmet DX-4000. Účelem práce bylo získání uvedených spekter a jejich zařazení do knihovny spekter k vyloučení jejich rušivého vlivu v případech odběru vzorků vzduchu za provozu vozidla či chodu elektrocentrály. Odběr obou výfukových plynů byl proveden odběrovým čerpadlem na plyny PCXR4 mimo vozidlo. Obě spektra (tj. výfukových plynů vozidla i elektrocentrály) byla uložena do knihovny IR spekter k využití. III. Monitorování zplodin hoření Cílem bylo ověřit možnost dlouhodobého monitorování chemických škodlivin v ovzduší. K tomu byl zapálen oheň, do kterého byly postupně vkládány různé materiály, jako umělé textilie, PVC podlahová krytina aj. K monitorování zplodin hoření byl zvolen Multikomponentní plynový FTIR analyzátor Gasmet DX-4000. Odběr zplodin byl prováděn interním čerpadlem FTIR analyzátoru mimo vozidlo, jak je ukázáno na obrázku 8. Jako nejvýznamnější zplodiny vedle vody a oxidu uhličitého byly identifikovány oxid uhelnatý, oxidy dusíku, chlorovodík aj. Při zpracování výsledků byly zjišťovány jejich průměrné a nejvyšší koncentrace a dále časové závislosti koncentrací.

19

Obr. 8 Monitorování zplodin hoření – odběr zplodin mimo vozidlo

ZÁVĚR Při projektování mobilní chemické laboratoře byly jako východisko řešení vytipovány obecné požadavky na mobilní laboratoř HZS ČR. Požadavky byly rozděleny na: • požadavky na vozidlo, kabinu řidiče a příslušenství, • požadavky na konstrukci nástavby, • požadavky na technologické rozvody, • požadavky na vybavení instrumentální technikou a pomůckami. U jednotlivých typů požadavků byly jednak specifikovány požadavky nezbytné, které mají pro činnost výjezdové skupiny zásadní význam, a dále požadavky nepovinné, které sice značně usnadňují práci v terénu, ale bez kterých je možno všechny úkoly výjezdové skupiny splnit. Mobilní laboratoř Institutu ochrany obyvatelstva splňuje všechny nezbytné požadavky na vozidlo, kabinu řidiče, příslušenství, konstrukci nástavby a technologické rozvody a splňuje i naprostou většinu požadavků uváděných jako nepovinné. Se stávajícím vybavením mobilní chemické laboratoře je výjezdová skupina Institutu ochrany obyvatelstva schopna provádět následující odborné práce a plnit tyto úkoly:

20

• • • • • • • • • •

Odběr a přechovávání různých vzorků životního prostředí a jejich převoz Jednoduchá detekce nejvýznamnější škodlivin v ovzduší Jednoduchá detekce BCHL v ovzduší, ve vodě a extraktech a kapalných BCHL Měření pH vod a vodných roztoků Detekce úniku plynů a par, stanovení a monitorování plynů a par známého složení Identifikace, stanovení a monitorování plynů a par neznámého složení Identifikace, stanovení a monitorování typových BCHL v ovzduší Určení hlavních nebezpečných vlastností látek, charakterizace pevných a kapalných látek Měření prvků meteorologické situace Získání informací o nebezpečných látkách, zpracování a vydávání písemných protokolů, stanovisek a pokynů, zpracování návrhu protichemických opatření

Ověřovací zkoušky ukázaly plnou funkčnost vozidla i vybavení při nejrůznějších aplikačních postupech. Výsledky a závěry ověřovacích zkoušek rezultovaly ve stručné metodiky práce pro pracovníky výjezdové skupiny.

21

22

HODNOCENÍ RIZIKA AKUTNÍ CHEMICKÉ EXPOZICE SMĚSÍM LÁTEK ADITIVNÍ ÚČINKY

Doc. Ing. Zdeněk FIALA, CSc., Lékařská fakulta Univerzity Karlovy v Hradci Králové L. BORSKÁ, Lékařská fakulta Univerzity Karlovy v Hradci Králové A. VYSKOČIL, Úniversité de Montréal, Faculté de médecine, Montréal, Quebec T. BORSKÝ, MEDTEC-VOP, spol. s. r. o., Hradec Králové J. KREMLÁČEK, Lékařská fakulta Univerzity Karlovy v Hradci Králové V. KRAJÁK, Zdravotní ústav se sídlem v Pardubicích

23

24

ÚVOD Za bojového i mírového stavu dochází k situacím (průmyslové havárie, teroristické útoky, bojové akce), kdy množství osob z řad příslušníků Integrovaného záchranného systému a civilního obyvatelstva může být vystaveno akutním účinkům širokého spektra nebezpečných chemických látek, přítomných primárně v ovzduší, sekundárně ve vodě a v půdě (9, 17, 18, 19). Klíčovým bodem řešení situací akutního chemického ohrožení je rychlé a správné zhodnocení hladiny zdravotního rizika, ve kterém se nacházejí exponované osoby. V návaznosti na výsledky hodnocení zdravotního rizika jsou prováděna rozhodnutí (krizový management), týkající se bezprostředního snížení úrovně ohrožení života či zdravotního stavu exponovaných osob a možností záchranných akcí (10, 20). Rychlé a relativně spolehlivé zhodnocení hladiny akutního zdravotního rizika expozice směsím se v současné době potýká s řadou závažných nedostatků. Jedním z nich je skutečnost, že oficiální kriteria, vztahující se k hodnocení zdravotních rizik chemických expozic směsím látek, většinou neuvažují o toxikologických interakcích účinků chemických škodlivin, ačkoliv je známo, že právě tyto interakce mohou mít výrazný (někdy zásadní) vliv na výsledný toxický účinek směsi. Důsledkem toho může docházet k nadhodnocování, či v horším případě podhodnocování zdravotních rizik dané expoziční situace. Podhodnocení rizika situace vede k chybným rozhodnutím, jenž se v konečném důsledku mohou projevit závažným zdravotním poškozením exponovaných osob (5, 7, 12). Základní otázkou pro řešení problému hodnocení možných toxikologických interakcí chemických škodlivin ve směsích je otázka charakteru těchto interakcí. Bude toxicita hodnocené směsi jednoduchým součtem toxických účinků jednotlivých složek na stejných hladinách individuálních expozic nebo budou mít interakce mezi škodlivinami charakter supra-aditivní (synergistický nebo potencující), kdy toxicita hodnocené směsi bude vyšší než jednoduchý součet toxických účinků jednotlivých složek? Povedou interakce mezi škodlivinami k infra-aditivitě (inhibici, antagonismu), kdy toxicita směsi bude nižší než jednoduchý součet toxických účinků jednotlivých složek nebo budou převládat účinky koalitivní, kdy žádná z látek zjevný toxický účinek nemá, avšak směs těchto látek toxicitu vykazuje? V běžné hygienické, toxikologické či záchranářské praxi jsou účinky látek ve směsích považovány většinou za nezávislé. Pokud je možnost interakcí zohledňována, omezuje se zjednodušeně pouze na účinky aditivní (11, 18, 21, 23). Hlavním důvodem výše popisovaných nedostatků je omezená úroveň znalostí o charakteru možných interakcí. Na základě rozsáhlejší literární rešerše je sice většinou možno diskutované interakce blíže specifikovat, avšak vypracování rešerše je záležitostí dnů až týdnů. Je zřejmé, že tento přístup není možno využít u expozic akutních, kdy je rozhodnutí nutno provést v časovém horizontu několika desítek minut. Popisovaná problematika naznačuje potřebu nástrojů, jenž by usnadňovaly, zkvalitňovaly a zrychlovaly rozhodovací proces při řešení akutních situací chemického ohrožení nebo při jejich predikci. Tyto nástroje by byly určeny především pro práci složek Integrovaného záchranného systému (6). Výzkum kterým se zabýváme byl v první fázi orientován na jednoduchou formu rychlého a relativně správného odhadu přítomnosti aditivních účinků v aktuální směsi chemických škodlivin. Dílčí cíle této fáze výzkumu lze definovat v následujících bodech:

25

1)

2) 3) 4)

Zdokumentování dostupných informací o toxických účincích vybraných chemických škodlivin na cílové orgány a systémy a výběr účinků, které mají vazbu k akutním expozicím (kvalifikace rizika). Zařazení vybraných toxických účinků do tříd podobných toxických účinků. Sestavení algoritmu hodnocení možných aditivních účinků směsí chemických škodlivin při akutních expozicích (kvantifikace rizika). Implementace systému hodnocení do vhodného počítačového prostředí.

METODIKA Kriterii pro výběr chemických škodlivin zařazených do systému byla frekvence jejich přítomnosti v ovzduší při expozičních událostech v České republice. Informace o škodlivinách byly získány od složek krizového řízení, hasičského záchranného sboru a hygienické služby. Výběr byl doplněn některými látkami, které byly analyzovány při experimentech se spalováním vybraných materiálů – polystyren, pryž, umakart, PVC, lepenka oleje, polyethylen, benziny a nátěrové hmoty (publikace je připravována). Pro zdokumentování informací o toxických účincích vybraných chemických škodlivin na cílové orgány a systémy byla akceptována modifikace postupu, vypracovaného kanadskými autory pro hodnocení chronických směsných expozic vyskytujících se v pracovním prostředí (21). Důvodem k výběru uvedeného přístupu byla skutečnost, že toxikologické informace o expozicích při mimořádných událostech lze získat jen ve velmi omezené míře, zatímco v oblasti pracovního prostředí, kde se též vyskytují vysoké expoziční koncentrace, bývá toxikologická problematika obvykle dobře rozpracována. Cílové orgány a systémy byly identifikovány ve vztahu k inhalační expozicí. U lidí byly cílové orgány a systémy stanovovány s ohledem na úroveň reálných expozičních situací, odpovídajících NPK-P nebo pětinásobku PEL. NPK-P je definována jako nejvyšší přípustná koncentrace v pracovním ovzduší, které nesmí být člověk vystaven v žádném časovém úseku pracovní směny. PEL (přípustný expoziční limit) je definován jako celosměnová, časově vážená koncentrace, jíž mohou být lidé vystaveni 8 hodin denně, 5 dnů v týdnu. Pětinásobek PEL byl vybrán na základě doporučení „American Conference of Governmental Industrial Hygienists“ (ACGIH), které deklaruje, že žádná odchylka od expozičního limitu nesmí převýšit pětinásobek celosměnové, časově vážené koncentrace (2). Při nedostatku toxikologických dat od lidí byly využity údaje z experimentů na pokusných zvířatech. Cílové orgány a systémy byly stanovovány pro expoziční koncentrace do stonásobku PEL nebo NPK-P. Násobek 100 byl stanoven jako součin faktoru nejistoty (10) zahrnujícího použití LOAEL (lowest observed adverse effect level) namísto NOAEL (no observed adverse effect level) a faktoru nejistoty (10) zahrnujícího mezidruhové rozdíly. Tyto faktory nejistoty doporučuje ACGIH v případech, kdy nejsou dostupná data od lidí a pro stanovení limitů je nutno užít údaje od pokusných zvířat. České právní předpisy týkající se pracovního ovzduší jsou z velké části založeny na doporučení ACGIH (1, 11). Informace o toxických účincích byly získávány především ze sekundárních zdrojů (2). Základním materiálem byl „TLVs® and other occupational exposure values – 1999“ (1) který

26

obsahuje vhodné toxikologické informace pro deklaraci limitních hodnot TLV. Dále byly použity materiály „Occupational Safety and Health Administration“ (15) a „Proctor and Hughes’ chemical hazards at the workplace” (8), “Toxicologie industrielle et intoxications professionnelles” (Lauwerys 1991), “Pocket guide to chemical hazards” (13), “International Chemical Safety Cards” (22) a materially “Office of Environmental Health Hazard Assessment” (16) a “American Industrial Hygiene Association” (3). Pro kvantifikaci úrovně rizika akutních koncentrací škodlivých látek v ovzduší musely být v prvém kroku vybrány vhodné koncentrační limity. Byly posuzovány limity IDHL – Immediately Dangerous to Life or Health Concentration (14), REL – Reference Exposure Level (16), ERPG – Emergency Response Planning Guidelines (3), TLV-TWA, TLV-STEL, TLVCeiling a TLV-Excursion limit (2). Jako nástroje pro vlastní kvantifikaci rizika byla použita analogie vzorce deklarovaného v Nařízení vlády České republiky o ochraně zdraví osob při práci (11). Tento právní předpis stanovuje, že v případech kdy dvě nebo více látek působí na týž orgánový systém, předpokládá se, že působí aditivně, pokud nejsou vědecky podložené informace o opaku (mechanismy toxického účinku přitom nejsou zohledňovány). Hladina rizika je vyjádřena jako součet poměrů naměřených koncentrací jednotlivých látek k jejich přípustným expozičním limitům. Součet poměrů nesmí překročit hodnotu 1. Modifikovaná verze tohoto vzorce upravená pro akutní expozice a použitá v této práci má tvar uvedený níže. Daný postup je v souladu s doporučeními ACGIH (1). HAR = C1/L1 + C2/L2 + … + Cn/Ln

kde

HAR = index hladiny akutního rizika C = měřené koncentrace škodlivin v ovzduší L = koncentrační limity škodlivin pro akutní inhalační expozici 1, 2, n = indicie označující jednotlivé škodliviny Jako prostředí pro počítačové vyhodnocování hladin akutního rizika směsí látek byla použita 32-bitová aplikace Microsoft Windows® kompatibilní od verze Windows 95®. Verze je koncipována jako databázová a umožňuje nezávisle na programu upravovat hodnoty koncentračních limitů, přidávat či odnímat škodliviny, doplňovat akutní účinky a měnit zařazení škodlivin v třídách podobných účinků.

VÝSLEDKY A DISKUSE Byly vybrány škodliviny s častým výskytem v ovzduší expozičních událostí (Tab. 1) a byly zdokumentovány informace o jejich toxických účincích na cílové orgány a systémy. Ze souboru všech nalezených toxických účinků byly vyjmuty účinky, které nemají přímý vztah k akutním expozicím (např. účinky karcinogenní). Redukovaný soubor akutních účinků byl následně rozdělen do tříd podobných akutních účinků. Systém třídy podobných akutních účinků tvořil základ kvantifikace akutního zdravotního rizika směsí vybraných chemických škodlivin (Tab. 2). Je známo, že „humánní“ toxikologická data mají pro mnoho látek jen velmi omezený rozsah. Není proto překvapující, že toxické mechanismy bývají v sekundárních zdrojích informací

27

popisovány jen zřídka a naopak velmi často lze nalézt pouze obecnou informaci typu „poškození jater“ nebo „poškození CNS“. Při vytváření tříd podobných akutních účinků bylo proto nutno kombinovat „spíše obecné účinky“ (např. iritace dolního respiračního traktu) s „účinky spíše specifickými“ (např. plicní edém). V souladu s jinými autory se domníváme, že by nebylo správné nepředpokládat možnost interakce mezi dvěmi látkami pouze z důvodu neznalosti specifického účinku na orgán (21). Pro vybrané škodliviny bylo vytvořeno celkem 11 tříd podobných akutních účinků. Z tabulky 2 je zřejmé, že hodnocené účinky nemají shodný stupeň specificity. Přehled účinků uvedený v tabulce obsahuje jak dobře specifikované účinky, tak i účinky definované spíše obecně. Obecně definované účinky přitom často zahrnují účinky více specifické. Z důvodů předběžné opatrnosti musí být definice podobnosti účinků dostatečně široká, tak aby byla schopna pokrýt možnost interakcí mezi látkami pro které existují detailní „humánní“ toxikologická data a látkami pro které existují jen omezená data z experimentálních studií (pro posledně jmenované látky jsou toxikologické limity odvozovány většinou z fyzikálně – chemických analogií s jinými, toxikologicky dobře charakterizovanými škodlivinami. Z tohoto důvodu byly akutní účinky na daný orgán nebo systém definovány jako podobné, bez ohledu na stupeň specificity účinku (1, 21). Třída č. 2 zahrnuje chemické iritanty. Registrovali jsme dráždění plyny i kapalinou, neboť při haváriích (obzvláště v kombinaci s výbuchy) může docházet ke vzniku aerosolů. Je pravděpodobné, že respirační mukóza exponovaná jednomu iritantu bude v případě současné expozice iritantu dalšímu drážděna více a to nezávisle od povahy interakce (4). Na rozdíl od látek senzibilizujících je mechanismus iritace nespecifický a lze předpokládat, že účinek na bronchy indukovaný jedním iritantem může být zvyšován podobnými účinky, vyvolanými iritantem druhým. Účinky všech respiračních iritantů je proto třeba pokládat za aditivní.

Tabulka 1 Vybrané chemické škodliviny (v závorce kód Chemical Abstracts – CAS) 1,1-Dichlorethan (75-34-3)

Ethylénoxid (75-21-8)

Nafta (68334-30-5)

1,2-Dichlorpropan (78-87-5)

Fenol (108-95-2)

n-Butanol (71-36-3)

1,4-Dioxan (123-91-1)

Fluór (7782-41-4)

n-Heptan (142-82-5)

Aceton (67-64-1)

Fluorovodík (7664-39-3)

n-Hexan (110-54-3)

Akrolein (107-02-8)

Formaldehyd (50-00-0)

Nitrobenzen (98-95-3)

Amoniak (7664-41-7)

Fosfan (7803-51-2)

Oktan (všechny isomery)

Arsan (7784-42-1)

Fosgen (75-44-5)

Oxid dusičitý (10102-44-0)

Benzen (71-43-2)

Furan (110-00-9)

Oxid siřičitý (7446-09-5)

Benzíny (86290-81-5)

Chlór (7782-50-5)

Oxid uhelnatý (630-08-0)

Bróm (7726-95-6)

Chloracetofenon (532-27-4)

Oxid uhličitý (124-38-9)

28

Cyklohexan (110-82-7)

Chlorbenzen (108-90-7)

Petroléther (8032-32-4)

Cyklohexanol (108-93-0)

Chlorid fosforitý (7719-12-2)

Propan-butan-LPG (68476-85-7)

Cyklohexanon (108-94-1)

Chlorkyan (506-77-4)

Propylén (115-07-1)

Diethyléther (60-29-7)

Chloroform (67-66-3)

Pyridin (110-86-1)

Dimethylamin (124-40-3)

Chlorovodík (7647-01-0)

Rtuť (7439-97-6)

Epichlórhydrin (106-89-8)

Chlorpikrin (76-06-2)

Sirouhlík (75-15-0)

Ethan (74-84-0)

Isobutan (75-28-5)

Sirovodík (7783-06-4)

Ethanol (64-17-5)

Kyanovodík (74-90-8)

Styrén (100-42-5)

Ethanolamin (141-43-5)

Methan (74-82-8)

Tetrachlormethan (56-23-5)

Ethylacetát (141-78-6)

Methanol (67-56-1)

Toluen (108-88-3)

Ethylbenzen (100-41-4)

Methylisokyanát (624-83-9)

Toluendiisokyanát (584-84-9)

Ethylen (74-85-1)

Methylmetakrylát (80-62-6)

Xyleny (směs isomerů)

Tabulka 2 Třídy podobných účinků Třída 1.

Počet látek Účinky (orgány/systém) 51

poškození oka (oko) iritace oka (oko)

2.

51

iritace horního respiračního traktu (horní respirační trakt) iritace dolního respiračního traktu (dolní respirační trakt) poškození plic (dolní respirační trakt) plicní emfyzém (dolní respirační trakt)

3.

7

plicní edém (dolní respirační trakt) bronchopneumonie (dolní respirační trakt) bronchitida (dolní respirační trakt) senzibilizace respiračního traktu (dolní respirační trakt) chlorakne (kůže) kontaktní dermatitida (kůže)

4.

43

poškození kůže (kůže) iritace kůže (kůže) senzibilizace (kůže)

29

prosté dušení (celý organismus) 5.

18

karboxyhemoglobinémie (hematopoetický systém) hemolýza (hematopoetický systém) konvulze CNS (CNS)

6.

25

deprese CNS (CNS) poškození CNS (CNS)

7.

3

8.

6

poškození periferního nervového systému (periferní nervový systém) poškození kardiovaskulárního systému (KVS) srdeční senzibilizace (KVS)

9.

2

metabolická acidóza (celý organismus) poškození gastrointestinálního systému (GIT)

10.

4

poškození jater (játra) poškození ledvin (ledviny)

11.

3

poškození glomerulů (ledviny)

poškození tubulů (ledviny) Senzibilizující škodlivina je látka vyvolávající reakci spojivek, kůže nebo respiračního traktu. Senzibilizace probíhá na bázi imunologickch mechanismů a neměla by být terminologicky spojována s hyperreaktivitou, vnímavostí či citlivostí. Při první expozici lze pozorovat pouze mírnou nebo žádnou reakci. Avšak je-li již osoba senzibilizována, další expozice může vyvolat velmi silnou reakci (i v případě, že expozice je pod bezpečnostním limitem). Tyto reakce mohou být život ohrožující a mohou mít okamžitý nebo opožděný nástup. Osoby, které byly senzibilizovány určitou látkou, mohou vykazovat též zkříženou reaktivitu, tj. mohou reagovat i na látky jiné s podobnou chemickou strukturou jako senzibilizer. Účinky všech senzibilizujících látek na respirační trakt nemohou být automaticky pokládány za aditivní (třída č. 3). Není jisté, zda situace kdy je člověk exponován souběžně dvěma či třem senzibilizujícím látkám zvyšuje riziko senzibilizace, ve srovnání se situací, kdy je exponován pouze jedné senzibilizující látce. Obecně známá specificita imunitních mechanismů v případě alergické senzibilizace naznačuje, že aditivita senzibilizujících účinků je v případě většiny směsných expozic nepravděpodobná. Nicméně, pokud neznáme u každé jednotlivé látky detailní mechanismus jejího účinku na respirační systém, princip „předběžné opatrnosti“ nás vede k závěru předpokládat aditivitu mezi účinky zařazenými do této třídy. Detailnější studium by si bezesporu zasloužila oblast možných interakcí mezi respiračními iritanty a senzibilizujícími látkami. Obdobně ani účinky senzibilizujících látek na kůži nemohou být automaticky pokládány za aditivní, neboť tyto látky působí prostřednictvím odlišných specifických imunitních reakcí (třída č. 4). Nelze vyloučit, že některé účinky této třídy jsou nezávislé a pokud je to možné, je třeba individuálně posoudit možnost interakcí mezi senzibilizujícími látkami. Nicméně, v případech kdy chemická struktura dvou senzibilizujících látek je velmi podobná, může dojít ke zkříženým reakcím, při nichž lymfocyty senzibilizované na jeden typ alergenu reagují stejně i na alergen druhý.

30

Kožní iritanty rozlišujeme na slabé, střední a silné. Mezi iritanty řadíme i korozívní látky, které mohou vyvolávat buněčnou nekrózu a jsou řazeny k silným iritantům. Všechny kožní iritanty je nutno pokládat za látky s aditivními účinky. Příkladem může být kůže exponovaná nejdříve rozpouštědlu s odmašťovacími účinky a následně účinkům silného mýdla. Iritační účinek mýdla bude za této situace silnější. Pozornost je třeba věnovat možným aditivním interakcím mezi iritanty a senzibilizujícími látkami. Kůže, ve které dochází k imunitním reakcím, vykazuje charakteristické znaky zánětu. V případě, že tato kůže bude následně exponována kožnímu iritantu (který sám působí zánětlivým mechanismem), projeví se velmi pravděpodobně aditivita obou uvedených účinků. Třída č. 5 zahrnuje účinky, které narušují transport kyslíku z plic do tkání. Do této třídy řadíme sníženou koncentraci kyslíku v ovzduší (prostou asfyxii), narušení transportu kyslíku červenými krvinkami (karboxyhemoglobinemii) a snížení počtu červených krvinek (hemolýzu). Jednotlivé účinky této třídy působí s velkou pravděpodobností aditivně. Ve třídě č. 6. jsou zahrnuty účinky poškozující centrální nervový systém. Z hlediska čistě mechanického jsou účinky konvulzní a depresivní navzájem antagonistické. Z hlediska klinického je ovšem možné, že jedna a táž látka má řadu „postupných“ účinků, kdy se projeví jak konvulze tak i deprese. Není ovšem vyloučeno, že některé účinky této třídy působí nezávisle. Tabulka 2 prezentuje též počty látek v jednotlivých třídách podobných účinků. Třídy č. 3, 8, 9, 10 a 11 zahrnují menší počet látek (do 10). Naproti tomu třída č. 1 – iritace oka obsahuje 51 látek, třída č. 2 – iritace horního respiračního traktu 51 látek a třída č. 4 – iritace kůže 43 látek. Z uvedeného vyplývá, že pravděpodobnost aditivních interakcí látek ve směsích, formou jejich iritačních účinků, je značně vysoká. Tento závěr je v dobré shodě s oficiálním přístupem ACGIH a přístupem Ministerstva zdravotnictví České republiky k tvorbě limitů pro škodliviny v pracovním prostředí (2, 11). Pro účely kvantifikace úrovně rizika akutních koncentrací škodlivých látek v ovzduší byly vybrány hodnoty IDHL. Hodnoty IDHL však nejsou definovány pro všechny sledované škodliviny, a proto, u případů kde tyto hodnoty chyběly, byly zastoupeny hodnotami TLV-STEL, TLV-Ceiling a TLV-Excursion limit. Vzhledem k tomu, že hodnoty uvedených IDHL jsou vždy vyšší než hodnoty TLV (o 1 – 3 řády), bylo možno chybějící hodnoty IDHL nahradit odpovídajícími hodnotami uvedených TLV, bez ohledu na skutečnost, že IDHL je definována pro 30 minutovou expozici, zatímco uvedené TLV-STEL jsou definovány pro expozici 15 minutovou. Hodnoty IDHL reprezentují koncentrace škodlivin v ovzduší, kterým může být člověk vystaven po dobu 30 min, aniž by mu hrozilo vážné nebo nevratné poškození zdraví nebo byla ovlivněna jeho schopnost uniknout. Hodnoty TLV-STEL reprezentují koncentrace, kterým mohou být osoby exponovány po krátkou dobu pracovní expozice (15 min), aniž by byly vystaveny dráždivým účinkům, chronickému či nevratnému poškození tkání nebo narkóze takového stupně, který zvyšuje pravděpodobnost úrazu a snižuje schopnost vlastní ochrany. Hodnoty TLV- Ceiling představují koncentrace, které nesmí být překročeny v žádné době pracovní expozice. Hodnoty TLV- Excursion limit jsou používány v těch případech, kdy chybí TLV-STEL nebo TLV-Ceiling. Jsou definovány jako pětinásobek TLW-TWA (8 hodinový časově vážený průměr expoziční koncentrace).

31

Všechna uvedená data byla zakomponována do algoritmu počítačového programu, který umožňuje odhad možných aditivních interakcí v dané směsi škodlivin (Obr. 1). Jak vyplývá ze schématu, aktuální koncentrace škodlivin, naměřené v ovzduší, jsou v prvním kroku porovnávány se svými individuálními limity pro akutní účinky. V případě, že limitům vyhovují, je následně hodnoceno, zda v dané směsi mohou existovat aditivní interakce. Jestliže existují, je vypočítán index HAR a výsledek porovnán s hodnotou 1. Výstupem programu jsou doporučení běžných nebo mimořádných opatření pro danou situaci ohrožení směsí chemických látek.

Obr. 1 Systém zpracování toxikologických dat

Programový produkt „Rizika“ je navržen tak aby vedl uživatele při vyhodnocování situace (Obr. 2). Představuje formulář, kde horní část tvoří vstupní oblast - Zadání údajů. Uživatel sekvenčně vybírá látky z databáze a přiřazuje jim naměřené limity. Program okamžitě po potvrzení každé jednotlivé položky přehodnocuje individuální i kumulativní účinky látek a zobrazuje tento rozbor v druhé části formuláře nazvané Výsledky. V dolní části formuláře – Závěru - je zobrazeno aktuální hodnocení situace, učiněné na základě výsledků (uživatel nemusí hodnotit výsledky sám). Zadání parametrů je možno uložit a opětovně nahrát, případně vytisknout. Program je doplněn interaktivní nápovědou. Příklad na Obr. 2 znázorňuje situaci, kdy se koncentrace všech složek směsi nacházejí pod individuálními koncentračními limity. Uvedené látky však byly programem zařazeny do několika společných tříd podobných účinků a v dané směsi lze očekávat aditivní interakce. Například pro třídu 4 dosáhl index hladiny akutního rizika (HAR) hodnoty 1,73 a indikuje zvýšené zdravotní riziko.

32

Obr. 2 Formulář programového produktu „Rizika“

ZÁVĚR Naše práce byly orientovány prioritně na účinky aditivní. V řadě případů však bylo velmi obtížné typ interakce odhadnout přesněji. Příčinou nejistot byla nízká úroveň znalostí o účincích sledovaných látek a neznalost toxikologických mechanismů. U případů zatížených vyšší úrovní nejistot odhadu byly podle principu předběžné opatrnosti akceptovány účinky aditivní, pokud neexistovaly důkazy o opaku. Navrhovaný systém by mohl usnadňovat, zkvalitňovat a zrychlovat rozhodovací proces při řešení akutních situací chemického ohrožení nebo při jejich predikci (krizové plánování). Domníváme se, že by mohl být užitečným pomocníkem pro složky Integrovaného záchranného systému. Další fáze našeho výzkumu bude orientována na interakce supra-aditivní a infra-aditivní, za současného rozšíření počtu hodnocených látek.

Poděkování

33

Poděkování za spolupráci a cenné rady patří kolegům z Institut de recherche Robert-Sauvé en santé et en sécurité du travail (Montreal, Qubec). Výzkum je finančně podporován Ministerstvem obrany České republiky, Grant č. 9079106479.

LITERATURA 1.

ACGIH. American Conference of Governmental Industrial Hygienists. TLVs® and Other Occupational Exposure Values. ACGIH, Cincinnati. 1999.

2.

ACGIH. American Conference of Governmental Industrial Hygienists. TLVs® and BEIs®. ACGIH, Cincinnati. 2003.

3.

AIHA. American Industrial Hygiene Association. Emergency Response Planning Guidelines. AIHA, Fairfax, Virginia. 2004.

4.

ALARIE Y. - NIELSEN, G.D. - SCHAPER, M.: Animal bioassays for evaluation of indoor air quality. In: SPENGLER, J. D. – SAMET, J. M. - MCCARTHY, J. F. (Eds.), Indoor Air Quality Handbook. McGraw-Hill, New York. 2000.

5.

ATSDR. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. Guidance Manual for the Assessment of Joint Toxic Action of Chemical Mixtures. Division of Toxicology, ATSDR, Atlanta, GA. 2001.

6.

BORSKÁ, L. - FIALA, Z. - BORSKÝ, T. et al. Dangerous chemical compounds – integrated system of health risk assessment. Toxicol Appl Pharm 197, 2004, s. 355.

7.

EPA. U.S. Environmental Protection Agency. Supplementary Guidance for Conducting Health Risk Assessment of Chemical Mixtures. Risk Assessment Forum. EPA/630/R-00/002, EPA, Washington, DC. 2000.

8.

HATHAWAY, G. J. - PROCTOR, N. H. - HUGHES, J. P. et al.: Proctor and Hughes’ Chemical Hazards of the Workplace. 3th ed., Van Nostrand Reinhold, New York. 1991.

9.

HAUSCHILD, V. D. - LEE, A. P.: Assessing chemical exposures during military deployments. Mil Med 169, 2004, s. 142-146.

10. MAY, L. M. - WEESE, C. - ASHLEY, D. L. et al.: The recommended role of exposure biomarkers for the surveillance of environmental and occupational chemical exposures in military deployments: policy considerations. Mil Med 169, 2004, s.761-767. 11. Nařízení vlády. Nařízení vlády č. 178/2001 Sb., kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví zaměstnanců při práci. Praha, Česká republika. 2001. 12. NIOSH. National Institute of Occupational Safety and Health. National Occupational Research Agenda, Mixed Exposures. NIOSH, Cincinnati, Ohio. 1996 (update 2005). (http://www.cdc.gov/niosh/worken.html#mixeds) 13. NIOSH. National Institute for Occupational Safety and Health. Pocket Guide to Chemical Hazards. NIOSH, Cincinnati, Ohio. 1997. 14. NIOSH. National Institute for Occupational Safety and Health. Documentation for Immediately Dangerous to Life and Health Concentrations (IDHL): NIOSH, Chemical

34

Listing and Documentation of Revised IDHL Values. NIOSH, Cincinnati, Ohio. 1994 (update 2005). (http://www.cdc.gov/niosh/idlh/intridl4.html) 15. OSHA. Occupational Safety and Health Administration. Chemical information manual. OSHA Instruction CPL 2-2.43A. OSHA, Washington, D.C. Department of Labor. 1991. 16. OEHHA. Office of Environmental Health Hazard Assessment. Air – Hot Spots – Acute RELs. OEHHA, California Environmental Protection Agency, California. 2005. (http://www.oehha.ca.gov/air/acute_rels/index.html) 17. PATOČKA, J. - BAJGAR, J. - CABAL, J. et al.: Vojenská toxikologie. Grada Publishing, Praha. 2004. 18. PRYMULA, R. - BAJGAR, J. - BERAN, J. et al.: Biologický a chemický terorismus. Grada Publishing, Praha. 2002. 19. STILL, K. R. - JEDERBERG, W. W. - RITCHIE, G. D.: Exposure assessment and the health of deployed forces. Drug Chem Toxicol 25, 2002, s. 383-401. 20. ŠTĚTINA, J. - BÝMA, S. - CABAL, J. et al.: Medicína katastrof a hromadných neštěstí. Grada Publishing, Praha. 2000. 21. VYSKOCIL, A. - DROLET, D. - VIAU, C. et al.: Database for the occupational evaluation of mixtures in occupational atmospheres. Environ Toxicol 18, 2004, s. 235-242. 22. WHO/IPCS/ILO. World Health Organization/International Programme on Chemical Safety. International Chemistry Safety Cards Database System. v 1.13. PrettyBit Software Ltd., Tampere. 1999. 23. YANG, R. S. H.: Toxicology of Chemical Mixtures. Case studies, mechanisms, and novel approaches. Academic Press, San Diego. 1994.

Kontaktní adresa: Doc. Ing. Zdenek Fiala, CSc., Ústav hygieny a preventivního lékařství, Univerzita Karlova v Praze, Lékařská fakulta v Hradci Králové, Šimkova 870, 500 01 Hradec Králové, E-mail: [email protected].

35

36

NUTNOST MODELOVÁNÍ NÁSLEDKŮ CHEMICKÉHO TERORISMU

Ing. Otakar J. MIKA, CSc., ISA Tech, s .r. o., Brno

RESUMÉ Sdělení upozorňuje na poměrně snadnou možnost provedení aktů chemického terorismu a jeho hlavní prostředky: otravné látky a nebezpečné průmyslové chemické látky a přípravky. Dále jsou připomenuty formou odkazů hlavní chemické havárie z posledního období a také útok sarinem v tokijském metru v roce 1995. Je poukázáno na nejvýznamnější zahraničí konference, symposia a workshopy k problematice chemického terorismu. V příspěvku je diskutována dostupnost informací o otravných a průmyslových látkách jako základní předpoklad pro přípravu a provedení chemického terorismu. Zvláštní pozornost je věnována některým aspektům nebezpečných průmyslových chemických látek a přípravků. Dále je podtržena nutnost a potřeba rychlého a spolehlivého modelování havarijních/teroristických dopadů chemického terorismu. Jsou uvedeny některé domácí a zahraniční SW nástroje pro modelování dopadů chemického terorismu. V závěru je uvedena možnost využití současných mezinárodních metodik analýzy a hodnocení rizika.

37

38

ÚVOD Chemický terorismus je v současné době „nejlépe přístupným prostředkem“ (podle názoru autora tohoto sdělení) z hlediska tak zvaného chemického, biologického, radiologického a jaderného terorismu. Nakonec používání „standardních způsobů terorismu“ jako jsou výbuchy a požáry je možné také považovat za chemický terorismus, neboť jsou pro něj zneužívány nebezpečné chemické látky a přípravky hořlavého a výbušného charakteru, zpravidla využívané v chemickém, petrochemickém a jiném procesním průmyslu. Je až překvapivě snadné ilegálně – případně i legálně – si obstarat prostředky chemického terorismu. K této problematice byly vypracovány různé studie a výzkumné zprávy, které se danou problematikou seriózně zabývají. Předně je to výzkumná zpráva, která byla připravena pod hlavičkou Státního úřadu pro jadernou bezpečnost Praha [1] a která jednoznačně upozorňuje na možnosti chemického terorismu, jako hlavního prostředku terorismu nebo pomatených jedinců ke způsobení řady katastrofických scénářů, kde by se oběti mohly počítat na stovky až tisíce mrtvých, zasažených a ohrožených osob. Mnohé oběti by mohly mít také významné poškození zdraví s trvalými důsledky. Rychlé a spolehlivé modelování možných následků a dopadů chemického terorismu je jedním ze základních opatření pro rychlou a vysoce účinnou organizaci ochrany obyvatelstva a také životního prostředí. Základní představa různých současných a budoucích možností přípravy a provedení chemického terorismu je poměrně velice snadná a byla již v české odborné literatuře dostatečně popsána. V domácích odborných časopisech byly popsány různé případové studie použití sarinu v tokijském metru [2-4], případně se takový podrobný popis nachází v různých publikacích a zdrojích [5-7]. Formou případové studie byly také popsány některé závažné průmyslové chemické havárie spojené s požárem, výbuchem a únikem toxických látek [8-15]. Výše uvedené případy chemického terorismu a závažné průmyslové chemické havárie (případové studie) by se mohly stát určitým „vzorem nebo návodem“ pro teroristické skupiny, případně pomatené nebo nepřátelsky smýšlející jedince. Možné scénáře chemického terorismu byly také podrobně popsány mimo jiné i v česky psaných zdrojích [16-18] jako základ k vytvoření patřičných doporučených preventivních, represivních, ochranných, likvidačních a jiných opatření k zabránění nebo alespoň zmírnění následků a dopadů chemického terorismu. Značně široké možnosti a kreativita teroristů či pomatených nebo nepřátelsky smýšlejících jedinců může vytvořit mnoho diametrálně různých teroristických scénářů reálně proveditelného chemického terorismu. Lidská demokratická a svobodná společnost nebude nikdy dokonale ochráněna a zabezpečena proti teroristickým útokům, a to včetně velmi účinného chemického terorismu. První zprávy o možném propojení terorismu a zbraní hromadného ničení se objevily v českém odborném tisku již v polovině 90. let minulého století [např. 19-22]. V České republice proběhly v poslední době semináře a konference, které se zabývaly výhradně problematikou chemického a biologického terorismu, jednak v Praze na konci roku 2004, jednak v únoru 2005 v Ostravě na Vysoké škole báňské – technické universitě, pod řízením Fakulty bezpečnostního

39

inženýrství. Mimo to se pravidelně o těchto otázkách jednalo i na konferencích „Medicína katastrof“ [23] a „Současnost a budoucnost krizového řízení“ [24]. Z pohledu čelení terorismu jako takovému se nesmí zapomínat, že nejúčinnějším řešením je důsledná a účinná prevence. Zjednodušeně je pak možno říci, že prevence musí vycházet ze zkoumání podstaty, jevů a příčin terorismu. Pokud poznáme u jednotlivých teroristických skupin „kořeny terorismu“, je pak podstatně snadnější připravovat protiopatření.

1.

Zahraniční zkušenosti

V anglosaské literatuře bylo toto téma publikováno mnohokrát a v posledních létech se tímto tématem zabývaly všechny významné mezinárodní konference, workshopy a symposia zaměřené na problematiku zbraní hromadného ničení, případně přímo na chemický, biologický, radiologický a jaderný terorismus. Mezi ty hlavní se všeobecně počítají následující evropské konference: CBW Protection Symposium ve Švédsku [podrobnosti viz webová stránka 25], NBC Defence Symposium ve Finsku [podrobnosti viz webová stránka 26], Wilton Park Conferences ve Velké Británii [podrobnosti viz webová stránka 27]. Tím byly vyjmenovány jen hlavní mezinárodní akce tohoto typu. Švédská konference se koná 1x za 4 roky (poslední byla v roce 2004) a je považována za skutečně nejvýznamnější setkání odborníků z celého světa, účast se blíží k 1 000 účastníků. Finská konference proběhla naposledy v roce 2003, další se koná v červnu 2006. Účast bývá kolem 300 specialistů. Obě akce bývají doprovázeny různě rozsáhlou výstavkou speciální techniky a materiálu, finské symposium zahrnuje také zpravidla dynamickou ukázku záchranné akce např. při chemickém terorismu. K problematice chemického a biologického terorismu, později i radiologického terorismu byly organizovány a úspěšně proběhly tři světové kongresy (v létech 2001, 2003, 2005), které jednaly vždy v překrásném chorvatském Dubrovníku. Posledně jmenované akce jsou pod širší hlavičkou série jako tzv. CBMTS (Chemical and Biological Medical Treatment Symposium) a dlouhodobě se zabývají celým komplexem otázek chemického, biologického, radiologického a jaderného terorismu. Podrobnosti jsou volně přístupné na webové stránce odborné americké společnosti Applied Science and Analysis, Inc., Aberdeen, Maryland, USA [28], která je hlavním organizátorem těchto světových kongresů, ale také symposií CBMTS. Za pozornost odborníků stojí i důležitá skutečnost, že výše uvedená americká společnost vydává jako dvouměsíčník odborný časopis „The ASA Newsletter“, který je rovněž k dispozici on line na již zmíněné webové stránce [28]. Kromě odborných článků jsou v časopise v dostatečném, několikaměsíčním předstihu publikovány informace o mezinárodních konferencích, symposiích a workshopech z oblasti chemického, biologického, radiologického a jaderného terorismu. O jednotlivých kongresech se zpravidla informuje na stránkách časopisu opakovaně, většinou s větší podrobností s blížící se akcí.

40

2.

Selhání zpravodajských a informačních služeb

Bez ohledu na mimořádné úsilí zpravodajských, bezpečnostních a informačních služeb všech demokratických států se jen obtížně čelí mezinárodnímu terorismu. Každoročně je s tímto jevem zcela konkrétně setkává mnoho zemí a řada obyvatel je tímto nepříznivým fenoménem přímo a nebo nepřímo postižena. Ukázalo se také, že téměř nic neřeší zpřísnění trestů. Na druhé straně se ukazuje, že ani nejvyspělejší státy a jejich zpravodajské a informační služby nemají dosud vytvořeny efektivní mechanismy na účinný boj s terorismem, což je níže podrobně popsáno. Kolaps amerických zpravodajských, bezpečnostních a informačních služeb je možné doložit přinejmenším na třech následujících případech. Jedná se o velmi významné selhání amerických zpravodajských, bezpečnostních a informačních služeb. Není pochyb o tom, že nezachycení příprav nejhoršího teroristického útoku na Spojené státy americké (11. září 2001) znamenalo svým způsobem kolaps amerických zpravodajských, bezpečnostních a informačních služeb. Většina bezpečnostních analytiků a jiných bezpečnostních specialistů se shoduje v názoru, že tyto služby na základě svých mechanismů a procedur nezachytily ani náznaky příznaků příprav na dosud nejrozsáhlejší teroristický útok na území USA. Případně je možné říci, že zachycené signály o přípravě teroristického útoku byly nedůsledně či dokonce chybně vyhodnoceny. Přitom se dodatečně zjistilo, že rozsah příprav tohoto brutálního teroristického útoku byl značný. Celkový finanční rozpočet, špičkové technické vybavení amerických zpravodajských, bezpečnostních, informačních a jiných státních a privátních služeb, příprava a výcvik zaměstnanců a také široký okruh placených spolupracovníků vytváří rozsáhlou akční síť, která však nesplnila své preventivní poslání. Nejdůležitější jsou lidské zdroje informací, protože poskytují nejpohotovější a nejpodrobnější hodnocení jednotlivců, skupin a jejich aktivit. V tomto směru došlo zřejmě také k velmi závažným chybám v práci amerických zpravodajských, bezpečnostních a informačních služeb. Veškerým teroristickým útokům předchází činnost – důkladná příprava teroristického útoku – jako je určování cílů a jejich dlouhodobé monitorování, příprava plánů provedení a získávání nutného materiálního vybavení. Rovněž důkladný výcvik teroristů je významným momentem v přípravě na vlastní teroristický útok. Taková činnost po sobě zpravidla zanechává určitou stopu, kterou musí zpravodajské, bezpečnostní a informační služby a agentury zachytit a vyhodnotit. To v celém komplexu tvoří hlavní a základní článek v boji proti terorismu, což jsou účinná preventivní opatření před terorismem. I když spolupráce zpravodajských, bezpečnostních a informačních služeb probíhá na úrovni jak národní, tak i mezinárodní, zdá se, že v tomto směru nepomohly významných způsobem americkým zpravodajským důstojníkům a agentům evropské zpravodajské, bezpečnostní a informační služby. Bohužel se z této kruté zkušenosti americké ani jiné zpravodajské a informační služby příliš nepoučily. Respektive zřejmě nebyly přijaty soubory nových účinných opatření. O tom jednoznačně svědčí otázka „informačního servisu pro politické špičky“ v případě přípravy útok na Irák. Jednoznačným důvodem pro vojenský zásah v Iráku bylo opakované a sebevědomé tvrzení

41

jak presidenta USA George W. Bushe, tak i ministerského předsedy Velké Británie Tonyho Blaira, že režim Saddáma Husaina vyvíjí a vlastní zbraně hromadného ničení a nosiče pro jejich použití. Důvod pro válku proti Iráku byl na světě. Válka začala velmi rychle a koalice vojenských sil vedená USA bleskově obsadila celé uzemí státu. Kde jsou ale údajné zbraně hromadného ničení? Případně pouze ničivé náplně chemických zbraní, otravné látky? Měsíce běží a žádné důkazy o přítomnosti zbraní hromadného ničení nebo jen pouze ničivých náplní zbraní hromadného ničení se nedaří najít. Dokonce byla vyhlášena ministrem obrany USA Donaldem H. Rumsfeldem zvláštní cena ve výši 1 milión amerických dolarů pro toho, kdo najde v Iráku zbraně hromadného ničení. Ani toto zvláštní a lákavé ohlášení ničemu nepomohlo. Nenašlo se nic. A tak Senát USA a shodně i britská speciální vyšetřovací komise viní vlastní špionážní, zpravodajské, bezpečnostní a informační služby, že špatně zmapovaly situaci kolem možných Saddámových arzenálů zbraní hromadného ničení a celou hrozbu zveličily, což vedlo ve svém důsledku k válce. Jasným příkladem tendenčních důkazů může být ukázka vyjádření britského premiéra Tonyho Blaira, který před vojenskou invazí mimo jiné řekl: „Jsou tam tisíce nalezišť zbraní hromadného ničení. Inspektoři, vědci a experti konečně budou moci dokončit svou práci. A nemám pochyb, že najdeme důkazy o Saddámových zbraních hromadného ničení.“ Američané a Britové byli pro rychlé vojenské řešení, zatímco jiné země, především pak Německo, Francie a Rusko dávaly přednost politickému řešení a vojenskou akci připouštěly, až jako poslední krok. Jak známo, Američané bez mandátu OSN zahájily společně s Brity vojenskou akci počátkem roku 2003. Po dlouhém období „hledání zbraní hromadného ničení a nebo jejich komponent“ se nic nenašlo. O čem to svědčí? Buď opět americké a britské zpravodajské služby hrubě selhaly nebo dokonce záměrně lhaly, aby svým chlebodárcům zajistily „pádné důvody“ pro vojenský zásah v Iráku. Je nutno objektivně přiznat, že české politické špičky se ve většině vyjádření a postojů stavěly chybně na americkou a britskou stranu roztržky, která v podstatě rozdělila a také dočasně ochromila NATO. V intenzívní přípravě zpravodajských informací (které nutně předcházejí každému válečnému konfliktu) se opět americké a britské zpravodajské, bezpečnostní a informační služby nevyznamenaly. Jde totiž o to, že zcela podcenily možnosti, síly a prostředky domácího odboje. Odpor iráckých domácích sil proti přítomnosti Američanů, Britů a dalších vojenských kontingentů se staly natolik závažnými, že jejich dopady podstatně ovlivňují denní život jak vlastního iráckého obyvatelstva, tak i cizích vojenských jednotek. A to zde není podrobně zmíněná otázka „teroristického útoku v Madridu“, který měl zásadní vliv na politický vývoj země (volby) a také to, že Španělsko poměrně rychle stáhlo své vojenské síly z Iráku. Je jasné, že i v těchto zpravodajských informacích se vyskytla řada zásadních chyb a nedostatků při odhadu dalšího vývoje vojenského konfliktu. V neposlední řadě je to případ nejhledanějšího teroristy světa Usama bin Ládina. I k nalezení tohoto teroristy několikrát vyhlásila americká vláda řadu lákavých finančních cen a

42

prémií. Nicméně je třeba vidět skutečnost, že na dopadení uvedeného teroristy, rozbití a zneschopnění mezinárodní teroristické sítě se pracuje velmi intenzivně. Po několik posledních let je k dopadení Usama bin Ládina a rozbití jeho teroristické sítě nasazeno dlouhodobě obrovské množství agentů a specialistů mnoha amerických institucí, jako jsou CIA, FBI, americké armády a tak dále. Není pochyb o tom, že technické vybavení, ale i náročná příprava a výcvik těchto agentů a specialistů je vysoce profesionální, přesto se dosud nepodařilo dopadnout ani Usamu bin Ládina, ani podstatně oslabit jeho mezinárodní teroristickou síť. A to vůbec není řeč o tom, že na celosvětové protiteroristické mašinérii se podílejí špionážní, zpravodajské a informační služby minimálně spřátelených zemí USA. Samozřejmostí je významná zpravodajská pomoc od spojenců USA v NATO, což v současné době představuje značnou část Evropy a Kanadu. Tradičně nejvěrnější spojenec USA Velká Británie nepochybně spolupracuje s USA velmi intenzivně. O tom svědčí mimo jiné již zmíněná informační a zpravodajská podpora v útoku na Irák, kde došlo jak u amerických, tak i britských zpravodajských, bezpečnostních a informačních služeb k hrubým pochybením [29]. 3. Hlavní prostředky chemického terorismu

Mezi prostředky chemického terorismu můžeme počítat především otravné látky (případně přímo i chemické zbraně), dále pak bezesporu také nebezpečné chemické látky, které mohou být toxické, hořlavé, výbušné, případně mají jiné nebezpečné vlastnosti v souladu s „chemickým zákonem“ [30] nebo jeho novelizací [31]. Chemický zákon pak charakterizuje i další následující vlastnosti: oxidující, zdraví škodlivé, žíravé, dráždivé, karcinogenní, mutagenní, nebezpečné pro životní prostředí, prudce reagující s vodou, při kontaktu s vodou uvolňující jedovatý plyn, apod. Obdobným způsobem je klasifikace řešena ve slovenském „chemickém zákoně“ [32]. Otravné látky (dříve nazývané jako bojové otravné látky) jsou pak vysoce toxické látky, které byly přímo vyvinuty pro zabíjení nebo zneschopnění lidí. Starší otravné látky z období první světové války jako chlor, fosgen a kyanovodík jsou látky dnes považované za závažné průmyslové toxické látky, které je možné zneužít k chemickému terorismu. Na tom je vidět jistou množinu látek (chlor, fosgen, kyanovodík), kdy vysoce jedovatá látka může být považována jak za otravnou látku, tak i za nebezpečnou průmyslovou toxickou látku. Otravné látky se dělí podle různých kriterií, ale nejčastějším dělením je podle působení otravných látek na organismus (tzv. fyziologické dělení otravných látek). Nejvíce nebezpečné a nejlépe zneužitelné jsou především smrtelně působící otravné látky (nervově paralytické, zpuchýřující, dusivé a všeobecně jedovaté otravné látky). Z hlediska možného zneužití otravných látek se objevuje často i varování, že „binární chemická munice“ (princip binární chemické munice je všeobecně známý v odborné veřejnosti) by se mohla stát dostatečně inspirativní pro teroristy. V současné době je binární chemická munice, přesněji řečeno binární chemické reakce známy jen pro nervově paralytické otravné látky sarin (5 vhodných chemických reakcí), soman (2 vhodné chemické reakce) a látku VX (taktéž 2 vhodné chemické reakce). Ač je vývoj nových chemických zbraní a otravných látek zakázán mezinárodní konvencí, není vůbec zaručeno, že někde probíhá utajený výzkum a vývoj těchto prostředků ničení. Bez zajímavosti není ani skutečnost, že již v roce 1981 byla v dřívějším Československu vydána pomůcka Civilní obrany: CO-51-5 [33]. Tato pomůcka (dnes již překonána) obsahovala 12 hlavních toxických průmyslových škodlivin a bylo možno podle ní provádět tabulkové vyhodnocování havarijních dopadů po úniků nebezpečných průmyslových toxických látek. Její

43

význam může být podtržen i tím, že Slovenská republika tuto pomůcku v polovině 90. let přepracovala a převzala do své dosud platné legislativy [34]. Pomůcka CO-51-5 uváděla mezi hlavními nebezpečnými chemickými toxickými látkami následující: chlor, amoniak, fosgen, kyanovodík, oxid siřičitý, sirouhlík, sirovodík, chlorovodík, fluorovodík, formaldehyd. Zájem občanů České republiky o bezpečnostní otázky se podstatněji zvýšil v poslední době až po brutálních teroristických útocích v USA (2001), ve Španělsku a Rusku (2004) a ve Velké Británii (2005). Vývoj terorismu prochází v poslední dekádě zvláště prudkým a bouřlivým vývojem. Jednoznačně se prosadila tendence způsobit maximum lidských obětí. V této souvislosti je možné jmenovat určité významné předěly, které se v tomto období vyskytly a zdají se být přelomové: • chemický útok sarinem v podzemní dráze – metru v Japonsku (Tokio 1995), • teroristický útok na Světové obchodní centrum a Pentagon v USA (Washington a New York 2001), • teroristický útok spojený s nevinnými dětskými obětmi v Rusku (Beslan 2004).

4.

Dostupnost jednotlivých informací

Dostupnost jednotlivých (někdy i velmi podrobných) informací o otravných látkách nebo nebezpečných chemických látkách je poměrně velmi dobrá. To lze zcela jednoznačně demonstrovat u otravných látek především moderní pomůckou Chem-51-8 z roku 1993 [35]. Jsou zde uvedeny nejen nejdůležitější toxikologické vlastnosti, ale také řada jiných a významných údajů o otravných látkách a jejich chemických reakcích. Jako jistou kuriozitu je možné připomenout velmi zdařilou publikaci významného českého vojenského odborníka plukovníka Viktora Ettela, který napsal publikaci „Chemické válka“ v roce 1932 [36]. Tento zdroj příkladně udává 3 technologické způsoby velkokapacitní výroby sulfidického yperitu. Popis je tak podrobný, že je to v podstatě „kuchařka“ výroby yperitu. Další informace lze snadno získat z neutajované literatury jako jsou odborné články a statě, popřípadě patentová literatura. Otravné látky jsou také podrobně popsány v moderní učebnici vojenské toxikologie z poslední doby [37]. Kromě toho existují další mnohé snadno dostupné česky nebo slovensky pasné informační zdroje [38-47]. Ohledně průmyslových toxických látek je to již uvedená a citovaná pomůcka CO-51-5, existují však mnohé volně dostupné, nebo placené databáze nebezpečných chemických látek. Dostupná je také obsažná odborná literatura [např. 48] případně učebnice a skripta toxikologie [např. 49, 50, 51]. Nejvýznamnějším zdrojem informací o všech nebezpečných chemických látkách je tzv. bezpečnostní list nebezpečné chemické látky – jeho obsah je předepsán zákonem a prováděcími vyhláškami a obsahuje celkem 16 stanovených a přesně požadovaných položek. Podle rozsahu znalostí o jednotlivých nebezpečných chemických látkách bezpečnostní list čítá průměrně kolem 7 až 12 stran vysoce odborného textu s množstvím různých údajů o jedné konkrétní nebezpečné chemické látce nebo přípravku.

44

5.

Zvláštní aspekty nebezpečných chemických látek

V odborné veřejnosti je dostatečně známý proces tvorby prevence závažných havárií podle evropských směrnic SEVESO I (1982) a SEVESO II (1996). Aplikace těchto směrnic v České republice a jejich zavedení do technické praxe bylo provedeno zákony o prevenci závažných havárií [52, 53]. Také na Slovensku byl vydán v roce 2002 zákon o prevenci závažných průmyslových haváriích [54]. Je celkem s podivem, že ani téměř po 10 letech po vydání směrnice SEVESO II nebyla tato závazná norma doplněna žádnou určenou nebo doporučenou metodou pro analýzy rizika (případně jednotlivými samostatnými metodami analýzy rizika pro osoby – hospodářská zvířata – životní prostředí – majetek), natož pak nějakým vhodným SW nástrojem. Z hlediska objektivity je nutno dodat, že Evropská unie k tomu vydala několik metodických průvodců (guidelines), které však mají jen doporučující charakter a nejsou pro členské státy Evropské unie závazné. V pojetí české a slovenské prevence závažných průmyslových havárií jsou dosti značné rozdíly, které byly již mimo jiné popsány v samostatných sděleních [55, 56]. Podle české legislativy je nutné analyzovat a hodnotit havarijní dopady na osoby, hospodářská zvířata, životní prostředí a majetek. Volba metody analýzy rizika je podle české legislativy na zpracovateli analýzy rizika. To s sebou nese závažný důsledek, že není možné porovnání jednotlivých provozovatelů nebo spíše jejich objektů a zřízení a v nich obsažených nebezpečných chemických látek ani v rámci České republiky (například v rámci krajů v procesu krizového řízení a havarijního plánování) a ani v rámci jednotlivých podniků v různých zemích jako Česká republika – Slovensko – Polsko, atd. Přitom by bylo bezpochyby užitečné, aby takové korektní srovnání bylo možné. Možnost snadného získání citlivých dat a údajů o nebezpečných chemických látkách od provozovatelů u správních úřadů je až překvapivě snadná. Stačí si k tomu prostudovat platnou a výše citovanou legislativu a řídit se jejími ustanoveními. Zneužití dopravních systémů je také poměrně snadné. Především silniční doprava s přepravou nebezpečných chemických látek (nejen toxických) skýtá možnosti snadné krádeže automobilní cisterny i s nebezpečnou chemickou látkou a její „přistavení“ na vybrané místo s vysokou koncentraci osob. Iniciace závažné havárie (u toxických látek jen otevřením ventilu), případně destrukce nádrže automobilní cisternou výbušninou. Scénáře tohoto typu jsou realizovatelné, což se může rovnat ve svém důsledku skutečné „chemické bombě“. Česká legislativa [53] poprvé také stanovuje provozovatelům nutnost komplexní ochrany objektů a zařízení provozovatelů, kde jsou umístěny nebezpečné chemické látky a přípravky. Tento přístup do jisté míry předběhnul směrnice Evropské unie.

6.

Modelování havarijních/teroristických dopadů

45

Není pochyb o tom, že je nezbytně nutné provádět modelování (předpověď) různých havarijních, případně teroristických dopadů chemického terorismu. Tato potřeba vyplývá již ze samotného zákona o prevenci závažných havárií (jak v České, tak i Slovenské republice), protože se požaduje modelování havarijních dopadů, které se dostanou především „za hranici podniku“. Zde je jasné, že modelování havarijních dopadů musí důkladně provést samotný provozovatel, případně odborná firma, kterou si provozovatel najme na tuto práci. Další potřeba – vyplývá znovu ze stejného zákona – je potřeba modelovat havarijní/teroristické dopady správními úřady, které jsou v České republice povinny provádět „informovanost obyvatelstva/občanů“ v nejbližším okolí takového provozovatele, jehož havarijní následky přesáhnou „hranici podniku“ a mohou tak ohrozit nebo i zasáhnout občany mimo areál podniku. Vzhledem k tomu, že není stanovená žádná norma jsou tyto výpočty a stanovení prováděna podle různých modelů a různými nástroji. Proč například nelze stanovit modelování havarijních dopadů závažných chemických havárií pomocí ČSN? V neposlední řadě je možno podtrhnout skutečnost, že operační střediska Integrovaného záchranného systému, případně operační střediska Hasičského záchranného sboru nutně potřebují provádět „aktuální modelování havarijních dopadů“ v době reálně probíhající průmyslové chemické havárie, teroristického útoku, ať již nebezpečnými chemickými látkami a přípravy nebo otravnými látkami. Čím jsou prognózy v současné době na těchto střediscích prováděny? Tyto situace se navíc vyznačují jak nedostatkem informací o dané havarijní události nebo teroristickém útoku a navíc zcela jasně probíhají ve značných stresových podmínkách. Je třeba také jasně říci, že vhodný modelovací nástroj a jeho rychlé a správné použití vytvoří předpoklady pro přijetí řady ochranných opatření, která bezpochyby mohou zachránit od několika po desítky až stovky lidských životů v závislosti na druhu a rozsahu havarijní události – ale zvláště markantní je to v případě chemického teroristického útoku. Je pochopitelné, že je zde také obecná potřeba expertního modelování havarijních následků po proběhlých závažných chemických haváriích, případně teroristických útocích. Pomocí jakých modelovacích nástrojů provádí například soudní znalci hodnocení proběhlých závažných průmyslových chemických havárií? Zřejmě se to dělá jen standardními inženýrskotechnickými výpočty. V několika málo domácích odborných pracích [57-59] se autoři pokusili srovnat tabulkovou metodiku CO-51-5 a moderní SW nástroje modelování havarijních dopadů – případně jsou uvedeny srovnání jen SW nástrojů. Z těchto prací je vidět, že získané výsledky se dosti liší, někdy i řádově. I toto zjištění podporuje myšlenku na vytvoření ČSN, která by se zabývala problematikou stanovení vhodných modelů pro hodnocení možných následků a dopadů havarijních dopadů nebo chemického terorismu. Tabulkové modelování pomocí pomůcky CO-51-5 je již překonáno. V současné době je nutno používat moderní modelovací počítačové programy, mezi které patří například český produkt TerEx [60]. Na českém trhu není v současné době dostatek kvalitních domácích modelovacích nástrojů. Existuje také celá řada zahraničních vysoce kvalitních počítačových modelovacích programů jako například: ALOHA (USA), EFFECTS (Nizozemí), DAMAGE (Nizozemí), PHAST (Spojené království), SAVE (Nizozemí), DOW INDEX MODEL FOR TOXIC (USA), CHARM (USA), DEGADIS (USA), HEGADAS (Spojené království), DENZ/CRUNCH

46

(Spojené království), HASTE (USA), SLAB (USA), TRACE (USA), DRIFT (Spojené království), NBC WARNING (Dánsko), NBC ANALYSIS (Dánsko), H-PACK (USA). Zahraniční modelovací nástroje jsou pro českého zákazníka zpravidla obtížně dostupné a to především pro značně vysoké ceny. V české armádě se pro hodnocení následků chemických zbraní nebo použití otravných látek používala do vstupu České republiky do NATO již uvedená pomůcka Chem-51-8 [35], která je velmi podrobná a bezpochyby vychází z experimentálních dat získaných měřením v terénu a zahrnující další zkušenosti bývalého Sovětského svazu. Základem současného vyhodnocování (po vstupu České republiky do NATO) je norma STANAG 2103 a na ní navazující standard NATO ATP-45B (připravuje se ATP-45C) s využitím SW produktů NBC Warning a nověji NBC Analysis. Je nutno zdůraznit, že potřeby orgánů statní správy a státních institucí, především pak složek Integrovaného záchranného systému a dalších je jiný než potřeby modelování v armádě. Armádní modelování vychází z předpokladu, že půjde o bojové nasazení chemických zbraní (velkoplošné) zatímco složky Integrovaného záchranného systému musí počítat s použitím otravných látek v řádu kilogramů až desítek kilogramů otravných látek. V podstatě se bude většinou jednat o použití otravných látek jako bodového zdroje. Nelze však ani vyloučit, že bohaté a dobře finančně zajištěné teroristické skupiny použijí sofistikované metody, jako aerosolové generátory nebo jiná zařízení na bezpilotních prostředcích, vrtulnících nebo letadlech.

ZÁVĚR Jako možný vzor přípravy „metodiky analýzy rizika“ je možné uvést dvě renovované metodiky Mezinárodní agentury pro atomovou energii: IAEA TECDOC 727 (1996) [61] a IAEA TECDOC 994 (1998) [62]. Především první metodika byla s úpravami (ale i s nevhodným zjednodušením a zkrácením) zavedena do české i slovenské legislativy. Navíc je nutno říci, že tato metodika řeší jen problematiku mortality osob, neřeší možnosti zdravotnického poškození osob, neřeší hospodářská zvířata, životní prostředí a poškození majetku. Je nutné vytvořit dostatečný a systematický tlak na kompetentní orgány evropských struktur, aby se rychle vyvinuly vhodné a spolehlivé metody analýzy a hodnocení rizika, včetně jejich včlenění do jednoduchého softwarového nástroje (nástrojů, například pro ohrožení a zasažení osob, pro ohrožení a zasažení životního prostředí a pro vyhodnocení možných materiálních škod) používaného ve všech zemích Evropské unie. Důležitá je také klasifikace možných cílů teroristických útoků a podrobné vyhodnocení zranitelnosti osob a infrastruktury [63].

47

Chemický terorismus představuje reálnou hrozbu, která provází současné šíření zbraní hromadného ničení s možností, že tyto zbraně, případně pouze jejich hlavní ničivé náplně získají a následně použijí teroristé [64].

Poznámka: Sdělení je záměrně pojato dosti široce a uvádí celou řadu literárních odkazů a webových stránek především se zaměřením na česky a slovensky psané odkazy. To má umožnit zájemcům opatřit si rychle a spolehlivě dostupné zdroje informací, případně pro odborníky rozšířit si jejich znalosti a tím napomoci k dalšímu rozvoji uvedené problematiky.

Kontaktní adresa: Ing. Otakar J. Mika, CSc., ISATech, s. r. o., Pardubice, Regionální středisko Brno, Zvonařka 14, 617 00 Brno, telefon: 543 420 326, fax: 543 420 325, mobil: 724 267 539, email: [email protected].

LITERATURA

1.

Autor neuveden: Chemické látky zneužitelné v rámci chemického terorismu, Státní úřad pro jadernou bezpečnost, Praha 24. 7. 2002, 40 stran.

2.

Mika, O. – Neklapilová, V.: Sarinový útok v tokijském metru – případová studie, Sborník konference Medicína katastrof, Zlín – Lukov, 25. – 27. června 2001, 7 stran.

3.

Mika, O. – Neklapilová, V.: Šest let po sarinovém útoku v tokijském metru, Vojenské zdravotnické listy, číslo 5, 2001, str. 197 – 204.

4.

Mika, O. – Neklapilová, V.: Smutné japonské výročí, časopis 112, číslo 3, 2005, str. 20 – 21.

5.

Brackett, D., W.: Svatý teror –armageddon v Tokiu, Praha 1988, 207 stran.

6.

Tu, A., T.: Chemical Terrorism: Horrors in Tokyo Subway and Matsumoto City, Alaken, Inc., Fort Collins, Colorado, 2002, 240 stran.

7.

Policejní zpráva: National Police Agency, Shoten: AUM SHINRIKYO, An Alarming Report on the Terrorist Group’s Organization and Activities, 1995, Japan, 17 stran.

8.

Mika, O. – Sabo, J.: Nejzávažnější chemická havárie 20. století, časopis 112, číslo 12, 2004, str. 22 – 23.

9.

Čahojová, L. – Mika, O.: 20. výročí chemické havárie v Bhópalu, APROS, číslo 18-19, 2005, str. 8 – 11.

10. Neklapilová, V. – Mika, O.: Závažná průmyslová havárie v Enschede, Rescue Report, číslo 2, 2005, str. 4 – 5. 11. Mika, O., J. – Neklapilová, V. – Vucinic, S. – Stojilkovic, M., P.: Čpavková havárie v Bělehradě 1998, případová studie, Vojenské zdravotnické listy, číslo 2, 2005, str. 63 – 68.

48

12. Kelnar, L. – Sekulová, J.: Dvacet let od největší průmyslové katastrofy v dějinách, Rescue Report, číslo 6, 2004, str. 4 – 5. 13. Mika, O.: Průmyslové havárie, TRITON, Praha 2003, 126 stran. 14. Kelnar, L.: Fakta a rozbory katastrofy v Toulouse 21. září 2001, Požární konference 2004, Vysoká škola báňská – Technická universita Ostrava, 9 stran. 15. Kelnar, L.: Poučíme se z havárie v Toulouse? Rescue report, číslo 1, 2005, str. 4 – 5, 10. 16. Mika, O. – Matoušek, J. – Navrátil, T. : Nové hrozby terorismu: chemický, biologický, radiologický a jaderný terorismus, ISATech, s.r.o., Pardubice, grant MV ČR, Praha 2003, 87 stran. 17. Matoušek, J. – Mika, O.: Nové hrozby terorismu: chemický, biologický, radiologický a jaderný terorismus, Zpravodaj Institutu ochrany obyvatelstva, 2/2004, str. 87 – 105. 18. Matoušek, J. – Mika, O. – Vičar, D. : Nové hrozby terorismu: chemický, biologický, radiologický a jaderný terorismus, Universita obrany, Brno 2005, v tisku. 19. Mika, O.: Propojení terorismu a zbraní hromadného ničení, Mezinárodní politika, číslo 12, 1994, str. 35 – 37. 20. Mika, O.: Historie a současnost chemických zbraní, Výběr statí pro profesní přípravu a rekvalifikaci, číslo leden 1995, str. 13 – 25. 21. Mika, O.: Mezinárodní regulace zbrojení a odzbrojení, Výběr statí pro profesní přípravu a rekvalifikaci, číslo únor 1997, str. 49 – 56. 22. Mika, O.: Nové prostředky terorismu, T95 (Technický magazín), číslo 9, 1995, str. 24 – 26. 23. www.egozlin.cz/cz_mdkf.php 24. www.emergency.cz 25. www.asanltr.com/newsletter/03-6/articles/CBWPS.htm 26. www.vtt.fi/nbc/nbc2006-circular-1c.pdf 27. www.wiltonpark.org.uk 28. www.asanltr.com 29. Sabo, J. – Mika, O.: Ochrana před současným terorismem, Bratislava 2005, v tisku. 30. Zákon ČR č. 356/2003 Sb. o chemických látkách a chemických přípravcích. 31. Novelizace zákona o chemických látkách a chemických přípravcích, zákon č. 345/2005 Sb. 32. Zákon SR č. 163/2001 Z.z. o chemických látkách a chemických přípravcích. 33. Pomůcka Civilní ochrany CO-51-5: Nebezpečné průmyslové škodliviny, FMNO, Praha 1981. 34. Vyhláška Ministerstva vnitra SR č. 300/1996 Z.z. o zabezpečení ochrany obyvatelstva při výrobě, přepravě, skladování a manipulaci s nebezpečnými škodlivinami. 35. Pomůcka Armády České republiky Chem-51-8: Vyhodnocování chemické situace, MO Praha 1993. 36. Ettel, V.: Chemická válka, Vojenský technický ústav, Praha 1932. 37. Patočka, J. a kolektiv: Vojenská toxikologie, Grada Publishing, Praha 2004.

49

38. Tomeček, I. – Matoušek, J.: Analýza bojových otravných látek, Státní pedagogické nakladatelství, Praha 1961, 235 stran. 39. Polanský, P.: Chemie a indikace bojových otravných látek, VAAZ Brno, 1980, 214 stran. 40. Bajgar, J.: Historie používaní chemických zbraní a jednání o jejich zákazu, Vojenská lékařská akademie Jana Evangelisty Purkyně v Hradci Králové, 1996, 112 stran. 41. Mika, O.: Ochrana před zbraněmi hromadného ničení, Svaz civilní ochrany České republiky, Nakladatelství Existencialia, s.r.o., Praha 2004, 173 stran. 42. Florus, S. – Dvořák, T.: Charakteristika ZHN, nebezpečných škodlivin a zápalných látek, I. část Charakteristika ZHN, Chemické zbraně, Vysoká vojenská škola pozemního vojska, Vyškov 2002, 185 stran. 43. Kolektiv autorů: Terorismus a my, ochrana před hrozbou moderní doby, Computer Press, Praha 2001, 216 stran. 44. Prymula, R. a kolektiv: Biologický a chemický terorismus, Informace pro každého, Grada Publishing, Praha 2002, 152 stran. 45. Janásek, D. – Svetlík, J.: Radiační, chemická a biologická ochrana, Zbraně hromadného ničení, Žilinská universita v Žilině, Žilina 2005, 129 stran. 46. Soukup, V. a kolektiv: Zbraně hromadného ničení I. díl, VAAZ Brno 1985, 242 stran, II. díl, VAAZ Brno 1985, 160 stran. 47. Autor neuveden: Co má vědět a umět každý občan, Svazarm, Vydavatelství Naše vojsko, Praha 1987, 196 stran. 48. Marhold, J.: Přehled průmyslové toxikologie, Avicenum, Praha 1986, 1 700 stran. 49. Matoušek, J. – Picka, K.: Základy obecné a speciální toxikologie, VUT Brno, Fakulta chemická, 1996, 103 stran. 50. Jakl, A. a kolektiv: Nebezpečné chemické noxy vojenského prostředí, I. díl (249 stran) a II. díl (276 stran), Vojenská lékařská akademie Hradec Králové, 1989. 51. Florus, S.: Charakteristika ZHN, nebezpečných škodlivin a zápalných látek, II. část Charakteristika nebezpečných škodlivin a zápalných látek, Vysoká vojenská škola pozemního vojska, Vyškov 2003, 112 stran. 52. Zákon ČR č. 353/1999 Sb., o prevenci závažných havárií. 53. Zákon ČR č. 349/2004 Sb., o prevenci závažných havárií (úplné znění zákona). 54. Zákon SR č. 261/2002 Z.z., o prevenci závažných průmyslových havárií. 55. Mika, O.: Analýza rizika nebezpečných chemických látek a přípravků, Sborník konference Krizový management, Vítkovice v Krkonoších, květen 2005, str. 77 – 81. 56. Mika, O.: Prevence závažných průmyslových havárií a analýzy rizika, Sborník konference Řešení krizových situací ve specifickém prostředí, 22. – 23. června 2005, Žilinská universita, str. 417 – 423. 57. Melkes,V. – Dvořák, J.: Stanovení zóny ohrožení při úniku nebezpečných látek, Sborník z mezinárodní konference Řešení krizových situací ve specifickém prostředí, 21. – 22. června 2003, Žilinská universita, str. 318 – 323.

50

58. Maršálková, M.: Modelování šíření plynných toxických látek při havarijních únicích, Vysoká vojenská škola pozemního vojska ve Vyškově, 2004, 46 stran. 59. Hegerová, H.: Mobilní zdroje rizik v Olomouci a dopady případné havárie s účastí nebezpečných chemických látek na obyvatelstvo a městskou zástavbu, Vysoké učení technické v Brně, Centrum vzdělávání a poradenství, Brno 2005, 16 stran. 60. www.tsoft.cz 61. Manual of the classification and priorization of risks due tu major accidents in process and related industries, IAEA TECDOC – 727, Vienna 1996. 62. Gudelines for integrated risk assessment and management in large industrial areas, IAEA TECDOC – 994, Vienna 1998. 63. Veverka, I.: Klasifikace možných cílů teroristických útoků, charakteristika těchto cílů z hlediska zranitelnosti a ohrožení při použití různých technologií a z hlediska dopadů a následků, Studie, Pardubice 2002, 42 stran. 64. Středa, L.: Šíření zbraní hromadného ničení – vážná hrozba 21. století, Ministerstvo vnitra, Generální ředitelství Hasičského záchranného sboru České republiky, Praha 2003, 243 stran.

51

52

POLOPROVOZNÍ ZKOUŠKY DEKONTAMINACE BOJOVÝCH CHEMICKÝCH LÁTEK ČINIDLEM HVĚZDA

Doc. Ing. Jan SEVERA, CSc., DECOMKOV Praha, s. r. o. Ing. Vladimír DVOŘÁK, DECOMKOV Praha, s. r. o. Ing. Tomáš ČAPOUN, CSc., MV - GŘ HZS ČR, Institut ochrany obyvatelstva

RESUMÉ Příspěvek popisuje provedení poloprovozních zkoušek dekontaminace látky VX a sulfidického yperitu na natřeném ocelovém plechu pomocí dekontaminačního činidla HVĚZDA, roztoku BX-24 a chlornanové dekontaminační směsi. Po dekontaminaci byly stanoveny hodnoty zbytkové kontaminace povrchů, podle nichž byly dekontaminační účinnosti ověřovaných směsí porovnány.

53

54

ÚVOD Firma DECOMKOV Praha s.r.o. se mj. intenzivně zabývá vývojem receptury pro dekontaminační činidlo s univerzálními, tj. dezaktivačními, detoxikačními a dezinfekčními účinky. Jejich současný produkt – dekontaminační činidlo HVĚZDA – bylo např. ve výbavě jednotky chemického vojska Armády ČR zabezpečující protichemická opatření na letních olympijských hrách v Aténách. V zájmu objektivního posouzení možnosti využití činidla HVĚZDA pro zajištění dekontaminace bojových chemických látek jednotkami HZS ČR byla na základě požadavku ředitele odboru ochrany obyvatelstva MV - GŘ HZS ČR ověřena detoxikační účinnost činidla na vybrané bojové chemické látky. Cílem práce bylo posoudit v poloprovozním měřítku účinnost činidla HVĚZDA ve formě roztoku a pěny při dekontaminaci ocelových plechů s nátěrem, kontaminovaných látkou VX a sulfidickým yperitem, a dále zpracovat poznatky z průběhu zkoušek využitelné pro případné nasazení činidla do Armády ČR a IZS. Zkoušky byly realizovány na venkovním nátěru typu Industrol. O něm je ze závěrů předcházejících výzkumných prací řešitelského pracoviště1-3 známo, že patří k nejhůře dekontaminovatelným povrchům a že dosažení hodnot povolené zbytkové kontaminace látkou VX a yperitem na tomto povrchu není vzhledem k vysokému stupni difúze i jeho částečnému rozpouštění v bojové chemické látce reálné. Proto v zájmu objektivity ověřování byly za naprosto stejných podmínek ještě provedeny zkoušky dekontaminace dvěma dalšími dekontaminačními směsmi, a to: • roztokem látky BX 24: jedná se o vysoce účinné a v Evropě uznávané detoxikační činidlo fy Cristanini (Itálie)4,5; • chlornanovou směsí: jedná se o směs, kterou jsou v současné době vybaveny jednotky PO pro účely dekontaminace bojových chemických látek6-9. K vlastnímu experimentu pak bylo přistoupeno tak, že byly porovnány účinnosti uvedených dekontaminačních směsí, což poskytuje objektivní představu o skutečné účinnosti a využitelnosti činidla HVĚZDA.

EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST Pro ověření účinnosti činidla HVĚZDA a ostatních zkoušených směsí byly jako kontaminanty použity O-ethyl-S-(diisopropylaminoethyl)methylthiofosfonát (látka VX) a bis(2chlorethyl)sulfid (sulfidický yperit). Jako zkušební povrchy byly použity ocelové plechy 500 x 500 x 1 mm opatřené nátěrem Industrol S-2013; nátěr byl nanesen na suchý, odmaštěný povrch plechu; stáří nátěru činilo 15 měsíců. Kontaminace byla provedena aerosolem čisté bojové chemické látky připraveného

55

pomocí speciálního rozstřikovače a kompresoru; poloha plechů při kontaminaci činila 45 o. Kontaminovaná plocha 1 m2 byla realizována čtyřmi zkušebními plechy vedle sebe. Výchozí hustota kontaminace po přepočtu na účinnou látku činila pro látku VX 1,4 g/m2 a pro sulfidický yperit 9,3 g/m2. Pro všechny ověřované postupy byla dodržena doba expozice 15 minut. Ověřovány byly následující dekontaminační směsi: 1. Činidlo HVĚZDA (DECOMKOV s.r.o. Praha) – před použitím smíchán základní detergent s peroxidem vodíku dle pokynů dodavatele, pak bez dalších úprav použito ve formě roztoku a pěny. 2. Roztok BX 24 (Cristanini S.p.A., Rivoli, Itálie) – rozpuštěním pevné látky připraven vodný roztok o koncentraci 11,3 %hm., pH roztoku upraveno pomocí 30% hydroxidu sodného na 8,5. 3. Chlornanová směs – vodný roztok chlornanu sodného (tech., Eurošarm Slatiňany) a hydroxidu sodného (č. Lachema) o obsahu 10 %hm. aktivního chloru a 3 %hm. NaOH. K aplikaci uvedených směsí na kontaminované povrchy byly jako dekontaminační technické prostředky využity rozstřikovač OS-3, pěnový generátor PZ 9 S, kompresor ABAC GV 34/24 PCM a ruční postřikovač LUX 2,4 l. Dekontaminační postupy byly provedeny následujícím postupem: 1. Dekontaminace roztokem činidla HVĚZDA: rozstřikovačem OS-3, množství směsi 1 l/m2 2. Dekontaminace pěnou činidla HVĚZDA: pěnovým generátorem PZ 9 S s kompresorem, množství směsi na pokrytí celého povrchu vrstvou pěny 2 cm 3. Dekontaminace roztokem látky BX 24: ručním postřikovačem, množství směsi 0,9 l/m2 4. Dekontaminace chlornanovou směsí: ručním postřikovačem, množství směsi 3 l/m2 U všech postupů činila doba působení dekontaminační směsi 5 minut, potom následoval oplach vodou v množství 5 l/m2. Poloha plechů při dekontaminaci činila 45 o. Po oplachu vodou byly plechy ponechány volně na vzduchu uschnout. K odběru vzorků z povrchů byla pro účely zjištění zbytkové kontaminace použita technika stěrů a jejich extrakce do rozpouštědla. Po odpipetování příslušného množství extraktu a jeho případném zředění destilovanou vodou (při stanovení látky VX) resp. ethanolem (při stanovení sulfidického yperitu) následovalo stanovení kontaminantu v extraktu. Látka VX byla v extraktu stanovena biochemickou reakcí s Ellmanovým činidlem a fotometrickým vyhodnocením podle literatury10. Sulfidický yperit byl stanoven fotometrickou reakcí s alkalickým thymolftaleinem podle literatury11. Stanovené hodnoty zbytkové kontaminace byly statisticky vyhodnoceny pomocí statistického software12. V prvém kroku bylo provedeno zjištění statisticky odlehlých dat. K tomu byl použit Grubbsův test, Grubbsův test párový a Dixonův test. Na základě výsledků těchto testů nemusel být žádný ze stanovených výsledků vyloučen a dále bylo pracováno s úplnými soubory 20 dat. U naměřených souborů pro jednotlivé bojové chemické látky a dekontaminační postupy byly vypočítány hodnoty průměrné zbytkové kontaminace (mg/m2), opakovatelnosti (směrodatné odchylky, mg/m2) a relativní opakovatelnosti (relativní směrodatné odchylky, %). Z výchozí

56

hustoty kontaminace byla vypočítána dekontaminační účinnost v procentech jako rozdíl výchozí a zbytkové kontaminace dělený výchozí hodnotou kontaminace. Dále byla pomocí Komolgovova – Smirnovova testu posouzena normalita naměřených dat. U postupů, jimiž bylo dosaženo blízkých hodnot zbytkové kontaminace, byla testována statistická významnost rozdílů průměrných hodnot zbytkové kontaminace pomocí t-testu. Protože tento test má různé parametry pro soubory se statisticky shodnými a rozdílnými rozptyly, bylo nejprve nutné pro příslušnou dvojici souborů provést F-testem posouzení shody rozptylů.

VÝSLEDKY 1.

Dekontaminace látky VX

Výsledné hodnoty zbytkové kontaminace zkušebních povrchů látkou VX13 shrnuje tabulka 1. K ní je v prvé řadě nutné znovu připomenout, že nemá žádný praktický význam hodnotit zbytkovou kontaminaci na nátěru Industrol S-2013 s ohledem na nejvýše přípustnou hodnotu. Dosažení hodnot povolené zbytkové kontaminace látkou VX na tomto povrchu je totiž vzhledem k vysokému stupni difúze i částečnému rozpouštění nátěru v bojové chemické látce nereálné1-3. Pro srovnání je např. možné uvést, že firma Cristanini deklaruje4,5 vysokou účinnost své směsi BX 24 na látku VX pro alkydové nebo polyuretanové nátěry, u nichž je všeobecně známa minimální difúze i adheze kontaminantů, a pro výchozí hustotu kontaminace 0,2 g/m2. Proto je pro hodnocení výsledků zajímavější a informativnější porovnání účinnosti jednotlivých použitých směsí.

Tabulka 1 Vyhodnocení hodnot zbytkové kontaminace nátěru Industrol S-2013 látkou VX (hladina významnosti α = 0,05, počet měření n = 20)

Dekontaminační postup

Roztok HVĚZDA

Průměrná hodnota zbytkové kontaminace, mg/m2

71

Opakovatelnost, mg/m2

20,3

Relativní opakovatelnost, % Dekontaminační účinnost, % Vypočítaná hodnota testu na normalitu naměřených dat (kritická hodnota testu 0,192)

Pěna HVĚZDA

Chlornanová směs

62

71

1,6

18,8

21,8

28,6

12,5

30,3

30,7

94,93

99,07

95,57

94,93

0,185

13

Roztok BX 24

0,180

0,154

0,163

57

Všechny naměřené soubory mají normální rozdělení. Z tabulky je zřejmé, že pěna přípravku HVĚZDA výrazně ve své účinnosti předčila ostatní ověřované směsi a postupy. Kvalitní dekontaminační účinky této směsi na látku VX ovšem nevyplývají jenom z nízké hodnoty zbytkové kontaminace, ale i z nízké hodnoty relativní směrodatné odchylky. Z toho je zřejmá pro dekontaminaci pěnou HVĚZDA ve srovnání s ostatními dekontaminačními postupy vysoká reprodukovatelnost výsledných hodnot, která mj. dokumentuje i vyšší spolehlivost postupu dekontaminace, neboť jen minimum hodnot nabývá vysokých hodnot. Tuto vlastnost diskutovaného postupu lze vysvětlit tím, že aplikace pěny představuje dokonalé pokrytí povrchu a jeho rovnoměrnou dekontaminaci po celé ploše, což není v případě aplikace roztoků zřejmě splněno. K porovnání hodnot zbytkové kontaminace dosažených ostatními postupy bylo provedeno statistické testování shodnosti průměrů naměřených souborů. Testy ukázaly, že rozdíl v dekontaminační účinnosti roztoku HVĚZDA a chlornanové směsi není statisticky významný, zatímco roztokem BX 24 je ve srovnání s těmito směsmi dosahováno nižších hodnot zbytkové kontaminace látkou VX.

2.

Dekontaminace sulfidického yperitu

Výsledné hodnoty zbytkové kontaminace zkušebních povrchů sulfidickým yperitem13 jsou uvedeny v tabulce 2. Přitom pro porovnání dosažených hodnot zbytkové kontaminace a hodnot nejvýše přípustných platí plně všechny skutečnosti uvedené u látky VX (část 3.1.) nebo platí v ještě větší míře. Tabulka 2 Vyhodnocení hodnot zbytkové kontaminace nátěru Industrol S-2013 sulfidickým yperitem (hladina významnosti α = 0,05, počet měření n = 20)

Dekontaminační postup Průměrná hodnota zbytkové kontaminace, mg/m2

Roztok HVĚZDA 209

Pěna HVĚZDA 165

Roztok BX 24 177

Chlornanová směs 152

Opakovatelnost, mg/m2

62,8

31,0

43,0

29,4

Relativní opakovatelnost, %

30,2

18,8

24,3

19,4

Dekontaminační účinnost, %

97,8

98,2

98,0

98,4

Vypočítaná hodnota testu na normalitu naměřených dat (kritická hodnota testu 0,192)

0,187

0,134

0,107

0,153

58

Všechny naměřené soubory mají normální rozdělení. Z tabulky je zřejmé, že rozdíly v dekontaminační účinnosti jednotlivých postupů nejsou tak výrazné, jako tomu bylo v případě látky VX. Celkově je výsledné hodnoty zbytkové kontaminace yperitem možno označit za srovnatelné. K posouzení rozdílnosti průměrných hodnot zbytkové kontaminace sulfidickým yperitem byla testována statistická shoda výsledků. Z ní vyplynulo, že nejnižších hodnot zbytkové kontaminace bylo dosaženo dekontaminací chlornanovou směsí. Rozdíl mezi účinností postupů s pěnou HVĚZDA a roztokem BX 24 není statisticky významný. Dekontaminace yperitu roztokem HVĚZDA byla ve srovnání s ostatními ověřovanými postupy nejméně účinná. Podobně jako při dekontaminaci látky VX bylo pěnou HVĚZDA ve srovnání s ostatními dekontaminačními postupy dosaženo nejnižších hodnot relativní směrodatné odchylky. Reprodukovatelnost výsledných hodnot opět dokumentuje vyšší spolehlivost postupu dekontaminace pěnou. V případě dekontaminace sulfidického yperitu však podobný efekt poskytuje rovněž aplikace chlornanové směsi.

3.

Srovnání ověřovaných dekontaminačních látek a směsí

Poznatky z provedených poloprovozních zkoušek a zkušenosti řešitelského pracoviště s ověřovanými dekontaminačními postupy dovolují nejen provést hodnocení dekontaminační účinnosti ověřovaných látek a směsí, ale i jejich porovnání z hlediska některých dalších užitných vlastností, které jsou důležité ke zvážení jejich případného zavedení do jednotek HZS ČR. Dekontaminace pěnou HVĚZDA nečiní žádné technické ani jiné potíže a postup poskytuje všechny výhody principu dekontaminace pěnou, jako jsou možnost rovnoměrného pokrytí svislých povrchů, příp. stropů, jeho vizuální kontroly a snížené množství směsi potřebné k dekontaminaci jednotkové plochy. Při přípravě směsi, tj. při smísení základního roztoku detergentu s peroxidem vodíku, došlo po promíchání ke značnému napěnění roztoku za úniku plynů (kyslíku) a překypění zásobní nádoby, což by v praxi mohlo činit potíže. Ke stejnému efektu však došlo při rozpouštění pevné látky BX 24, a to i za podmínek, kdy byla rozpouštěna po malých podílech. Při aplikaci směsi látky BX 24 navíc docházelo k ucpávání trysky ručního postřikovače v důsledku nedokonalého rozpuštění látky i po delší době. Proto je zásobní nádobu postřikovače nutné plnit přes vhodné sítko, což poněkud prodlužuje přípravu směsi. Tato nutnost u směsi HVĚZDA odpadá. K posouzení skladovatelnosti prostředku HVĚZDA, které úzce souvisí též se stabilitou dekontaminační směsi, má dodavatel potřebné podklady, ze kterých vyplývá stabilita minimálně po dobu 1 roku. Z ostatních ověřovaných látek je pro praxi vhodná látka BX 24, jejíž skladování nečiní žádné problémy a má dlouhou dobu životnosti. Chlornan sodný je značně nestabilní a při skladování za nevhodných podmínek (zejména na teplých místech a za přístupu světla) rychle uvolňuje chlor, který ve skladech jednotek HZS ČR již způsobil nejednu havárii doprovázenou explozí nádob. Kromě toho působí chlor vysoce agresivně na všechny materiály náchylné ke korozi.

59

ZÁVĚR Na Institutu ochrany obyvatelstva byla v poloprovozním měřítku ověřena účinnost činidla HVĚZDA fy DECOMKOV Praha s.r.o. ve formě roztoku a pěny při dekontaminaci ocelových plechů s nátěrem Industrol S-2013, kontaminovaných látkou VX a sulfidickým yperitem. Vzhledem k tomu, že nátěr typu Industrol patří mezi nejhůře dekontaminovatelné povrchy, byly v zájmu objektivity ověřování za naprosto stejných podmínek ještě provedeny zkoušky dekontaminace roztokem látky BX 24, jako vysoce účinným a v Evropě uznávaným detoxikačním činidlem, a chlornanovou směsí, kterou jsou v současné době vybaveny jednotky PO pro účely dekontaminace bojových chemických látek. K vytvoření představy o skutečné účinnosti a využitelnosti činidla HVĚZDA byly porovnány účinnosti uvedených dekontaminačních směsí. Zkoušky ukázaly, že dekontaminace pěnou činidla HVĚZDA je výrazně účinnější než dekontaminace činidlem ve formě roztoku. Vedle toho pěnový způsob dekontaminace vykazuje celou řadu dalších výhod. Ve srovnání s ostatními ověřovanými postupy vykazovala dekontaminace pěnou HVĚZDA výrazně nejvyšší účinnost na látku VX. Při dekontaminaci sulfidického yperitu byla účinnost tohoto prostředku shodná s roztokem látky BX 24 ale nižší než účinnost chlornanové dekontaminační směsi. Celkově je možné konstatovat, že činidlo HVĚZDA představuje kvalitní dekontaminační směs. Zcela bezpochyby bude vysoce účinné i na bojové chemické látky typu G (sarin, soman), neboť je známo, že reakce alkylfluorfosfonátů a alkylfluorfosfátů s peroxidovými ionty je velmi rychlá a kvantitativní. Po dokončení vývoje by se činidlo HVĚZDA tak mohlo stát významným přínosem pro zabezpečení dekontaminace u jednotek HZS ČR.

LITERATURA 1. ČAPOUN, T. aj.: Odmořovací účinnost průmyslových odpadů. [Výzkumná zpráva]. Pardubice, VÚ CO ČSSR 1986. 2. ČAPOUN, T. - ŠVÁB, J. - KRYKORKOVÁ, J.: Odmořovací účinnost pěn II. [Výzkumná zpráva]. Pardubice, VÚ CO ČSSR 1989. 3. ČAPOUN, T. - ŠVÁB, J.: Odmořování tlakovou parou. [Výzkumná zpráva]. Pardubice, VÚ CO ČSFR 1990. 4. BX 24. For the Decontamination of Equipment and Materials from Chemical and Biological Weapons. Cristanini S.p.A., Rivoli Veronese 2004. 5. The Best and Most Advanced Solution for the B.C. Detoxification and N. Decontamination. Cristanini S.p.A., Rivoli Veronese 2004. 6. ČAPOUN, T. – KALA, D. – SEVERA, J. – FIŠER, Z.: Zhodnocení možností a potřeb hasičských jednotek při provádění dekontaminace. Část detoxikace. [Výzkumná zpráva]. Lázně Bohdaneč, MV, GŘ HZS ČR, Institut ochrany obyvatelstva 2002.

60

7. ČAPOUN, T. – KALA, D.: Současný stav zabezpečení dekontaminace u jednotek HZS ČR. In: Informační zpravodaj MV, GŘ HZS ČR, Institutu ochrany obyvatelstva, 14, č.2, L. Bohdaneč 2003, s 5. 8. ČAPOUN, T. – KALA, D.: Možnosti a potřeby hasičských jednotek při provádění dekontaminace. Sborník mezinárodní konference DEKONTAM 2004. SPBI Ostrava 2004, s. 13. 9. LOČÁREK, M. – ČAPOUN, T. – URBAN, I.: Návrh metodických pokynů k provádění dekontaminace. [Výzkumná zpráva]. Lázně Bohdaneč, MV - GŘ HZS ČR, Institut ochrany obyvatelstva 2004. 10. Analýza vysoce toxických látek v chemických laboratořích HZS ČR. Metodické postupy. Příloha 3: Stanovení látek inhibujících cholinesterázu biochemickou reakcí. Pokyn generálního ředitele HZS ČR a náměstka ministra vnitra č. 30/2002. MV – GŘ HZS ČR, Praha 2002. 11. Analýza vysoce toxických látek v chemických laboratořích HZS ČR. Metodické postupy. Příloha 4: Fotometrické metody. Pokyn generálního ředitele HZS ČR a náměstka ministra vnitra č. 30/2002. MV – GŘ HZS ČR, Praha 2002. 12. EffiValidation 3.0. EffiChem, Oulehla, 2002. 13. ČAPOUN, T. - KRYKORKOVÁ, J. – URBANOVÁ, D. – KOVALIČOVÁ, H.: Poloprovozní zkoušky dekontaminace bojových chemických látek činidlem HVĚZDA. [Laboratorní zpráva]. Lázně Bohdaneč, MV - GŘ HZS ČR, Institut ochrany obyvatelstva 2005.

61

REZISTENČNÍ DOBA A DYNAMICKÁ SORPČNÍ KAPACITA MOF FILTRŮ STANOVENÁ DLE ČSN EN 141

npor. Ing. Vlastimil SÝKORA, CSc., MV - GŘ HZS ČR, Institut ochrany obyvatelstva Ing. Čestmír HYLÁK, MV - GŘ HZS ČR, Institut ochrany obyvatelstva

RESUMÉ Bylo provedeno hodnocení rezistenční doby a dynamické sorpční kapacity MOF filtrů typu MOF-2, MOF-4 a MOF-5 a jejich jednotlivých ročníků a porovnání těchto filtrů s vybraným jedním zástupcem již dříve vyřazených filtrů MOF. Rezistenční doba a dynamická sorpční kapacita výšeuvedených filtrů byla měřena na cyklohexan, amoniak, oxid siřičitý a chlór podle ČSN EN 141, a to jak při koncentraci 0,1 obj. %, tak i při koncentraci 0,5 obj. %. Pro ověření správnosti měření byl posouzen vliv některých možných faktorů na měřené hodnoty rezistenční doby a dynamické sorpční kapacity a na základě takto získaných výsledků bylo provedeno posouzení vhodnosti či nevhodnosti testovaných filtrů jako únikových prostředků.

62

63

ÚVOD Počátky jednoduché ochrany člověka proti plynným toxickým látkám spadají již do dávné minulosti. Tak např. v oblasti mezi řekou Brahmaputry v Indii a Barmou žije odpradávna bojovný kmen Nágů, který jako šípový jed používá mízu stromu „putei“. Tato míza má tak omamnou vůni, že všechna zvířata i ptáci, když se jí nadýchají, zahynou. Nágové, chtějíce tuto mízu dostat, se před touto vůní chrání jednoduchým, ale zcela postačujícím způsobem, tj. připevněným kouskem tkaniny přes nos a ústa(1) (dnes je tento způsob využíván v improvizované ochraně). Historie moderní ochrany však spadá až do období poměrně nedávného – do období 1. světové války. V této době byl použit všemi válčícími státy nějaký druh toxické chemické plynné látky. Jako první látka, která takto byla ve válečné historii lidstva použita ve větším měřítku, byl chlór. Poprvé byl použit Němci 22. dubna 1915 na frontě u Bixchoote-Langermarcku , a to formou tzv. vlnového útoku proti vojsku spojenců. Protože toto vojsko nebylo vůbec chráněno, ztráty na životech byly značné.Vyvstal tak požadavek chránit si dýchací cesty a oči. Postupně se tato ochrana zdokonaloval, a to od nejjednodušší, tj. pomocí napuštěné roušky vhodnou neutralizační látkou, až po ochranu filtrační, kdy k záchytu je využito velmi dobrých sorpčních schopností aktivního uhlí. Současná ochrana dýchacích cest a očí je dnes založena na dvou zcela odlišných principech. První spočívá v tom, že vzduch nebo kyslík pro dýchání je dodáván z izolovaného zdroje, tj. z tlakové láhve. Tento způsob je využíván především příslušníky hasičského záchranného sboru. Druhý způsob, chránící především vojsko a civilní obyvatelstvo, využívá sorpčních vlastností aktivního uhlí, které po další úpravě různými solemi kovů se přemění na látku používanou v ochranných filtrech – tzv. sorbent. Tento způsob, vyžadující k ochraně nejen ochrannou masku či jiný ochranný prostředek (vak, kazajka apod.), ale i vhodný typ filtru je oproti prvnímu způsobu sice méně účinný, ale díky výrazně nižší pořizovací ceně a méně náročnému způsobu na používání pro tyto účely zcela postačující. Má však jistá omezení daná koncentrací škodliviny a obsahem kyslíku ve vzduchu. Toxické látky obsažené v zamořeném vzduchu vstupují do filtru, kde jsou zachyceny buď fyzikální nebo chemickou sorpcí. Již z tohoto je zřejmé, že kvalita sorbentu (daná distribucí velikosti částic, distribucí a velikostí pórů, fyzikálními a chemickými vlastnostmi sorbentu, resp. jeho základní složky – aktivního uhlí, použitím vhodných přídavných látek atd.) a jeho množství má rozhodující význam pro účinnost daného filtru. V současné době jsou pro ochranné prostředky u nás používány dva druhy filtrů, původně vyvinuté pro potřeby civilní ochrany – tzv. malé ochranné filtry pod označením MOF (MOF-2, MOF-4 a MOF-5) a kombinované filtry pod označením MOF-6, popř. MOF-6M. Výroba MOF filtrů byla u nás zastavena v roce 1990. Od této doby další filtry nebyly vyráběny, přesto v různých skladech a uložištích se jich stále nachází řádově milióny kusů. Tyto filtry v dnešní době, kdy se podle nové koncepce předpokládá, že k válce nedojde nebo že o ní budeme vědět několik let dopředu, ztrácejí svůj význam a naskýtá se otázka, co s nimi. Proto bylo hledáno jejich využití, aby alespoň částečně byly navráceny prostředky vložené do jejich výzkumu a výroby.

64

Jednou z možností je jejich použití jako únikových prostředků při chemických haváriích, teroristických útocích apod., kdy by alespoň zčásti mohly nahradit průmyslové filtry. Proto byly jednotlivé typy (včetně dne již vyřazeného filtru MOF) a výrobní ročníky otestovány na vybrané chemické škodliviny a zároveň posouzena jejich možnost o zařazení do příslušných tříd dle ČSN EN 141 – Ochranné prostředky dýchacích orgánů – Protiplynové a kombinované filtry – Požadavky, zkoušení a značení(2). Pro hodnocení byly použity následující látky: cyklohexan (zastupující organické látky), chlór (zastupující anorganické látky), oxid siřičitý a amoniak. Výsledky hodnocení filtrů s těmito látkami jsou uvedeny v následující části.

TECHNICKÉ PODMÍNKY MĚŘENÍ Pro měření byly použity následující přístroje a zařízení: a) IČ spektrofotometr GENESIS od firmy ATI MATTSON - pro měření koncentrace cyklohexanu ve vzduchu a pro stanovení průrazu filtrů.

b)

Multidetektor plynů MX 21 PLUS od firmy OLDHAM - pro měření průnikové koncentrace amoniaku, oxidu siřičitého a chlóru.

65

c)

Mísící zařízení SYCOS KV/3M složící k směšování vzduchu a testovaného plynu pro získání požadované koncentrace od firmy ANSYCO.

d)

Generátor pro přípravu suchého a čistého vzduchu.

e)

Aparatura pro měření RD látek s bodem varu nad 65 °C doplněná rotametrem pro měření vstupního průtoku vzduchu, vlhčícím ohřívacím tělesem pro požadovanou úpravu vzduchu, zásobníkem kapalné testovací látky s ohřevem, rotametrem pro měření průtoku vzduchu obohaceného testovanou látkou a upínacím zařízením pro upnutí testovaných filtrů.

Použité metody a postup měření DSK filtrů - látky s b.v. nad 65 °C

66

Měření byla prováděna dle „Metodiky testování MOF na kapalné látky“ (interní předpis)(3) v souladu s Českou technickou normou ČSN EN 141 (Ochranné prostředky dýchacích orgánů Protiplynové a kombinované filtry - Požadavky, zkoušení a značení(2)). Pro testování DSK filtrů typu MOF na látky s b.v. nad 65 °C byla použita aparatura pro měření RD látek s b.v. nad 65 °C (viz. schéma č. 1). Jako zdroj tlakového vzduchu byl použit kompresor s jmenovitým tlakem 0,4-0,8 MPa, pro stanovení doby průniku za filtrem a koncentrace testované látky v průběhu měření a pro přípravu kalibrační křivky byl použit IČ spektrofotometr. Úprava vzduchu na požadovanou relativní vlhkost byla prováděna pomocí vlhčícího zařízení opatřené ohřevem, rychlost proudícího vzduchu byla měřena rotametrem a požadovaná vlhkost psychrometrem. Pracovní postup: Dle výšeuvedeného schématu bylo provedeno zapojení jednotlivých částí měřícího zařízení, poté byla zapnuta aparatura pro měření DSK (ohřev), zapnut kompresor a nastaveny požadované parametry na vstupu a výstupu z generátoru čistého vzduchu, nastavena relativní vlhkost vzduchu na vlhčícím zařízení a zapnut IČ spektrofotometr. Poté, po dosažení požadovaných parametrů na jednotlivých částech měřícího zařízení (tj. vstupních parametrů přiváděného vzduchu - teplota, relativní vlhkost a průtok), byla nastavena požadovaná koncentrace, a to buď 0,1 ± 0,01 obj. % nebo 0,5 ± 0,05 obj. %, dále byl nastaven pracovní režim a vybrána vhodná kalibrační křivka na IČ spektrofotometru. Nakonec byl připojen předem zvážený odzátkovaný testovaný filtr a pomocí IČ spektroskopie byla sledována doba, za kterou došlo k proniknutí (průrazu) testované látky za filtrem. V pravidelných časových intervalech byla také pomocí IČ spektrofotometru sledována koncentrace plynné směsi. Ta, dle požadavků normy ČSN EN 141, by se měla pohybovat v rozmezí ± 10% požadované hodnoty. Dobou průniku pak byla doba, kdy došlo k naměření takové koncentrace pronikající látky, která odpovídala průnikové koncentraci dle ČSN EN 141 (tabulka č.1). Pro měření byly použity nejméně 2 zkušební, nepoužité filtry. Schéma 1 Měřící trať DSK na látky s bodem varu nad 65 °C (cyklohexan)

67

DSK filtrů – plynné látky Měření byla prováděna dle „Metodiky testování MOF na plynné látky“ (interní předpis)(4) opět v souladu s Českou technickou normou ČSN EN 141(2). Pro testování DSK filtrů na plynné látky byla použita aparatura (viz. schéma č. 2) skládající se ze zdroje tlakového vzduchu (kompresor s jmenovitým tlakem 0,40,8 MPa), generátoru pro přípravu suchého a čistého vzduchu, z mísícího zařízení SYCOS umožňující přesné nastavení požadované koncentrace plynné látky ve vzduchu, z vlhčícího zařízení opatřeného ohřevem, z rotametru pro nastavení požadovaného průtoku vzduchu, psychrometru pro měření požadované relativní vlhkosti vzduchu a z upínacího zařízení pro upnutí testovaných filtrů.

Schéma 2 Měřící trať DSK na plynné toxické látky

68

Pracovní postup: Dle výšeuvedeného schématu bylo provedeno zapojení jednotlivých částí měřícího zařízení, poté bylo zapnuto mísící zařízení SYCOS, spuštěn kompresor a nastaveny požadované parametry na vstupu a výstupu z generátoru čistého vzduchu a nastavena relativní vlhkost vzduchu pomocí vlhčícího zařízení. Poté, po dosažení požadovaných parametrů na jednotlivých částech měřícího zařízení (tj. vstupních parametrů přiváděného vzduchu – teploty - 20 ± 1 °C, relativní vlhkosti - 70 ± 2 % a průtoku - 30 ± 3 % l.min-1), požadované koncentrace buď 0,1 ± 0,01 obj. % nebo 0,5 ± 0,05 obj. % a nastavení pracovního režimu byl připojen předem zvážený odzátkovaný filtr a byla sledována doba, za kterou došlo k proniknutí (průrazu filtru) toxického plynu za filtr. Průniková koncentrace byla měřena buď IČ spektrofotometrem nebo multidetektorem plynů MX 21 PLUS. Dobou průniku pak byla doba, kdy došlo k naměření takové koncentrce, která odpovídala průnikové koncentraci dané látky dle ČSN EN 141 (tabulka č.1). Pro měření byly opět použity nejméně 2 zkušební, nepoužité filtry. Vyhodnocení a zpracování naměřených výsledků: Z naměřených hodnot RD byla vypočítána DSK dle nížeuvedené rovnice, jako výsledek byl vzat aritmetický průměr jednotlivých měření.

kde:

DSKTF MHTL VPS CTL tP

DSKTF = MHTL . VPS . CTL . tP / 24470 dynamická sorpční kapacita testovaného filtru [mg] molekulová hmotnost testované látky [g.mol-1] průtok plynné směsi [l.min-1] koncentrace plynné směsi [ppm] doba průniku testované plynné směsi skrz filtr [min]

69

VÝSLEDKY A DISKUSE V období let 2003-2004 bylo provedeno hodnocení malých ochranných filtrů (MOF), původně určených pro potřeby civilní ochrany, na vybrané průmyslové toxické látky dle ČSN EN 141. Výsledky těchto zkoušek jsou uvedeny v následujících tabulkách č.2 (cyklohexan), č.3 a č.4 (amoniak), č.5 a č.6 (oxid siřičitý) a č.7 (chlór). V tabulce č. 8 jsou uvedeny a testovány některé možné faktory ovlivňující výsledné hodnoty RD a DSK. V následující tabulce č.1 jsou uvedeny základní podmínky a požadavky na měření protiplynových filtrů testovaných na vybrané průmyslové škodliviny dle ČSN EN 141(2). Do této tabulky byly zařazeny i hodnoty DSK, které musí testované filtry dosáhnout, aby splnily požadavky této normy. Tyto hodnoty DSK byly spočteny na základě údajů této tabulky dle vzorce uvedeného v kapitole 3.2.1. V případě minimální doby průniku za zkušebních podmínek (RD) v třídách K1 a K2 (amoniak) je normou požadováno 50 min. Dle ústních informací má být ale tato doba pouze 40 min. Ve výsledcích s touto testovací látkou jsou diskutovány obě možnosti. Tabulka 1 Předepsané sorpční kapacity a zkušební podmínky protiplynových filtrů typu A, B, E a K dle ČSN EN 141

Zkušební Typ a třída plyn cyklohexan A1 Cl2 B1 SO2 E1 NH3 K1 cyklohexan A2 Cl2 B2 SO2 E2 NH3 K2

1.

Min. doba průniku za zkušebních podmínek (RD) (min) 70 20 20 50 (40) 35 20 20 50 (40)

Czkušebního plynu ve

DSK

Cprůniková

(obj. %) (mg.l-1) (g) 0,1 3,5 7,21 0,1 3,0 1,74 0,1 2,7 1,57 0,1 0,7 1,04 0,5 17,5 18,0 0,5 15,0 8,70 0,5 13,3 7,85 0,5 3,5 5,21

(ml.m-3) 10 0,5 5 25 10 0,5 5 25

vzduchu

Dynamická sorpční kapacita filtrů typu MOF – cyklohexan

Koncentrace 0,1 obj. % Jako první testovanou látkou dobře imitující organické sloučeniny a otravné látky organofosfátového typu jako je yperit, látky typu V a G, je cyklohexan. Výsledky hodnocení filtrů typu MOF-2, MOF-4 a MOF-5 na cyklohexan jsou uvedeny v tabulce č.2. Tyto filtry byly testovány pouze při koncentraci 0,5 obj. % ve vzduchu. V tabulce, vedle jednotlivých naměřených hodnot RD (každý filtr popsán rokem výroby, číslem šarže a označením) a jim odpovídajících vypočtených hodnot DSK, jsou uvedeny i hodnoty průměrné a průměrná směrodatná odchylka.

70

Požadavek normy ČSN EN 141 nám specifikuje pro danou toxickou látku a koncentraci za definovaných podmínek minimální hodnotu RD a průnikovou koncentraci (viz. tabulka č.1). Na základě této minimální hodnoty RD dle výpočtového vzorce uvedeného výše byla vypočtena minimální hodnota DSK, které by filtry, aby splnily požadavky příslušné normy, měly dosáhnout. V případě cyklohexanu pro koncentraci 0,1 obj. % a minimální RD 70 min by hodnota DSK pro třídu A1 měla dosahovat 7,21 g. V řadě případů (tabulka č.2) tento požadavek nebyl splněn. Zejména filtry typu MOF-4 (ročníky 1980-1985) dosahovaly poměrně nízkých hodnot RD, v průměru kolem 39 min, což odpovídalo cca 56% požadované hodnoty. Tyto filtry se od ostatních lišily nejenom použitým sorbentem (středně zrněný sorbent SZS 710-1000), ale i jeho obsahem(5) – z testovaných filtrů měl nejnižší. Přesto pokles hodnot RD byl vyšší než by odpovídalo nižší hmotnosti (teoreticky by se hodnoty RD měly pohybovat vzhledem k nižšímu obsahu sorbentu kolem 56 min) sorbentu. I když oba sorbenty použité v MOF filtrech, tj. CHS-5 a SZS 710-1000, byly a jsou především určeny pro záchyt vojenských toxických látek a ne pro záchyt průmyslových škodlivin, přesto filtry obsahující sorbent CHS-5 cyklohexan podstatně lépe zachytávají. Jak filtry typu MOF-4 (ročníky 1986-1990), tak i filtr MOF-5 cyklohexan zachytávají do té míry, že dokáží splnit požadavky příslušné normy kladené na třídu A1. U filtrů typu MOF-2 byly však nalezeny určité výkyvy v naměřených a vypočtených hodnotách RD a DSK jednotlivých ročníků. Zatímco starší filtry (ročníky 1975 a 1976) a nejmladší filtr MOF-2 z roku 1980 požadavky normy splňovaly, hodnoty RD a DSK ročníků 1977-1979 se pohybovaly cca 12% pod normou. Pravděpodobně u starších ročníků se ve větší míře projevilo stárnutí sorbentu poklesem sorpční účinnosti sorbentu, neboť tyto ročníky MOF-2 filtrů měly co do obsahu stejnou náplň jako ročníky 1986-1990 MOF-4 filtrů.

2.

Dynamická sorpční kapacita filtrů typu MOF – amoniak

V případě amoniaku byly filtry typu MOF měřeny jak při koncentraci 0,1 obj. % amoniaku ve vzduchu, tak i při koncentraci 0,5 obj. %. Vedle již hodnocených filtrů MOF-2, MOF-4 a MOF-5 byl při koncentraci 0,5 obj. % hodnocen dnes již vyřazený filtr MOF. Výsledky měření RD a DSK filtrů dle ČSN EN 141 pro jednotlivé koncentrace jsou uvedeny v tabulkách č. 3 (0,1 obj. %) a č.4 (0,5 obj. %). Koncentrace 0,1 obj. % Z tabulky č.1 vyplývá, že požadované RD nebylo při této koncentraci dosaženo u žádného měřeného filtru a též ani minimální hodnoty DSK (ta pro minimální dobu průniku 50 min. činí asi 1,04 g; dle ústního sdělení je tento údaj v normě chybný a měl by být 40 min. Přesto ani v tomto případě, kdy by minimální hodnota DSK měla být asi 0,83 g, nebylo této hodnoty dosaženo u žádného testovaného filtru). Při hodnocení nebyly nalezeny významnější rozdíly mezi jednotlivými ročníky filtru typu MOF-2 (RD se pohybuje v rozmezí 19,5-36,7 min, DSK od 0,41 do 0,76 g) a MOF-4 se sorbentem SZS 710-1000 (tj. ročníky 1980-1985; RD se pohybovala od 19,1 do 31,5 min, DSK byla v rozmezí 0,40-0,66 g).

71

Poněkud lepších výsledků bylo dosaženo u filtrů obsahující sorbent CHS-5, a to u filtrů MOF-4 z let 1986-1990 a MOF-5. Zejména tento poslední hodnocený filtr (MOF-5) a filtr MOF-4 z roku 1988 prakticky již požadavky normy na třídu K1 (bereme-li v úvahu opravený údaj RD 40 min) splňovaly. Z této skupiny se však poněkud vymyká filtr z roku 1989, kdy byla naměřena RD pouze 23 min a hodnota DSK byla přibližně 0,5 g. Koncentrace 0,5 obj. % Tak jako pro koncentraci 0,1 obj. % amoniaku ve vzduchu byla vypočtena min. hodnota DSK (viz. tabulka č.1), tak i pro koncentraci 0,5 obj. % obdobným způsobem byla též vypočtena min. hodnota DSK. Ta by měla při průniku 50 min dosahovat minimálně 5,21 g, bude-li brát v úvahu nižší – 40 min průnik – hodnota DSK bude kolem 4,17 g. Při porovnání dosažených výsledků (tabulka č. 4), ať již s původní nebo upravenou požadovanou minimální hodnotou RD, a tím i vypočtenou hodnotou DSK lze říci, že ani jeden filtr nesplnil požadavky normy ČSN EN 141 kladené na třídu K2. Nejvyšší dosažená hodnota DSK – 13,03 min. a RD – 1.36 g u filtru MOF-4, ročník 1990 byla 74%, resp. 67% pod požadovanými hranicemi. Pro porovnání sorpčních vlastností byl při této koncentraci proměřen již vyřazený filtr MOF (ročník 1965). Hodnoty RD i DSK se v porovnání s ostatními hodnocenými filtry pohybovaly na velmi slušné úrovni, lépe dopadly pouze filtry MOF-2 z roku 1975, MOF-4 z roku 1990 a MOF-5 z roku 1991. Opět, kromě ročníku 1975 filtru MOF-2, nebyly nalezeny významnější rozdíly mezi jednotlivými ročníky filtrů typu MOF-2 a MOF-4 se sorbentem SZS 710-100 (ročníky 19801985). Zatímco u filtrů MOF-2 se hodnoty RD pohybovaly od 7,18 do 9,35 min a hodnoty DSK od 0,73 do 1,00 g, u filtrů MOF-4 to bylo v případě RD od 6,26 do 9,42 min a v případě DSK od 0,57 do 1,09 g. Průměrný % rozdíl mezi těmito skupinami byl v případě DSK přibližně 1,8 %, v případě RD cca 1,5 %. Filtr MOF-2 z roku 1975 dosahoval porovnatelných hodnot RD i DSK s nejlepšími filtry v této tabulce. Také, jako v případě hodnocení při 0,1 obj. %, poněkud lépe dopadly filtry obsahující sorbent CHS-5, a to filtry MOF-4 z let 1986-1990 a MOF-5 z roku 1991. Zejména poslední dva typy vyráběných filtrů z roku 1990 (MOF-4 a MOF-5) dopadly lépe než ostatní, přesto ani oni nesplnily požadavky výšecitované normy.

3.

Dynamická sorpční kapacita filtrů typu MOF – oxid siřičitý

Koncentrace 0,1 obj. % Dalším hodnoceným toxickým plynem byl oxid siřičitý. Minimální RD dané touto normou, tj. 20 minut (viz tabulka č. 1), odpovídá min. požadovaná hodnota DSK 1,57 g. V následující tabulce č. 5 jsou uvedeny hodnoty RD a DSK testovaných filtrů při koncentraci 0,1 obj. %.

-

Z výsledků vyplynuly následující závěry: požadovanou minimální rezistenční dobu, tj. 20 minut, splnily a výrazně překročily všechny testované filtry, a to o cca 120 – 270 %,

72

-

-

-

-

obdobně i hodnoty DSK, získané z naměřených výsledků RD, v porovnání s minimální teoretickou hodnotou vypočtenou na základě požadavků kladených normou ČSN EN 141 na třídu E1, do značné míry překračovaly požadavky příslušné normy, a to o 100,0 – 285 %, opět se ukázalo, že vyřazené filtry MOF dosahovaly jako jedny z nejlepších výsledků, lépe byly hodnoceny pouze filtry MOF-2 (1976), MOF-4 (1986 a 1989) a MOF-5, naměřené hodnoty u filtrů MOF-2, tak jako v případě předchozích toxických látek, byly rozkolísané, hodnoty RD se pohybovaly v rozmezí 44-65 min a hodnoty DSK od 3,4 do 5,1 g, tak jako při měření s cyklohexanem a amoniakem i zde nejnižších hodnot RD i DSK bylo dosaženo u filtrů typu MOF-4 obsahujících sorbent SZS 710-100 z let 1980-1985, přesto tyto filtry požadavky normy třídy E1 splnily; v porovnání se skupinou filtrů MOF-2 bylo opět dosaženo jak nižších hodnot RD (o cca 3%), tak i DSK (o cca 2,8 %), tyto rozdíly však již nebyly tak výrazné, obsahující sorbent CHS-5, průměrné hodnoty se pohybovaly kolem 64,4 min (RD) a 5,06 g (DSK), velmi dobré velmi vysokých hodnot RD i DSK bylo dosaženo u druhé skupiny MOF-4 filtrů hodnoty byly dosaženy také u filtru MOF-5 obsahující též sorbent CHS-5.

Koncentrace 0,5 obj. % Jestliže tyto filtry vyhověly požadavkům třídy E1 v celém svém rozsahu, naopak požadavkům kladeným pro třídu E2 (tj. koncentraci 0,5 obj. % SO2 ve vzduchu, minimální době průniku 20 min. a minimální vypočtené hodnotě DSK 7,85 g) nevyhověly. V následující tabulce č. 6 jsou uvedeny naměřené hodnoty RD i DSK.

-

-

-

4.

Získané závěry jsou následující: filtr MOF i při této koncentraci dosahoval po filtru MOF-4 (1988) a MOF-5 jeden z nejlepších výsledků, rozkolísaná kvalita naměřených hodnot u filtrů MOF-2 byla nalezena i při této koncentraci, rozdíl se pohyboval v případě hodnot RD přibližně 3,7 min a u DSK cca 1,46 g, obdobně jako u koncentrace 0,1 obj. % i zde bylo posouzeno porovnání MOF-2 filtrů s MOF4 filtry obsahující sorbent SZS 710-100, tj. filtry z let 1980-1985; naopak při této koncentraci nižší hodnoty byly nalezeny u MOF-2 filtrů, a to v případě RD o cca 5,9 %, v případě DSK o cca 5,8 %, pouze nepatrně vyšších hodnot bylo naměřeno u skupiny filtrů MOF-4 se sorbentem CHS-5 v porovnání se stejným typem obsahujícím ale sorbent SZS 710-1000, rozdíl skupin činil v případě hodnot RD pouze 1,2 min a u DSK 0,17 g, filtr MOF-5 dosáhl nejvyšších hodnot ze všech testovaných filtrů, rozdíl proti normě přesto činil 3,65 min, resp. 1,43 g.

Dynamická sorpční kapacita filtrů typu MOF – chlór

Koncentrace 0,5 obj. % Protože z dřívějších informací bylo známo, že filtry typu MOF splňují požadavky normy ČSN EN 141 pro třídu B1-chlór, bylo měření pouze prováděno při koncentraci 0,5 obj. % Cl2 ve vzduchu. Přesto bylo provedeno jedno kontrolní měření při koncentraci 0,1 obj. %. Jako zkušební vzorek byl vybrán filtr MOF-4. ročník 1990 – viz tabulka č. 7.

73

V souladu s požadavky třídy B1 uvedenými v příslušné normě a tabulce č.1 je zřejmé, že příslušný filtr nejenže splňuje požadavky normy na minimální dobu průniku, tj. RD, a též na vypočtenou hodnotu DSK, ale tyto hodnoty značně je překračuje. Nárust v případě RD a DSK se pohybuje kolem 385 %. Porovnáním výsledků dosažených při koncentraci 0,1 obj. % a 0,5 obj. % je vidět, že naměřená RD 97 min při 0,1 obj. % spíše odpovídá hodnotě RD 19 min než 14 min naměřené při koncentraci 0,5 obj. %. Tomuto závěru odpovídá i skutečnost, že DSK při 0,1 obj. % činí 8,43 g a při 0,5 obj. % u filtru s dosaženou RD 19 min 8,26 g. Na základě této skutečnosti lze konstatovat, že 5-ti násobnému zvýšení koncentrace chlóru ve vzduchu odpovídá 5-ti násobný pokles RD (existuje zde přímá úměra mezi nárustem koncentrace a poklesem RD). Na základě této úvahy lze říci, že i ostatní nehodnocené MOF, MOF-2, MOF-4 a MOF-5 filtry splňují požadavky normy třídy B1, neboť filtr s nejnižší hodnotou RD (MOF-4, ročník 1982) 9,6 min po přepočtu dosahuje RD 48 min, a tudíž požadavek normy třídy B1 - 20 min – zdaleka překračuje. Na základě tohoto přepočtu je zřejmé, že MOF filtry zcela vyhovují třídě B1 příslušné normy. Jestliže výšeuvedené filtry splňovaly požadavky třídy B1, naopak pro zařazení do třídy B2 nebyl nalezen ani jeden filtr. Nejlepší dosažený výsledek byl u filtru MOF-4, ročník 1989, kde hodnoty RD a DSK dosahovaly 99 % požadovaný hodnot. U filtru MOF, který v porovnání s předchozím hodnocením, dopadl o něco hůře, dosažená RD byla pouze kolem 72%. Jednotlivé ročníky u filtrů MOF-2 vykázaly opět značný rozptyl ve výsledcích, tento rozdíl činil přibližně 4 min. Porovnáním průměrné hodnoty RD a DSK této skupiny filtrů se skupinou filtrů MOF-4 se sorbentem SZS 710-1000 bylo zjištěno, že jsou lepší o cca 3%, naopak pouze o asi 12% horší než skupina MOF-4 filtrů se sorbentem CHS-5. Posledně jmenovaná skupina se pohybovala na úrovni 78% požadované hodnoty, obdobně i naměřené hodnoty u filtru MOF-5 dosahovaly cca 80% teorie.

ZÁVĚR Malé ochranné filtry MOF vyvinuté původně pro potřeby Civilní obrany lze v omezené míře použít jako únikových prostředků, zejména vyskytují-li se v ovzduší organické látky (imitované cyklohexanem), oxid siřičitý a chlór. Ze čtyř testovaných látek minimálním požadavkům na RD a DSK, tj. vyhovujícím alespoň požadavkům třídy 1 (0,1 obj. %) ČSN EN 141, nevyhověly filtry testované na amoniak. Ani v jednom případě, ať již byl filtr testován na jakoukoli látku, nevyhověl požadavkům třídy 2 (0,5 obj. %) ČSN EN 141. Z pohledu jednotlivých typů byly nejhorší výsledky dosaženy u filtrů MOF-4 obsahující středně zrněný sorbent SZS 710-1000 (ročníky 1980-1985). Filtry této skupiny splňovaly pouze požadavky třídy 1 v případě oxidu siřičitého a chlóru, hodnoty však ve většině případů byly nižší

74

než u ostatních typů a ročníků. Sorbent SZS 710-1000, použitý u této skupiny MOF filtrů, ačkoli vyhovuje požadavkům technických podmínek(5), je svým složením, úpravou, distribucí velikosti částic, distribucí a velikostí pórů a mikropórů prakticky nepoužitelný pro záchyt průmyslových škodlivin, byť i jen v omezené míře, uvedených v ČSN EN 141. Ostatní hodnocené filtry dosahovaly nepoměrně lepších výsledků, řada ročníků splnila nebo se blížila požadavkům třídy 1 pro cyklohexan. Také výsledky hodnocení na amoniak byly lepší, i když v tomto případě požadavky normy nebyly splněny. Měřená RD a vypočtená hodnota DSK, jak je známo, závisí na řadě parametrů. Nejvýznamněji tyto hodnoty ovlivňuje koncentrace zkušební látky ve vzduchu a množství protékajícího vzduchu filtrem. Relativní vlhkost vzduchu prakticky měřené hodnoty neovlivňuje a množství pohlcené vody tyto hodnoty ovlivňuje až od určité míry, přibližně 15 ml vody. Teprve při vyšším obsahu vody docházelo k významnému poklesu hodnot RD.

LITERATURA 1.

Pitschmann, V. a kol. Boj ohněm, dýmem a jedy. Nejstarší historie vojenského použití chemických zápalných látek a vznik moderní chemické války. Military System Line, s.r.o., Kounice.

2.

ČSN EN 141 (83 2220) Ochranné prostředky dýchacích orgánů – Protiplynové a kombinované filtry – Požadavky, zkoušení a značení.

3.

Sýkora, V. Metodika testování MOF na kapalné látky – interní přepis. Lázně Bohdaneč 2003.

4.

Sýkora, V. Metodika testování MOF na kapalné látky – interní přepis. Lázně Bohdaneč 2003.

5.

Kroupa, M. Prostředky individuální ochrany. Příručka pro orgány státní správy, územní samosprávy, právnické osoby, podnikající fyzické osoby a obyvatelstvo. MV-generální ředitelství Hasičského záchranného sboru ČR, Praha 2003.

75

Tabulka 2 DSK filtrů typu MOF na cyklohexan

76

Tabulka 3 DSK filtrů typu MOF na amoniak – 0,1 obj.%

77

Tabulka 4 DSK filtrů typu MOF na amoniak – 0,5 obj.%

78

Tabulka 5 DSK filtrů typu MOF na SO2 – 0,1 obj.%

79

Tabulka 6 DSK filtrů typu MOF na SO2 – 0,5 obj.%

80

Tabulka 7 DSK filtrů typu MOF na chlór

81

Tabulka 8 Vliv koncentrace NH3 a SO2, relativní vlhkosti vzduchu, množství protékajícího vzduchu

82

a množství pohlcené vody ve filtru na hodnoty RD a DSK filtrů typu MOF

83

INFORMAČNÍ ZPRAVODAJ OCHRANY OBYVATELSTVA Periodická publikace, zveřejňující odborné články pracovníků IOO a spolupracujících institucí

Náklad : 50 výtisků Vydává vědeckoinformační pracoviště IOO

Redakční rada : předseda členové

Ing. Bohumil Šilhánek Ing. Tomáš Čapoun, CSc. Ing. Hubert Janota Mgr. Iason Urban