Как утилизируется химическое оружие
Химическое оружие (ХО) обладает достаточно большой историей. Впервые оно было применено еще при обороне Севастополя в XIX веке. Тогда англичане использовали особые бомбы, которые русские солдаты прозвали достаточно ёмко – «вонючими». Однако широкое применение химического оружия произошло во время Первой мировой войны. Иногда ее даже называют «войной химиков». При этом из крупных государств Россия стала производить ХО последней, лишь после того, как понесла от него потери. К примеру, во время знаменитой обороны крепости Осовец, вошедшей в историю «атакой мертвецов». При штурме крепости немцы использовали кожно-нарывной газ иприт.
После окончания Первой мировой войны ХО было запрещено. Однако его достаточно широко использовала Испания в Марокко, Япония против Китая и Италия в Эфиопии. Во Второй мировой войне химическое оружие не применялось, но именно в эти годы в Германии были созданы образцы ХО нового уже второго поколения – нервнопаралитические – зарин, зоман, табун. Все они были приоритетом фашистской Германии. Однако Гитлер в ходе войны все-таки не решился использовать химическое оружие, фюрер не был уверен в том, чем на это сможет ответить Сталин.
Зато уже во второй половине прошлого века звание чемпиона по разработкам и использованию химического оружия перешло к США. Во время войны во Вьетнаме американцы распылили в воздухе миллионы тонн яда под обозначением Agent Orange, которым до сих пор заражены большие территории страны, а дети рождаются с врожденными мутациями. Использовали американцы ХО и в Ираке, во время штурма Эль-Фаллуджи они применяли белый фосфор, который запрещен международными конвенциями. Белый фосфор представляет собой вещество, которое попадая на открытые участки кожи, вызывает ожоги до костей. При получении таких ожогов человек погибает мучительной смертью. При этом, если при обычных ожогах при 15% поражении поверхности тела человека вполне можно спасти, то при поражении белым фосфором – нет.
Позже официальные представители Белого дома врали о том, что не использовали при штурме Эль-Фаллуджи белый фосфор. Однако под грузом доказательств им все же пришлось признать данный факт. В итоге через несколько лет они даже извинились, но только за обман, а не за использование запрещенных химических веществ. В настоящее время Россия как член Конвенции о запрете ХО продолжает ликвидировать еще советские арсеналы химоружия. Процесс ликвидации продолжается и в США. Ликвидация химического оружия – это очень сложный процесс, который требует большой предосторожности.
Проблема утилизации ХО приобрела большое значение в рамках договоренности России и США по ликвидации химического оружия Сирии. Страны будут контролировать данный процесс совместно. При этом уничтожить сирийское химоружие планируется уже в 2014 году. Однако до сих пор существуют вопросы, на какие деньги и как это будет происходить. На счет денежных средств на утилизацию хорошо высказался глава МИД России Сергей Лавров: «Если нашлась группа стран, готовых тратить деньги на войну, то, наверняка, найдутся и такие, кто будет готов заплатить за мирное разрешение конфликта».
Основные методы утилизации химического оружия
Значение и важность проблемы утилизации ХО привлекают внимание многих специалистов, работающих в различных областях науки, что выражается в большом количестве методик по уничтожению химического оружия. При этом специалисты выделяют 3 основных группы методов утилизации: термические, химические и биологические.
1. Химические методы утилизации ХО основаны на реакциях их с различными химическими реагентами, в результате которых образуются нетоксичные продукты. К примеру, щелочной гидролиз. Гидролиз ХО в специальных водных растворах щелочей протекает с образованием соли метилалкилфосфорной кислоты, которая не является токсичным соединением. Так как в слабощелочной и нейтральной среде гидролиз протекает достаточно медленно, данный способ можно применять только для детоксикации отравляющих веществ в лабораторных условиях.
Окислительное хлорирование. При данном методе в роли окислителя применяют хлор, гипохлорит натрия и кальция, пероксид водорода. Из-за высокой реакционной способности данных веществ, разложение химических веществ может сопровождаться взрывом, поэтому данные реакции с отравляющими веществами можно проводить в суспензиях или водных растворах. Также возможно прямое хлорирование растворов веществ типа VХ. Полнота уничтожения ОВ составляет при этом методе 99,99%.
Также может применяться алкоголиз. Данный метод утилизации ХО основывается на взаимодействии ОВ с различными спиртами и их производными. Для утилизации химического оружия больше всего подходят моноэтанолы.
2. Термические методы утилизации ХО предполагают использование теплового воздействия на отравляющие вещества. Такие методы могут применяться, как с предварительным расснаряжением химических боеприпасов, так и без него. Процесс сжигания ОВ в специальной смеси с тяжелым жидким топливом – это на сегодняшний день один из самых простых способов утилизации химического оружия. Проведенные в лабораторных условиях исследования наглядно демонстрируют, что процесс сжигания ХО предполагает очень высокую степень их разрушения, а также очень высокую эффективность поглощения отходящих токсичных газов.
Термический метод также предполагает утилизацию ХО в расплаве солей. При таком методе ОВ, подлежащее утилизации, сжигаются в расплаве смеси солей щелочных металлов. Лабораторная установка, которая предназначена для сжигания химического оружия в расплаве солей, включает в себя 4 элемента: печь, камеру сгорания, систему подачи боевого вещества и систему контроля отходящих газов. Смесь ОВ вместе со сжатым воздухом поступает на дно камеры сгорания по алюминиевой трубе, где происходит реакция взаимодействия ОВ с расплавленными солями. Полнота уничтожения ОВ при этом методе составляет 99,99%.
Термическое уничтожение химического оружия в боеприпасах заключается в разложении ОВ в замкнутом пространстве без доступа к нему кислорода. Термодеструкция может использоваться для уничтожения ОВ прямо в боеприпасах, которые обладают существенным запасом прочности по отношению к внутреннему давлению. При нагревании химических боеприпасов до высоких температур 150˚С в них значительно увеличивается внутреннее давление в результате термического расширения химических веществ.
При дальнейшем нагревании боеприпасов до температур выше 200˚С внутреннее давление в них достигает предельных значений и осуществляется разгерметизация корпуса боеприпасов, которая сопровождается выбросом газообразных продуктов, составляющих от 30% до 40% от исходного объема вещества. При этом образовавшиеся газообразные продукты используются для дальнейшего термического разложения, которое осуществляется на нагретом до 500˚С катализаторе, после чего газы поступают на щелочной скруббер. Дальнейший процесс нагревания корпуса боеприпасов обеспечивает их полное обезвреживание. В зависимости от длительности и скорости нагревания можно достичь степени уничтожения химически опасных веществ от 90% до 99%.
3. Биологический метод утилизации химоружия. За границей осуществлялась оценка возможности применения микроорганизмов для утилизации токсичных веществ. В 1946 году даже был обнаружен особый фермент, который получил обозначение ДФФ (диизопропилфторфосфат). Учитывая доступность промышленного производства, направление с использованием биологических методов можно считать перспективным.
Сравнительная методика показывает, что каждый из методов имеет как свои плюсы, так и недостатки. Так, например, методы уничтожения ХО с помощью разбавленных щелочей, газообразного хлора сопряжены с выделением большого объема сточных вод и коррозионных сред, что, в свою очередь, ведет к существенному росту финансовых затрат. Данные методы не рекомендуются для масштабной утилизации.
Наряду с этим метод прямого сжигания ОВ обладает рядом преимуществ. Это самый короткий путь утилизации ХО с минимальным объемом отходов. Однако сжигание химических веществ сопровождается образованием паров и аэрозолей, в случае аварий на объекте возможен выброс данных веществ в атмосферу. Помимо этого процесс сжигания сопровождается таким нежелательными факторами, как работа на зараженном оборудовании и подача ХО в печь насосом под давлением.
Самым безопасным методом утилизации является термическое разложение непосредственно в самих боеприпасах, без их предварительного расснаряжения. Но данный метод можно использовать лишь с небольшими боеприпасами, масса отравляющих веществ в которых не превышает 10 кг. Метод сжигания химического оружия с помощью солей щелочных металлов довольно сложен в аппаратном отношении, а биологический метод, хотя и перспективен, но недостаточно изучен.
Процесс утилизации в России
России от СССР досталось порядка 40 тысяч тонн запасов химического оружия (в США – 31,5 тысяч тонн), большая часть советского ХО была представлена следующими веществами: иприт, люизит, смесь люизит-иприт (HL), Зоман, Зарин и VX. Россия как страна, подписавшая конвенцию о ликвидации химического оружия, активно его уничтожает. К 2013 году удалось ликвидировать около 70% всего российского ХО.
Для этих целей в нашей стране было построено 7 особых предприятий: поселок Горный (Саратовская область, утилизация закончена в 2012 году), город Камбарка (Удмуртская Республика, утилизация закончена в 2012 году), поселок Кез (Удмуртская Республика, в процессе строительства), поселок Марадыково (Кировская область, действует с 2006 года), город Щучье (Курганская область, действует с 2009 года), село Леонидовка (Пензенская область, действует с 2008 года), город Почеп (Брянская область, действует с 2008 года).
В настоящее время крупнейший в Европе завод по ликвидации ХО работает в брянском городе Почепе. Завод функционирует круглые сутки. Днем и ночью 3 полностью автоматических линии производят, если говорить техническим языком, «расснаряжение боеприпасов» различных калибров. Каждый, кто отправляется в его цеха, надевает на себя особые герметичные костюмы. Данные костюмы абсолютно безопасны, но находиться в них в рабочих цехах можно не более 4-х часов.
Сергей Уваров, являющийся начальником отдела хранения спецбоеприпасов, рассказывает, что в зависимости от калибра в бомбах хранится до 270 кг. химических реагентов, для того чтобы утилизировать такой боеприпас тратится 5 минут. Основной профиль предприятия в Почепе – это утилизация авиационных бомб, снаряженных зоманом, зарином и веществом VX. Все эти вещества – это сильнейшие токсины, которые в состоянии заблокировать импульсы нервной системы человека и привести к полному параличу мышц и остановке дыхания. По этой причине весь процесс утилизации боеприпасов протекает внутри полностью герметичных автоматизированных станций. Люди лишь занимаются контролем их работы.
Сначала боеприпасы проходят процедуру взвешивания, после чего отправляются в герметичную камеру, в которой происходит операция по проколу корпуса и извлечению из него ОВ. На случай возникновения возможных утечек (за все время работы не было ни одной) на территории предприятия осуществляется постоянный мониторинг по десяткам различных параметров, а работающий здесь личный состав, проходит спецподготовку. Однако перед тем как в опасную зону попадают люди, ОВ нейтрализуют.
Из центрального пункта управления ведется автоматизированный контроль за ходом уничтожения ХО. Тут находятся рабочие станции операторов. После того как отравляющее вещество было нейтрализовано с помощью особых реагентов, а оболочки боеприпасов отправились в печи обжига, полученная малотоксичная масса подается на заключительную стадию термического обезвреживания.
В огромных печах при помощи горения природного газа поддерживается температура порядка 1200 градусов. Под воздействием такой температуры осуществляется разложение поступивших масс на шлам и дымовые газы. Свой опыт по уничтожению ОВ Россия сегодня готова использовать и в Сирии. На предприятии в Почепе уверяют, что в состоянии провести утилизацию сирийского ХО в любых условиях. Накопленный здесь опыт позволяет наладить процесс уничтожения ХО за считанные сутки. При этом при наличии политического решения, ликвидировать сирийские запасы химического оружия можно будет и на российских объектах.
Полная ликвидация российского арсенала химического оружия должна закончиться в 2015 году, в год столетия первого в мире масштабного боевого использования ХО. После этого предприятие будет перепрофилировано для использования в гражданских целях. В итоге о его прошлом не будет напоминать практически ничего, а от ОВ останется только белая субстанция, похожая на мел. Весь процесс по переработке очень токсичных ядов в эту безопасную для людей субстанцию занимает 3 часа.
Источники информации:
-http://www.vesti.ru/doc.html?id=1130018
-http://www.techros.ru/text/2745
-http://lenta.ru/news/2013/01/31/chemistry
-http://ru.wikipedia.org
После окончания Первой мировой войны ХО было запрещено. Однако его достаточно широко использовала Испания в Марокко, Япония против Китая и Италия в Эфиопии. Во Второй мировой войне химическое оружие не применялось, но именно в эти годы в Германии были созданы образцы ХО нового уже второго поколения – нервнопаралитические – зарин, зоман, табун. Все они были приоритетом фашистской Германии. Однако Гитлер в ходе войны все-таки не решился использовать химическое оружие, фюрер не был уверен в том, чем на это сможет ответить Сталин.
Зато уже во второй половине прошлого века звание чемпиона по разработкам и использованию химического оружия перешло к США. Во время войны во Вьетнаме американцы распылили в воздухе миллионы тонн яда под обозначением Agent Orange, которым до сих пор заражены большие территории страны, а дети рождаются с врожденными мутациями. Использовали американцы ХО и в Ираке, во время штурма Эль-Фаллуджи они применяли белый фосфор, который запрещен международными конвенциями. Белый фосфор представляет собой вещество, которое попадая на открытые участки кожи, вызывает ожоги до костей. При получении таких ожогов человек погибает мучительной смертью. При этом, если при обычных ожогах при 15% поражении поверхности тела человека вполне можно спасти, то при поражении белым фосфором – нет.
Позже официальные представители Белого дома врали о том, что не использовали при штурме Эль-Фаллуджи белый фосфор. Однако под грузом доказательств им все же пришлось признать данный факт. В итоге через несколько лет они даже извинились, но только за обман, а не за использование запрещенных химических веществ. В настоящее время Россия как член Конвенции о запрете ХО продолжает ликвидировать еще советские арсеналы химоружия. Процесс ликвидации продолжается и в США. Ликвидация химического оружия – это очень сложный процесс, который требует большой предосторожности.
Проблема утилизации ХО приобрела большое значение в рамках договоренности России и США по ликвидации химического оружия Сирии. Страны будут контролировать данный процесс совместно. При этом уничтожить сирийское химоружие планируется уже в 2014 году. Однако до сих пор существуют вопросы, на какие деньги и как это будет происходить. На счет денежных средств на утилизацию хорошо высказался глава МИД России Сергей Лавров: «Если нашлась группа стран, готовых тратить деньги на войну, то, наверняка, найдутся и такие, кто будет готов заплатить за мирное разрешение конфликта».
Основные методы утилизации химического оружия
Значение и важность проблемы утилизации ХО привлекают внимание многих специалистов, работающих в различных областях науки, что выражается в большом количестве методик по уничтожению химического оружия. При этом специалисты выделяют 3 основных группы методов утилизации: термические, химические и биологические.
1. Химические методы утилизации ХО основаны на реакциях их с различными химическими реагентами, в результате которых образуются нетоксичные продукты. К примеру, щелочной гидролиз. Гидролиз ХО в специальных водных растворах щелочей протекает с образованием соли метилалкилфосфорной кислоты, которая не является токсичным соединением. Так как в слабощелочной и нейтральной среде гидролиз протекает достаточно медленно, данный способ можно применять только для детоксикации отравляющих веществ в лабораторных условиях.
Окислительное хлорирование. При данном методе в роли окислителя применяют хлор, гипохлорит натрия и кальция, пероксид водорода. Из-за высокой реакционной способности данных веществ, разложение химических веществ может сопровождаться взрывом, поэтому данные реакции с отравляющими веществами можно проводить в суспензиях или водных растворах. Также возможно прямое хлорирование растворов веществ типа VХ. Полнота уничтожения ОВ составляет при этом методе 99,99%.
Также может применяться алкоголиз. Данный метод утилизации ХО основывается на взаимодействии ОВ с различными спиртами и их производными. Для утилизации химического оружия больше всего подходят моноэтанолы.
2. Термические методы утилизации ХО предполагают использование теплового воздействия на отравляющие вещества. Такие методы могут применяться, как с предварительным расснаряжением химических боеприпасов, так и без него. Процесс сжигания ОВ в специальной смеси с тяжелым жидким топливом – это на сегодняшний день один из самых простых способов утилизации химического оружия. Проведенные в лабораторных условиях исследования наглядно демонстрируют, что процесс сжигания ХО предполагает очень высокую степень их разрушения, а также очень высокую эффективность поглощения отходящих токсичных газов.
Термический метод также предполагает утилизацию ХО в расплаве солей. При таком методе ОВ, подлежащее утилизации, сжигаются в расплаве смеси солей щелочных металлов. Лабораторная установка, которая предназначена для сжигания химического оружия в расплаве солей, включает в себя 4 элемента: печь, камеру сгорания, систему подачи боевого вещества и систему контроля отходящих газов. Смесь ОВ вместе со сжатым воздухом поступает на дно камеры сгорания по алюминиевой трубе, где происходит реакция взаимодействия ОВ с расплавленными солями. Полнота уничтожения ОВ при этом методе составляет 99,99%.
Термическое уничтожение химического оружия в боеприпасах заключается в разложении ОВ в замкнутом пространстве без доступа к нему кислорода. Термодеструкция может использоваться для уничтожения ОВ прямо в боеприпасах, которые обладают существенным запасом прочности по отношению к внутреннему давлению. При нагревании химических боеприпасов до высоких температур 150˚С в них значительно увеличивается внутреннее давление в результате термического расширения химических веществ.
При дальнейшем нагревании боеприпасов до температур выше 200˚С внутреннее давление в них достигает предельных значений и осуществляется разгерметизация корпуса боеприпасов, которая сопровождается выбросом газообразных продуктов, составляющих от 30% до 40% от исходного объема вещества. При этом образовавшиеся газообразные продукты используются для дальнейшего термического разложения, которое осуществляется на нагретом до 500˚С катализаторе, после чего газы поступают на щелочной скруббер. Дальнейший процесс нагревания корпуса боеприпасов обеспечивает их полное обезвреживание. В зависимости от длительности и скорости нагревания можно достичь степени уничтожения химически опасных веществ от 90% до 99%.
3. Биологический метод утилизации химоружия. За границей осуществлялась оценка возможности применения микроорганизмов для утилизации токсичных веществ. В 1946 году даже был обнаружен особый фермент, который получил обозначение ДФФ (диизопропилфторфосфат). Учитывая доступность промышленного производства, направление с использованием биологических методов можно считать перспективным.
Сравнительная методика показывает, что каждый из методов имеет как свои плюсы, так и недостатки. Так, например, методы уничтожения ХО с помощью разбавленных щелочей, газообразного хлора сопряжены с выделением большого объема сточных вод и коррозионных сред, что, в свою очередь, ведет к существенному росту финансовых затрат. Данные методы не рекомендуются для масштабной утилизации.
Наряду с этим метод прямого сжигания ОВ обладает рядом преимуществ. Это самый короткий путь утилизации ХО с минимальным объемом отходов. Однако сжигание химических веществ сопровождается образованием паров и аэрозолей, в случае аварий на объекте возможен выброс данных веществ в атмосферу. Помимо этого процесс сжигания сопровождается таким нежелательными факторами, как работа на зараженном оборудовании и подача ХО в печь насосом под давлением.
Самым безопасным методом утилизации является термическое разложение непосредственно в самих боеприпасах, без их предварительного расснаряжения. Но данный метод можно использовать лишь с небольшими боеприпасами, масса отравляющих веществ в которых не превышает 10 кг. Метод сжигания химического оружия с помощью солей щелочных металлов довольно сложен в аппаратном отношении, а биологический метод, хотя и перспективен, но недостаточно изучен.
Процесс утилизации в России
России от СССР досталось порядка 40 тысяч тонн запасов химического оружия (в США – 31,5 тысяч тонн), большая часть советского ХО была представлена следующими веществами: иприт, люизит, смесь люизит-иприт (HL), Зоман, Зарин и VX. Россия как страна, подписавшая конвенцию о ликвидации химического оружия, активно его уничтожает. К 2013 году удалось ликвидировать около 70% всего российского ХО.
Для этих целей в нашей стране было построено 7 особых предприятий: поселок Горный (Саратовская область, утилизация закончена в 2012 году), город Камбарка (Удмуртская Республика, утилизация закончена в 2012 году), поселок Кез (Удмуртская Республика, в процессе строительства), поселок Марадыково (Кировская область, действует с 2006 года), город Щучье (Курганская область, действует с 2009 года), село Леонидовка (Пензенская область, действует с 2008 года), город Почеп (Брянская область, действует с 2008 года).
В настоящее время крупнейший в Европе завод по ликвидации ХО работает в брянском городе Почепе. Завод функционирует круглые сутки. Днем и ночью 3 полностью автоматических линии производят, если говорить техническим языком, «расснаряжение боеприпасов» различных калибров. Каждый, кто отправляется в его цеха, надевает на себя особые герметичные костюмы. Данные костюмы абсолютно безопасны, но находиться в них в рабочих цехах можно не более 4-х часов.
Сергей Уваров, являющийся начальником отдела хранения спецбоеприпасов, рассказывает, что в зависимости от калибра в бомбах хранится до 270 кг. химических реагентов, для того чтобы утилизировать такой боеприпас тратится 5 минут. Основной профиль предприятия в Почепе – это утилизация авиационных бомб, снаряженных зоманом, зарином и веществом VX. Все эти вещества – это сильнейшие токсины, которые в состоянии заблокировать импульсы нервной системы человека и привести к полному параличу мышц и остановке дыхания. По этой причине весь процесс утилизации боеприпасов протекает внутри полностью герметичных автоматизированных станций. Люди лишь занимаются контролем их работы.
Сначала боеприпасы проходят процедуру взвешивания, после чего отправляются в герметичную камеру, в которой происходит операция по проколу корпуса и извлечению из него ОВ. На случай возникновения возможных утечек (за все время работы не было ни одной) на территории предприятия осуществляется постоянный мониторинг по десяткам различных параметров, а работающий здесь личный состав, проходит спецподготовку. Однако перед тем как в опасную зону попадают люди, ОВ нейтрализуют.
Из центрального пункта управления ведется автоматизированный контроль за ходом уничтожения ХО. Тут находятся рабочие станции операторов. После того как отравляющее вещество было нейтрализовано с помощью особых реагентов, а оболочки боеприпасов отправились в печи обжига, полученная малотоксичная масса подается на заключительную стадию термического обезвреживания.
В огромных печах при помощи горения природного газа поддерживается температура порядка 1200 градусов. Под воздействием такой температуры осуществляется разложение поступивших масс на шлам и дымовые газы. Свой опыт по уничтожению ОВ Россия сегодня готова использовать и в Сирии. На предприятии в Почепе уверяют, что в состоянии провести утилизацию сирийского ХО в любых условиях. Накопленный здесь опыт позволяет наладить процесс уничтожения ХО за считанные сутки. При этом при наличии политического решения, ликвидировать сирийские запасы химического оружия можно будет и на российских объектах.
Полная ликвидация российского арсенала химического оружия должна закончиться в 2015 году, в год столетия первого в мире масштабного боевого использования ХО. После этого предприятие будет перепрофилировано для использования в гражданских целях. В итоге о его прошлом не будет напоминать практически ничего, а от ОВ останется только белая субстанция, похожая на мел. Весь процесс по переработке очень токсичных ядов в эту безопасную для людей субстанцию занимает 3 часа.
Источники информации:
-http://www.vesti.ru/doc.html?id=1130018
-http://www.techros.ru/text/2745
-http://lenta.ru/news/2013/01/31/chemistry
-http://ru.wikipedia.org
Информация