Časopis 112 ROČNÍK XVI ČÍSLO 11/2017

V rubrice POŽÁRNÍ OCHRANA vás seznámíme s vlivem ventilace na způsob vyšetřování požárů v uzavřeném prostoru. Dočtete se o semináři k aktuálnímu vývoji smlouvy o zákazu jaderných zbraní. Dozvíte se o využití metod termické analýzy v požární ochraně. V rubrice INTEGROVANÝ ZÁCHRANNÝ SYSTÉM přinášíme reportáž z rozsáhlého cvičení složek IZS, které simulovalo střet dvou vlaků na Břeclavsku. Další zajímavé cvičení s názvem FOREST FIRE 2017. Akce byla zaměřena na problematiku hašení lesních požárů. V rubrice OCHRANY OBYVATELSTVA A KRIZOVÉHO ŘÍZENÍ se dočtete o Cvičení „ZÓNA 2017“, které se uskutečnilo ve dnech 5. až 17. května 2017. Cvičení bylo zaměřeno na procvičení činnosti vybraných ústředních správních úřadů. Dále o odpovědnosti za bezpečnost občanů v zónách havarijního plánování. V informacích se dozvíte, jak dopadla mistrovství ve vyprošťování Hasičského záchranného sboru České republiky v disciplínách TFA. Máme pro Vás krátký článek z nadačního svatováclavského koncertu v katedrále 

Přes vysokou úroveň prostředků chemického průzkumu a terénních analýz chemických látek, které jsou k dispozici v technických automobilech chemických v provedení chemického a radiačního průzkumu (TACHP), zůstávaly některé odborné činnosti výjezdových skupin chemických laboratoří HZS ČR nepokryty. Jednalo se o vzorkování ovzduší, prvkovou analýzu vzorků neznámého složení aj. Zaostávající úseky se podařilo díky finančním prostředkům Správy státních hmotných rezerv zabezpečit na konci roku 2016 v rámci zhodnocení TACHP.

Zhodnocení na úseku chemického průzkumu a terénních analýz chemických látek
V případě událostí spojených s nekontrolovaným únikem chemických látek do prostředí, které vyžadují provést analýzu ve stacionární laboratoři, provádějí výjezdové skupiny chemických laboratoří HZS ČR odběry vzorků. Konečným cílem je vždy identifikace, měření a kontrola zdrojů znečištění složek životního prostředí. K tomuto účelu TACHP disponuje především zařízeními a pomůckami vzorkování vody, ke kterým patří čerpadlo pro čerpání vzorků vody ze studny, odběrová nádoba na tyči a ocelová odběrová sonda na vodu s kuličkovým zpětným uzávěrem a prostředky vzorkování zeminy, jako je sada speciálních vrtáků a ocelový vzorkovací válec. K odběru kalů je určen drapákový vzorkovač.

V soupravě dosud chybělo zařízení pro racionální vzorkování ovzduší, které bylo v praxi výjezdových skupin zajišťováno většinou pomocí Obr. 1 Odběrové plynové čerpadlo Gilian GiAir Pluschemického průkazníku CHP-71. Proto bylo do TACHP pořízeno odběrové plynové čerpadlo Gilian GilAir Plus (obr. 1). Jedná se o moderní čerpadlový systém pro individuální odebírání vzorků vzduchu se záznamem dat a možností jejich přenosu do PC. Čerpadlo upravuje zobrazovanou průtokovou rychlost a objem vzduchu podle standardních teplotních a tlakových podmínek. Nabízí režim konstantního průtoku a režim regulace s udržováním konstantního tlaku. Kromě toho je vestavěn režim nízkého průtoku, takže lze dosáhnout průtokových rychlostí od 1 ml do 5 l za minutu. Prostředek rovněž umožňuje naprogramovat spuštění a vypnutí. Čerpadlem je možno provádět vzorkování vzduchu prosáváním sorpční trubičkou pro následnou GC/MS analýzu nebo naplněním odběrového vaku.

Z hlediska počtu prostředků jsou ve stávajícím vybavení TACHP nejvíce zastoupeny prostředky detekce a stanovení nebezpečných chemických látek v ovzduší. Tato orientace je naprosto logická a pochopitelná, protože riziko inhalační intoxikace při úniku nebezpečných látek do prostředí výrazně převyšuje všechna ostatní nebezpečí. Ke stanovení kontaminantů vzduchu jsou určeny plynové multidetektory Dräger X­ am 7000 a Dräger PAC III pokrývající fosgen, kyanovodík, chlor, oxidy dusíku, amoniak, sulfan, oxid siřičitý, oxid uhelnatý, chlorovodík. Detektory jsou vybaveny převážně elektrochemickými čidly. Do stejné třídy prostředků patří čipový analyzátor Dräger CMS pracující na optoelektronickém principu. Čidla uvedených detektorů měří nebo monitorují selektivně koncentraci určité nebezpečné látky, a to i za podmínek, kdy je tato látka v ovzduší ve směsi s jinými plyny a parami. Jsou selektivní na látku, na kterou jsou nastaveny a kalibrovány. Nelze jimi však provést identifikaci zcela neznámé látky. Znamená to, že identita měřené látky musí být známa.

Vyšší třídu přístrojů tvoří v TACHP multikomponentní analyzátory ply­nů, které vedle stanovení kon­cen­tra­ce a dlouhodobého monitoro­vání ne­bezpečných látek umožňují rovněž identifikaci látek v ovzduší. Princi­pem identifikace je změření určité charakteristiky látky, softwarové porovnání s charakteristikami látek uloženými v knihovně přístroje a přiřazení látky s nejpodobnější charakteristikou. Patří sem přenosný detektor nebezpečných plynů a bojových otravných látek GDA-2, u něhož je měřenou charakteristikou poměr signálů na různých čidlech, a Multikomponentní FTIR analyzátor Gasmet DX-4015, který primárně měří infračervená spektra vzduchu.

Celkově je možno hodnotit, že sklad­ba prostředků TACHP pro analýzu ovzduší byla sice na vynikající úrovni, ale chyběl zástupce celé jedné Obr. 2 Fotoionizační detektor ppbRAE 3000třídy prostředků, a to univerzální detektor. Jedná se o naprosto standardní prostředek jednotek určených k zásahu na mimořádné události s únikem nebezpečných látek a neocenitelného pomocníka při hledání zdrojů úniku látek do ovzduší a studium jejich šíření. Tuto mezeru zaplnil v rámci zhodnocení TACHP nový fotoionizační detektor ppbRAE 3000 (obr. 2). Detektor poskytuje odezvu na všechny látky v ovzduší, jejichž fotoionizační energie je nižší než energie použité UV lampy, která je 10,6 eV. Všechny běžné složky vzduchu obsahují vyšší fotoionizační energii, a proto neruší měření a na čistý vzduch lze provádět kalibraci nuly. Z významných škodlivin mají vyšší energii a nelze tedy detekovat pouze některé látky, např. kyanovodík, chlorkyan, bromkyan, alifatické nitrily, freony, methan. Z univerzálního charakteru fotoionizačního principu vyplývají dvě hlavní aplikace při mimořádných událostech doprovázených uvolněním nebezpečných chemických látek do ovzduší. Jednak je to zjištění, zda při události uniká nějaká nebezpečná látka resp. vyhledání zdroje úniku látky, a dále přesné stanovení nebo monitorování určité nebezpečné látky za předpokladu, že tato látka významně převažuje v ovzduší nad ostatními případnými plyny a parami. Rozhodujícími výhodami jsou vysoká přesnost, velmi rychlá odezva, mimořádně široký rozsah měření 1 ppb až 10 000 ppm, možnost vlastní kalibrace pomocí kalibračního plynu, vizuální a akustický alarm, vysoká odolnost, možnost ukládání naměřených dat a jejich následné vyhodnocení na PC.

Detektor umožňuje měření koncentrace velkého počtu látek. Volit lze jednak z vlastního seznamu předkalibrovaných látek, navíc je k dispozici seznam posledních deseti měřených plynů a dále lze při standardní kalibraci na isobuten zadat korekční faktor a měřit koncentraci požadované látky. Korekční faktory jsou k dispozici pro 293 látek, mezi nimiž nechybí např. sarin, tabun, chlorpikrin či yperit.

Další složkou životního prostředí, která je frekventovaně předmětem zájmu výjezdových skupin chemických laboratoří HZS ČR, je voda. Přímo v nádržích a tocích bylo dosud možno měřit pouze reakci vody (pH) a elektrickou konduktivitu pomocí pH/konduktometru HQ40d. Řadu dalších ukazatelů znečištění vod bylo nutné zabezpečovat odběrem vzorků a jejich fotometrickou analýzou přenosným spektrofotometrem DR 2800. Postup sice přibližuje možnosti stacionární laboratoře terénním podmínkám, ale na druhé straně ne vždy vyhovuje požadavkům monitorování úniků nebezpečných látek do vody z důvodu časové náročnosti některých fotometrických analýz. Platí to především pro sledování šíření látek ve vodních tocích.

Podstatné zvýšení úrovně monitorování vod přineslo vybavení TACHP přístrojem Aquaread se sondou AP-5000 (obr. 4). Přístroj je vybaven souborem elektrod a čidel (teplotní, skleněná, tlaková, iontově selektivní, optická, platinová), které simultánně měří řadu ukazatelů znečištění vod: pH, konduktivitu, oxidačně redukční potenciál, rozpuštěný kyslík (koncentraci i procenta nasycení vody), odpor, zákal, koncentraci aromatických uhlovodíků (ropných látek), amonných iontů a dusičnanů. Na základě hodnot uvedených ukazatelů přístroj dopočítá koncentraci celkových rozpuštěných látek a amoniaku a hodnotu salinity. Vysoce kvalitní je zabezpečení zásad správné laboratorní praxe, neboť s každým naměřeným souborem ukazatelů se do paměti ukládají podmínky měření, a to teplota vody, GPS souřadnice, nadmořská výška, hloubka měření pod hladinou, barometrický tlak. Měření lze ukládat v libovolných intervalech a vyvolat na displeji přístroje nebo na PC.
Obr. 4 Nácvik měření ukazetelů znečištění vod přístrojem Aquaread se sondou AP-5000
Pro účely identifikace neznámých pev­ných látek, kapalin, pastovitých látek a kalů je TACHP vybaven přenosným Ramanovým spektrometrem FirstDefender a přenosným FTIR spektrometrem TruDefender. Oba přístroje pracující na principu vibrační spektroskopie jsou důkazem stěhování špičkové instrumentální techniky – do nedávné doby výhradně laboratorní – do terénu. Podle některých studií je úspěšnost identifikace neznámých látek při zásazích jednotek HZS krajů 70 až 80 %. Neúspěšná pak je převážně identifikace některých anorganických látek, především biatomových molekul s iontovými nebo iontově polárními vazbami, kovů, většiny nekovových prvků a sloučenin vykazujících fluorescenci.

Obr. 3 Souprava Ručního ED XRF spektometru DeltaV těchto případech je bezesporu přínosem identifikace prvkového složení neznámé látky pomocí ručního energiově disperzního rentgenfluorescenčního spektrometru Delta (obr. 3), pořízeného v rámci zhodnocení TACHP. Na vzorek působí energie vycházející z rentgenky, čímž dochází k vybuzení charakteristických spektrálních čar prvků vzorku. Záření v sobě nese informaci o kvalitativním prvkovém složení vzorku (vlnové délky resp. energie spektrálních čar) a kvantitativním složení vzorku (četnosti fotonů resp. intenzity daných spektrálních čar). Energie a intenzity spektrálních čar neznámého vzorku jsou porovnány se spektrálními čarami nakalibrovaných prvků a následně vyhodnoceny. Kalibrovanými prvky jsou Mg, Al, Si, P, S, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W, Re, Pb, Ag, Sn, Bi a Sb, na základě charakteristických spektrálních čar je ovšem možno identifikovat i ostatní prvky těžší než hořčík.

Celkově nelze zhodnocení TACHP na chemickém úseku hodnotit jinak než jako podstatné kvalitativní zvýšení úrovně detekční a instrumentální techniky pro práci v terénu a rozšíření spektra odborných činností chemických laboratoří HZS ČR při plnění úkolů výjezdových skupin.


Ing. Tomáš ČAPOUN, CSc., Institut ochrany obyvatelstva, foto autor

Print  E-mail  X Corp.   Facebook