Як утилізується хімічна зброя, Армійський вісник
Хімічна зброя (ХО) має досить велику історію. Вперше воно було застосоване ще за оборони Севастополя в XIX столітті. Тоді англійці використовували особливі бомби, які українські солдати прозвали досить ємно – «смердючими». Однак широке застосування хімічної зброї відбулося під час Першої світової війни. Іноді її навіть називають "війною хіміків".
При цьому з великих держав Україна стала виробляти ХО останньої лише після того, як зазнала від нього втрат. Наприклад, під час знаменитої оборони фортеці Осовець, яка увійшла до історії «атакою мерців». При штурмі фортеці німці використовували шкірно-наривний газ іприт.
Після закінчення Першої світової війни ХО було заборонено. Однак його досить широко використовувала Іспанія у Марокко, Японія проти Китаю та Італія в Ефіопії. У Другій світовій війні хімічна зброя не застосовувалась, але саме в ці роки в Німеччині були створені зразки ХО нового вже другого покоління – нервово-паралітичні – зарин, зоман, табун. Усі вони були пріоритетом фашистської Німеччини. Однак Гітлер під час війни все-таки не наважився використати хімічну зброю, фюрер не був упевнений у тому, чим на це зможе відповісти Сталін.
Натомість уже у другій половині минулого століття звання чемпіона з розробок та використання хімічної зброї перейшло до США. Під час війни у В'єтнамі американці розпорошили в повітрі мільйони тонн отрути під позначенням Agent Orange, яким досі заражені великі території країни, а діти народжуються з уродженими мутаціями.
Використовували американці ХО та в Іраку, під час штурму Ель-Фаллуджі вони застосовували білий фосфор, який заборонено міжнародними конвенціями. Білий фосфор є речовиною,яке потрапляючи на відкриті ділянки шкіри, спричиняє опіки до кісток. При отриманні таких опіків людина гине болісною смертю. При цьому якщо при звичайних опіках при 15% ураженні поверхні тіла людини цілком можна врятувати, то при ураженні білим фосфором - ні.
Пізніше офіційні представники Білого дому брехали про те, що не використовували під час штурму Ель-Фаллуджі білий фосфор. Однак під вантажем доказів їм все ж таки довелося визнати цей факт. Через кілька років вони навіть вибачилися, але тільки за обман, а не за використання заборонених хімічних речовин. Наразі Україна як член Конвенції про заборону ХО продовжує ліквідувати ще радянські арсенали хіміозброї. Процес ліквідації продовжується і в США. Ліквідація хімічної зброї – це дуже складний процес, який потребує великої обережності.
Проблема утилізації ХО набула великого значення в рамках домовленості України та США щодо ліквідації хімічної зброї Сирії. Країни контролюватимуть цей процес спільно. При цьому знищити сирійську хімзброю планується вже 2014 року. Однак досі існують питання, на які гроші та як це відбуватиметься. На рахунок коштів на утилізацію добре висловився глава МЗС України Сергій Лавров: «Якщо знайшлася група країн, які готові витрачати гроші на війну, то, напевно, знайдуться і такі, хто буде готовий заплатити за мирне вирішення конфлікту».
Основні методи утилізації хімічної зброї
Значення та важливість проблеми утилізації ХО привертають увагу багатьох фахівців, які працюють у різних галузях науки, що виражається у великій кількості методик зі знищення хімічної зброї. При цьому фахівці виділяють3 основні групи методів утилізації: термічні, хімічні табіологічні.
1. Хімічні методи утилізації ХО засновані на їх реакціях з різними хімічними реагентами, в результаті яких утворюються нетоксичні продукти. Наприклад, лужний гідроліз.Гідроліз ХО у спеціальних водних розчинах лугів протікає з утворенням солі метилалкілфосфорної кислоти, яка не є токсичною сполукою. Так як у слаболужному та нейтральному середовищі гідроліз протікає досить повільно, даний спосіб можна застосовувати тільки для детоксикації отруйних речовин у лабораторних умовах.
Окислювальне хлорування. При даному методі в ролі окислювача застосовують хлор, гіпохлорит натрію та кальцію, пероксид водню. Через високу реакційну здатність даних речовин, розкладання хімічних речовин може супроводжуватися вибухом, тому ці реакції з отруйними речовинами можна проводити в суспензіях або водних розчинах. Також можливе пряме хлорування розчинів речовин типу VХ. Повнота знищення ОВ становить у своїй методі 99,99%.
Також може застосовуватисяалкоголіз. Даний метод утилізації ХО ґрунтується на взаємодії ВР з різними спиртами та їх похідними. Для утилізації хімічної зброї найбільше підходять моноетаноли.
2. Термічні методи утилізації ХО передбачає використання теплового впливу на отруйні речовини. Такі методи можуть застосовуватися як з попереднім розпорядженням хімічних боєприпасів, так і без нього. Процес спалювання ОВ у спеціальній суміші з важким рідким паливом – це на сьогоднішній день один із найпростіших способів утилізації хімічної зброї. Проведені в лабораторних умовах дослідження наочно демонструють, що процес спалювання ХО передбачає дуже високий рівень їх руйнування, атакож дуже високу ефективність поглинання токсичних газів, що відходять.
Термічний метод також передбачає утилізацію ХО у розплаві солей. При такому методі ОВ, що підлягає утилізації, спалюються у розплаві суміші солей лужних металів. Лабораторна установка, яка призначена для спалювання хімічної зброї в розплаві солей, включає 4 елементи: піч, камеру згоряння, систему подачі бойової речовини і систему контролю відхідних газів. Суміш ОВ разом зі стисненим повітрям надходить на дно камери згоряння алюмінієвою трубою, де відбувається реакція взаємодії ОВ з розплавленими солями. Повнота знищення ОВ у цьому методі становить 99,99%.
Термічне знищення хімічної зброї у боєприпасах полягає у розкладанні ОВ у замкнутому просторі без доступу до неї кисню. Термодеструкція може використовуватися для знищення ВР прямо в боєприпасах, які мають суттєвий запас міцності по відношенню до внутрішнього тиску. При нагріванні хімічних боєприпасів до високих температур 150С у них значно збільшується внутрішній тиск в результаті термічного розширення хімічних речовин.
При подальшому нагріванні боєприпасів до температур вище 200С внутрішній тиск в них досягає граничних значень і здійснюється розгерметизація корпусу боєприпасів, яка супроводжується викидом газоподібних продуктів, що становлять від 30% до 40% від вихідного обсягу речовини. При цьому газоподібні продукти, що утворилися, використовуються для подальшого термічного розкладання, яке здійснюється на нагрітому до 500˚С каталізаторі, після чого гази надходять на лужний скрубер.
Подальший процес нагрівання корпусу боєприпасів забезпечує повне знешкодження. Залежно від тривалості таШвидкості нагрівання можна досягти ступеня знищення хімічно небезпечних речовин від 90% до 99%.
3. Біологічний метод утилізації хімзброї. За кордоном здійснювалася оцінка можливості застосування мікроорганізмів для утилізації токсичних речовин. В 1946 навіть був виявлений особливий фермент, який отримав позначення ДФФ (діізопропілфторфосфат). Враховуючи доступність промислового виробництва, напрямок із використанням біологічних методів можна вважати перспективним.
Порівняльна методика показує, що кожен із методів має як свої плюси, так і недоліки. Так, наприклад, методи знищення ХО за допомогою розведених лугів, газоподібного хлору пов'язані з виділенням великого обсягу стічних вод та корозійних середовищ, що, у свою чергу, веде до суттєвого зростання фінансових витрат. Ці методи не рекомендуються для масштабної утилізації.
Поряд з цим метод прямого спалювання ОВ має низку переваг. Це найкоротший шлях утилізації ХО із мінімальним обсягом відходів. Однак спалювання хімічних речовин супроводжується утворенням пари та аерозолів, у разі аварій на об'єкті можливий викид даних речовин в атмосферу. Крім цього процес спалювання супроводжується такими небажаними факторами, як робота на зараженому обладнанні та подача ХО в піч насосом під тиском.
Найбезпечнішим методом утилізації є термічне розкладання безпосередньо в самих боєприпасах, без їх попереднього розпорядження. Але цей метод можна використовувати лише з невеликими боєприпасами, маса отруйних речовин у яких не перевищує 10 кг. Метод спалювання хімічної зброї за допомогою солей лужних металів досить складний в апаратному відношенні, а біологічний метод, хоч і перспективний, аленедостатньо вивчений.
Процес утилізації в Україні
Укаїни у спадок від СРСР дісталося близько 40 тис. тонн запасів хімічної зброї (у США – 31,5 тис. тонн), більша частина радянського ХО була представлена такими речовинами: іприт, люїзит, суміш люїзит-іприт (HL), Зоман, Зарін та VX. Україна як країна, яка підписала конвенцію про ліквідацію хімічної зброї, активно її знищує.До 2013 року вдалося ліквідувати близько 70% всього українського ХО.
Для цих цілей у нашій країні було побудовано 7 особливих підприємств: — селище Гірське (Саратівська область, утилізацію закінчено у 2012 році), — місто Камбарка (Удмуртська Республіка, утилізацію закінчено у 2012 році ), - селище Кез (Удмуртська Республіка, в процесі будівництва), - селище Марадиково (Кіровська область, діє з 2006 року), - місто Щуче (Курганська область, діє з 2009 року), - село Леонідівка (Пензенська область, діє з 2008 року), - місто Почеп (Брянська область, діє з 2008 року).
В даний час найбільший у Європі завод з ліквідації ХО працює в брянському місті Почепі. Завод функціонує цілодобово. Вдень і вночі 3 повністю автоматичні лінії виробляють, якщо говорити технічною мовою, «розпорядження боєприпасів» різних калібрів. Кожен, хто вирушає до його цеху, одягає на себе особливі герметичні костюми. Дані костюми абсолютно безпечні, але перебувати в них у робочих цехах можна не більше 4-х годин.
Сергій Уваров, який є начальником відділу зберігання спецбоєприпасів, розповідає, що залежно від калібру в бомбах зберігається до 270 кг хімічних реагентів, щоб утилізувати такий боєприпас витрачається 5 хвилин. Основний профіль підприємства в Почепі – цеутилізація авіаційних бомб, споряджених зоманом, зарином та речовиною VX. Всі ці речовини - це сильні токсини, які можуть заблокувати імпульси нервової системи людини і призвести до повного паралічу м'язів і зупинки дихання. Тому весь процес утилізації боєприпасів протікає всередині повністю герметичних автоматизованих станцій. Люди лише займаються контролем їхньої роботи.
Спочатку боєприпаси проходять процедуру зважування, після чого відправляються в герметичну камеру, в якій відбувається операція з проколу корпусу та вилучення з нього ВВ. На випадок виникнення можливих витоків (за весь час роботи не було жодного) на території підприємства здійснюється постійний моніторинг за десятками різних параметрів, а особовий склад, що працює тут, проходить спецпідготовку. Однак перед тим, як у небезпечну зону потрапляють люди, ОВ нейтралізують.
З центрального пункту управління ведеться автоматизований контроль над ходом знищення ХО. Тут знаходяться робочі станції операторів. Після того, як отруйна речовина була нейтралізована за допомогою особливих реагентів, а оболонки боєприпасів вирушили до печі випалу, отримана малотоксична маса подається на заключну стадію термічного знешкодження.
У великих печах за допомогою горіння газу підтримується температура близько 1200 градусів. Під впливом такої температури здійснюється розкладання надійшли мас на шлам і димові гази. Свій досвід зі знищення ВР Україна сьогодні готова використати і в Сирії. На підприємстві в Почепі запевняють, що може провести утилізацію сирійського ХО в будь-яких умовах. Накопичений досвід дозволяє налагодити процес знищення ХО за лічені добу. При цьому за наявності політичного рішення,ліквідувати сирійські запаси хімічної зброї можна і на українських об'єктах.
Повна ліквідація українського арсеналу хімічної зброї має закінчитися у 2015 році, у рік століття першого у світі масштабного бойового використання ХО. Після цього підприємство буде перепрофільовано для використання у цивільних цілях. У результаті про його минуле не нагадуватиме практично нічого, а від ВВ залишиться лише біла субстанція, схожа на крейду. Весь процес переробки дуже токсичних отрут у цю безпечну для людей субстанцію займає 3 години.