Detekcija nervnih bojnih otrova

24.05.2013.godine

SMRTONOSNI BOJNI OTROVI

• zagušljivci (fozgen, difozgen, fluorfozgen i hlorpikrin),

• plikavci (sumporni iperit, azotni iperit i luizit),• bojni otrovi opšteg otrovnog dejstva

(cijanovodonična kiselina, hlorcijan) • nervni bojni otrovi (sarin, soman, tabun i VX)

ZAGUŠLJIVCI

O CCl

Cl

Fozgen

O CCl

OCl32 COCl2

Difozgen

O CF

FCOF2

Fluorofozgen

C Cl3NO2

Hlorpikrin

PLIKAVCI

Cl CH2 CH2 S CH2 CH2Cl

Sumporni iperit, 2,2'-dihlordietil sulfid

N

CH2CH2Cl

CH2CH2Cl

CH2CH2Cl

2,2',2''-tri(hloretil)amin

NCH2CH2Cl

CH2CH2ClCH3

N-metil-2,2'-di(hloretil)amin

NCH2CH2Cl

CH2CH2ClC2H5

N-etil-2,2'-di(hloretil)amin

Azotni iperit se javlja kao smjesa tri supstance

ClCH

CHAs

Cl

Cl

2-hlorvinilarsenit hlorid dolazi kao trans i cis izomer i on je u smjesi najviše zastupljen.

ClCH

CHAs

CHCH

Cl

Cl

Bis (2-hlorvinil) arsenit hlorid dolazi kao trans, trans izomer, a ima i cis, cis izomera.

ClCH

CHAs

CHCH

Cl

CH

Cl

CH

Tris (2-hlorvinil) arsenat dolazi kao trans, trans, trans izomer, a i kao trans, cis.

Luizit predstavlja smjesu od tri supstance koje su različiti cis i trans izomeri.

NERVNI BOJNI OTROVI

(CH3)2NP

CH3CH2O O

CN

Etil-N-dietilfosforamido cijanid

TABUN

CH3

POCH O

F

CH3

CH3

Izopropil metilfosfonofluorid

SARIN

Pinacolil metilfosfonofluorid

C

CH3

CH(CH3)3 OP

F

O

CH3

CH3

POC2H5 O

SCH2CH2NCH(CH3)2

CH(CH3)2

D-Etil-S (2 diisopropilamino) metilfosfonotioat

SOMAN

VX

DETEKCIJA BOJNIH OTROVA• Sistemi i metode za detekciju i praćenje

kontaminacije bojnim otrovima u cilju ranog upozorenja

• Smanjenje broja žrtava ili potpuni izostanak• Nošenje zaštitne opreme-maska i zaštitna

odjeća

Detektori za bojne otroveZahtjevi za detektore:Osobine:•Specifičnost•Osjetljivost•Vrijeme odgovora

Performanse uređaja:•Vrijeme zagrijavanja•Izvori energije•Složenost izvedbe i interpretacija rezultata•Cijena koštanja, obuka i održavanje

Jon mobilna spektrometrija (IMS)

Slika 1: Shema IMS

• Separaciona tehnika-razdvajanje jonizovanog analita u gasnoj fazi na osnovu mase, mobilnosti ili naboja u gasnoj fazi.

• Detekcija para bojnih otrova i njihovih produkata

Uglavnom se koristi za detekciju eksplozivnih supstanci , zabranjenih spojeva (narkotici i droge) i bojnih otrova na terenu.

Prednosti • Dovoljna osjetljivost

(limiti dektekcije ppb nivoi)

• Uređaji su mobilni, omogućavaju brzu detekciju i odgovor (nekoliko sekundi)

• Jefitini za proizvodnju• Jednostavan dizajn,

robusni• Mali energetski zahtjevi• Jednostavni za

rukovanje i održavanje

• Moguće interferencije-lažno pozitivni rezultati

• Moguće zasićenje analitom-povećanje koncentracije ne dovodi do pojačavanja signala

• Uslovi sredine (temp, vlažnost vazduha, atmosferski pritisak) mogu uticati na performanse instrumenta (pomjeranje signala i pogrešna detekcija)

Nedostaci

APD 2000

Chemical Agent Monitor (CAM)

Otporan na interferencijeSimultana detekcija nervnih otrova i plikavacaPrebacivanjem u drugi mod mjerenja mogu se detektovati i suzavci

Prvi detektor masovno proizvedenPouzdan za terenski radDetekcija nervnih otrova i plikavaca

Multi-IMS46

Rapid-M-100,

Koristi sa vojska u Njemačkoj i Danskoj.

C ChemRae47ChemPro 10049

Najnapredniji detektor za korištenje na terenu; koriste ga oružane snage SAD.

GID-3

Detekcija eksploziva, narkotika ili bojnih otrova

Dizajniran za lokalno alarmiranje pojedinaca i malih grupa vojnika;Robusan

Sabre 4000Sabre 2000

LCD-3

Prednosti • Dovoljna osjetljivost (limiti

dektekcije ppb nivoi)• Slabije podložna

interferencijama• Uređaji su mobilni,

omogućavaju brzu detekciju i odgovor (nekoliko sekundi)

• Simultano određivanje spojeva sa fosforom i sumporom

• Jefitini za proizvodnju• Jednostavan dizajn, robusni• Jednostavni za rukovanje i

održavanje

• Ne mogu detektovati spojeve koji ne sadrže P ili S

• Mogući lažno pozitivni rezultati-detektuju samo prisustvo S ili P, diferenciranje mogućih spojeva?

Nedostaci

Plamena fotometrijaZa detekciju spojeva sa fosforom i sumporom

Detektuje bojne otrove, uključujići i degradacione produkte i ‘‘domaće‘‘ proizvodeU upotrebi u Francuskoj, Švedskoj, Izraelu i Australiji AP2Ce-dodatni sistem za grijanje, poboljšana sigurnost i performanse detektora u uslovima zapaljive atmosfere

AP2C, AP2Ce

MINICAMS series 300177

Nizak LOD; vrijeme detekcije nekoliko minuta

Prednosti

• Dovoljna osjetljivost (limiti dektekcije ppb nivoi)

• specifični• FTIR-pojačana

osjetljivost

• Veća cijena koštanja, veličina instrumenta i složenost izvedbe

• Uticaj uslova okoliša na rezultate (promjena vlažnosti-lažno pozitivni rezultati)

Nedostaci

IC spektroskopijaTerenski uređaji- identifikacija prisustva ciljnih spojeva, umjesto same

karakterizacije

M21 RSCAAL83

JSLSCAD85-Automatski pasivni FTIR sistem, za detekciju nervnih bojnih otrova, plikavaca i krvnih otrova.

JSLSCAD85

MIRAN SapphIRe Portable Ambient Air Analyser

AN/KAS-1/1A CWDD tripod mounted-detekcija i identifikacija NBO

TravelIR HCI91

HazMat ID; robusan, koristi se u ektremnim uslovima

Prednosti

• Mogu se ispitivati i vodeni uzorci

• specifični• FTIR-pojačana

osjetljivost

• Ne može se koristiti za detekciju prekursora i razgradnih produkata u zemljištu,; moguće u vazduhu

• Lažno negativni rezultati mogući

Nedostaci

RAMAN spektroskopijaTerenski uređaji tek se ispituju

Ahura FirstDefender XLAhura FirstDefender

JCSD

Prednosti

• Osjetljivi, relativno jefitini• Detekcija niskih nivoa

nervnih bojnih otrova i plikavaca

• Nisu osjetljivi na uslove u okolišu

• U sučaju mješovite kontaminacije mogući lažno pozitivni rezultati

Nedostaci

Senzori koji koriste površinski akustični talas (SAW)

HAZMATCAD

JCAD-u upotrebi u JapanuChemSentry 150C

CW Sentry PlusSAW MINICAD mk II

Prednosti

• Jednostavni za upotrebu, jeftini, dovoljno osjetljivi

• Specifični• Detekcija niskih nivoa

nervnih bojnih otrova i plikavaca

• Nisu osjetljivi na uslove u okolišu

• Interpretacija boje, subjektivni doživljaj moguć!

Nedostaci

KolorimetrijaU obliku cjevčica, papira ili kartica-detekcija nervnih bojnih

otrova, plikavaca i krvnih otrova

Papiri za detekciju M8 papiri za detekciju i diferencijaciju tečnih ‘V’, ‘G’ i ‘H’ agenasa. Bež papir sadrži dvije boja i acido-bazni indikator; žuta boja-’G’ agens; zelena-VX i Crvena HD. Promjena boje unutar 30 sekundi.

M9 papiri za detekciju tečnih agenasa

3-Way Chemical Agent Liquid Detection Paper

Cjevčice za kolorimetrijsku detekciju

Dräger cjevčice

Dräger cjevčice sa pumpom

Kitovi za detekciju M-256A1 CA kit za detekciju NBO (V i G), krvnih bojnih otrova, upotreba u Zaljevskom ratu.

M-256A1 CA Detection Kit

M18A3 CA Detector KitChemical Agent Water Testing Kit M272

DHM-11b

DHM-11b

DHM-11b

ZAGUŠLJIVCI

• Identifikacija fozgena na terenu je dosta nepouzdana, prema nekim propisima pojedinih armija provodi se testiranjem sa takozvanim indikatorskim cjevčicama sa žuto-zelenim prstenom koje služe još i za identifikaciju sumpornog i azotnog iperita.

• Pomenuta indikatorska staklena cjevčica otvori se na oba kraja, stavi u posebnu pumpu pomoću koje se prosisava vazduh kroz cjevčicu i poslije izvjesnog vremena posmatra pojava boje u dijelu cjevčice gdje se nalazi adsorbens. Pojava narandžasto-žutog obojenja je dokaz prisustva fozgena.

PLIKAVCI• Za brzu identifikaciju sumpornog i azotnog iperita upotrebljavaju se

indikatorske cjevčice sa jednim žutim ili jednim crvenim prstenom. Indikatorska cjevčica sadrži adsorbens blijedo-žute boje impregniran sa p-nitrobenzil piridinom i malu ampulicu koja sadrži amonij hlorid.

• Prije rada cjevčica se otvori na oba kraja, stavi u pumpu sa prosisavanje vazduha i pumpanjem se kroz cjevčicu propusti vazduh (oko 50 puta).

• Zatim se cjevčica izvadi i posebnom iglom koja je na pumpi cjevčica se razbije da se navlaži adsorbens sa amonij hloridom.

• Sada je potrebno cjevčicu u dijelu gdje se nalazi adsorbens zagrijavati na oko 70-80 oC, što se postiže obavijanjem cjevčice debljim konopom i povlačenjem lijevo desno, te se trljanjem cjevčica zagrije.

• Zagrijavanje je bitno jer ako se ne postigne temperatura neće se adsorbens obojiti plavom bojom ako je prisutan iperit.

• Ova cjevčica služi i za dokazivanje fozgena i difozgena pri čemu se javlja narandžasta boja kod manjih, a crvena boja kod većih koncentracija, koja se gubi zagrijavanjem cjevčice odnosno adsorbensa.

NERVNI BOJNI OTROVIDetekcija nervnih bojnih otrova se provodi sa indikatorskom cjevčicom sa jednim crvenim prstenom. U indikatorskoj cjevčici osim adsorbensa silkagela nalaze se i dvije male ampulice. U gornjoj ampulici nalazi se rastvor holin-esteroze dobivene pročišćavanjem konjskog seruma, a u donjoj ampulici rastvor supstrata acetil-holina sa indikatorom fenil crvenim. Princip rada cjevčice sastoji se u tome što se razbije ampulica sa enzimom (holin-esteroza) i sadržaj strese na sloj silikagela. Cjevčica se montira na ručnu pumpu i prosisa se vazduh kroz tijelo cjevčice 50-60 puta. Inhibitori holin esteroze (nervni bojni otrovi) prilikom prolaska kroz cjevčicu zadržavaju se na silikagelu i inhibiraju aktivnost enzima. Poslije prosisavanja vazduha posebnom iglom na pumpi lomi se i druga ampulica čiji se sadržaj stresa sa silikagel. Indikator metilcrveno pri miješanju rastvora enzima koji ima pH oko 8 boji se crveno (prisutni bojni otrovi). Ukoliko enzim nije inhibiran usljed njihovog katalitičkog dejstva dolazi do hidrolize supstrata i oslobađanja acetatne kiseline koja mijenja pH na kiselo i tom prilikom kod pH=6,8 mijenja se boja u žuto (nisu prisutni bojni otrovi). Materije koje daju pare ili gasove baznog karaktera ometaju određivanje nervnih bojnih otrova. Zbog toga pri radu sa indikatorskim cjevčicama u blizini septičkih jama, kanalizacionih cijevi, đubrišta i slično upotrijebiti protivdimni filter. Takođe i kiseli gasovi utiču na promjenu crvene boje. Određivanje treba ponoviti uz upotrebu dodatka na pumpi i montirati na pumpu dimni filter.

Prednosti

• dovoljno osjetljivi (ppb)• Brza analiza na terenu• Detekcija niskih nivoa

nervnih bojnih otrova i plikavaca

• Nisu osjetljivi na uslove u okolišu

• Ograničena specifičnost; • Mješana kontaminacija-

lažno pozitivni rezultati• Mogu biti skupi i

komplikovane izrade

Nedostaci

Fotojonizacijska detekcija (PID)

MiniRAE 2000 MiniRAE 3000 ppbRAE ppbRAE 3000 ppbRAE Plus

MultiRAE PlusToxiRAE Plus PID

TVA1000B Toxic Vapour Analyser

Prednosti

• dovoljno osjetljivi (ppb)• Neosjetljivi na vodu, ugljen

dioksid, sumpor dioksid i okside nitrogena-ne mogu interferirati

• Brza analiza na terenu• Detekcija niskih nivoa nervnih

bojnih otrova i plikavaca• Nisu osjetljivi na uslove u

okolišu

• Nedovoljno selektivni• Potreban hidrogen-značajne

logističke potrebe

• Ograničena specifičnost;

Nedostaci

Plamenojonizacijska detekcija (FID)

Nespecifično određivanje zapaljivih i potencijalno opasnih spojeva u rasponu od 0,1 do 50 000 ppm.

Photovac MicroFID Handheld Flame Ionisation Detector