Занятие № 2 Дезактивирующие и дезинфицирующие вещества и растворы

Учебные вопросы

1. Дезактивирующие вещества, их свойства. Растворы, приготавливаемые на их основе.

2. Дезинфицирующие вещества, их свойства. Растворы, приготавливаемые на их основе.

3. Нетабельные вещества и растворы, подручные средства специальной обработки.

Литература

Основная:

1. Радиационная, химическая и биологическая защита. Учебник, Электросталь: Книжная фабрика № 1, 2005 г. – 448 с.

Дополнительная:

2. Средства и способы дегазации, дезактивации и дезинфекции. Санитарная обработка людей. Учебник. /Под общ. ред. Матвеец Ф.Г/, М., Воениздат, 1969 г. – 356 с.

1. Дезактивирующие вещества, их свойства. Растворы, приготавливаемые на их основе.

Удаление РВ с различных поверхностей путем смывания дезактивирующими растворами или стирки является в своей основе процессом моющего действия, происходящим в водной среде. Роль моющего действия сводится прежде всего к удалению носителей радиоизотопов.

Сущность процесса моющего действия

Силы адгезии (прилипания) пыли в водных средах в десятки и сотни раз меньше, чем силы адгезии в воздушной среде. Это объясняется тем, что вода в некоторой мере смачивает поверхности подкладки и частиц пыли, образуя между ними тонкий слой (толщиной 10^-3 – 10^-4 мм), обладающий так называемым “расклинивающим” действием, ослабляющим адгезионные силы.

Однако моющее действие обычной воды недостаточно, так как вода обладает значительным поверхностным натяжением (силой, стремящейся сократить площадь поверхности) и поэтому плохо смачивает различные поверхности. Чем меньше поверхностное натяжение жидкости, тем лучше она смачивает твердые поверхности.

Для усиления моющего действия воды применяют специальные моющие растворы.

Моющее действие растворов определяется комплексом их физико-химических характеристик:

· поверхностным натяжением;

· суспендирующей способностью;

· эмульгирующей способностью;

· пептизацией;

· пенообразующей способностью.

Поверхностное натяжение характеризуется энергией, необходимой для изменения поверхности раздела фаз.

Суспендирующие и эмульгирующие свойства растворов характеризуются способностью раздроблять частицы твердых и масляных загрязнений и удерживать их во взвешенном состоянии в растворе.

Пептизация – расщепление агрегатов частиц (мицелл) в суспензиях и эмульсиях на более мелкие частицы.

Пенообразующая способность определяется объемом и устойчивостью пены, образуемой раствором при взбалтывании.

Изменение этих характеристик моющего средства сказывается на его дезактивирующей способности.

Понизить поверхностное натяжение воды можно двумя путями: нагреванием ее или введением некоторых органических веществ, называемых поверхностно – активными (ПАВ).

Нагревание воды мало снижает ее поверхностное натяжение. Так, например, нагревание от 20 до 80^оС уменьшает поверхностное натяжение воды лишь на 15%.

Растворение в воде небольших количеств поверхностно – активных веществ значительно понижает поверхностное натяжение воды.

Поверхностно – активными веществами называются вещества, способные в малых концентрациях существенно понизить поверхностное натяжение водных растворов и адсорбироваться из них на различных поверхностях, образуя устойчивую пленку, обеспечивающую хорошую смачиваемость этих поверхностей.

Способность ПАВ понижать поверхностное натяжение воды объясняется строением и свойствами их молекул.

Молекулы ПАВ состоят из двух частей: полярной и неполярной.

Полярная часть молекулы представляет собой группу атомов, которая в силу своего сходства с молекулами воды притягивается ими. Эта часть является гидрофильной и обеспечивает растворимость в воде. Неполярная часть молекулы ПАВ чаще всего представляет собой длинноцепочный углеводородный радикал, резко отличающийся по своим свойствам от воды. Эта часть молекулы является гидрофобной.

Примером ПАВ может служить обычное жировое мыло – натриевая соль пальмитиновой кислоты C₁₅H₃₁COONa, молекула которой построена следующим образом:

Роль поверхностно – активного вещества в моющем процессе кратко можно сформулировать следующим образом:

· смочить загрязнение и дезактивируемую поверхность моющим раствором;

· раздробить загрязнение, оторвать его от дезактивируемой поверхности и вывести в раствор;

· удержать загрязнение в растворе до его удаления.

При растворении в воде полярные (гидрофильные) части молекул ПАВ стремятся в воду; неполярные же (гидрофобные) части: не имея сходства к молекулам воды, стремятся вытолкнуть молекулы ПАВ на поверхность, вытесняя при этом из поверхностного слоя молекулы воды и занимая их место.

Аналогичные явления происходят и на любой другой границе раздела между водой и зараженной гидрофобной поверхностью в присутствии ПАВ.

Раствор поверхностно – активного вещества проникает между загрязнением и смачиваемой поверхностью, в тончайшие трещины и щели слипшихся грязевых частиц и разъединяет (раздробляет) их до частиц коллоидных или грубодисперсионных размеров, обволакивает частицы загрязнения и создает на их поверхности устойчивую пленку поверхностно – активного вещества. Тем самым нарушаются связи загрязнений с поверхностью, и уже при небольшом механическом воздействии (трении щетками, циркуляции раствора и т.д.) частицы загрязнений отрываются от поверхности и переходят в раствор в виде эмульсий, если они жидкие, или в виде коллоидного раствора при высокой степени дисперсности частиц.

Порошок СФ-2У

На снабжении войск имеется специальный моющий порошок СФ-2У, который применяется для приготовления дезактивирующих растворов. По внешнему виду – однородный мелкодисперсный порошок от белого до темно – желтого цвета; также хорошо растворяется в воде при температуре 10-15°С; pH раствора равна 9,5.

Порошок СФ-2У расфасовывается в картонные пачки весом по 400 г. Пачки в свою очередь упаковываются в картонные коробки по 40 штук весом 16 кг.

Состав порошка СФ-2У:

· Сульфонол – 25%

· Триполифосфата натрия – 50%

· Сульфата натрия – 18%

· Влага – 7%

Сульфонол является наиболее распространенным синтетическим моющим средством. Его активное вещество относится к классу алкиларилсульфонатов и является натриевой солью алкилбензолсульфокислоты (додецилбензолсульфонатом натрия):

R

, где R = CH₃(CH₂)_nCH₃, n = 8-12

Сульфонол умеренно растворяется в воде: реакция водных растворов – от нейтральной до слабощелочной. Препарат обладает хорошей моющей способностью при сравнительно невысокой температуре (35-40^оС), сохраняет моющую способность в кислой среде, жесткой и морской воде. Он применяется для изготовления моющего порошка СФ-2У.

Эффективность моющего действия, а следовательно и дезактивирующая способность растворов ПАВ, заметно повышается при добавлении к ним так называемых “ активаторов ”, т.е. веществ, усиливающих эффект моющего действия. К числу таких веществ относятся комплексообразователи типа триполифосфата или пирофосфата натрия.

Триполифосфат натрия (ТПФН) – это соль триполифосфорной кислоты H₅P₃O₁₀.

По внешнему виду ТПФН – белый порошок, хорошо растворимый в воде. Температура плавления 820°С; pH 1%–го раствора 9,7.

Строение его выражается следующей формулой:

Na – O O

\ //

P

/ \

Na – O O

/

Na – O – P = O

\

Na – O O

\ /

P

/ \\

Na – O O

Его значение при дезактивации также сводится к следующему:

· Комплексообразует с катионами радиоактивных изотопов:

Na[Na₄P₃O₁₀] + Sr^*(NO₃)₂ à Na[Na₂Sr^*P₃O₁₀] + 2NaNO₃;

· смягчает воду, связывая в растворимые комплексы соли жесткости;

· обеспечивает пептизацию частиц неорганических загрязнений;

· обусловливает устойчивость мицелл.

Сульфат и хлорид натрия добавляют к моющему раствору с целью понижения критической концентрации ПАВ и их экономии.

Растворы для дезактивации

Для дезактивации вооружения и военной техники применяют водные растворы порошка СФ-2У:

· 0,075% раствор СФ-2У применяют из комплектов БКСО, ДК-4 с нормой расхода 1,5 л/м².

· 0,15% раствор порошка СФ-2У, причём летом – в воде, а зимой – в аммиачной воде (20-25% раствор аммиака в воде — NH₄OH), применяют комплекта ИДК-1 с нормой расхода 3 л/м².

Раствор порошка СФ-2У готовят путем растворения его расчетного количества при перемешивании в течении 1-3 мин.

2. Дезинфицирующие вещества, их свойства. Растворы, приготавливаемые на их основе.

Дезинфицирующие вещества - это химические вещества (элементы и соединения), которые обладают способностью убивать болезнетворных микробов в вегетативной или споровой форме, а также разрушать токсины, т.е. обладают бактерицидным действием. Дезинфицирующие вещества являются действующим началом дезинфицирующего процесса.

Дезинфицирующие вещества, применяемые в настоящее время, можно подразделить на четыре основные группы:

· вещества хлорирующего и окислительного действия;

· вещества щелочного характера;

· формальдегид и его растворы;

· моющие средства.

Кроме того, могут быть использованы и другие вещества, например: фенол, крезол и растворы на его основе, углекислый натрий.

Ряд представителей этих групп входят в состав дегазирующих и дезактивирующих веществ. Поэтому при проведении дезинфекции различных объектов наряду со специальными дезинфицирующими веществами и растворами могут использоваться многие дегазирующие и некоторые дезактивирующие вещества и растворы.

Применение дезинфицирующих веществ окислительного и хлорирующего характера (гипохлорит кальция, ДТС ГК, хлорамины) основано на том, что хлор и кислород, вступая в химическую реакцию с ненасыщенными компонентами цитоплазмы микробной клетки, разрушают их (окисляя или хлорируя). Кроме того, хлор, действуя на оболочку, может привести ее к распаду, а соединяясь с амино- и иминогруппами цитоплазмы

R – CO – NH – R + Cl₂ à R – CO – NCl – R + HCl

приводит к гибели белка. Наконец, хлор, по мнению многих ученых, угнетает сульфгидрильные и другие группы ферментов, чувствительных к окислению; задержка деятельности этих жизненно важных ферментов также ведет к гибели микробной клетки.

Применение дезинфицирующих веществ щелочного характера (едкий натр, едкий калий, сернистый натрий) определяется их способностью диссоциировать с образованием гидроксильной (OH) группы, которая, взаимодействуя с веществом микробной клетки, гидролизует белки, омыляет жиры, расщепляет углеводы и приводит к разрушению самой клетки.

Формальдегид (муравьиный альдегид CH₂O) представляет собой бесцветный газ с удушающим запахом, при температуре –21°С сжижается в бесцветную жидкость, хорошо растворяется в воде.

Формалин – это насыщенный (35-40%) водный раствор формальдегида.

В основе бактерицидного действия формалина лежит его способность соединятся с аминогруппой белков цитоплазмы, что вызывает нарушение жизненно важных функций микробной клетки и ее гибель:

O // R – NH₂ + H – C à R – N – CH₂ + H₂O \ H

Формалин – бесцветная прозрачная жидкость с резким запахом и кислой реакцией. Хранить его следует в стеклянной посуде в хорошо проветриваемом помещении и слабо освещенном с постоянной температурой (не ниже +5°С и не выше +25°С). При нарушении правил хранения формальдегид в формалине полимеризуется и выпадает в осадок в виде белого студенистого вещества, с превращением его затем в порошок. Содержание формальдегида при этом в растворе уменьшается.

Формалин ядовит: его смертельная доза при попадании внутрь организма человека около 10 г. Пары формалина раздражают слизистые оболочки глаз, дыхательных путей и кожу; при воздействии в высоких концентрациях приводит к тяжелым отравлениям. Работать с большими количествами формалина нужно в противогазе.

Формалин имеет недостаточные спороцидные и высокие бактерицидные свойства, усиливающиеся при повышении температуры, влажности воздуха и увеличении концентрации. Оптимальными условиями считаются температура 50-60^оС и относительная влажность воздуха 95-100%. Спороцидные свойства формалина увеличиваются в органических растворителях.

Растворы для дезинфекции

Для дезинфекции вооружения и военной техники применяют водные растворы гипохлоритов кальция:

· 1,5% (по массе) водный раствор ГК предназначен для дезинфекции вооружения и военной техники, зараженных вегетативными (неспорообразующими ) формами микробов.

Применяется из комплектов БКСО, ДК-4 при температуре от -15 до +40°С; из комплекта ИДК-1 при температуре от +5 до +40°С и является основным дезинфицирующим раствором в летних и осенне-весенних условиях. Норма расхода из БКСО, ДК-4, ИДК-1 — 2,5 – 3 л/м².

· 7,5% (по массе) водный раствор ГК, предназначен для дезинфекции вооружения и военной техники, зараженных спорообразующими формами микробов.

Применяется из комплектов БКСО, ДК-4 при температуре от -15 до +40°С; из комплекта ИДК-1 при температуре от +5 до +40ºС и является основным дезинфицирующим раствором в летних и осенне-весенних условиях. Норма расхода из БКСО, ДК-4, ИДК-1 — 4 – 4,5 л/м².

Для приготовления водных растворов ГК в емкость заливают воду и при интенсивном перемешивании засыпают расчетное количество ГК и смесь перемешивают в течение 10-15 мин. Срок годности водных растворов ГК при хранении в АРС до 5 сут, в канистрах – до 2 сут.

Дегазирующий раствор № 1. Может применяться зимой для дезинфекции вооружения и военной техники, небольших участков местности и полевых оборонительных сооружений, зараженных токсинами, а также вегетативными и споровыми формами микробов.

Дегазирующий раствор № 2-ащ обладает слабым бактерицидным действием, он применяется главным образом для разрушения токсинов.

Норма расхода вспомогательных растворов такая же, как и при дегазации
(ДР №1, ДР №2 – 0,5-0,6 л/м²).

Для дезинфекции участков местности и дорог, зараженных как неспорообразующими, так и спорообразующими формами микробов предназначена:

· 20% (по массе) водная стабилизированная суспензия ГК.

Применяется из авторазливочных станций при температуре от +5 до +40ºС.
Норма расхода 10 л/м².

Для приготовления стабилизированной суспензии (содержащей 1% (по массе) жидкого стекла) в емкость заливают воду и при интенсивном перемешивании добавляют расчетное количество жидкого стекла, затем засыпают расчетное количество ГК и смесь перемешивают в течение 5-20 мин.

Для дезинфекции грубых металлических, резиновых и деревянных изделий, окопов предназначена водная кашица ГК, состоящая из двух объемов ГК и одного объема воды, при температуре +5ºС и выше.

Норма расхода кашицы составляет:

· до 1 л/м² при заражении вегетативными формами микробов и токсинами;

· до 2 л/м² при заражении споровыми формами (проводится двукратная обработка поверхности).

3. Нетабельные вещества и растворы, подручные средства специальной обработки.

Вспомогательные растворы

В качестве вспомогательных растворов для дегазации и дезинфекции ВВТ могут быть использованы:

· 0,3% водный раствор СФ-2У или водные растворы других моющих средств;

· органические растворители (бензин, керосин, дихлорэтан и др.),

которые только снижают зараженность поверхностей болезнетворными микробами.

Норма расхода вспомогательных растворов:

· 0,3% раствор СФ-2У – 3 л/м²;

· органических растворителей – 2…3 л/м².

Использование моющих средств (ПАВ, мыла и др.) в качестве дезинфицирующих средств обусловлено их способностью усиливать механическую очистку объектов от микробов, а также повышать растворимость и бактерицидные свойства ряда дезинфицирующих веществ. Кроме того, некоторые моющие средства обладают и самостоятельным бактерицидным действием за счет повреждения микробной оболочки и изменения энергетического состояния микробной клетки; при этом потеря отрицательного и приобретение положительного заряда нарушают нормальную функцию цитоплазматической мембраны, что ведет к нарушению жизнедеятельности микробной клетки в целом.

В качестве вспомогательных растворов для дезактивации ВВТ могут быть использованы:

· водные растворы моющих средств;

· органические растворители (бензин, керосин, дихлорэтан и др.),

· вода (струя под давлением).

Норма расхода вспомогательных растворов:

раствор СФ-2У – 1,5 или 3 л/м²;

органических растворителей – 3 л/м²;

воды – 20 л/м².