ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ НА НАЛИЧИЕ ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ И ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ (СОЕДИНЕНИЙ) МЕТОДОМ МАЛДИ

Энергетическая стратегия энергосбережения в зданиях должна строиться на формировании и реализации стимулов экономного использования природных ресурсов. Главным мотивом энергосбережения должно быть сохранение окружающей естественной среды и даже ее улучшение, а также защита интересов будущих поколений в сохранении традиционных природных источников энергии [1].

Список использованной литературы:

1. Алоян Р.М., Федосов С.В., Опарина Л.А. Энергоэффективные здания - состояние, проблемы и пути решения. Иваново: ПресСто, 2016. 276 с.

2. Бабаева Г.Б., Абатаев Г.А., Коренькова Г.В. Конструктивные особенности теплосберегающих окон // Инновационный потенциал развития общества: взгляд молодых ученых: сборник научных статей Всероссийской научной конференции перспективных разработок (1 декабря 2020 года). Курск: Юго-Зап. гос. ун-т, 2020. С. 241-244.

3. Табунщиков Ю.А., М.М. Бродач М.М., Шилкин Н.В. Энергоэффективные здания. М.: Изд-во АВОК-ПРЕСС, 2003. 126 с.

4. Энергоэкономичные и энергоактивные здания: учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по строит. специальностям / А. М. Береговой. 2. изд., перераб. и доп. М.: АСВ; Пенза: ПГАСА, 1999. 159 с.

© Земскова А.О., Коренькова Г.В., 2021

УДК 620.16

Квашнин А.Б.

канд. техн. наук, ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), г. Москва, РФ

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ НА НАЛИЧИЕ ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ И ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ (СОЕДИНЕНИЙ) МЕТОДОМ МАЛДИ

Аннотация

Статья раскрывает актуальность высокоэффективного применения масс-спектрометрии методом МАЛДИ (MALDI) в качестве инструмента исследования в структуре МЧС России поверхностей различных материальных и конструктивных объектов в местах химических аварий.

Ключевые слова

Метод, вещества-маркеры, химические и токсичные вещества, масс-спектрометрия.

Kvashnin Andrey Borisovich

Candidate of Technical Sciences FSBI VNII GOChS( FC), Moscow, Russia

Annotation

The article reveals the relevance of the highly effective use of mass spectrometry by the MALDI method as a research tool in the structure of the Ministry of Emergency Situations of Russia of surfaces of various material and structural objects in places of chemical accidents.

Keywords

Method, marker substances, chemical and toxic substances, mass spectrometry.

Наибольшее число аварий в мире и в России происходит на предприятиях, производящих или хранящих хлор, аммиак, минеральные удобрения, гербициды, продукты органического и неорганического синтеза.

Согласно «Временному перечню сильнодействующих ядовитых веществ» [2] к аварийно химически опасным веществам, представляющим реальную опасность, отнесены 34 вещества. Это -акрилонитрил, акролеин, аммиак, ацетонитрил, ацетонциангидрин, окислы азота, бромистый водород, бромистый метил, диметиламин, метиламин, метилакрилат, метилмеркаптан, мышьяковистый водород, сероводород, сероуглерод, сернистый ангидрид, соляная кислота, синильная кислота, триметиламин, формальдегид, фосген, фосфор трёххлористый, хлорокись фосфора, фтор, фтористый водород, хлор, хлорпикрин, хлористый водород, хлорциан, хлористый метил, этилмеркаптан, этиленамин, этиленсульфид и окись этилена. В этот перечень включены только те вещества, которые, обладая высокими летучестью и токсичностью. В аварийных ситуациях могут стать причиной массового поражения людей.

В России насчитывается более трёх тысяч шестисот химически опасных объектов, а сто сорок шесть городов с населением более ста тысяч человек расположены в зонах повышенной опасности. За пять лет (2015-2020 гг.) произошло более 200 аварий с выбросом аварийно химически опасных веществ, во время которых пострадали более 800 человек. Причём 25 % аварий произошло из-за эксплуатации оборудования свыше нормативного срока, коррозии оборудования и неработоспособности контрольно-измерительной аппаратуры.

Поэтому своевременное обнаружение аварийно химически опасных и токсичных веществ, особенно на поверхностях различных объектов, является особенно актуальным.

Методы исследования поверхности зародились вместе с появлением исследовательского оборудования, и большая их часть описана в трудах [3]. До сих пор широко распространены такие методы исследования поверхности, как рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, оже-электронная спектроскопия, трмодесорбционная масс-спектрометрия и многие другие. Однако, несмотря на требования «Концепции радиационной, химической и биологической защиты населения», утверждённой коллегией МЧС России 4.12.2019 г. № 8/11, по формированию приборного парка химико-аналитических и радиометрических лабораторий, основанных на новых технологических решениях (п.37.4), в структуре МЧС России методы исследования заражённых токсичными и химически опасными веществами (соединениями) поверхностей не внедрены и не рассматриваются в качестве обязательных в химических лабораториях министерства. Сегодня масс-спектрометрия в сочетании с хроматографическим разделением является важным инструментом для анализа сложных органических молекул, в том числе сложных полимеров, токсичных веществ и физиологически-активных веществ, без которых невозможно представить развитие современной органической и неорганической химии.

В продолжение вышеописанного можно добавить, что в работе [4] показано, что масс-спектрометрия МАЛДИ (МЛЬБ1) с высокой степенью эффективности может быть инструментом исследования в структуре МЧС России заражённых поверхностей различных материальных и конструктивных объектов.

Проведены исследования поверхности конструкционных материалов методом масс-спектрометрии с поверхностно- и матрично-активированной десорбцией/ионизацией с использованием веществ-маркеров. Установлено, что используемый метод позволяет оценивать однородность поверхности и количественно сравнивать степень неоднородности различных поверхностей. В областях с нарушением однородности обнаруживается относительно большее количество вещества-маркера.

Благодаря подобранным веществам-маркерам и высокой чувствительности масс-спектрометрического метода предложенный способ может применяться для оперативной оценки неоднородности исследуемой поверхности. В качестве веществ-меркеров возможно использовать бромид серебра, дающий широкий набор пиков кластерных ионов.

Также метод оказался применим для мониторинга поверхностных загрязнений (заражений).

Показано, что при лазерном облучении поверхностей, контактирующих с аварийно химически опасными веществами (соединениями) и токсичными веществами, возможно обнаружить не только продукты распада (разложения) и ионизации этих веществ, но и примеси технологического характера, например карбоновые кислоты, их производные, сложные эфиры, фталаты.

Исходя из вышеизложенного, возможно сделать вывод, что метод позволяет быстро и просто оценить морфологию почти любой металлической и неметаллической поверхности, кратко охарактеризовать её состояние и качественно определить состав опасных и токсичных веществ на любой твёрдой поверхности.

Таким образом, метод при использовании его в структуре МЧС России позволит детально изучить сроки распада (разложения) химически опасных и токсичных веществ и соединений на твёрдых поверхностях после химических аварий различного класса. При этом существенно повысится информативность лабораторий МЧС России по результатам анализов объектов в зоне хим. аварий.

Список использованной литературы:

1. Техногенные чрезвычайные ситуации/ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ). - М: Буки Веди, 2014. 320 с.

2. Директива Начальника штаба гражданской обороны ДНГО № 2 от 4.12.1990 г.

3. Вудраф Д., Делчар Т. Современные методы исследования поверхности. - М.: Мир, 1989. - 568 с.

4. Pytskii I.S., Buryak A.K. Laser Desorption/Ionization Mass-Spectrometric Study of Surface Chemistry of Ad-0 and AMg-6 Alloys // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. - 2011. - V.47. - № 1. - P.133-138.

© Квашнин А.Б., 2021

УДК 66.08

Квашнин А.Б.

канд. техн. наук, ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), г. Москва, РФ Епишин А.М. научный сотрудник ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), г. Москва, РФ

АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ В ЛАБОРАТОРИЯХ ПО ОЦЕНКЕ ХИМИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА ОПАСНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТАХ

Аннотация

Проведен краткий обзор практики применения физических методов исследования в лабораториях, включающих изучение состава и структуры химических соединений, а также при оценке наличия нефтепродуктов после аварийных ситуаций. Представлены методы, применяемые для подтверждения наличия нефтепродуктов в образцах воды и почвы после техногенных аварий.

Ключевые слова

Оптические спектры, инфракрасная спектроскопия, ультрафиолетовая спектроскопия, атомно-абсорбционная спектроскопия, ядерный магнитный резонанс, электронный парамагнитный резонанс.