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Nachweis und Entgiftung
Die Ziele dieser Gruppe sind Erarbeitung, Erhaltung und Erweiterung von Fachkompetenz auf den Gebieten Nachweis und Entgiftung chemischer Kampfstoffe zum Schutz von Lebewesen und Material vor den Auswirkungen von Chemiewaffen. Dazu setzen wir praktische Messungen mit Kampfstoffen und Simulationsmitteln, Literaturstudien und auch theoretische Arbeiten ein. Um unsere Ressourcen optimal zu verwenden, pflegen wir gute Zusammenarbeit mit Partnerlabors in Deutschland, Finnland, Schweden, der Tschechischen Republik und den USA.
Nachweis
Der rechtzeitige Nachweis von Chemiewaffen ermöglicht es, Vergiftungen zu vermeiden. Chemische Kampfstoffe können mit Hilfe von Geräten mit enzymatischen, chemischen oder physikalischen Messmethoden nachgewiesen werden. Übersichtsartikel zu den verschiedenen Nachweismethoden finden Sie in den Referenzen (1) und (2).
Ein wichtiger Aspekt dieses Gebietes ist die Charakterisierung solcher C-Nachweisgeräte bezüglich Empfindlichkeit auf chemische Kampfstoffe bei verschiedenen Messbedingungen. Zu diesem Zwecke bauten wir drei Messapparaturen auf (Bild), welche genaue Konzentrationen der Kampfstoffe Tabun, Sarin, Soman, VX, Yperit und Lewisit bei verschiedenen Luftfeuchtigkeiten erzeugen können. Eigenschaften und Validierung der Apparaturen sind in Referenzen (3, 4, 5) beschrieben. Von ähnlicher Bedeutung ist auch die Erfassung der Empfindlichkeit der Geräte auf Störstoffe, welche die Nachweise beeinflussen und welche mit denselben Apparaturen oder in natürlichen Umgebungen gemessen werden können.Eine vierte Anlage wurde zusätzlich gebaut für toxische Industriechemikalien, welche im Zusammenhang mit Unfällen und Terrorakten an Bedeutung gewinnen.
- Teilansicht Messapparatur
Auf den vier Anlagen wurden Instrumente für den C-Nachweis und die C-Analyse evaluiert, von welchen die besten in das neue ABC-Aufklärungsfahrzeug eingebaut werden (6).
Verschiedene Geräte-Hersteller haben unsere Prüfstände für Messungen an ihren C-Nachweisgeräten benutzt. Zusätzlich zu diesen praktischen Arbeiten verfolgen wir die Fachliteratur auf dem ganzen Gebiet des instrumentellen C-Nachweises einschliesslich der chemischen Sensoren (7) und der C-Fernerkundung (Remote Sensing, 8). Bezüglich Fernerkundung konnten wir im Rahmen der Euro 08 ein von der Berufsfeuerwehr Mannheim (D) ausgeliehenes passives FTIR-System (SIGIS II) sowohl mit Labormessungen als auch im praktischen Einsatz charakterisieren (9).
Um schwerflüchtige Schadstoffe ohne Berührung nachzuweisen, finanzieren wir ein Forschungsprojekt mit dem IAP der Uni Bern auf dem Gebiet Oberflächenspektroskopie.
Entgiftung
- Entgiftung eines Panzers mit CASCAD-Schaum
Entgiftung bedeutet die Zerstörung chemischer Kampfstoffe mit dem Ziel, die Vergiftung von Lebewesen und Material sowie die Verschleppung chemischer Kampfstoffe zu verhindern.
Zur Entgiftung kleiner Objekte wie z.B. Waffen und Fahrzeuge wurde früher die Entgiftungslösung 85 (DS-2) eingesetzt. Diese ist wohl sehr wirksam gegen alle bekannten Kampfstoffe, aber indessen äusserst korrosiv und löst z.B. Farbanstriche oder zerstört empfindliche Geräte.
Im Rahmen der ABC-Abwehr XXI sind Entgiftungssysteme für kleine und grosse Objekte beschafft worden, welche auf wesentlich weniger aggressiven Chemikalien basieren. Evaluiert wurden dazu Entgiftungslösungen, -emulsionen und -schäume (10); als bestes Dekontaminationsmittel wurde der CASCAD-Schaum gekauft (Bild).
Abdecken von flüssigen Gefahrgutquellen mit Schaum
Bei einem Ereignis mit Gefahrstoffen ist es gut möglich, dass die Feuerwehr als erste am Schadenplatz auf eine flüssige Gefahrgutquelle stösst, welche schädliche Dämpfe verbreitet. Mit Schaum der Ersteinsatzkräfte kann eine solche Quelle innert Sekunden abgedeckt und die Dampf¬ausbreitung unterbunden werden. Damit wird eine Gefährdung durch giftige Dämpfe massiv verringert. Durch eine geschlossene Schaumdecke gesichert, kann eine Gefahrgutquelle belassen werden bis zur Neutralisierung durch ein Spezialteam. Wir haben untersucht, ob eine solche Massnahme auch für chemische Kampfstoffe angewendet werden kann. Dazu wurden in einem Labormodell für eine Auswahl von Gefahrstoffen und Schäumen die Durchbruchszeiten von Dämpfen durch Schaumdecken verschiedener Dicke erfasst. Zusätzlich wurde abgeklärt, ob durch das Auftragen von Schaum die flüssige Gefahrstoffquelle zusätzlich verteilt würde. Die acht gemessenen Löschschäume sind ein (nicht abschliessender) Querschnitt durch Schäume, die in der Schweiz eingesetzt werden. Als Vergleich wurde der für die Armee beschaffte Entgiftungsschaum CASCAD gemessen. Als Gefahrstoffe wurden die chemischen Kampfstoffe Sarin, Soman und Yperit gemessen. Als Simulationsmittel dienten Methylsalicylat und Dimethylmethylphosphonat. Messungen mit Schäumen sind nicht einfach. Trotzdem ist es gelungen, für die gemessenen Gefahrstoffe Schäume zu finden, welche mehr oder weniger geeignet sind, solche Quellen abzudecken. Der spezielle Entgiftungsschaum CASCAD scheint am besten geeignet, eine Quelle abzudecken, weil er am längsten stehen bleibt und Aktivchlor enthält. Ein weiteres Resultat besteht darin, dass durch das Auftragen von Schaum eine flüssige Gefahrstoffquelle nicht zusätzlich verteilt wird. Weiter ist offensichtlich, dass jeder Schaum die Verdampfung von Gefahrstoff besser reduziert als kein Schaum. (11)
Simulationsmittel
Zu Ausbildungszwecken wurden zwei ungiftige Simulationsmittel für chemische Kampfstoffe (12, 13) entwickelt, welche realistische Entgiftungsübungen erlauben, bei denen der Erfolg mit dem C-Nachweisgerät 97 direkt gemessen werden kann. Auch auf diesem Gebiet verfolgen wir die Fachliteratur und führen eine gut unterhaltene Dokumentation.
Gasförmige Vergiftung
Die Auswirkungen von gasförmigen chemischen Kampfstoffen auf das Innere von öffentlichen Gebäuden sind weitgehend unbekannt. Sie sind indessen von grosser Bedeutung, da sie im Gegensatz zu einer flüssigen Vergiftung, welche in der Regel nur sehr lokal wirkt, via Lüftungsanlagen und andere Konvektionen das ganze Gebäude betreffen. Insbesondere ist es heute völlig unklar, inwieweit verschiedene Baumaterialien von den relativ geringen Mengen Kampfstoff im Gaszustand vorübergehend oder nachhaltig kontaminiert werden. An diesem Befund orientiert sich eine allfällige Entgiftung: Je nach dem genügt eine starke Lüftung eines Gebäudeteils, oder es müssen Teile mit herkömmlichen Entgiftungsmitteln behandelt oder sogar abgebrochen werden.
Das Thema wird weltweit nur sehr vereinzelt und kaum systematisch untersucht. Wir haben mit Messungen von Aufnahme und Abgabe von gasförmigem Sarin an Gipsplatten und Keramikplättchen begonnen und mit verschiedenen Messmethoden konsistente und interessante Resultate erhalten. Nach Beratung durch einen Architekten haben wir repräsentative Muster von Baumaterialien erworben, mit welchen unsere Messungen durch ein Partnerlabor im Rahmen eines Forschungprojektes fortgesetzt werden.
Literatur
(1) W. Aue: Detecting and monitoring chemical warfare agents and other toxic chemicals: A Review (LS 2002-02)
(2) W. Aue, F. Guidetti: Recent developments in chemical detection (LS 2006-02)
(3) W. Aue, F. Guidetti: Validation of the chemical agent vapor generator KAA 01 (LS 2001-23)
(4) W. Aue, F. Guidetti: Validierung der Kampfstoffanreicherungsapparatur KAA 03 für GA, GB und L1 (LN AA 2009-09)
(5) W. Aue, F. Guidetti: Installation and Validation of the VX vapor generator KAA 06 (LN AA 2009-01)
(6) W. Aue: Beurteilung von C-Nachweis- und Analyseninstrumenten zum Einbau in das ABC Aufklärungsfahrzeug, Stand 31.3.2007 (LN AA 2007-01)
(7) R. Zenobi: Chemische Sensoren zur raschen Detektion von chemischen Kampfstoffen (ACLS 9722)
(8) R. Zenobi: Remote Sensing von chemischen Kampfstoffen (ACLS 9526)
(9) W. Aue: Scanning Infrared Gas Imaging System SIGIS II: Short validation of Detection Limits (LS 2008-07)
(10) W. Aue, F. Guidetti: Live agent decontamination field trials with HD, THD, VX, GD and TGD: Comparison of three decontamination chemicals on seven materials (LS 2003-14)
(11) W. Aue, F. Guidetti: Covering sources of toxic vapors with foam (LS 2009-06)
(12) W. Aue, P. Trachsler: Verhalten und Entgiftung des Hautgiftsimulationsmittels HSim auf verschiedenen Materialien (ACLS 2000-13)
(13) W. Aue, F. Guidetti, B. Menzi: Das Nervengiftsimulationsmittel GSim (LN AA 2009-05)
|Leitung:

Dr. Christophe Curty
Mitarbeitende:
- Michael Arnold
- Dr. Anna-Barbara Gerber
- Fausto Guidetti