CC BY
45
bryg. dr hab. inz. Andrzej MIZERSKI1
PIANY JAKO NOSNIKI CHEMICZNYCH SRODKOW NEUTRALIZACJI SKAZEN
Foams as carriers of chemicals for neutralizing contamination
Streszczenie
W przypadku likwidacji resztkowych skazen, nie dajicych si§ usun^c metodami mechanicznymi i fizycznymi, wygodnym w stosowaniu srodkiem mogi byc piany dekontaminacyjne. W odroznieniu od roztworow odkazajicych mogi dlugo utrzymywac si§ na powierzchniach pionowych, ukosnych i stropach. Wazni zaleti praktyczni stosowania pian jest ich widocznosc, a to szczegolnie istotne przy wykonywaniu zabiegow na duzych powierzchniach i konstrukcjach przestrzennych. Piany dekontaminacyjne mozna wytwarzac, korzystajic z dost^pnych na rynku urzidzen i specjalnych preparatow. Na ogol aktywne srodki chemiczne dodawane si do roztworow specjalnych koncentratow pianotworczych. Na uwag§ zasluguji koncentraty na bazie surfaktantow kationowych, o dobrych wlasciwosciach biobojczych, nawet bez specjalnych dodatkow. Takie piany bylyby przydatne np. podczas dzialan zwi^zanych z likwidacji ognisk ptasiej grypy w 2007 r., gdy odkazano kurniki o duzej kubaturze. Koniecznosc przeprowadzania zabiegow dekontaminacyjnych w duzej skali zdarza si§ na szcz^scie rzadko, wi§c utrzymywanie specjalnych urzidzen i preparatow do wytwarzania aktywnych pian zwykle nie jest konieczne. Mozna jednak wytwarzac stosunkowo trwale piany dekontaminacyjne, uzywajic standardowych srodkow pianotworczych typu S oraz latwo dost^pnych substancji o charakterze kwasow, zasad i utleniaczy, za pomoci sprz^tu pianowego stosowanego w dzialaniach gasniczych. Badania potwierdzily skutecznosc takich pian przy usuwaniu skazen chemicznych i biologicznych.
Summary
In case of liquidation of residual pollution which can not be removed by mechanical and physical methods, comfortable in the use can be decontaminating foams. In contrast to the solutions of disinfecting, foams may remain long on surfaces: vertical, inclined and ceilings. Important practical advantage of the use of foams is their visibility, which is especially important when operations are performing on large surfaces and spatial constructions. Decontaminating foams can be prepared by using commercially available equipment and special preparations. Generally active chemical agents are added to the solution of special foam concentrates. Especially noteworthy are concentrates based on cationic surfactants with good biocidal properties, even without the special additives. These foams could be useful for example during operations decommissioning outbreaks of avian influenza in 2007, when a large volume chicken coops were disinfected. Necessity of carrying out the decontamination operations on a large scale occurs fortunately rarely thus maintaining the special equipment and preparations for the production of active foam is usually not appropriate. You can, however, produce relatively stable decontaminating foams, using standard S-foaming agents, and easily available substances as acids, bases and oxidizing agents, using foam equipment used in fire-fighting operations. The research confirmed the effectiveness of such foams in removing chemical and biological pollution.
Slowa kluczowe: dekontaminacja, srodki pianotworcze, piany, utleniacze; Keywords: decontamination, foaming agents, foams, oxidisers;
Wprowadzenie
Trudnym wyzwaniem dla strazy pozarnych si dzialania zwiizane z likwidacji skutkow uwolnienia szkodliwych i niebezpiecznych substancji, w wyni-ku awarii przemyslowych, kolizji i katastrof trans-portowych lub dzialan celowych. Od kilkunastu lat istnieje zagrozenie atakami terrorystycznymi z uzy-ciem bojowych srodkow chemicznych i broni bio-logicznej. Na przelomie lat 2001-2002 mialy miej-sce przypadki celowego zanieczyszczania pomiesz-
1 prof. SGSP, Szkola Glowna Sluzby Pozarniczej
czen i przesylek pocztowych przetrwalnikami wi-glika. Ubocznym efektem tych incydentow byly cz^ste interwencje strazy pozarnych, zwiizane z po-dejrzeniem skazenia biologicznego. Sluzby ratowni-cze musialy si^ wi^c przygotowac do rozpoznawa-nia i likwidacji skazen substancjami toksycznymi, patogenami i materialami radioaktywnymi, wskutek dzialan sabotazowych lub terrorystycznych. Roz-win^ly si^ techniki detekcji, techniczne i chemiczne srodki sluzice do usuwania i likwidacji zanie-czyszczen. Wi^kszy jest zasob wiedzy o metodach
identyfikacji skazenia, ocenie zagrozen, oraz sposo-bach usuwania uwolnionych substancji, a takze de-kontaminacji ludzi, sprzçtu i terenu. Dekontamina-cjç ludzi i sprzçtu prowadzi siç w kontrolowanych warunkach, na wydzielonej powierzchni lub w za-mkniçtych pomieszczeniach. Natomiast dekontami-nacja terenu lub pomieszczen wymaga nie tylko po-siadania odpowiednich srodkôw technicznych i che-micznych, ale takze obecnosci ekspertôw, poniewaz nie zawsze mozna przewidziec zachowania siç nie-bezpiecznej substancji w okreslonych warunkach i trzeba szybko reagowac na nieprzewidziane sytu-acje. Wsrôd sposobôw aplikacji srodkow likwida-cji skazen pod uwagç brac nalezy takze piany, po-zarniczy sprzçt oraz srodki pianotwôrcze srodki ga-snicze. Piany, ktôre wykazuj^ aktywnosc chemiczn^. lub biobôjcz^, nazywane s^ pianami dekontamina-cyjnymi. Piany, ktôre s^ aktywne chemicznie, zwy-kle wykazuj^. takze dzialanie biobôjcze.
Korzysci wynikajqce ze stosowania pian dekontaminacyjnych
Wiçkszosc substancji aktywnych chemicznie lub biologicznie stosowana jest w postaci roztwo-row wodnych. Mozna je wiçc podawac rozproszo-nymi prçdami przy uzyciu powszechnie dostçpnych urz^dzen nisko- lub wysokocisnieniowych. Wiçkszosc skazenia zostaje wôwczas zmyta z odkazanej powierzchni i reakcje zachodz^. w cieczy na pozio-mym podlozu. Aby miec pewnosc skutecznego dzia-lania, roztwory dekontaminacyjne stosuje siç w nad-miarze.
Uzywaj^c pian do dekontaminacji, szczegôlnie podczas dzialan na duz^. skalç, mozna oczekiwac oczywistych korzysci. W porôwnaniu z roztworami, piany znacznie dluzej utrzymuj^. siç na powierzch-niach pionowych i stropach. Zapewnia to przedlu-zony kontakt skazenia z odkazalnikiem. Mozna tez oczekiwac zmniejszenia zuzycia do likwidacji skazen srodkôw chemicznych, ktôre same s^ na ogôl substancjami niebezpiecznymi. Przebieg dekonta-minacji moze byc latwo kontrolowany dziçki do-brej widocznosci miejsca naniesienia piany, co jest znacznie trudniejsze w przypadku stosowania roz-tworôw. Zawarte w pianie surfaktanty ulatwiaj^. usu-wanie skazenia z powierzchni, szczegôlnie w przy-padku substancji nierozpuszczalnych w wodzie. Warstwa piany zabezpiecza przed przedostawaniem siç do atmosfery par likwidowanej substancji.
Piany dekontaminacyjne mozna stosowac za-rôwno do odkazania duzych powierzchni pozio-mych, jak i rozbudowanych konstrukcji. Jednak wy-magane wlasciwosci pian dla obu tych przypadkôw s^. inne.
Przy pokrywaniu powierzchni poziomych pia-na powinna miec dobrç plynnosc i czas zaniku nie krôtszy niz godzina. Takie wlasciwosci maj^. tzw. piany srednie, otrzymywane z uzyciem wytwornic.
Za pomoc^. jednego pr^du pianowego o wydajnosci 200 dm3/min roztworu pianotwôrczego mozna wy-tworzyc w ci^gu minuty do 15 m3 piany, co pozwala pokryc powierzchniç 150 m2 warstwy o grubosci 10 cm. Z takiej warstwy piany, w ci^gu godziny stop-niowo wydzieli siç do 1,3 dm3 roztworu na kazdy m2, co l^cznie daje warstewkç roztworu o grubosci 1,3 mm. Jest to ilosc zblizona do nanoszonej w for-mie roztworu, pr^dem rozproszonym.
W przypadku koniecznosci odkazania powierzchni pionowych, stropôw i konstrukcji wymagana jest dobra przyczepnosc piany i trwalosc wyzsza, niz ta dla pian stosowanych do odkazania powierzchni poziomych. Odpowiednia tez musi byc energia stru-mienia piany, by mogla ona dotrzec do trudno do-stçpnych miejsc. Takie cechy posiadaj^. m.in. piany CAFS (Compressed Air Foam System). W przypadku pian wytwarzanych z roztworôw syntetycznych surfaktantôw, wzrost stabilnosci idzie w parze ze wzrostem przyczepnosci do powierzchni. Zbyt gru-ba warstwa piany naniesiona na powierzchniç pio-now^ bçdzie splywala. Mozliwe jest utrzymywa-nie siç warstwy drobnopçcherzykowej piany CAFS
0 grubosci 2-3 cm. Musi to byc piana o niezbyt duzej liczbie spienienia2, aby zapewnic odpowiedni^ ilosc roztworu kontaktuj^cego siç ze skazon^ powierzchni^.
Wytwarzanie pian dekontaminacyjnych
Badania nad pianami dekontaminacyjnymi trwa-j^. od kilkunastu lat, chociaz jeszcze wczesniej byly przedmiotem zainteresowania militarnych sluzb obrony przeciwchemicznej. Obecnie oferowane s^. na rynku zarôwno specjalne preparaty pianotwôrcze
1 stosowane do nich dodatki, jak i przenosne oraz przewozne urz^dzenia do wytwarzania pian. Jednak sytuacje, w ktôrych konieczne lub celowe byloby stosowanie pian dekontaminacyjnych w duzej skali, rzadko maj^. miejsce. W Polsce w latach 2006-2007 wykryto ponad 10 ognisk ptasiej grypy. Zlikwido-wano wôwczas kilka ferm kurzych, co zwi^zane bylo z wybiciem ptactwa i odkazeniem kurnikôw. Wlasnie w takich przypadkach celowe byloby zasto-sowanie pian dekontaminacyjnych, zamiast klasycz-nych metod odkazania roztworami wodnymi.
Do wytwarzania pian dekontaminacyjnych naj-wygodniej jest stosowac standardowe, uniwersal-ne srodki pianotwôrcze typu S, jakimi dysponuj^. wszystkie jednostki ratowniczo-gasnicze PSP. Jed-nostki posiadaj^ce sprzçt do wytwarzania pian ci-snieniowych (CAFS) maj^. takze srodki pianotwôrcze klasy A, dostarczane przez dystrybutora wraz ze sprzçtem. Z tych srodkôw mozna takze wytwarzac piany w szerokim zakresie liczb spienienia. Naj-wazniejszym problemem bçdzie odpornosc pian na dodatki typowych srodkôw stosowanych w dziala-
2 Liczba spienienia jest to stosunek objçtosci piany do ob-jçtosci zawartego w niej roztworu.
powietrze
\ -JCE-
........................................................t' * ■ ' ■ 'VYTi'P.........................f^tfeaa
piana . B piana JH
^^ I ...... ^r^^r L^™1
powietrze
Ryc. 1. Pridownica pianowa wg PN-EN 1568 (do badan laboratoryjnych) Fig. 1. Foam nozzle according to PN-EN 1568 (for laboratory tests)
niach dekontaminacyjnych. Sq nimi przede wszyst-kim kwasy, wodorotlenki i utleniacze.
Glownymi skladnikami pianotworczych srodkow gasniczych typu S i klasy A sq, surfaktanty anionowe, ktore sq silniej aktywne powierzchnio-wo w srodowisku zasadowym niz kwasnym. Jed-nak oprocz surfaktantow srodki pianotworcze za-wierajq inne skladniki i ich wzajemne oddzialywa-nie moze zmieniac siç z odczynem roztworu. Jed-nym z takich skladnikow jest mocznik - najbardziej popularny dodatek o wlasciwosciach hydrotropo-wych. Hydrolizuje on zarowno w srodowisku kwasnym jak i zasadowym. Zmiany jego stçzenia w roz-tworach mogq wplywac na wzajemnq rozpuszczal-nosc pozostalych skladnikow roztworow, a przez to na zdolnosci pianotworcze i trwalosc wytworzonych pian. W przypadku pian wytwarzanych za pomo-cq tego samego urzqdzenia, wraz ze zmniejszeniem zdolnosci pianotworczej (liczby spienienia) obniza siç tez trwalosc pian. Jezeli jednak juz po wytwo-rzeniu pian zmiany w roztworach (w blonkach pç-cherzykow) nadal zachodzq, wydzielone z roztworu nierozpuszczalne skladniki mogq stabilizowac pç-cherzyki, wskutek czego piany o nizszych liczbach spienienia bçdq stosunkowo trwale.
Od kilku lat w Zakladzie Srodkow Gasniczych SGSP prowadzone sq badania nad wytwarzaniem i wlasciwosciami pian dekontaminacyjnych. Miçdzy innymi badano takze wplyw kwasow i wodorotlen-kow na wlasciwosci pian typu S i klasy A. Na ryc. 2 i 3 pokazano wplyw pH roztworow pianotworczych na liczby spienienia pian wytworzonych z roztworow wybranych srodkow pianotworczych (ryc. 2) i ich wartosci polowkowe3 (ryc. 3) [1, 2, 3]. Do spo-rzqdzania roztworow srodkow pianotworczych typu S, oznaczonych jako S1 i S2 oraz klasy A, oznaczo-nych jako A1 i A2, stosowano wodç wodociqgowq oraz roztwory kwasu chlorowodorowego oraz wo-dorotlenku sodu, oba o stçzeniu 0,01 mol/dm3 w wo-dzie wodociqgowej. Piany wytwarzano za pomo-cq prqdownicy laboratoryjnej wedlug PN-EN 1568 (ryc. 1), przy cisnieniu roztworu 0,7 MPa.
3 Wartosc polowkowa piany jest to liczony w minutach czas wydzielenia z piany polowy poczqtkowej zawartosci roztworu pianotworczego.
■ A2 DS1 DS2
Ryc. 2. Wplyw kwasu chlorowodorowego (pH = 1) i wodorotlenku sodu (pH = 13) na zdolnosci pianotworcze srodkow pianotworczych [2] Fig. 2. Effect of hydrochloric acid (pH = 1) and sodium hydroxide (pH = 13) on the foamability of foaming agents [2]
m
7 13 pH
■ A2 DS1 DS2
Ryc. 3. Wplyw kwasu chlorowodorowego (pH = 1)
i wodorotlenku sodu (pH = 13) na zdolnosci
pianotworcze srodkow pianotworczych [2] Fig. 3. Effect of hydrochloric acid (pH = 1) and sodium hydroxide (pH = 13) on the stability of foams [2]
Jak widac na rycinach 2 i 3 zdolnosci pianotworcze roztworow kwasnych i zasadowych si nieco niz-sze w porownaniu z roztworami oboj?tnymi. Silniej -szy okazal si? wplyw wodorotlenku sodu, ale liczby spienienia zmniejszyly si? tylko o okolo 10% w porownaniu z roztworami oboj?tnymi. Z kolei za-kwaszenie roztworow mialo wi?kszy wplyw na sta-bilnosc pian niz alkalizacja. Jednak mimo silnych zmian kwasowosci roztworow pianotworczych, wlasciwosci pian, nawet najsilniej reagujicych na dodatki, si akceptowalne z punktu widzenia zasto-
sowan do dzialan dekontaminacyjnych przy zabie-gach prowadzonych na powierzchniach poziomych.
Wiçkszego wplywu na wlasciwosci pian moz-na oczekiwac po dodatkach utleniaczy. Powszech-nie dostçpnymi na rynku utleniaczami, stosowanymi takze w dzialaniach ratowniczych strazy pozarnych, s^. podchloryn sodu i nadtlenek wodoru.
Podchloryn sodu stosowany jest do dekonta-minacji resztkowych skazen chemicznych oraz jako srodek biobôjczy. Dostçpny jest w postaci roztworu zawieraj^cego 15-20% NaOCl. Do likwidacji skazen chemicznych stosowane s^ zwykle dosc wyso-kie stçzenia (2-6%), jednak gdy zostanie zapewnio-ny odpowiednio dlugi czas kontaktu skazenia z utle-niaczem, stçzenie mozna obnizyc nawet do 0,5%. Przy takim stçzeniu roztwory wykazuji wlasciwo-sci biobôjcze. W 2001 roku w USA podczas rzeczy-wistych dzialan zwi^zanych z likwidacji skazenia przetrwalnikami w^glika uzywano typowych wy-bielaczy przeznaczonych dla zastosowan w gospo-darstwach domowych, po dziesiçciokrotnym roz-cienczeniu i zneutralizowaniu zasadowego odczy-nu roztworu. Koncowe stçzenie podchlorynu sodu - 0,5-0,6% okazalo siç wystarczaj^ce do skutecz-nego odkazenia [4]. Korzystne jest lekkie zakwa-szenie roztworu, gdyz przy pH = 4-5 w roztworze przewaza slabo zdysocjowany kwas podchlorawy (chlorowy +1), ktôry sposrôd trzech znajduj^cych siç w roztworze postaci chloru ma najwyzszy standar-dowy potencjal redukcji (E0) [5]:
HClO + H+ + 2e~ = Cl- + H2O (E0 = 1,49 V)
CL + 2e~ = 2Cl-
(E0 = 1,36 V)
ClO- + H2O + 2e- = Cl- + 2OH- (E0 = 0,89 V)
Krzyw^ rôwnowagi rôznych postaci chloru w roztworach wodnych w zaleznosci od pH pokaza-no na ryc. 4 [6].
Ryc. 4. Rôwnowaga w roztworach podchlorynôw w zaleznosci od odczynu roztworôw [6] Fig. 4. Equilibrium in hypochlorite solutions, depending on the pH of the solutions [6]
Nadtlenek wodoru jest silnym srodkiem bio-bôjczym i utleniaczem. Jest dostçpny w postaci roz-
tworu wodnego o st^zeniu 30% o nazwie perhydrol oraz w roztworach bardziej rozcienczonych, stoso-wanych do usuwania plam i do celow dezynfekcyj-nych. W formie stalej, w postaci peroxyhydratow z w^glanem i nadboranem sodu oraz mocznikiem, wykorzystywany jest w chemii gospodarczej jako wybielacz i srodek dezynfekcyjny oraz jako utle-niacz w syntezie organicznej. Silne zdolnosci utle-niaj^ce wykazuje w srodowisku kwasnym:
H2O2 + 2H+ + 2e~ = 2H2O (E0 = 1,77 V)
oraz w obecnosci aktywatorow, ktorymi s^. naj-cz^sciej sole zelaza. Spowodowane jest to tworze-niem w tych warunkach rodnikow hydroksylowych, w wyniku reakcji [7]:
Fe2+ + H2O2 ^ Fe3+ + •OH + OH-Fe3+ + H2O2 ^ Fe2+ + •OOH + H+
Potencjal redoks rodnika hydroksylowego jest znacznie wyzszy od potencjalu nadtlenku wodoru (E0 = 2,80 V). Silniejszym utleniaczem jest tyl-ko fluor [5].
Nadtlenek wodoru bywa stosowany do oczyszcza-nia skazonych gleb, gdyz ulatwia przemian^ chemicz-n^ skazen w latwiej biodegradowalne zwi^zki [8].
Do wytwarzania pian z dodatkami utleniaczy wykorzystywano urz^dzenie pokazane na ryc. 5. Umozliwia ono wytwarzanie bardzo trwalych pian drobnop^cherzykowych. Jedynym regulowanym pa-rametrem pracy urz^dzenia jest doplyw powietrza, ustalony w tym przypadku na 600 dm3/h, przy nadci-snieniu 0,05 MPa. W takich warunkach otrzymywa-no jednorodne piany o liczbach spienienia 20 ^ 40.
Ryc. 5. Laboratoryjny generator pian drobnop^cherzykowych [9] Fig. 5. Laboratory generator of the fine-bubble foams [9]
Badano 2 srodki pianotworcze typu S i 2 kla-sy A. Na ryc. 6 i 7 pokazano wplyw utleniaczy na, odpowiednio, zdolnosci pianotworcze charaktery-zowane liczb^ spienienia i trwalosc pian okreslan^ przez wartosc 25%4.
4 Wartosc 25% piany jest to wyrazony w minutach czas wydzielenia z piany 25% pocz^tkowej zawartosci roztworu.
Ryc. 6. Wplyw dodatkow utleniaczy na zdolnosci pianotworcze koncentratow poZarniczych [2] Fig. 6. Effect of the additives of oxidants on the foamability of the foaming agents [2]
Ryc. 7. Wplyw dodatkow utleniaczy na trwalosc pian
wytworzonych z koncentratow poZarniczych [2] Fig. 7. Effect of the additives of oxidants on the stability of foams [2]
Dodatek 3% nadtlenku wodoru praktycznie nie zmienia ani wlasciwosci pianotworczych, ani trwa-losci pian. We wczesniejszych badaniach [9] stabil-ne piany wytwarzano takZe z roztworow pianotworczych zawieraj^cych 6% nadtlenku wodoru.
Wyrazny wplyw na wlasciwosci roztworow pianotworczych i pian wywieraj^ dodatki podchlory-nu sodu. Glown^ przyczyn^ nie s^ raczej utleniaj^-ce wlasciwosci podchlorynu, lecz dodatkowa obec-nosc w handlowych koncentratach podchlorynu sil-nych elektrolitow (NaCl, NaOH), ktore w nadmia-rze obniZaj^ zdolnosci pianotworcze surfaktantow jonowych oraz trwalosc pian. Roztwor 3-proc. mo-delowego anionowego koncentratu pianotworczego (20% dodecylosiarczanu sodu, 25% butylokarbito-lu i 2% dodekanolu) ma przewodnictwo wlasciwe 1,05 mS/cm, a z dodatkiem 0,5% NaOCl - 17,0 mS/ cm [10].
Roztwory zawieraj^ce 3% nadtlenku wodoru lub 0,5% podchlorynu sodu maj^ dobre wlasciwosci bakteriobojcze. Piany dekontaminacyjne o takiej zawartosci tych utleniaczy moglyby byc stosowane
z powodzeniem do likwidacji skazen biologicznych. Potwierdzono to w badaniach na bakteriach Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus hirae, Escherichia coli i Staphylococcus ureus. Wyniki badan przepro-wadzonych w 2012 r. w Zakladzie Srodkow Gasni-czych (J. Jakubiec, B. Krol, A. Mizerski, S. Neffe, M. Sobolewski), przy wspolpracy z Panstwowym Zakladem Higieny, s^ jeszcze przedmiotem analizy i opracowania. Uzyskano wymagane, normatywne dla preparatow biobojczych redukcje bakterii przy roznych wariantach kontaktu piany dekontamina-cyjnej ze skazon^ powierzchni^ (pionowa scianka i strop).
3-proc. roztwor nadtlenku wodoru nie jest sku-teczny w stosunku do przetrwalnikowych form bakterii. Dopiero st?zenia powyzej 10% mog^ byc stosowane w dzialaniach biobojczych [11]. Jednak w obecnosci surfaktantow kationowych, ktore ulat-wiaj^ perforacj? protein powloki ochronnej sporow, utleniacz latwiej moze dostac si? do wn?trza komo-rek, dzi?ki czemu st?zenie nadtlenku wodoru moze byc znacznie obnizone. Surfaktanty kationowe same wykazuj^ niekiedy znaczn^ aktywnosc biobojcz^. S^ glownymi skladnikami kilku specjalnych preparatow do wytwarzania pian dekontaminacyjnych, w ktorych czynnikiem biobojczym jest nadtlenek wodoru w stosunkowo niskich st?zeniach. Przy wy-sokiej trwalosci pian osiqgni?to wysok^ aktywnosc biobojcz^ w stosunku do sporow wqglika (10-mi-lionowa redukcja w ciqgu godziny) [12]. Przepro-wadzone badania [10] potwierdzily mozliwosc wytwarzania pian kationowych o wysokiej stabilnosci, na bazie aktywnych biologicznie surfaktantow. Surfaktanty kationowe maj^ wprawdzie gorsze zdolnosci pianotworcze od anionowych, ale piany s^ sta-bilniejsze. Wad^ ich s^ slabe zdolnosci zwilzaj^-ce, szczegolnie w stosunku do naladowanych po-wierzchni polarnych.
Zarowno 3-proc. roztwor H2O2, jak i 0,5% za-sadowy roztwor NaOCl nie maj^ silnych wlasciwosci utleniaj^cych. W dzialaniach ratowniczych sto-sowanie silnych utleniaczy nalezy wykluczyc, ze wzgl?du na trudne do przewidzenia skutki i mozliwosc wtornych skazen. Dekontaminacja terenu, du-zych obiektow i infrastruktury w zalozeniu odbywa si? jednak w sytuacji, gdy do likwidacji zostanie tyl-ko resztkowa cz?sc skazenia. Wowczas nawet ni-skie st?zenie utleniacza, przy dlugim czasie kontaktu ze skazeniem, jaki zapewnia piana, powinno byc wystarczaj^ce. Roznica skutecznosci dekontami-nacji roztworami wodnymi i pianami jest wyrazna w przypadku powierzchni porowatych, co jest zwi^-zane z lepszymi zdolnosciami penetracyjnymi roz-tworow zawieraj^cych surfaktanty. Potwierdzono to w badaniach, w ktorych material porowaty nasyco-ny wodnym roztworem barwnika organicznego kon-taktowano z roztworem 3-proc. nadtlenku wodoru i 0,5-proc. roztworem podchlorynu sodu oraz z pia-
nami i odpowiednimi roztworami srodkow pianotworczych, zawierajqcych takie same stçzenia utleniaczy. Metodq spektrofotometrycznq mierzono zmiany stçzenia barwnika (ryc. 8) [10].
woda roztwör pianotwörczy piana
I_и 0,5 % NaOCI
Ryc. 8. Wydajnosc utleniania barwnika w przestrzeni
porowatej [10] Fig. 8. The effectiveness of the oxidation of dye in the porous space [10]
Jak widac, w przypadku podchlorynu sodu, sku-tecznosc utleniania przy uzyciu piany byla okolo 6-krotnie wyzsza w porownaniu z roztworami wod-nymi, a w przypadku nadtlenku wodoru - 3,5-krot-nie wyzsza. W tym przypadku najlepsze efekty utleniania uzyskano przy uzyciu roztworow srodkow pianotworczych zawierajqcych utleniacze. Nieco gorszq wydajnosc utleniania pianami mozna tluma-czyc malq szybkosciq transportu roztworu z blonek stabilnej piany do powierzchni stalej.
Podsumowanie
W rynkowej ofercie sprzçtowej obecne sq prze-nosne i przewozne urzqdzenia do wytwarzania pian dekontaminacyjnych. Przeznaczone sq one do wy-konywania zabiegow na niewielkich powierzchniach i obiektach. Niewqtpliwie stosowanie pian dekontaminacyjnych ma zalety, ale w dzialaniach w niewielkiej skali nie jest niezbçdne. Taki sam efekt mozna bez trudu osiqgnqc, stosujqc roztwory dekontaminacyjne z dodatkami surfaktantow, poda-wane rozproszonymi prqdami. Dla jednostek ratow-niczo-gasniczych zakup dodatkowych specjalnych urzqdzen moze byc klopotliwy. Dodatkowo wyma-gajq one umiejçtnej obslugi, konserwacji, serwisu, specjalnych preparatow pianotworczych i dekontaminacyjnych, ktore po pewnym czasie muszq zostac wymienione.
Sq przypadki, gdy odkazanie trzeba przeprowa-dzic na duzym terenie, w obiektach o duzej kubatu-rze lub konstrukcji. Piany, dziçki dobrej widoczno-sci i zdolnosci do utrzymywania siç na powierzchniach pionowych, mogq byc bardzo uzytecznym nosnikiem srodkow zwalczania skazen. Nie trzeba jednak kupowac w tym celu specjalnych, wysoko-wydajnych urzqdzen. Wykorzystac mozna pozarni-czy sprzçt gasniczy, pianotworcze srodki gasnicze
i dostçpne na rynku, uzywane powszechnie w prze-mysle i chemii gospodarczej stçzone koncentraty srodkow utleniajqcych i biobojczych.
Przeprowadzone dotychczas badania wskazujq na mozliwosci wytwarzania pian z roztworow pianotworczych srodkow gasniczych z dodatkami substancji sluzqcych do likwidacji skazen chemicznych i biologicznych. Jednak nie wszystkie urzqdzenia pozarnicze mozna tu rekomendowac. Piany ciçz-kie sq wrazliwe na dodatki utleniaczy, a szczegol-nie na techniczny podchloryn sodu. Jednak wlasnie takie piany, jako szybko splywajqce, najmniej na-dajq siç do takich zastosowan. Wrazliwe na dodatki sq tez piany srednie, ale wytworzone piany dekontaminacyjne majq akceptowalne wlasciwosci (licz-ba spienienia i trwalosc) i mogq byc z powodzeniem stosowane do pokrywania odkazanych powierzchni poziomych. Do pokrywania powierzchni pionowych i stropow nadajq siç piany wytwarzane za po-mocq urzqdzen cisnieniowych. Wsrod posiadanych przez straze pozarne urzqdzen, tylko CAFS zapew-niajq odpowiednie wlasciwosci pian i wystarczajqcq wydajnosc i zasiçg rzutu pian.
Literatura
1. Mizerski A., Sobolewski M., Krol B., Langner M., Firefighting foams for carrying of neutralizing and decontaminating substances. Influence of strong acids and bases, DEKONTAM 2007, Ostrava 2007.
2. Mizerski A., Sobolewski M., Krol B., Neffe S., Mozliwosci wykorzystania srodkow pianotworczych i sprzçtupozarniczego do wytwarzaniapian dekontaminacyjnych", XXIII Miçdzynarodo-wa Konferencja Naukowo-Techniczna „Ochro-na ludnosci przed skutkami nadzwyczajnych za-grozen - EKOMILITARIS 2009", Zakopane, 8-11.09.2009.
3. Mizerski A., Possibility of use of extinguishing foaming agents for generating the decontamination foams, 10th International Conference MODERN BUILDING MATERIALS, STRUCTURES AND TECHNIQUES, Wilno 2010.
4. Compilation of Available Data on Building Decontamination Alternatives, EPA/600/R-05/036, 03.2005.
5. http://tabelechemiczne.chemicalforum.eu/po-tencjal-rx.html;
6. Lucentini L., Dezynfekcja systemow dostarczania wody w zakresie Legionelli, http://www.gis.gov. pl/ppt/dhs/warsztaty/lucentini_pl.ppt (2007 r).
7. Neyens E., Baeyens J., A review of classic Fen-ton's peroxidation as an advanced oxidation technique, Journal of Hazardous Materials, B, 98 (2003).
8. C.W. Jones, Applications of Hydrogen Peroxide and Derivatives, RSC, UK, 1999. http://bo-oks.google.pl/books?id=QLePlhTsE0oC&print-
■ 5% H202
sec=frontcover&hl=pl&source=gbs_ge_sum-mary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false
9. Ciosk A., Mizerski A., Badanie mozliwosci za-stosowania pianotworczych srodkow gasniczych do wytwarzania pian dekontaminacyjnych, „Ze-szyty Naukowe SGSP", 2007.
10. Mizerski A., Examination of properties of foams intended for liquidation of chemical and biological contamination, Ostrava 2009.
11. Zeglinski J., Stabilizacja nadtlenku wodoru w kserozelu krzemionkowym - badanie oddziafy-wan skiadnikow kompozytu i jego charakterysty-ka, Gdansk, 2006.
12. Raport techniczny firmy MODEC, http://www. deconsolutions.com
bryg. dr hab. inz. Andrzej Mizerski, prof. SGSP,
absolwent Wydzialu Chemicznego Politechniki
Warszawskiej (1975 r.), specjalnosc - lekka synte-
za organiczna W 2000 r. doktorat w Wojskowej Aka-
demii Technicznej, na Wydziale Inzynierii, Chemii
i Fizyki Technicznej, w dyscyplinie chemia, specjalnosc fizykochemia powierzchni. W 2009 r. habilitacja w dziedzinie Inzynieria bezpie-czenstwa pozarowego w Wyzszej Szkole Gôrniczej - Uniwersytecie Technicznym, Ostrawa. W pozarnictwie pracuje od 1976 r. Do 1981 r. Wyz-sza Oficerska Szkola Pozarnicza, od 1982 r. do chwi-li obecnej Szkola Glôwna Sluzby Pozarniczej. W latach 1992 - 2000 byl konsultantem - chemi-kiem Komendy Wojewôdzkiej PSP, uczestnicz^c we wszystkich akcjach ratownictwa chemicznego I zmiany Jednostki Ratowniczo Gasniczej nr 6 w Warszawie.
W dorobku zawodowym ma kilkadziesi^t publikacji i referatôw na konferencjach naukowych, trzy pod-rçczniki SGSP, w tym jeden przetlumaczony na jç-zyk czeski, zrealizowane trzy projekty badawcze, 7 tematôw w ramach statutowej dzialalnosci Uczel-ni, udzial w projektach celowych. Wykonal kilka-dziesi^t prac dla zleceniodawcôw zewnçtrznych, w tym trzy zakonczone wdrozeniem.
