Vliv dekontaminačních činidel na povrchy vybraných materiálů při pasivní a aktivní dekontaminaci vysoce toxických chemických látek

Markéta Weisheitelová

Doctoral thesis

Influence of decontamination agents on surfaces of selected materials during passive and active decontamination of highly toxic chemicals

Abstract:

Dekontaminace BCHL – bojových chemických látek byla po řadu let směřována pouze do sféry bojové a vojenské. V současnosti je ale třeba disponovat vhodnými prostředky a postupy i ve sféře civilní, kde zásah nebezpečnou chemickou látkou může z důvodu nepřipravenosti obyvatel způsobit daleko závažnější následky. Vývoj dekontaminačních postupů, informace o účinnosti dekontaminačních činidel a znalost vlivu dekontaminačních činidel na materiály je tedy nezbytnou součástí zvyšování připravenosti vochraně obyvatelstva před zasažením nebezpečnými chemickými látkami. Jelikož nikdy nelze vyloučit havárii či jiný způsob kontaminace lidí a prostředí látkami CBRN, je nutné provádět dekontaminaci. Základem pro dekontaminaci je vytvořit program dekontaminace tak, aby dekontaminace byla bezpečná a nákladově efektivní. Chemická dekontaminace je široce využívána kvůli rychlosti a ceně. Metody však kladou velké nároky na znalosti a schopnosti techniků z oblasti chemie. Používání koncentrovanějších roztoků snižuje čas dekontaminace a zvyšuje dekontaminační účinnost. Chemická dekontaminace se dá použít i na složité geometrie povrchu, ale selhává na porózních površích. Disertační práce pojednává o problematice vlivu dekontaminačních látek na povrchy odmořovaných materiálů a to jak kontaminovanými vysoce toxickými látkami - aktivní dekontaminace, tak i nekontaminovanými vysoce toxickými látkami - pasivní dekontaminace. Znalost tohoto vlivu může upozornit na nutnost volby jiného materiálu či úpravy povrchu vybraného materiálu, a může vést ke snižování nákladů a k rychlému návratu kontaminovaných osob a zařízení do běžného života a provozu. Dále se zaměřuje na možnost využití Biocharu - produktu pyrolýzy odpadu po fermentačním procesu biomasy, ověření schopnosti Biocharu sorbovat nežádoucí látky a na přípravu nanotextilního kompozitu Biocharu vhodného pro sorpční materiál a pro ochranné materiály a na nanomateriály. Nanomateriály se vyskytují zejména ve formě nanočástic či mikronových částic s nanopóry. Takovéto částice je však nutné uchytit do struktury, aby se daly použít v praxi pro nejrůznější aplikace. Jednou z metod je uchycení částic mezi vlákna tak, aby nedocházelo k jejich uvolňování a zároveň byly zachovány jejich vlastnosti. Toho lze dosáhnout kombinací naprašování částic přímo do zvlákňovacího procesu jako je například melt-blown nebo elektrostatické zvlákňování, případně kombinace obojího. Tímto způsobem je možné vytvořit zcela unikátní kompozitní materiál, který lze následně kombinovat s dalšími v závislosti na jeho použití. Biochar; aktivní a pasivní dekontaminace; sorpce.

Abstract:

The decontamination of CWA - chemical warfare agents has been directed only for the military and the military sphere for many years. At present, it is necessary to have appropriate means and procedures in the civil sphere, where interference with a dangerous chemical can cause far more serious consequences due to unpreparedness of the population. The development of decontamination procedures, information on the effectiveness of decontamination agents and knowledge of the effect of decontamination agents on materials is therefore an essential part of increasing preparedness to protect the population from being hit by hazardous chemicals. Since it is never possible to exclude a crash or other manner of contamination of humans and the environment with CBRN substances, decontamination is required. The basis for decontamination is to create a decontamination program so that decontamination is safe and cost-effective. Chemical decontamination is widely used due to speed and price. The methods, however, place great demands on the knowledge and abilities of chemists. Using more concentrated solutions reduces decontamination time and increases decontamination efficiency. Chemical decontamination can be used for complex geometry of the surface but fails on porous surfaces Thesis deals with the problems of decontamination substances on the surface of demineralized materials, both by contaminated highly toxic substances - active decontamination and non-contaminated highly toxic substances - passive decontamination. Knowledge of this influence may point to the necessity of selecting another material or the surface of the selected material. And it can lead to cost savings and the rapid return of contaminated persons and equipment to normal life and traffic. It also focuses on the possibility of using Biochar - the product of the pyrolysis of the waste after the fermentation process of the biomass, the verification of Biocharge's ability to sorb undesirable substances and the preparation of Biochar nanotextile composite suitable for sorption material and for protective materials and nanomaterials. Nanomaterials occur in particular in the form of nanoparticles or nanoparticles of micron particles. However, such particles need to be attached to the structure so that they can be used in practice for a variety of applications. One method is to hold the particles between the fibers so that they do not release and retain their properties. This can be achieved by combining particle spraying directly into a spinning process such as melt-blown or electrostatic spinning, or a combination of both. In this way, it is possible to create a completely unique composite material which can then be combined with others depending on its use.

Keywords

Biochar, aktivní a pasivní dekontaminace, sorpce.

Keywords

Biochar, passive and active decontamination, sorption.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 2. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 21. 5. 2019
• Supervisor: Karel Klouda
• Reader: Milan Oravec, Vladimír Pitschmann, Aleš Dudáček

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta bezpečnostního inženýrství

Doctoral programme / field:
Požární ochrana a průmyslová bezpečnost / Požární ochrana a bezpečnost