СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ХИМИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Горбовский А. Д.

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ХИМИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

В статье выделены основные проблемы в области обеспечения химической безопасности, обозначены пути решения. Наибольшую опасность для жизни и здоровья людей представляют техногенные аварии на химически опасных объектах. Долгосрочные последствия имеет проблема затопленного химического оружия в морях и океанах. Необходим контроль за новыми токсичными химикатами, которые используются в научных и медицинских целях, а также инкапа-ситантами, которые применяются в правоохранительной деятельности.

Ключевые слова: химическая безопасность, отравляющее вещество, инкапаситант, химически опасный объект, техногенная авария, затопленное химическое оружие.

Химическую безопасность можно отнести к одной из составляющих национальной безопасности. Химическая безопасность включает защиту от химического оружия, предотвращение и ликвидацию техногенных аварий на опасных химических производствах, недопущение и снижение последствий террористических актов с использованием токсичных веществ, а также предотвращение опасного воздействия последствий заражения окружающей среды на здоровье населения.

Безусловно, уровень химической безопасности постоянно меняется в зависимости от научно-технического прогресса как в отношении появления новых рисков и опасных факторов химического воздействия на здоровье людей, так и возможностей создания методов и технических средств, позволяющих исключить или существенно снизить эти опасные воздействия, а также ликвидировать их последствия.

Развитие химической промышленности, биотехнологий, фармакологии и медицины обусловлено появлением новых токсичных веществ, ростом объёма промышленного производства необходимых для экономики токсичных химических веществ, что увеличивает риск их опасного воздействия на здоровье людей при техногенных авариях. В современных условиях нельзя исключать возможность террористических актов на опасных химических производствах, последствия которых могут быть сравнимы с применением химического оружия. Деятельность крупных производств, рост их количества и производительности объективно приводит к постепенному выбросу многих токсичных химикатов, опасность воздействия которых на здоровье населения часто выявляется спустя многие годы и даже десятилетия. Наконец, несмотря на Конвенцию о запрещении химического оружия, существует опасность применения токсичных химикатов при террористических актах, в вооружённых конфликтах и войнах.

Представляется необходимым рассмотреть наиболее актуальные проблемы химической безопасности в современных условиях.

ВЫПОЛНЕНИЕ КОНВЕНЦИИ О ЗАПРЕЩЕНИИ ХИМИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ

Конвенция о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и о его уничтожении (далее Конвенция), которая вступила в силу 29 апреля 1997 года, является бессрочным международным договором. Обязательствами Конвенции предусмотрено не только

прекращение всех видов деятельности в области химического оружия и уничтожения его запасов, но и создание условий для исключения появления и распространения новых видов этого оружия под строгим международным контролем [1]. В настоящее время участниками этого международного договора являются 190 государств мира, и осталось несколько стран, которые не ратифицировали Конвенцию и не выполняют её обязательства.

В течение 17 лет своего осуществления Конвенция продемонстрировала эффективность в процессе химического разоружения под контролем международной Организации по запрещению химического оружия (ОЗХО). В настоящее время большая часть существующих запасов химического оружия уничтожена, все объекты по его производству - ликвидированы. После завершения уничтожения всех запасов этого оружия в рамках Конвенции работа по обеспечению невозможности появления новых видов химического оружия, их распространения и использования должна быть продолжена.

В своё время, при разработке текста Конвенции, для применения методов контроля появилась необходимость составить конкретные списки химикатов, которые представляют опасность для человечества. Списки токсичных химикатов приведены в приложении к Конвенции. Оценка перечня этих химикатов свидетельствует, что он отвечает научно-техническим возможностям создания химического оружия вчерашнего дня и соответствует запасам химического оружия, объявленным в Конвенции государствами-обладателями 17 лет назад.

Поэтому Конвенция позволяет контролировать только ранее известные отравляющие вещества и их полупродукты, так как содержит процедуры контроля, которые ограничивают проверку перечнем традиционных химикатов. Положения Конвенции не могут обеспечить эффективный международный контроль за появлением новых видов химического оружия и их распространением. Весь процесс, начиная от синтеза новых химикатов, разработки средств их применения, производства и накопления запасов, остаётся вне контроля ОЗХО.

Последние достижения научно-технического прогресса создали новые условия, которые усложняют международный контроль за химическим разоружением [2]. К настоящему времени выявлены следующие основные тенденции, которые требуют серьёзного внимания для реализации Конвенции в ближайшем будущем:

- синтез новых токсичных химикатов, не отражённых в списках Конвенции;

- получение новых инкапаситантов, причиняющих временный вред человеку.

Известно, что в целях, не запрещённых Конвенцией, во многих научно-исследовательских центрах мира ежегодно синтезируются сотни новых токсичных веществ, в том числе высокотоксичных с нетрадиционными механизмами поражающего действия. И все они не входят в списки химикатов Конвенции, поэтому не подлежат контролю. Большинство таких химикатов не может быть использовано для создания химического оружия. Но в химической промышленности внедряются гибкие производственные линии, которые в короткий

КоНВЕНЦИЯ о ЗАПРЕЩЕНИИ ХИМИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ -БЕССРОЧНЫЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ договор. Действует с 1997 года. Объединяет 190 СТРАН-УЧАСТНИЦ

Организация по запрещению ХИМИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ (ОЗХО) - МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ, ОСУЩЕСТВЛЯЮЩАЯ КОНТРОЛЬ ЗА СОБЛЮДЕНИЕМ Конвенции. В 2013 ГОДУ ОЗХО НАГРАЖДЕНА Нобелевской премией мира. Штаб-квартира расположена в Гааге (Нидерланды)

срок можно перепрофилировать для производства любой химической продукции.

Важным положением Конвенции является основное определение «химическое оружие», которое охватывает все токсичные химикаты и их прекурсоры, включая не только существующие химикаты, но также и новые формы, которые ещё не синтезированы [1]. Однако установленные Конвенцией процедуры проверки не обеспечивают возможность использования этого критерия при осуществлении инспекций ОЗХО. Процедуры проверки объектов инспекции предусматривают определение только списочных химикатов. Поэтому необходимо периодически дополнять списки запрещенных химикатов, уточнять перечень химических заводов для инспекций, расширить возможности ОЗхО по проведению проверок: сегодня можно проверить немногим более ста объектов в год, а в мире их десятки тысяч.

Следующая проблема, которая требует самого серьёзного внимания, относится к токсичным веществам: речь идёт о так называемых инкапаситантах, которые приводят к временному поражению людей. Эти вещества могут быть использованы как средство ведения войны при решении тактических боевых задач. Положения Конвенции по указанным химикатам имеют целый ряд противоречий.

В соответствии c Конвенцией, правоохранительная деятельность, которая предполагает применение токсичных химикатов, не запрещена. Процедуры Конвенции не требуют их объявления и проверки. При такой ситуации широкий спектр токсичных химикатов исключается из международного контроля. В настоящее время эффективность этих средств находится на уровне современного химического оружия. В соответствии с основным определением, эти средства являются химическим оружием, однако установить этот факт можно только после их применения в боевых условиях.

Поскольку большинство международных экспертов считает, что инкапа-

ситанты представляют угрозу для целей Конвенции, то контроль за их использованием должен осуществляться аналогично другим списочным токсичным химикатам. Несмотря на то, что данная проблема обсуждается мировой научной общественностью более десяти лет, практических решений по этому вопросу до настоящего времени не принято [3].

В настоящее время требуется создать условия для того, чтобы ОЗХО смогла контролировать на объектах проверки новые токсичные химикаты и инкапаси-танты, а также проверять выполнение обязательств государств-участников по запрещению разработки, производства и накопления новых видов химического оружия. В противном случае невозможно обеспечить химическую безопасность при террористических актах или вооружённых конфликтах от неизвестных токсичных химикатов, в том числе защиту от их опасного воздействия и лечение поражённых людей.

ТЕХНОГЕННЫЕ АВАРИИ НА ОПАСНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВАХ

Наиболее опасными технологическими катастрофами, которые могут привести к массовому отравлению и гибели людей, животных и растений, значительному экономическому ущербу и тяжелым экологическим последствиям, являются крупные аварии на химических опасных объектах. Такие аварии в большинстве случаев вызваны нарушениями установленных норм и правил проектирования, строительства и реконструкции предприятий, нарушением технологии производства, правил эксплуатации оборудования, машин и механизмов, аппаратов и реакторов, низкой трудовой и технологической дисциплиной. Для понимания того, насколько опасны такие аварии для населения, достаточно вспомнить случай в индийском посёлке Бхопал

в 1984 году. В результате аварии в течение короткого времени произошёл выброс 42 тонн ядовитого вещества. Более 200 тысяч людей получили поражения различной степени тяжести, в том числе 3 тысячи человек умерли в течение короткого времени после аварии.

Проблема промышленной безопасности значительно обострилась с появлением крупномасштабных химических производств. Основу химической промышленности составили производства непрерывного цикла, производительность которых не имеет, по существу, естественных ограничений и обусловлена значительными экономическими преимуществами крупных установок. Как следствие, возрастает содержание опасных веществ в технологических аппаратах, что сопровождается существенным повышением риска катастрофических пожаров, взрывов, токсических выбросов и других разрушительных явлений.

Наибольшую опасность при техногенных авариях представляет выброс в атмосферу значительного количества токсичных химикатов, которые несут угрозу жизни и здоровью населения, проживающего в районе размещения этих предприятий. Крупнейшими производителями или потребителями ядовитых веществ являются предприятия чёрной и цветной металлургии, машиностроительной, оборонной, целлюлозно-бумажной, медицинской промышленности, сельского хозяйства, объекты пищевой, в частности, молочной промышленности, а также кондитерские фабрики, пивные заводы, мясокомбинаты, станции водоочистки и овощные базы. Тысячи тонн ядовитых веществ ежедневно перевозят различными видами транспорта, перекачивают по трубопроводам. Все названные объекты различных отраслей экономики химически опасны. В перечень

Наиболее распространённые ОпАСНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ вещества: Аммиак

Ацетонциангидрин Сернистый ангидрид Сероводород Соляная кислота Фосген хлорциан Фтористый водород Хлор

наиболее распространённых опасных промышленных веществ входят следующие химикаты: хлор, аммиак, соляная кислота, ацетонциангидрин, фтористый водород, сернистый ангидрид, сероводород, фосген хлорциан. Отравление организма этими химикатами крайне опасно для здоровья и в тяжёлых случаях ведёт к летальному исходу.

Критерием опасности для населения выступает потенциальная глубина распространения заражённого облака паров ядовитых веществ, которое может быть выброшено в атмосферу при аварии. Для экспресс-оценки глубины распространения заражённого облака паров ядовитых веществ можно использовать простую формулу, полученную путём аппроксимации результатов расчётов численным методом:

Г= 0,32

Г

х 0,57

60

V "1У

где Г - глубина распространения примеси паров при изотермии для заданной дозы Д50, км; и1 - скорость ветра на высоте 1 метр, м/с; Т - параметр, пропорциональный количеству потенциальных поражающих доз токсичного вещества в атмосфере, вычисляемый по формуле:

Т = М„

А Д

'50

где Мв - наибольшая масса токсичного вещества, которая может находиться на хранении или производстве на предприятии или в ходе перевозки транспортом, кг; В1 - доля токсичного вещества, которая может перейти в атмосферу в виде пара или мелкодисперсного аэрозоля; Д50 - поражающая ингаляционная

доза для заданной степени (предельно допустимая, лёгкая, средняя, тяжёлая), мг-мин/л.

При других степенях вертикальной устойчивости атмосферы используется поправочный коэффициент: для конвекции глубины уменьшается в 1,5-2 раза, для инверсии - увеличивается в 2-3 раза [4].

Для эффективного планирования действий служб обеспечения безопасности и ликвидации последствий возможных техногенных аварий представляется целесообразным ввести три категории опасности химических объектов:

- 1-я категория: глубина распространения предельно допустимых концентраций токсичного вещества не превышает размеров технической зоны предприятия;

- 2-я категория: глубина распространения предельно допустимых концентраций токсичного вещества не превышает расстояние до жилой зоны;

- 3-я категория: глубина распространения опасных концентраций токсичного вещества для человека превышает расстояние до жилой зоны населения при неблагоприятных метеорологических условиях (скорость ветра 1 м/с, инверсия).

Предприятия, получившие соответствующую категорию по характеру своей работы и наличию определённого количества токсичного химиката, должны заранее предусмотреть защитные мероприятия, приобрести необходимое оборудование и разработать план ликвидации последствий аварии в случае её возникновения.

При аварии на объекте 1-й категории проводится оповещение персонала предприятия, ликвидация последствий осуществляется специально предназначенной группой специалистов с использованием технических средств.

В случае аварии на объекте 2-й категории проводится оповещение населения, осуществляется постоянный мониторинг жилой зоны, выполняются мероприятия по ликвидации последствий.

При аварии на объекте 3-й категории проводятся мероприятия для за-

щиты населения, предусмотренные для данного случая, в том числе оперативное оповещение, выдача противогазов, а при необходимости - эвакуация людей в безопасные районы.

Эффективность мероприятий по обеспечению безопасности персонала химического предприятия и проживающего в районе его нахождения населения в случае техногенной аварии напрямую зависит от предусмотренных планов действия, подготовленных групп специалистов и наличия необходимых технических средств для ликвидации последствий аварии.

ПРОБЛЕМА ЗАТОПЛЕННОГО ХИМИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ В МОРЯХ И ОКЕАНАХ

В прошлом столетии в различных регионах мира в морях и океанах было затоплено огромное количество химического оружия (общее количество отравляющих веществ составляет несколько сотен тысяч тонн). Зоны затопления находятся в Тихом океане -у берегов Японии, США, Австралии, Новой Каледонии, в районах Гавайских, Филиппинских и Алеутских островов; в Атлантическом океане, Северном и Балтийском, Средиземном, а также Аравийском морях.

В Балтийском море находятся две зоны затопления трофейных химических боеприпасов Германии: 1 тысяча тонн отравляющих веществ (далее ОВ) у острова Готланд, 12 тысяч тонн ОВ - у острова Борнхольм. В проливе Скагеррак (между Балтийским и Северным морями) -более 50 тысяч тонн ОВ.

Со времени затопления химического оружия в Балтийском море прошло более 65 лет. Корпуса химических боеприпасов подвергались коррозии и под действием морской воды постепенно разрушались. Процесс вскрытия тонкостенных химических боеприпасов начался через 20 лет

после затопления и будет продолжаться до 200 лет для артиллерийских снарядов. Высвобождаемые ОВ вступают в реакцию с морской водой и образуют широкий набор веществ с различной токсичностью. Время полного опорожнения ОВ из боеприпасов после разгерметизации составляет от 10 до 25 лет, что зависит от их объёма. А время гидролиза растворённого ОВ в морской воде не превышает нескольких суток. Следовательно, в воде распространяются уже не отравляющие вещества, а продукты их разложения, которые длительное время могут оставаться в морской среде, потому что скорость обмена воды в придонном слое морей незначительна. Например, смена воды в Балтийском море происходит не менее чем за 30 лет.

За последнее время усилилась эксплуатация подводных природных ресурсов, включая добычу полезных ископаемых, рыболовство, а также расширение береговых зон для туризма. Несомненно, что такая деятельность в районах затопления химического оружия порождает опасность для людей и окружающей среды. Крайне необходимо предпринимать практические действия, исключающие опасное воздействие затопленного химического оружия. Некоторые страны, в том числе Япония и США, в некоторых районах осуществляют подъём затопленных химических боеприпасов и безопасное их уничтожение на специально оборудованных кораблях.

Резолюция Генеральной ассамблеи ООН Л/НБ8/65/149 от 20 декабря 2010 года подчёркивает необходимость принятия мер по проблемам в отношении отходов, образовавшихся от затопленных химических боеприпасов в мо-

ре, и повышения международного сотрудничества и обмена опытом и практическими знаниями [5].

Одним из последствий затопления химического оружия в морях и океанах является токсическое воздействие продуктов гидролиза отравляющих веществ, которые проникают в организм человека с морскими продуктами питания в течение всей жизни. Согласно предварительным результатам исследований, многие продукты гидролиза ОВ порождают в организме человека отдалённые цитогенетические эффекты, приводящие к онкологическим заболеваниям и генетическим изменениям, которые могут вызвать широкий спектр наследственных болезней у последующих поколений. Заболеваемость населения в зависимости от этих факторов может расти по мере накопления с годами в организме токсичных химикатов. Учитывая, что около 30 % населения Земли являются потенциальными потребителями морских продуктов питания из районов затопления химического оружия, проблема обеспечения безопасности населения становится глобальной.

Самой важной научной проблемой, которую необходимо решить в интересах безопасности людей, является установление минимальных доз химикатов, которые вызывают отдалённые цитогенети-ческие эффекты, в прогнозе на человека. Эта количественная характеристика позволит прогнозировать на любой временной период уровень возможной заболеваемости населения регионов, использующих морские продукты питания, которые имели контакт с заражённой морской средой.

Для контроля за содержанием опасных продуктов гидролиза ОВ в морских продуктах питания необходимо выявление уровня их

Эксплуатация подвод-

ных ресурсов (добыча

ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ,

рыболовство, туризм)

в районах затопления

химического оружия

1 опасна!

г ас

продукты гидролиза отравляющих веществ могут проникать в организм человека с морепродуктами и вызывать наследственные БОЛЕЗНИ

заражённости. Для этого следует создать недорогой и эффективный метод определения содержания токсичных химикатов в морепродуктах. Эта задача может быть решена с помощью иммуноферментного метода, который позволяет разработать простые и высокочувствительные средства обнаружения конкретного токсичного химиката в пробе, если его концентрация превышает установленную норму [6].

В 2011-14 годах страны Балтии осуществили международный проект Евросоюза «СЬешзеа». Проект предусматривает:

- определение характеристик зон затопления химического оружия;

- разработку карт нахождения химических боеприпасов на дне моря;

- химический мониторинг по обнаружению отравляющих веществ и продуктов их распада в морской воде;

- экологические исследования состояния морской флоры и фауны.

Однако данный проект не решает ключевых вопросов токсического воздействия продуктов гидролиза ОВ по пищевой цепи на организм человека [7].

Решение указанных научных проблем позволит оценить реальный масштаб опасности последствий затопленного химического оружия и приступить к проведению эффективных практических мероприятий по обеспечению безопасности населения, проживающего в близости от зон затопления химического оружия.

ЛИТЕРАТУРА

1. Федеральный закон от 5 ноября 1997 г. № 138-Ф3 «О ратификации Конвенции о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и его уничтожении».

2. Доклад Научно-консультативного совета ОЗХО о научно-технических достижениях (Первая конференция по рассмотрению действий Конвенции). - Нидерланды, Гаага, 2003.

3. Материалы 3-й конференции государств-участников по рассмотрению действия Конвенции. - Нидерланды, Гаага, 2008.

4. Берлянд М. Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1975.

5. Sixty-fifth session Second Committee General Assembly, A/RES/65/149, December 2010.

6. Горбовский А. Д. Методология оценки опасности последствий воздействия на окружающую среду химического оружия, затопленного в морях и океанах // Мат. Междунар. конф. - Польша, Сопот, 2011.

7. Finalizing of the report on dumped chemical munitions in the Baltic Sea, Helsinki commission. Denmark, Copenhagen, October 2012.

Gorbovsky A. MODERN PROBLEMS OF CHEMICAL SAFETY

Purpose. The main problems of chemical safety are considered in the article. They are as follows: protection against chemical weapons, prevention and elimination of emergencies at chemically dangerous objects, prevention of consequences of environmental pollution from the flooded chemical weapon. Alexander Gorbovsky - author of the article, member of the International scientific and advisory council for chemical safety - died on April 7, 2014.

Methods. The analysis of a current state of chemical safety problems shows the need for organizational and legal efforts from the participating countries of the Organization for prohibiting chemical weapon. It is proposed to use the method of spread depth of the infected cloud of toxic agents' vapors assessment, an immunofermental method for developing sensors of toxic chemicals in seafood.

Findings. The danger of using new toxic substances and incapacitants remains when the acts

of terrorism or armed conflicts occur nowadays. When technogenic accidents take place, the greatest danger is toxic chemicals emission in the atmosphere. One of the consequences of chemical weapon flooding in seas and oceans is toxic influence of products of poisonous gases hydrolysis which get inside a human body with seafood.

Research application field. Development and implementation of programs related to chemical safety provision in the countries and regions worldwide.

Conclusions. The problems of chemical safety, which mankind is facing aren't limited to chemical weapon destruction and these problems demand new decisions in the near-term outlook.

Key words: chemical safety, poisonous agent, incapacitant, chemically dangerous object, technogenic accident, flooded chemical weapon.

references

1. Federal law of the Russian Federation of November 5, 1997 no. 138 FZ "About ratification of the Convention on prohibition of development, production, accumulation and use of the chemical weapon and their destruction". Moscow, 1997. (in Russ.).

2. Report of the Scientific Advisory Council of the OPCW on scientific and technological achievements, First Review Conference of the Convention. The Hague, 2003.

3. Proc. of the Third conf. of participating countries on the Convention review. The Hague, 2008.

4. Berlyand M.E. Sovremennye problemy atmosfernoi diffuzii izagriazneniia atmosfery [Modern problems of atmospheric diffusion and atmosphere pollution]. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 1975. 448 p.

5. 65th session Second Committee General Assembly, A/RES/65/149, December 2010.

6. Gorbovsky A.D. Metodologiia otsenki opasnosti posledstvii vozdeistviia na okruzhaiushchuiu sredu khimicheskogo oruzhiia, zatoplennogo v moriakh i okeanakh, Materialy Mezhdunarodnoi konferentsii [Methodology of an assessment of danger of consequences of impact on environment of the chemical weapon flooded in the seas and oceans, Mat. of Inter. conf.]. Sopot, 2011.

7. Finalizing of the report on dumped chemical munitions in the Baltic Sea, Helsinki commission. Copenhagen, October 2012.

Alexander Gorbovsky

Doctor of Technical Sciences, Professor Expert of the Russian Green Cross, Moscow, Russia