CB050 Vojenská chemie, toxikologie a ochrana před vysoce toxickými látkami

Přírodovědecká fakulta
jaro 2010
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. Ing. Jiří Matoušek, DrSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Ivan Holoubek, CSc.
RECETOX – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jakub Hofman, Ph.D.
Rozvrh
Po 15:00–16:50 409-stara KAM1
Předpoklady
Doporučuje se absolvovat před tímto kurzem kurz speciální toxikologie CB040.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Na konci tohoto kursu bude student schopen:
- správně interpretovat základní pojmy vojenské chemie, toxikologie a ochrany
- charakterizovat principy chemické výzbroje, typy zdrojů, rozptylu a šíření oblaku
- diskutovat vliv environmentálních podmínek na chování kontaminantů
- definovat hlavní fyzikální, chemické a toxikologické vlastnosti otravných látek (OL)
- rozeznat vlastnosti zástupců hlavních skupin OL, tj. dráždivých, zneschopňujících, dusivých, obecně toxických, zpuchýřujících, nervově-paralytických látek a toxinů
- definovat prostředky fyzické osobní a kolektivní ochrany vojsk a obyvatelstva
- definovat metody a prostředky detekce a chemické kontroly OL a jiných látek
- definovat metody a prostředky dekontaminace osob, techniky a materiálu
- shrnout způsoby první pomoci včetně symptomatických a kauzálních antidot
- charakterizovat zásady ochrany obyvatelstva a integrovaného záchranného systému
- shrnout principy Úmluvy o zákazu chemických zbraní a stav jejího plnění
- diskutovat zdravotnické a environmentální problémy likvidace chemických zbraní
Osnova
  • *** Úvod. Vojenská chemie a toxikologie – širší a užší pojetí. Vývoj a použití chemických zbraní v historickém kontextu. Vývoj snah o zákaz chemických zbraní. Současné problémy válečného a teroristického použití chemických zbraní a toxických látek, ochrany vojsk a obyvatelstva.
  • *** Základní vlastnosti otravných látek a jejich dělení – podle způsobu použití, podle druhu převládajícího účinku, podle doby působení, podle cíle, podle chemických principů.Fyzikální vlastnosti – napětí nasyc. par, b.v., b.t., hutnota par, těkavost, rozpustnost, aj. Chemické vlastnosti – odolnost vůči hydrolýze, chemikáliím, materiálům, termická stálost aj. Toxické vlastnosti – vztah dávky (koncentrace ) a účinku, cesty vstupu do organismu, práhová (účinná, nesnesitelná, smrtelná) dávka (koncentrace), expozice, toxicitní součin.
  • *** Principy chemické výzbroje a použití chemických zbraní.Základní typy chemické výzbroje a způsoby použití – dělostřelecké a raketové prostředky, letecké pumy a rozstřikovače, binární technologie, pozemní miny, dýmovnice a aerosolové generátory, ostatní prostředky. Chování otravných látek podle agregátního stavu a způsobu použití, perzistence. Vliv meteorologických a topografických podmínek na použití a účinnost – stav přízemní vrstvy atmosféry (směr a rychlost větru, teplota vzduchu a půdy, vlhkost, vertikální stálost), srážky, členitost a pokrytí terénu.Šíření primárního a sekundárního oblaku pod vlivem způsobu použití, meteorologických a topografických podmínek.
  • *** Dráždivé a zneschopňující látky. Lakrimátory – Různé typy halogenderivátů se slznými účinky (ethylbromacetát, xylylbromid, brombenzylkyanid aj.), hloracetofenon (CN).Polyvalentní sensorická dráždidla – 2-chlorbenzalmalondinitril (CS), dibenzo(b,f)-1,4-oxazepin (CR). Sternity – fenyldichlorarsan (PD), difenylchlorarsan (DA), difenylkyanarsan (DC), adamsit (DM). Zneschopňující látky – psychicky zneschopňující látky (3-chinuklidinylbenzilát – QB, BZ),fyzicky zneschopňující látky (stafylokokový enterotoxin B aj.).
  • *** Všeobecně jedovaté látky. Kyanovodík (AC), chlorkyan (CK).
  • *** Dusivé látky. Fosgen (CG), difosgen (DP), chlorpikrin (PS), chlortrifluorid, perfluorisobuten.
  • *** Zpuchýřující látky. Methyldichlorarsan (MD), ethyldichlorarsan (ED), lewisit(y) (L), S-yperit (H, HD) a homology (Q, HT), N-yperity (HN-1,2,3), dichlorformaldoxim.
  • *** Nervově paralytické látky. Vývoj v kontextu s pesticidy. Deriváty fosforečné kyseliny – diisopropylfluorfosfát (DFP), tabun (GA). Deriváty fosfonové kyseliny - sarin (GB), soman (GD), cyklosin (GF). Deriváty thiolfosfonové kyseliny - VX, VR. Binární systémy - GB-2,VX-2. Komponenty (prekurzory) binárních systémů – DF, QL.
  • *** Toxiny. Přehled toxinů s potenciálním použitím - Neurotoxiny, enterotoxiny, cytotoxické a cytolytické toxiny, toxiny živočišného původu, toxiny rostlinného původu, mykotoxiny. *** Nové směry ve vývoji potenciálních chemických zbraní. Nové supertoxické letální látky, zneschopňující látky, kalmativa, alogogeny, vývojové tendence na pomezí chemických a biologických zbraní, přirozené a syntetické bioregulátory. Další látky podle aktualizovaných informací.
  • *** Metody a prostředky osobní a kolektivní ochrany. Základní technické principy a způsoby testování materiálů pro ochranné prostředky – filtrace, sorpce, penetrace. Základní konstrukční principy a způsoby testování ochranných prostředků – fyziologie dýchání, škodlivý prostor, zorné pole, ergonomie, přenos tepelné energie. Vojskové ochranné masky ČR – M-10, M-10M, OM-90. Civilní ochranné masky ČR pro dospělé – CM-3, CM-4, CM-5, CM-5M, (CM-5K, CM-5D, CM-5DM), CM-6. Dětské ochranné masky ČR – DM-1, CM-3h, DM-5. Dětské ochranné kazajky ČR – DK-62, DK-88. Dětské ochranné vaky ČR - DV-65, DV-75. Filtry pro ochranné masky a prostředky proti vojenským a průmyslovým škodlivinám. Vojskové ochranné oděvy ČR izolačního typu ČR - OPCH-75. Vojskové oděvy ČR pro jednorázové použití JP-75A, JP-90. Improvizované prostředky ochrany povrchu těla. Vojskový oděv filtračního typu ČR a jeho varianty - FOP-85 (POO), POO-A, FOP-90, FOP-95. Vojskový filtroventilační oděv ČR - OPCH-90. Izolační oděv CO ČR – SOO-CO. Filtroventilační oděv CO ČR – OPCH-90CO. Ochranný oděv pro nejtěžší podmínky – OPCH-90PO. Směry dalšího vývoje prostředků osobní ochrany. Kolektivní ochrana. Dočasné ochranné stavby. Stálé úkryty odolné a protiradiační (jednoho a dvojího určení). Konstrukční a ochranné prvky, filtrační a ventilační zařízení, testování. Improvizované úkryty.
  • *** Metody a prostředky detekce, monitorování, varování a chemické kontroly. Základní prostředky chemického průzkumu – CHP-71 a detekční trubičky, detekční papírky a pásky. Jednoduché ionizační monitory, monitory na principu iontové mobility– RAID aj. Automatické signalizátory – GSP-11, GSA-12, GO-27. Prostředky dálkové detekce – lidar. Přenosné laboratoře – PCHL-54, PCHL-90. Pojízdné laboratoře – ACHL-1, AL-1. Stacionární laboratoře CO, akreditované laboratoře OPCW.
  • *** Metody a prostředky dekontaminace osob, techniky, materiálu a objektů. Základní principy dekontaminace a jejich použitelnost s ohledem na objekty a materiály – mechanický (odkrytí, překrytí), fyzikální (smývání, sorpce, evaporace), chemický (základní chemické reakce vhodné pro dekontaminaci, chemikálie a směsi, dekontaminační roztoky a emulze, zdravotní rizika).Dekontaminace osob – prostředky primární dekontaminace vojsk (IPB-80) a CO (ZPJ-80). Sekundární dekontaminace zraněných osob (PCHB-90, PCHP-90). Sekundární dekontaminace nezraněného vojenského personálu (SDO), sekundární dekontaminace v civilních zařízeních. Dekontaminace osobních zbraní, drobné techniky a materiálu - UOS-1. Dekontaminace vozidla a střední techniky – AOS-1, AOS-2, OS-3. Prostředky hromadné dekontaminace mobilní techniky, jemné a citlivé techniky, materiálu, terénu, staveb a obsluh – ARS-12M, TZ-74, LINKA 82, ST-T815, ARS-90. Dekontaminace výstroje – PDP-1, 2, PMP. Dekontaminace a úprava vody v polních podmínkách – AUV-62, UV-2000 aj. Individuální úprava vody – Dikacid. Dekontaminace a úprava vody ve stacionárních zařízeních.
  • *** Metody a prostředky první pomoci , první a kvalifikované lékařské pomoci. Základní principy první pomoci a léčebně-odsunového systému vojsk a obyvatelstva při hromadných katastrofách. Výbava vojsk pro první pomoc. Výbava CO pro první pomoc – ZPJ-80. Antidota typu anticholinergik (parasympatikolytik) – atropin, benactyzin aj. Antidota typu reaktivátorů acetylcholinesterázy – toxogonin (obidoxim), trimedoxim, methoxim, HI-6. Antidotní prostředky první pomoci při zasažení nervově-paralytickými látkami – Laické injekční stříkačky (Antidotum A), Autoinjektory Astra, GAI (s řešením náplně pro ruční použití v CO), AtroPen, ComboPen aj. Antidotní prostředky pro profylaktické použití (Panpal) a pro kvalifikovanou lékařskou pomoc (Fosan, Chonol, Renol, Antiva).
  • *** Organizace ochrany obyvatelstva a Integrovaný záchranný systém ČR Základní legislativní a operativní údaje o současné organizaci CO ČR a Integrovaném záchranném systému (IZS) a jeho prvcích. Základní úkoly ochrany obyvatelstva (prevence, varování, ochrana, evakuace, ukrytí, likvidace následků), síly a prostředky.
  • Chemické odzbrojení v kontextu úsilí o regulaci a zákaz zbraní hromadného ničení. Základní etapy úsilí o zákaz chemických zbraní - Petrohradská deklarace (1868). Bruselská deklarace (1874). Haagské deklarace a úmluvy (1899, 1907). Ženevský protokol o zákazu válečného použití dusivých a jiných jedovatých plynů a bakteriologických metod vedení války (1925) a jeho nové aplikace v systému OSN. Postupimská dohoda (1945). Multilaterální jednání o ZHN na půdě OSN. Nejdůležitější multilaterální a bilaterální (USA – SSSR, RF) úmluvy o omezení zejména jaderných zbraní, zvláště Smlouva o nešíření jaderných zbraní (1968). Úmluva o zákazu vývoje, výroby a hromadění bakteriologických (biologických) zbraní a o jejich zničení (1972) a probíhající jednání o zpřísnění jejího režimu.
  • *** Úmluva o úplném a všeobecném zákazu chemických zbraní a její implementace. Podrobný výklad Úmluvy o zákazu vývoje, výroby, hromadění a použití chemických zbraní a o jejich zničení (1993) – nejlépe vypracovaný funkční odzbrojovací dokument. Podrobné objasnění obsahu a závazků smluvních stran. Stav a perspektivy plnění.
  • *** Zdravotní a environmentální aspekty likvidace chemických zbraní. Zkušeností se způsoby likvidace chemických zbraní, používanými do 70. let (spalování na otevřených ohništích, zakopání a potopení v mořích , likvidace výbuchem) a s jejich environmentálními důsledky na dnes známých lokalitách. Rozbor deklarovaných zásob chemických zbraní u jejich držitelů, včetně starých nálezů a zanechaných chemických zbraní a jejich vlivu na životní prostředí. Vyvíjené a provozované technologie likvidace chemických zbraní - technologické, zdravotní a environmentální aspekty.
Literatura
  • MATOUŠEK J.: Health and environmental zhreats associated with the destruction of chemical weapons. In: Annals of the New York Academy of Sciences, vol. 1076, 2006, pp 549 – 558.
  • MATOUŠEK J., URBAN I., LINHART P.: CBRN: Detection and Monitoring, Physical Protection, Decontamination (in Czech). SPBI Ostrava 2009.
  • MATOUŠEK J., LINHART P. : CBRN: Chemical Weapons (in Czech). SPBI, Ostrava 2005
  • Organisation for the Prohibition of the Chemical Weapons (OPCW): Actual materials on chemical weapons and chemical disarmament: http//: www.opcw.org.
  • UNO: Convention on the Prohibition of the Development, Production, Stockpiling and Use of Chemical Weapons and on Their Destruction. UNO, New York 1993.
  • MATOUŠEK J., BENEDÍK J., LINHART P.: CBRN: Biological Weapons (in Czech). SPBI, Ostrava 2007
  • MATOUŠEK J., MIKA O., VIČAR D.: New Threats of Terrorism: CBRN Terrorism (on Czech), University of Defence, Brno 2005.
  • PITCHMAN V.: History of Chemical Warfare (in Czech). MS Line, Prague 1999.
  • MATOUŠEK J.: Chemical Weapons / Chemical Warfare Agents. SÚJB, Prague – SÚJCHBO, Příbram – SPBI , Ostrava 2008.
  • MATOUŠEK, Jiří. The dangerous heredity of former chemical arsenals: Sea-dumped and earth-buried chemical weapons and toxic armament waste in the Baltic Region. INES Newsletter. 2004, roč. 46, č. 1, s. 9-14. info
  • PATOČKA, Jiří. Vojenská toxikologie. 1. vyd. Praha: Grada, 2004, 178 s. ISBN 8024706083. info
Výukové metody
Přednášky jsou vedeny interaktivní formou s podporou audiovizuálních pomůcek (především zpětné projekce) a autentických ukázek materiálu a prostředků detekce, ochrany a dekontaminace. Studentům jsou kladeny časté otázky k rozvoji kritického myšlení a jsou vybízeni ke kladení dotazů a k diskusi o přednášené tématice. Důraz je položen na vztah chemických a toxikologických vlastností a mechanismů s principy detekce, fyzické a zdravotnické ochrany a likvidace následků jak mírových mimořádných událostí s uvolněním vysoce toxických látek, tak použití chemických zbraní ve válečných konfliktech a při teroristických úderech, jakož i propojení problémů chemického odzbrojení a chemické bezpečnosti.
Metody hodnocení
Návštěva přednášek není (v souladu se studijním řádem) povinná, je však zdůvodněně doporučená pro dosažení efektu shora uvedených výukových metod k splnění výukových cílů a rovněž vzhledem k mimořádné příležitosti seznámit se s ojedinělou tématikou, která není prakticky nikde ve světě v programu výuky na civilních univerzitách. Při přednáškách je ověřováno pochopení látky z minulé lekce. Konečné hodnocení probíhá formou individuální ústní zkoušky se 4 rozsáhlými otázkami ze všech 4 tématických okruhů, vyžadujícími ucelenou strukturovanou odpověď a s řadou doplňkových otázek k ověření hloubky znalostí a schopností, požadovaných v cílech předmětu, zejména schopnosti aplikace při řešení technických a zdravotnických problémů prevence, ochrany, záchrany a likvidace následků modelových situací při mimořádných událostech s únikem vysoce toxických látek včetně použití chemických zbraní v ozbrojených konfliktech a chemického terorismu.
Informace učitele
Prof. Jiří Matoušek, DSc, Dipl.Eng.; RECETOX, Faculty of Science, Masaryk University; Kamenice 126/3; CZ-625 00 Brno; Czechia
Phone: +420 549 492 860; Fax: +420 549 492 840; E-mail: matousek@recetox.muni.cz; http://www.recetox.muni.cz.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, jaro 2011.