E0370 Chemická bezpečnost a hazardní materiály

Přírodovědecká fakulta
jaro 2021
Rozsah
2/1/0. 3 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
Ing. Pavel Častulík, CSc. (přednášející)
Garance
doc. RNDr. Pavel Čupr, Ph.D.
RECETOX – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Pavel Čupr, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: RECETOX – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Po 1. 3. až Pá 14. 5. Po 15:00–17:50 D29/252-RCX1
Předpoklady
Znalosti základů obecné chemie, obecné biologie, biochemie. Předmět je volitelný pro studenty mateřských oborů v různém stupni studia, tak i mimo mateřské obory; (např. všeobecné lékařství, urgentní medicína a medicína katastrof, sportovní a pedagogické studium, aj.).
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Cíle předmětu
Po absolvování tohoto předmětu bude student schopen: • Reprodukovat klasifikaci hazardních materiálů a jejich hlavní fyzikální, chemické a toxikologické vlastnosti s důrazem na chemické látky, včetně biologických a radiologických látek; • Pochopit a diskutovat zásady chemické, biologické a radiační bezpečnosti, zásady a legislativní opatřeních a mezinárodní dohody na zvyšování chemické, biologické a radiační bezpečnosti. • Diskutovat dopady a analyzovat zásady ochrany zdraví a životů osob a monitorování ekosystémů v souvislosti s havarijními událostmi přírodního a antropogenního původu; • Popsat zásady v připravenosti, prevenci, provádění zásahů a odstraňování následků událostí spojených s havarijním a úmyslným (teroristickým) použitím chemikálií a dalších hazardních materiálů (biologické, radiologické a výbušné); • Popsat metody a prostředky detekce, identifikace a monitoringu hazardních materiálů; • Popsat principy a prostředky fyzické osobní a kolektivní ochrany; • Popsat metody a prostředky dekontaminace osob, techniky a materiálu; • Demonstrovat praktickou zručnost při výběru a použití osobních ochranných prostředků, detekčních a dekontaminačních prostředků; • Rozpoznat příčiny pracovně-tepelné zátěže osob při používání osobních ochranných prostředků a způsoby omezení; • Demonstrovat praktické zásady při poskytování první pomoci obětem v kontaminovaném prostředí; • Popsat a diskutovat zásady činností při vyšetřování havarijních událostí; • Vysvětlovat zásady ochrany obyvatelstva a úlohy integrovaného záchranného systému; • Diskutovat a posoudit využití poznatků předmětu pro mateřské výukové obory.
Osnova
  • 1. Chemická bezpečnost a hazardní materiály: Obsahové zaměření a definice pojmů. Vnitřní a vnější chemická bezpečnost. Rozdělení chemických látek a přípravků. Charakteristika nebezpečných látek výstražné symboly a označování (HAZCHEM kód, DIAMANT, UN systém, R-věty, S-věty). Chemická bezpečnost objektů výroby, skladování a dopravy chemických látek a jiných hazardních materiálů. 2. Přírodní a antropogenní rizika úniku a zneužití hazardních materiálů: Přírodní mimořádné události a katastrofy způsobující únik/tvorbu hazardních materiálů. Rizika epidemií a pandemií. Antropogenní (lidský faktor) rizika průmyslových nehod, havárií, požárů, explozí a kriminální/teroristické zneužití hazardních materiálů. 3. Nešíření (non-proliferace) informací a technologií pro zneužití hazardních materiálů: Mezinárodní smlouvy o nešíření, hromadění, zákazu použití, kontroly a likvidace zbraní hromadného ničení. Mezinárodní smlouvy na ochranu zdraví a životního prostředí. Riziko zneužití informací, technologií a materiálů dvojího užití terorismem a kriminálními živly. Domácí legislativa. Etická role vědecko-výzkumné a politické komunity v procesu non-proliferace. 4. Ochrana obyvatelstva a integrovaný záchranný systém (IZS): Koncepce a organizace ochrany obyvatelstva. Základní úkoly ochrany obyvatelstva (prevence, varování, ochrana, evakuace, ukrytí, likvidace následků), síly a prostředky. Legislativními základy, struktura a rozsah působnosti IZS. 5. Vlastnosti hazardních materiálů: Hazardní zátěže (chemická expozice, požáry a exploze, ionizační záření, biologická, fyzická, elektrická nebezpečí, hyper/hypotermická zátěž, hluk). Kategorizace hazardních materiálů (toxické průmyslové chemikálie a látky, agrochemikálie, drogy, chemické bojové látky a zbraně, explozivní látky a prostředky, produkty hoření). Jaderné a radiační látky a zdroje. Bakteriologické agens a toxiny. Fyzikální, chemické a biologické vlastnosti hazardních látek a materiálů charakterizující jejich zdravotní účinky a principy ochrany proti nim a jejich likvidaci. 6. Zdravotní účinky hazardních materiálů: Toxikologie: Klasifikace toxických látek. Toxické vlastnosti a účinky průmyslových chemikálií, agrochemikálií, chemických bojových látek, explozivních látek a produktů hoření. Cesty vstupu do organismu a kategorizace podle účinků. Znaky a symptomy expozice vybranými chemickými látkami. Mechanismus působení vybraných jedů a toxokinetika. Etiologie: Klasifikace hazardních biologických agens, toxinů a biologických zbraní. Zdroje toxinů. Bioregulátory. Charakterizace mikroorganizmů-infekčnost, inkubační doba, virulence, toxicita, patogenita, přenositelnost, smrtnost, stabilita. Znaky a symptomy expozice vybranými biologickými agens. Bioregulátory. Radiobiologie: Radioaktivita, isotopy, rentgenové/x záření a jejich zdroje. Interakce ionizujícího záření s látkou. Dosah záření a jeho absorpce. Veličiny a jednotky radiační ochrany (dávka záření, dávkový příkon, expozice, expoziční příkon). Biologické účinky ionizujícího záření na lidský organismus. Vnitřní a vnější kontaminace. Základní typy ozáření osob, znaky a symptomy ozáření. Protiradiologická zdravotní opatření. 7. Šíření a účinky hazardních materiálů v životním prostředí: Charakteristika úniků hazardních látek a materiálů při dopravních a průmyslových haváriích, požárech, vojenských a teroristických událostech. Vliv parametrů přízemní atmosféry a topografických podmínek na stálost a šíření hazardních látek. Předpověď a monitorování šíření hazardních látek. Použití příručky ERG (Emergency Response Guidebook), na předpověď šíření hazardních látek a stanovení rizik. 8. Detekce, identifikace a monitorování hazardních materiálů: Principy, metody a prostředky detekce, varování a identifikace chemických, bakteriologických hazardních látek a zdrojů ionizujícího záření. Průzkum. Metody odběru vzorků ovzduší (plyny a aerosoly), atmosférické depozice (suché i mokré), forenzní biologické vzorky, vody, sedimentu, půdy a bioty. Nedestruktivní metody detekce a identifikace látek bez potřeby odběru vzorků (radiografie, ultrazvuková detekce, neutronová aktivační spektroskopie, infračervená a Ramanova spektroskopie). Mobilní a stacionární laboratoře. 9. Ochrana proti hazardním materiálům: Principy, metody a prostředky fyzické osobní a kolektivní ochrany. Ochrana dýchání: Fyziologie dýchání. Filtrace, sorpce, adsorpce, chemosorpce škodlivin. Kategorizace a konstrukce prostředků ochrany dýchání. Ochrana povrchu těla: Difuze, permeace a penetrace škodlivin. Kategorizace a konstrukce prostředků ochrany povrchu těla. Výběr ochranných prostředků pro chemickou, biologickou a radiační ochranu. Fyziologické vlastnosti ochranných prostředků. Testování ochranných prostředků: Testování konstrukčních materiálů. Metody testování ochranného faktoru masek (PortaCount, SF6, CS komora). Metody testování ochranného faktoru ochranných oděvů (plynová komora a Visual-Man In Simulant Test). Protiradiační ochrana: Principy, metody, techniky a prostředky radiační ochrany proti zdrojům ionizujícího záření. Opatření na ochranu pracovníků se zdroji ionizujícího záření a ochranu obyvatel. Kolektivní ochrana: Úkryty stálé, dvojího určení a improvizované. Filtrační a ventilační zařízení. 10. Fyziologie osob při používání ochranných prostředků: Vliv ochranných prostředků a pracovně-tepelné zátěže osob při činnostech v kontaminovaném prostředí. Základy metabolizmu a fyziologie osob při tepelné zátěži. Rizika a symptomy tepelné zátěže osob a způsoby eliminace. Přípustné parametry fyziologické zátěže osob. Metody a technologie měření fyziologické zátěže osob v tepelné komoře. Metody hodnocení psychické odezvy osob na jejich pracovně-tepelnou zátěž. Metody chlazení osob při používání ochranných prostředků. 11. Dekontaminace hazardních materiálů: Vlastnosti kontaminantů a kontaminovaných povrchů (fyzikálně chemické), vzájemná interakce a vliv na účinnost dekontaminace. Rizika přenosu kontaminace. Testování účinnosti dekontaminace na různých površích. Dekontaminační principy (fyzikální, chemické, biologické a kombinace). Kategorizace principů a metod dekontaminace osob, techniky, materiálů, objektů a terénu. Opatření na omezení kontaminace a usnadnění dekontaminace. Přípustné hodnoty kontaminace a stanovení účinnosti dekontaminace. Dekontaminační látky a metody aplikace, prostředky a postupy osobní a hromadné dekontaminace osob, osobních věcí, důkazních materiálů, vzorků, přístrojů a techniky, materiálů, objektů a terénu. 12. Zdravotnická opatření při zasažení hazardními materiály: Zásady zdravotnického záchranného řetězce. Kategorizace traumat (postižení mechanické, popáleniny, chemické, radiační, biologické a psychické). První pomoc-neodkladná přednemocniční péče (PNP)-neodkladnou nemocniční péčí (NNP-urgentní příjem a traumacentrum). Koncept MASH (Mass Casualties and Healthcare) při úniku toxických chemikálií, biologických a radioaktivních látek. Antidota a profylaktika. Zásady urgentní a úplná dekontaminace chodících a nechodících obětí. Zásady neodkladné resuscitace (NR). Basic Life Support (BLS). Třídění obětí metodikou START- fyzické a chemické/radiační trauma. Zásady a priority poskytování první pomoci v kontaminovaném prostředí. Zásady TOXALS (Toxic Advanced Life Support). Stanovení základních znaků a symptomů zasažení; zajištění dýchacích cest; umělá ventilace; kontrola zachování krevního oběhu; podání antidot a léčiv; dekontaminace a evakuace na NNP. Zásady psychosociální pomoci obětem a záchranářům. 13. Zásady činnosti v kontaminovaném prostředí: Příprava k provedení zásahu: volba stupně individuální ochrany, plán aktivit v kontaminované zóně, výběr a kontrola vybavení pro činnosti v kontaminovaném prostoru, způsob komunikace, velení a kontroly. Zdravotní a dekontaminační zabezpečení, rozvinutí pracovišť před vstupem do kontaminovaného prostoru. 14. Organizace zásahu při události s hazardními materiály: Metodologie v provádění zásahu událostí s únikem/přítomností hazardních látek a materiálů. Řízení, velení a spojení v místě zásahu. Algoritmus provádění zásahu (pozorování, průzkum, eliminace rizik (výbuchy, požáry, sesuvy, kolaps budov, omezení úniku/šíření škodlivin), vyhledání a záchrany obětí, první pomoc obětem, transport obětí do nemocničních zařízení, dekontaminace záchranářů a obětí, sběr důkazů a vzorků. Dekontaminace prostoru události, odstranění následků a monitorování kontaminace. Ekologický aspekt havarijní události: Zahájení ekologického monitoringu odběrem vzorků v místě události a v prostorech mimo událost s předpokládanou kontaminační zátěží. Rekonstrukce rozsahu události. Systematický sběr dat o zasažených osobách a biotopu pro posouzení akutního a chronického působení následků havarijní události. 15. Vyšetřování událostí s hazardními materiály: Metodologie forenzních aktivit při vyšetřování nehody/incidentu spojených s únikem/přítomností nebezpečných materiálů. Sběr informací o události (poznatky z primárních a druhotných zdrojů informací), na základě pozorování místa a okolí, od svědků, záchranářů, obětí a lékařských zpráv. Fyzický sběr důkazů z místa události, odběr vzorků hazardních látek/materiálů a biologických vzorků obětí pro forenzní identifikaci. Dokumentace místa události. Dokumentace a registrace odběrů vzorků a jejich výstupní dekontaminaci. Zapečetění vzorků pro zachování jejich integrity při dalším nakládání se vzorky a jejich dopravu do laboratoří pro kompletní identifikaci. 16. Environmentální monitoring události s hazardními materiály: Environmentální a zdravotní rizika průmyslových havárií, požárů, válečných a teroristických událostí spojených s únikem nebezpečných materiálů. Náměty na způsoby vyšetřování a monitoringu průmyslových havárií a požárů. Zdravotní a environmentální aspekty s použitím konvenčních, jaderných a chemických zbraní (I. světová válka, válka ve Vietnamu, Hirošima a Nagasaki, válka mezi Irákem a Iránem, Balkánská válka, Perský záliv, aj.). Zdravotní a environmentální rizika při použití ochuzeného uranu v konvenční výzbroji. Zdravotní a environmentální aspekty likvidace konvenčních a chemických zbraní, zanechaných, potopených a zakopaných zbraní a radioaktivních zdrojů. 17. Praktická cvičení: Praktické ovládání a používání detekčních prostředků, odběrové a transportní soupravy na vzorky. Výběr, testování a nasazování individuálních ochranných prostředků. Výběr a použití prvotních a operačních dekontaminačních prostředků. Výběr a nácvik aplikace antidot a použití resuscitačních prostředků. Identifikace zranění metodikou START a stanovení znaků a symptomů zasažení nebezpečnými chemickými látkami metodikou TOXAL. Nácvik postupů činnosti v kontaminovaném prostředí (stanovení rizika, průzkum, vyhledání a první pomoc obětem, odběr vzorků, individuální a skupinová dekontaminace). 18. Cvičení zásahu při události s hazardními materiály: Tématické cvičení s únikem neznámé hazardní látky v uzavřeném objektu. Identifikace typu a rozsahu události, průzkum prostoru události a detekce hazardních látek, vyhledání a záchrana obětí, první pomoc a dekontaminace obětí, sběr důkazů, vzorků a informací. (Celodenní tématické cvičení bude s využitím objektů univerzity, analytické laboratoře RECETOX a ve spolupráci s HZS, ZZS/ČČK, FN-oddělení urgentního příjmu). 19. Exkurze: Seznámení studentů se zásahovými a výcvikovými složkami integrovaného záchranného systému (IZS), vědecko-výzkumnými a zdravotnickými složkami řešící problematiku chemické bezpečnosti a ochranu proti hazardním materiálům. Návštěva vybraných pracovišť v průběhu výuky v celkové délce 2 dnů.
Literatura
  • MATOUŠEK, Jiří. Chemical Weapons/Chemical Warfare Agents. 1. vyd. Ostrava: SÚJB Praha, SÚJCHBO Příbram, SPBI Ostrava, 2008, 53 s. ISBN 978-80-7385-041-8. info
  • PATOČKA, Jiří. Vojenská toxikologie. 1. vyd. Praha: Grada, 2004, 178 s. ISBN 8024706083. info
Výukové metody
Kontaktní výuka je kombinací přednášek (týdenní cyklus v průběhu celého semestru), praktických cvičení s prostředky a exkurzí. V průběhu výuky jsou studentům kladeny průběžně dotazy k rozvoji kritického myšlení a k iniciování diskusí o probírané tématice. Přednášky jsou vedeny interaktivní formou s podporou audiovizuálních pomůcek (Power Point, videa), obsahově doplňované případovými studiemi a ukázkami autentických technologických materiálů, pomůcek, programů a prostředků detekce, ochrany, dekontaminace, antidot, první pomoci proti nebezpečným materiálům. Praktická cvičení jsou zaměřena na obsluhu a použití základního instrumentálního vybavení pro detekci, osobní ochranu, dekontaminaci, poskytování první pomoci a odběry vzorků v kontaminovaném prostředí. Praktická cvičení jsou součástí týdenních přednáškových cyklů. Získané dílčí praktické návyky jsou prověřovány při celodenním námětovém praktickém cvičení v závěru semestrální výuky. Exkurze jsou plánovány do následujících zařízení a institucí: Oddělení urgentního příjmu FN Brno-Bohunice; Státní ústav pro jadernou, chemickou a biologickou ochranu v Kamenné a Příbrami; Pyrotechnická škola Policie ČR v Opatovicích n/Labem a Centrum biologické ochrany Armády ČR v Těchoníně. Studenti předloží odbornou zprávu z absolvované exkurze.
Metody hodnocení
Přítomnost na přednáškách v souladu se studijním řádem není povinná, avšak velmi doporučována vzhledem k požadavku aktivní přítomnosti studentů na navazující praktická cvičení (v rámci týdenního výukového bloku), jež je žádoucí pro dosažení výukových cílů a praktických dovedností, které nejsou běžně součástí výukových programů na civilních univerzitách. V průběhu výuky jsou studenti ústně dotazování na znalosti již probraného učiva a schopnosti aplikace poznatků. Absolvování exkurzí je završeno souhrnnou zprávou zúčastněného studenta. Úspěšné zvládnutí praktických návyků a účasti na jednodenním námětovém praktickém cvičení jsou předpokladem k závěrečnému hodnocení formou ústní zkoušky na konci semestru. Ověřována bude schopnost studenta aplikovat poznatky při řešení úkolů prevence, připravenosti, provádění zásahů, zdravotnických opatření a vyšetřování příčin havarijních událostí a jejích ekologických dopadů.
Informace učitele
Navazující předměty: Chemická bezpečnost a hazardní materiály II a III; (specializovaný obsah plánovaný pro magisterská a doktorandská studia). Informace učitele: Ing. Pavel Častulík, CSc.; Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí - Chemická sekce (RECETOX) - Přírodovědecká fakulta, Masarykova Univerzita, Kamenice 126/3; CZ-625 00 Brno. Tel: +420 549 494 267; Fax: +420 547 121 431; Mobil: +420 736 674 793; E-mail: pcastulik@recetox.muni.cz ; pcastulik@yahoo.co.uk ; http://www.recetox.muni.cz Literatura • PŘÍHODA, J.: Bezpečná práce a ochrana zdraví na PřF a LF MU. Vybrané směrnice a pokyny. Přírodovědecká fakulta a Lékařská fakulta MU Brno. 2006 • SLABOTINSKÝ, J., BRÁDKA, S.: Ochrana osob při chemickém a biologickém nebezpečí. Ostrava, 2006. • OSHA .: Best Practices for Protecting EMS Responders, Occupational Safety and Health Administration ,OSHA 3370-11, 2009, www.osha.gov • SÝKORA V.: Prostředky pro ochranu dýchacích cest. Ministerstvo vnitra-Generální ředitelství Hasičského záchranného sboru ČR, Praha 2008, ISBN 978-80-86640-95-2 • PATOČKA, J. a kol.: Vojenská toxikologie. Praha, Grada, 2004. • KUCENKO S.A. at all.:Vojennaja toksikologija, radiobiologija i medicinskaja zaščita. Sankt Petěrburg, Foliant (2004), ISNB 5-93929-082-5, rusky. • Best Practices and Guidelines for CBR Mass Personnel Decontamination. Technical Support Working Group, Second Edition, September 2004, www.tswg.gov • MEDEMA J.: Basic Principles of Chemical Defense. How to Protect from Chemical and Biological Agent Attacks. E-version at http://members.ziggo.nl/jan.medema • WHO: Health Aspects of Chemical and Biological Weapons, 1970 • KRATOCHVÍLOVÁ, D.: Ochrana obyvatelstva. SPBI, Ostravě, 2005. • ŠENOVSKÝ, M., ADAMEC, V., HANUŠKA, Z.: Integrovaný záchranný systém. Ostrava, SPBI, 2005. • MATOUŠEK, J. a LINHART, P.: CBRN - Chemické zbraně. Ostrava, SPBI , 2005. ISBN 80-86634-71-X. • MATOUŠEK, J., BENDÍK., J., LINHART, P.: CBRN - Biologické zbraně. Ostrava, SPBI, 2007. • MATOUŠEK, J., ÖSTERREICHER, J., LINHART, P.: CBRN - Jaderné zbraně a radiologické materiály. Ostrava: SPBI, 2007. • MATOUŠEK J., URBAN I., LINHART P.: CBRN: Detection and Monitoring, Physical Protection, Decontamination (in Czech). SPBI Ostrava 2009. • INTERPOL. Bioterrorism Incident. Pre-Planning & Response Guide.Interpol General Secretariat Bioterrorism Prevention Program, 2nd Eddition 2010, http://www.interpol.int/Public/contact.asp • HÁLA, J.: Radioaktivita, ionizující záření, jaderná energie. První vydání. Nakladatelství Konvoj, spol. s.r.o., Brno, 1998. 311 s. ISBN 80-85615-56-8. • Radiological Dispersal Device Recognition and Preactivation Response Guide. Technical Support Working Group, September 2010 v.1, www.tswg.gov • SINGER, J., HEŘMANSKÁ, J.: Principy radiační ochrany. ZSF JU, České Budějovice, 2005. • SEVESO DIRECTIVE 82/501/EEC ("Seveso I") council directive of 24 June 1982 on the major-accident hazards of certain industrial activities ;(82/501/EEC). Official Journal of the European Communities No L 230 of 5 August 1982. • OPCW: Organization for the Prohibition of the Chemical Weapons Actual materials on chemical weapons and chemical disarmament; www.opcw.org. • BASEL CONVENTION on the Control of Transboundary Movements of Hazardous Wastes and Their Disposal; www.basel.int • STOCKHOLM CONVENTION on Persistent Organic Pollutants ; www.pops.int • ROTTERDAM CONVENTION on the Prior Informed Consent Procedure for Certain Hazardous Chemicals and Pesticides in International Trade; www.pic.int • Emergency Response Guidebook. ERG 2008; http://phmsa.dot.gov/hazmat ;http://www.tc.gc.ca/eng/canutec/guide-menu-227.htm;
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2020, jaro 2022, jaro 2023.