К комплексообразующим веществам относятся фосфаты натрия, щавелевая, лимонная, винная кислоты, их соли, а также многие другие соединения. Из числа фосфатов применяют гексаметафосфат натрия, триполифосфат натрия, пирофосфат натрия, тринатрийфосфат и другие соли фосфорных кислот или их смеси.
Гексаметафосфат натрия представляет собой кристаллическое вещество белого цвета, умеренно растворимое в воде. Его применяют в качестве добавки в процессе приготовления дезактивирующих растворов на основе моющих препаратов ОП-7, ОП-10, "Новость" и др.
Лимонная кислота - кристаллическое, растворимое в воде вещество, представляющее собой трехосновную органическую кислоту. Ее применяют в виде свободной кислоты или солей (цитратов), но она обладает более слабыми комплексообразующими свойствами, чем фосфаты натрия.
Щавелевую и винную кислоты можно также применять в виде свободной кислоты или в виде щелочных растворов солей.
Сорбирующие вещества и иониты
При попадании радиоактивной пыли в воду основная масса радиоактивных изотопов остается связанной с носителем, по-этому возникающее загрязнение носит характер механической примеси к воде взвешенных частиц. Но часть радиоактивных изотопов растворяется, в результате чего в водном растворе образуются катионы или анионы радиоактивных металлов. Удаление из воды нерастворенных взвешенных частиц не представляет больших трудностей и может быть достигнуто обычным фильтрованием загрязненной воды. Однако удаление изотопов, растворенных в воде, значительно усложняется. Поэтому при дезактивации воды применяют вещества, обладающие способностью задерживать радиоактивные изотопы в результате сорбции (сорбенты) или ионного обмена (иониты).
В качестве сорбентов можно применять многие вещества, обладающие определенной сорбционной емкостью, т.е. свойством как бы поглощать и накапливать радиоактивные изотопы. Наибольшее практическое знание среди таких сорбентов имеет карбоферрогель.
Карбоферрогель представляет собой мелкозернистый активированный уголь, предварительно обработанный для увеличения его сорбционной емкости некоторыми химическими веществами. Его применяют в качестве наполнителей фильтров, через которые медленно пропускают загрязненную воду.
Так же, как и в промышленности при извлечении из растворов солей металлов, обессоливания воды или уменьшения ее жесткости, при дезактивации воды можно применять разнообразные иониты. Известно несколько типов ионитов: природны искусственные алюмосиликаты (цеолит, пермутит, глауконит и др.), сульфированные угли (сульфоугли), синтетические (ионообменные) смолы.
Предполагают, что сущность процессов ионного обмена, на которых основано удаление радиоактивных изотопов из растворов воды, состоит в химическом взаимодействии между катионами и анионами, содержащими радиоактивные изотопы, с одной стороны, и функциональными группами в составе молекул применяемых ионитов, с другой.
Один из доступных ионитов - сульфоуголь, т. е. каменный уголь, обработанный серной кислотой. В последние годы наиболее важное место среди ионитов заняли синтетические ионообменные смолы. Эти синтетические иониты, обладающие высокой обменной способностью и механической прочностью, нерастворимы в воде, кислотах и щелочах. Благодаря этому промышленность выпускает большой ассортимент ионитов различных марок, которые находят широкое применение.
Ионообменные смолы используют в фильтрах, через которые пропускают загрязненную воду. Наилучшего эффекта достигают при фильтровании воды через шихту из последовательных слоев анионита и катионита.
Кислоты, щелочи и окислители
Наряду с веществами, обладающими моющими, комплексообразующими и сорбирующими свойствами, при дезактивации применяют неорганические кислоты - серную, соляную, азотную, окислители типа марганцевокислого калия и перекиси водорода и щелочные вещества типа кальцинированной соды и др.
Роль этих веществ в процессе дезактивации сводится главным образом к тому, что они способствуют отрыву радиоактивных изотопов от загрязненного материала, переводу их в растворенное состояние и удалению вместе с дезактивирующим раствором.
Необходимо помнить, что неорганические кислоты, щелочи и окислителя - это химически агрессивные вещества, поэтому их можно применять только при обработке материалов, не поддающихся разрушению и коррозии.
Дезактивирующие растворы
Все перечисленные вещества и препараты, за исключением сорбентов и ионитов, используют для дезактивации сооружений, оборудования, техники и разнообразного имущества, а также одежды и обуви, в виде различных водных дезактивирующих растворов. Существует довольно много рецептур дезактивирующих растворов подобного типа, состав некоторых из них приводится ниже.
Рецептура 1. 30% водный раствор "контакта Петрова". Его готовят постепенным растворением при интенсивном перемешивании 3 л "контакта Петрова" в 7 л воды.
Рецептура 2. 30% водный раствор "контакта Петрова" с добавкой поваренной соли и щавелевой кислоты. Для его приготовления в 7 л воды растворяют 500 г поваренной соли, затем добавляют 100 г щавелевой кислоты и к полученному раствору при хорошем перемешивании доливают 3 л "контакта Петрова".
Рецептура 3. Дезактивирующие растворы на основе препа-ратов "Новость" или ОП-7 (ОП-10). Эти растворы можно готовить по нескольким вариантам: с добавками кислот, щелочей и гексаметафосфата натрия, не замерзающими при работе в зимних условиях.
Рецептура 4. Дезактивирующий раствор на основе моющего порошка СФ-2У (СФ-2) готовят, растворяя 5 г порошка в 10 л воды (для работы в летних условиях) или в 10 л аммиачной воды, содержащей 20-25% аммиака (для работы зимой).
Рецептура 5. Этот раствор применяют для обработки поверхностей, не портящихся от воздействия серной кислоты и сильного окислителя и не поддающихся дезактивации растворами рецептур 1,2, 3 и 4. В 10 л воды, нагретой до 60 оС, растворяют 400 г марганцевокислого калия. После охлаждения к раствору убавляют при перемешивании 50 г концентрированной серной кислоты (удельный вес 1,84). Загрязненные поверхности обрабатывают этим раствором, а через 10-12 мин. раствором рецептуры 2.
Для дезактивации ценного оборудования, имущества и приборов, материалы которых не выдерживают воздействия сравнительно агрессивных кислотных и щелочных дезактивирующих растворов, применяют 1-2%-ные водные растворы гексамета-фосфата натрия или уксусной и щавелевой кислот, которые получают, растворяя 100-200 г фосфата натрия или кислоты в 10 л воды.
Хлопчатобумажные ткани дезактивируют раствором сульфанола с гексаметафосфатом натрия. В 5 л теплой воды растворяют 50 г сульфанола, отдельно в таком же объеме воды растворяют 100 г гексаметафосфата натрия и охлажденные растворы смешивают. Для дезактивации шерстяной одежды, изделий из капрона, нейлона, лавсана и других синтетических материалов рекомендуется дезактивирующий раствор из препарата "Новость" с гексаметафосфатом натрия. Его готовят так же, как раствор с сульфанолом.
Перечисленные рецептуры дезактивирующих растворов далеко не исчерпывают всего перечня их возможных разновидностей. В настоящее время для промышленности и применения в быту выпускают разнообразные моющие средства в большом ассортименте: "Прогресс", "Белизна", "Дон", "Лотос", "Экстра", "Эра" и другие, которые в водных растворах вполне пригодны для дезактивации.
Если этих синтетических моющих средств нет, то, несмотря на меньшую эффективность, для дезактивации используют обычные мыльно-содовые растворы.
Дегазирующие вещества и растворы
Дегазирующими принято называть такие вещества, которые вступают с ОВ в химическое взаимодействие и превращают их в нетоксичные или малотоксичные соединения.
Все существующие дегазирующие вещества в зависимости от химической природы и характера их воздействия на ОВ можно подразделить на две группы: окисляющего и хлорирующего действия и основного (щелочного) характера.
Дегазирующие вещества окисляющего и хлорирующего действия
К этой группе относятся хлорная известь, дветретиосновная соль гипохлорита кальция, хлорамин Б, дихлорамин Б и Т, гексахлормеламин. Хлорирующая способность дегазирующих веществ данной группы объясняется наличием в их молекулах подвижных атомов хлора. А окисляющие свойства объясняются тем, что эти вещества в воде подвергаются гидролизу и образуют неустойчивую хлорноватистую кислоту, которая, в свою очередь, разлагается с выделением атомарного кислорода, вызывающего окисление молекул отравляющих веществ.
Это легко проследить на примере гидролиза гипохлорита кальция, являющегося одной из составных частей хлорной извести и дветретиосновной соли гипохлорита кальция.
Чем выше окисляющая способность вещества, тем эффективнее проявляются его дегазирующие свойства. Поэтому для оценки качества дегазирующих веществ окисляющего и хлорирующего действия ввели условное понятие "содержание активного хлора", характеризующее их окисляющую способность и служащее условной мерой активности. Такое понятие возникло при сравнении окисляющего действия дегазирующих веществ с окисляющим действием элементарного хлора в водной среде.
В результате получается, что два атома хлора по своей окислительной способности равноценны или эквивалентны одному атому кислорода. Поскольку аналогичное выделение атомарного кислорода происходит и при гидролизе дегазирующих веществ, то их окислительную способность можно выразить в соответствующих грамм-эквивалентах хлора или в отношении содержания активного хлора к молекулярному весу, выраженном в процентах.