— воздействие взрывов, проводящихся на полигоне, не должно превышать допустимых норм (как и при любом производственном процессе) на окружающие объекты;
— при проведении работ необходимо гарантировать отсутствие на территории полигона людей, непосредственно не занятых в процессе уничтожения;
— расстояние от мест складирования ВВ до полигона должно обеспечивать как безопасность складских помещений, так и минимум транспортных операций.
При организации взрывных работ необходимо достигать максимальной степени реагирования ВВ (полной детонации зарядов) путем установки достаточного количества инициирующих устройств [4].
Основным фактором воздействия взрывных процессов на окружающую территорию является воздушная ударная волна. Ее интенсивность может быть существенно уменьшена путем частичного или полного углубления уничтожаемых боеприпасов с ВВ в грунт или производства взрывов в специальных бронированных камерах, а также путем применения глушителей в виде пены, специальных покрытий, взрывания в воде и др.
Взрывание может быть рекомендовано как метод уничтожения боеприпасов с истекшим сроком хранения и не подлежащих демонтажу ввиду опасности. Использование данного метода достаточно безопасно при соблюдении несложных правил обращения со взрывчатыми материалами. В то же время подрыв на открытой местности может создать мощную нагрузку на окружающую среду, привести к загрязнению воздушного бассейна, воды, гибели лесных массивов.
Таким образом, проблема загрязнения атмосферы продуктами неполной детонации ВВ является чрезвычайно важной при уничтожении больших количеств боеприпасов методами взрывания или сжигания. Однако она не может быть решена путем улучшения процессов окисления при использовании этих методов, поскольку даже при наибольшей степени реагирования могут образовываться значительные количества таких веществ, как монооксид углерода, окислы азота, частицы твердого углерода и др.
В табл. 3.1 и 3.2 приведены данные термодинамических расчетов по составу образующихся газообразных и твердых продуктов для различных ВВ и горючих в процессе их детонации и открытого горения. Видно, что при значительном объеме уничтожаемых ВВ нельзя игнорировать образование токсичных продуктов, так как их значительное количество может наносить реальный вред окружающей среде.
| ВВ | В замкнутом объеме | В открытом объеме | ||||
| СО2 | СО | С | СО2 | СО | С | |
| Тротил | 242 | 244 | 193 | 12 | 727 | 53 |
| Октоген | 285 | 100 | 39 | 214 | 250 | - |
| ТЭН | 462 | 143 | - | 487 | 138 | - |
Таблица 3.1 Масса компонентов продуктов (кг), содержащих углерод, при детонации 1 т ВВ
| ВВ | СО2 | СО | С | Н2 | Метан | Цианиды |
| Октоген | — | 446 | 6,2 | 20,5 | — | — |
| Тротил | 86 | 542 | 79 | 16,8 | 1,9 | — |
| Тротил+гексоген | 153 | 427 | — | 18 | 0,73 | 1,2 |
| Нитроцеллюлоза | 344 | 362 | 79,4 | 21,2 | 4,7 | — |
| Нитроцеллюлоза+нитроглицерин | 516 | 149 | — | 12 | 6,5 | — |
Таблица 3.2 Масса компонентов продуктов (кг) при открытом сжигании 1 т вещества
Токсичность газов, выделяемых при взрыве, обычно невелика: даже при взрывах зарядов массой в несколько тонн концентрация их в воздухе меньше предельно допустимой. Лишь в непосредственной близости возможно токсическое воздействие продуктов взрыва на биообъекты. Вместе с тем интенсивное и длительное поступление таких газов на определенную территорию может привести к изменению геохимических условий (изменению рН природных вод, раскислению почвы и т.п.) [2].
При детонации заряда имеет место разброс непрореагировавших частиц ВВ, имеющих размер до 0,1 мм и массу около 7 • 106 г. Заряды ВВ, выплавленного из боеприпаса, могут давать отказы, неполную детонацию, что приводит к более интенсивному загрязнению окружающей среды. Осаждающиеся из воздуха частицы ВВ образуют зону первичного заражения. Количество частиц зависит от многих факторов, в том числе от материала и толщины оболочки, типа ВВ, его качественного состояния и др.
Взрывчатые вещества можно условно разделить по экологической опасности на две группы:
1 — содержащие тяжелые металлы;
2 — не содержащие тяжелые металлы.
В отношении взрывчатых веществ второй группы (бризантные ВВ) биосфера в состоянии активно защищаться (выявлены штаммы микроорганизмов, питающиеся, например, тротилом), но от веществ, содержащих тяжелые металлы (например, свинец), необходимо защищать биосферу нейтрализацией токсичных свойств свинца веществами, вырабатывающими анионы или комплексные соединения.
Возможность переноса свинца на большие расстояния при взрывах на открытых (площадках) полигонах ограничивает применение данного способа. Для обеспечения экологической безопасности уничтожение боеприпасов взрывом необходимо производить в закрытых герметичных объемах, принимать меры по обезвреживанию токсичных газов, пылевых взвесей и тяжелых металлов.
Необходимо также учитывать, что при сжигании происходит возгонка ВВ, сорбция и перенос полидисперсных частиц ВВ на поверхности сажи и, таким образом, загрязнение окружающей природной среды продуктами неполного сгорания ВВ. При сжигании количество частиц ВВ, выбрасываемых в окружающую среду, на один-два порядка выше, чем при взрыве.
Экологический ущерб от применения таких способов не требует пояснений, кроме того, безвозвратно теряется значительное количество уничтожаемых материальных ресурсов.
В бронеямах и на открытых площадках при систематическом уничтожении боеприпасов накапливаются во много раз превышающие допустимые пределы (ПДК) ядовитые продукты, что необходимо учитывать работающему взрывперсоналу.
Принятие во многих странах мира специальных законодательств по охране окружающей среды, движение "зеленых" ставят заслон использованию экологически грязных способов уничтожения и активизируют поиск с целью перехода к экологически безопасным и экономически целесообразным способам утилизации.
В качестве основного способа утилизации рассматривается расснаряжение боеприпасов с последующей переработкой взрывчатых веществ и элементов корпусов боеприпасов.
Под методами расснаряжения боеприпасов понимают методы извлечения из них элементов взрывчатых веществ с последующей утилизацией как ВВ, так и элементов корпусов.
Проблема расснаряжения боеприпасов рассматривается в более широком контексте как часть более общей задачи создания технологий, позволяющих организовать экономически выгодную и экологически чистую переработку боеприпасов для планомерного сокращения арсенала, поскольку после истечения сроков хранения боеприпасов возникают проблемы, связанные с его использованием.
Технологический процесс извлечения взрывчатых веществ из каморы боеприпаса является наиболее опасным, наиболее сложным в обеспечении специальным оборудованием и в ведении техпроцесса. Выбор этого техпроцесса зависит от рецептур взрывчатого материала в боеприпасе и подготовки утилизированного ВМ к дальнейшей переработке, принципиальной целесообразности по требованиям безопасности по извлечению ВМ.
По этим условиям боеприпасы разделяются на следующие классы:
1. Боеприпасы раздельно-шашечного снаряжения: в том числе осколочно-футасные снаряды калибров 57—130 мм, шнуровые заряды ШЗ-1, ШЗ-2 и др., авиационные НУРСы типа С-5, С-8, дистанционные средства разминирования и др.;
2. Боеприпасы с разрывным зарядом из тротила, т.е. допускающие простое вьшлавление: осколочно-футасные снаряды и мины калибров 76—240 мм. Противотанковые и противопехотные мины, осколочно-фугасные авиабомбы, морские мины различных типов, боевые части торпед и др.;
3. Боеприпасы со смесевым разрывным зарядом из составов ВВ с плавкой составляющей в виде тротила (не менее 20 %) типа ТГ, ТГА, ТА, ТД, МС и т.д. К ним относятся артиллерийские мины, БЧ ракет и БЗО торпед, морские мины, РГБ, авиационные бомбы различных типов, НУРСы "Град", "Ураган", "Смерч", противотанковые и противопехотные мины и т.д.
4. Боеприпасы со смесевым разрывным зарядом из составов ВВ без плавкой основы типа А-1Х-1, А-1Х-П, окфол и другие или с содержанием плавкой основы менее 20 %. К ним относятся осколочно-фугасные снаряды повышенного могущества, НУРС "Град", С-13 и т.д.
5. Боеприпасы с жидкими, пластичными эластичными взрывчатыми веществами, в том числе различные системы разминирования, боевые части объемно-детонирующих систем, ВИЗы и т.д.
6. Кассетные и кумулятивные боеприпасы. К ним относятся изделия типа РБК с элементами типа АО, ПТАБ, ШОАБ, кассетные головные части изделий "Ураган", боевые части систем, "Алдан", "Ветер", "Вилюй", ПТУРСы и т.п.
Принадлежность боеприпаса к тому или иному классу определяет выбор производства из ряда техпроцессов, разработанных для этого класса [2].
Исследования в этой области целесообразно разделить на несколько стадий: анализ с точки зрения экономической оправданности, безопасности и возможности экологических последствий существующих методов расснаряжения; определение требований по экономическим, экологическим и техническим параметрам к вновь разрабатываемым технологиям;
создание новых технологий расснаряжения боеприпасов с максимально возможным извлечением из них вторичных ресурсов и разработка конкретных технологических решений по созданию образцов новой техники, предназначенной для расснаряжения и переработки боеприпасов.
Разработка технологий расснаряжения боеприпасов, в отличие от аналогичных исследований в других областях, имеет определенную специфику, которую следует обязательно учитывать при проведении работ.