CB050 Vojenská chemie, toxikologie a ochrana před vysoce toxickými látkami

Přírodovědecká fakulta
jaro 2011
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
Dipl. Eng. Pavel Častulík, PhD. (přednášející), doc. RNDr. Jakub Hofman, Ph.D. (zástupce)
prof. Ing. Jiří Matoušek, DrSc. (přednášející)
doc. RNDr. Jakub Hofman, Ph.D. (náhr. zkoušející)
Garance
prof. RNDr. Ivan Holoubek, CSc.
RECETOX - Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Jakub Hofman, Ph.D.
Rozvrh
Po 15:00–17:50 409-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
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.: Chemical Weapons / Chemical Warfare Agents. SÚJB, Prague – SÚJCHBO, Příbram – SPBI , Ostrava 2008.
  • 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., BENEDÍK J., LINHART P.: CBRN: Biological Weapons (in Czech). SPBI, Ostrava 2007
  • 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., MIKA O., VIČAR D.: New Threats of Terrorism: CBRN Terrorism (on Czech), University of Defence, Brno 2005.
  • MATOUŠEK J., URBAN I., LINHART P.: CBRN: Detection and Monitoring, Physical Protection, Decontamination (in Czech). SPBI Ostrava 2009.
  • PITCHMAN V.: History of Chemical Warfare (in Czech). MS Line, Prague 1999.
  • 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 2010.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2011/CB050