Особенно очевидным это стало после I Мировой войны и II Мировой войны, когда от большого количества накопленного химического оружия избавлялись, проводя его деструкцию с помощью методов, которые допускались в то время, но недопустимы сегодня. Например, газообразные химикаты, такие, как фосген, выпускались в атмосферу. От большого количества химического оружия избавлялись путем его открытого сжигания. Другие методы включали в себя сброс химического оружия в море, для чего загружали суда нежелательным оружием, и топили их в море, или делали захоронения нежелательных химических средств (боеприпасов) в траншеях.

На протяжении последних четырех десятилетий стала ясной возможность более эффективных и чистых в экологическом отношении методов. Поэтому сегодня необходимо уделить внимание новым средствам и технологиям, которые имели бы эффективное бактерицидное и противохимическое действие. Практика последних десятилетий в Вооруженных Силах Европы и НАТО свидетельствует, что одним из таких средств является озон.

В последнее время во всём мире появилась возрастающая обеспокоенность возможностью проведения террористических актов с использованием агентов химического и бактериологического оружия. Поэтому разработка новых подходов к нейтрализации и уничтожению агентов химического и бактериологического оружия является очень актуальной и своевременной.

Озон как физический фактор используется для данных целей с 1990 года, но его развитие и применение происходит довольно медленно, и это связано с рядом трудностей технического порядка. Получение озона и изготовление формы, пригодной для использования, представляет собой сложный процесс, связанный с высокой физической активностью соединений и их особенностью вступать в химические реакции с контактирующими поверхностями и коротким временем существования активной формы.

В 1997 г вступила в силу Конвенция по химическому оружию (Chemical Weapons Convention, CWC), signature on 13–15 January 1993 of the Chemical Weapons Convention, which entered into force on 29 April 1997, которая обязала государства – участников Конвенции, уничтожить все запасы химического оружия, хранившиеся на протяжении 10 лет, то есть до 2007 г., с возможностью пролонгации на 5 лет. Подходы, которые были разработаны для уничтожения химического оружия, важны также при уничтожении вредных веществ химического и биологического происхождения, не относящихся к числу агентов оружия массового поражения, но они могут быть загрязнителями окружающей среды, в процессе промышленного производства или при техногенных катастрофах.

В данной работе использованы опубликованные материалы по уничтожению химического оружия в США и России, и данные, которые приводятся в отчетах IUPAC об уничтожении химического оружия. Также приводятся результаты наших наработок по использованию озоновых технологий для деструкции вредных химических веществ. В 1970-х годах комиссия США изучила разные технологии избавления от химического оружия, проверила некоторые из них, включая сжигание и химическую нейтрализацию.

Анализ данных, которые имеются сегодня в распоряжении, показывает, что в период с 1958 по 1993 года с 14500 агент-тонн химического оружия приблизительно 60% было уничтожено сжиганием, 27% – нейтрализацией, и 7% – нейтрализацией-сжиганием. С того времени, как в США было дополнительно уничтожено 670 тонн сжиганием, общее количество уничтоженного химического оружия было доведено до 16000 агент-тонн. Что касается химического оружия, которое ждет своего уничтожения, то это приблизительно 64000 агент-тонн, заскладированных преимущественно в США и России.

После введения международной Конвенции по химическому оружию организация по запрету химического оружия Organization for the Prohibition of Chemical Weapons, OPCW опубликовала данные для химических агентов, которые были задекларированы и уничтожены. Цифры за 2001 г. показывают, что было задекларировано 69 862 агент-тонны, а общее количество уничтоженного химического оружия составляет 5734 агент-тонны, в том числе США – 31 495 тонн [5], Россия – 40 000 тонн [6], Индия, Северная Корея и другие страны задекларировали 1 500 агент-тонн химического оружия.

Технологии деструкции можно разделить на высоко- и низкотемпературные процессы для деструкции химических агентов в рамках требований CWC.

Высокотемпературная деструкция химических агентов: сжигание, плазменный пиролиз, технология расплавленного металла, разложение водородом, деструкция соединений арсеникума, сверхкритическая вода.

Низкотемпературная деструкция химических агентов: гидролиз иприта (агента HD), гидролиз иприта и нервных газов с использованием аминов и других реактивов, электрохимическое окисление, технология сольватированного электрона.

Выбор той или другой технологии и способов обработки зависит от состояния веществ, которые обрабатываются: газ, жидкость, твердое тело.

Возможности применения озона в разных технологиях значительно расширились на протяжении последних десятилетий благодаря новым достижениям электроники, физики плазмы и современного материаловедения, что позволило создать оборудование для электросинтеза озона нового поколения.

Опубликованы сообщения о том, что озон в жидком состоянии может разрушать все известные агенты химического оружия, это говорит о серьезности разработки способов применения жидкого озона для нейтрализации химического оружия. Однако озон и в обычных условиях может быть достаточно успешно применен для деструкции агентов химического оружия. В патентах США и стран участников НАТО предлагаются технологические схемы деструкции агентов химического оружия методом окисления озоном.

Совместно с Харьковским "Институтом танковых войск" на протяжении 2002-2005 гг. выполнена научно-исследовательская работа "Применение озонных технологий в войсках". Целью работы была разработка и изготовление генераторов озона и устройств для санитарно-гигиенической обработки воздуха, исследования действия озоно-воздушной смеси на микроорганизмы в вегетативной и споровой формах.

Было экспериментально доказано, что озон в газовой фазе может уничтожать микроорганизмы на разных поверхностях и что с помощью озоно-воздушной смеси эффективно уничтожаются микроорганизмы как в вегетативной, так и в споровой форме. Полученные результаты показывают, что дальнейшие разработки озонных технологий для спецобработки в войсках являются перспективными.

На протяжении 2005-2007 годов нами выполняются работы по обеспечению потребности войск и сил химической и биологической защиты Вооруженных Сил Украины современными и универсальными техническими средствами специальной обработки за счет замены имеющихся, но физически и морально устаревших машин.

В соответствии с "Тактико-техническим заданием", утвержденным в конце 2005 года Центральным управлением РХБ защиты Главного управления оперативного обеспечения командования сил поддержки Вооруженных Сил Украины,"Институтом озонотерапии и медоборудования" совместно с "Институтом танковых войск" и "Институтом проблем криобиологии и криомедицины" НАНУ, выполняется научно-исследовательская работа и разработка опытного образца по модернизации оборудования и машин с применение озонных технологий.

Цель разработки: модернизация, испытание и налаживание производства многофункциональных станций специального назначения на базе морально и физически устаревших машин специальной обработки АРС-14 и фильтровальных станций ВФС-10 и МАФС-3 с применением высокоскоростных потоков воды высокого давления и озонных технологий.

Основные этапы работ на разработку и изготовление оборудования:

• Устройство для забора воды из любых водоемов.
• Установка для подготовки, фильтрации и высокой степени очистки воды под давлением с применением озона.
• Многоступенчатая (генераторная) станция по производству озона для применения в полевых условиях.
• Оборудование для сохранения высокоочищенной воды, ее перевозки и доставки к месту применения, в том числе и для питья.
• Измерители (газоанализаторы) концентрации озона в газовой среде и в водном растворе.
• Автоматическое управление работой станции, контроль и регулирование концентрации озона в газовой среде и в водном растворе, автоматическая поддержка и стабилизация всех систем с введением обратной связи, т.е. вторичным автоматическим регулированием и управлением всех систем.
• Деструкция (разложение) неиспользованной озоно-воздушной смеси.
• Контактные камеры высокого давления для создания водно-озонных растворов.
• Струйная подача под высоким давлением водно-озонных растворов с высоким содержанием концентрации озона на поверхность объектов и боевой техники, которые обрабатываются, с целью обеззараживания вредных химических веществ, отравляющих веществ и уничтожения различных микроорганизмов.
• Анализ и эффективность применения озонных технологий для очистки полученной в полевых условиях воды с целью ее применения для питья и использования полученной воды с высоким содержанием озона под высоким давлением для струйной обработки и очистки поверхностей различных объектов и боевой техники от боевых бактериологических и токсических химических веществ.

Лабораторные исследования процессов уничтожения боевых токсичных химических веществ (БТХВ) требуют специально оборудованных лабораторий, а также наличия соответствующих разрешений на проведение экспериментов, поскольку синтез и сохранение БТХВ запрещены международными конвенциями, поэтому исследования проводили на реальных БТХВ, или их аналогах, которые по своим химико-физическим свойствам подобны БТХВ. Зачастую такими аналогами БТХВ служат пестициды. Разница в формуле молекул пестицидов и БТХВ состоит только в построении радикалов, которые связаны с действующей группой. Пестициды, как аналоги боевых токсических веществ, являются удобными реагентами для моделирования процессов уничтожения боевых токсических веществ.

Из изученных хлорорганических пестицидов (альдрин, дильдрин, ДДТ, тиодан, гексахлоран и др.) легко разрушались альдрин и гептахлор, что связано с наличием в их молекулах незамещенных двойных связей. При больших дозах озона разрушаются ДДТ и метаксихлор, также неоднократно подтверждалась возможность применения озона для распада фосфорорганических пестицидов в разбавленных водных растворах. Получены хорошие результаты обработки метафоса, карбофоса, трихлорметафоса и препарата М-1 малыми дозами озона.

Проведенный патентно-информационный поиск показал, что озон, как реагент по уничтожению БТХВ, широко применяется в войсках стран НАТО. Как один из примеров приводим патент США № 5430228 «Озонные методы деструкции химического оружия».

Доказано, что озон эффективно нейтрализует GA; VX; Lewisite; Sarin; HD; NH; DN; Soman, и может быть эффективно применен для нейтрализации других химических компонентов.

Таким образом, вышеуказанные выполненные работы и патентно-информационный поиск доказывают, что озон действует более эффективно по сравнению с другими окислителями при уничтожении как аналогов БТХВ, так и самих БТХВ.

Выводы

Работы по применению озона как реагента для уничтожения агентов химического и бактериологического оружия на протяжении последних 10-ти лет ведутся во всем мире и широко применяются военными в странах НАТО, поэтому продолжение таких работ в Украине является обоснованным и перспективным.

Озон при его применении как самостоятельного реагента или в комбинации с другими окислителями является высокоэффективным и экологически чистым агентом для нейтрализации и уничтожения агентов химического и бактериологического оружия, а так же токсичних веществ в Вооруженных Силах и при их использовании в терактах.