Nghiên cứu quy trình phương pháp lấy mẫu và phát hiện nhanh chất độc có khả năng gây nhiễm độc hàng loạt tại hiện trường

Trung t©m KHKT-CN qu©n sù - Bé quèc phßng

viÖn Ho¸ häc-vËt liÖu

B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi nh¸nh kc.10-13.02

Nghiªn cøu qui tr×nh, ph−¬ng ph¸p lÊy mÉu vµ

ph¸t hiÖn nhanh chÊt ®éc cã kh¶ n¨ng

g©y nhiÔm ®éc hµng lo¹t t¹i hiÖn tr−êng

Chñ nhiÖm §TN: TS. NguyÔn Hïng Phong

thuéc ®Ò tµi cÊp nhµ n−íc. M∙ sè kc 10.13

“ x¸c ®Þnh nguyªn nh©n, x©y dùng biÖn ph¸p dù phßng

vµ xö trÝ nhiÔm ®éc hµng lo¹t “

6466-2

Hµ néi 10-2004

Tµi liÖu lµ kÕt qu¶ thùc hiÖn nh¸nh nghiªn cøu cña §Ò tµi cÊp Nhµ n−íc

KC10.13 (2001-2004)

Danh s¸ch nh÷ng ng−êi thùc hiÖn

Chñ nhiÖm ®Ò tµi nh¸nh

NguyÔn Hïng Phong Phã Ph©n viÖn tr−ëng

TiÕn sü

Nghiªn cøu viªn cao cÊp

Ph©n viÖn phßng chèng

vò khÝ NBC

Tham gia

1. Hoµng Ngäc S¬n Th¹c sü

Nghiªn cøu viªn chÝnh

Ph©n viÖn phßng chèng

vò khÝ NBC

2. TrÇn Träng ThuyÒn Phã Tr−ëng phßng

Th¹c sü

Nghiªn cøu viªn

nt

3. Vò Ngäc To¸n Cö nh©n nt

4. NguyÔn H¶i TriÒu Kü s− nt

6. Bïi B¸ Dòng Kü s−

Tr¹m tr−ëng

nt

7. TrÇn Träng S¬n Th¹c sü

Nghiªn cøu viªn

nt

8. Bïi V¨n Tµi Cö nh©n nt

bµi tãm t¾t

§Ò tµi nh¸nh KC.10.13. 02 ®−îc tiÕn hµnh víi môc tiªu vµ néi dung sau:

Môc tiªu:

- Nghiªn cøu ph−¬ng tiÖn vµ quy tr×nh lÊy mÉu hãa chÊt ®éc t¹i hiÖn tr−êng.

- Nghiªn cøu ph−¬ng tiÖn, quy tr×nh ph¸t hiÖn nhanh chÊt ®éc cã kh¶ n¨ng g©y

nhiÔm ®éc hµng lo¹t t¹i hiÖn tr−êng.

Néi dung nghiªn cøu:

1. Tæng quan tµi liÖu trong vµ ngoµi n−íc cã liªn quan

2. Nghiªn cøu ph−¬ng tiÖn vµ x©y dùng quy tr×nh lÊy mÉu hãa chÊt ®éc t¹i hiÖn

tr−êng.

3. Nghiªn cøu chÕ t¹o ph−¬ng tiÖn vµ x©y dùng quy tr×nh ph©n tÝch, ph¸t hiÖn

nhanh hãa chÊt ®éc t¹i hiÖn tr−êng.

4. KiÓm tra, ®¸nh gi¸ chÊt l−îng c¸c lo¹i s¶n phÈm.

§Ó thùc hiÖn môc tiªu ®· ®Æt ra, ®èi t−îng nghiªn cøu cña ®Ò tµi ®−îc x¸c ®Þnh lµ:

1. Bé dông cô lÊy mÉu:

+ Dông cô lÊy mÉu r¾n, láng vµ l−¬ng thùc vµ mét sè lo¹i mÉu ®éc kh¸c: chÕ t¹o

m« pháng theo bé dông cô lÊy mÉu dïng trong qu©n ®éi cã c¶i tiÕn cho gän vµ phï

hîp h¬n.

+ Dông cô lÊy mÉu khÝ ®éc: mang tÝnh hiÖn ®¹i, chÕ ®é lÊy mÉu tù ®éng theo tèc

®é vµ thêi gian ®Æt tr−íc.

2. Chñng lo¹i hãa chÊt cÇn ph¸t hiÖn nhanh:

Lµ 9 lo¹i hãa chÊt ®éc qu©n sù vµ c«ng nghiÖp gåm: Nhãm l©n h÷u c¬ chung, chÊt

®éc B, chÊt ®éc D, wofatox, photgen, axitxyanhydric, asenhy®rua, c¸cbon monoxit,

®ioxit nit¬.

3. Ph−¬ng tiÖn ph¸t hiÖn nhanh:

gåm 4 lo¹i: èng dß ®éc, giÊy, test vµ ticket ph¸t hiÖn nhanh. Cô thÓ nh− sau:

- Nhãm l©n h÷u c¬ chung: x¸c ®Þnh b»ng ticket

- ChÊt ®éc D: x¸c ®Þnh b»ng ticket

- ChÊt ®éc B: x¸c ®Þnh b»ng test

- Wofatox: x¸c ®Þnh b»ng test

- AsH3 : x¸c ®Þnh b»ng giÊy chØ thÞ

- HCN: x¸c ®Þnh b»ng giÊy chØ thÞ

- Photgen: x¸c ®Þnh b»ng giÊy chØ thÞ

- CO, NO2 : x¸c ®Þnh b»ng èng dß ®éc

Yªu cÇu khoa häc, kü thuËt cña c¸c s¶n phÈm:

STT Tªn s¶n phÈm Yªu cÇu khoa häc

1 Bé dông cô lÊy mÉu kÌm quy tr×nh lÊy

mÉu, b¶o qu¶n mÉu

MÉu c¸c lo¹i dông cô lÊy mÉu

khÝ, láng, r¾n, l−¬ng thùc vµ mét

sè lo¹i mÉu ®éc kh¸c cïng quy

tr×nh lÊy mÉu, b¶o qu¶n mÉu, ®¹t

tiªu chuÈn quèc tÕ (Nga)

2 Quy tr×nh, ph−¬ng ph¸p ph¸t hiÖn nhanh

b»ng èng dß ®éc, test, giÊy chØ thÞ,

ticket cho hãa chÊt ®éc t−¬ng øng.

KÕt qu¶ kiÓm tra ph−¬ng tiÖn ph¸t hiÖn

nhanh

Quy tr×nh, ph−¬ng ph¸p ®¹t tiªu

chuÈn quèc tÕ

§é nh¹y, ®é chÝnh x¸c ®¹t tiªu

chuÈn quèc tÕ.

C¸c ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu ®· sö dông:

1. Ph−¬ng ph¸p tinh chÕ vµ tæng hîp c¸c hãa chÊt ®éc dïng lµm mÉu chuÈn:

Trong 9 lo¹i hãa chÊt ®éc:

- Wofatox: dïng mÉu chuÈn cã s½n.

- ChÊt ®éc D: Tinh chÕ chÊt cã s½n b»ng ph−¬ng ph¸p cÊt ch©n kh«ng.

- ChÊt ®éc B: dïng mÉu chuÈn cã s½n.

- L©n h÷u c¬ chung: dïng chÊt ®éc B hoÆc wofatox thay thÕ t−¬ng ®−¬ng

- N¨m lo¹i hãa chÊt ®éc cßn l¹i (COCl2, HCN, AsH3, CO, NO2): tù tæng hîp vµ

®iÒu chÕ mÉu chuÈn phôc vô nghiªn cøu cña ®Ò tµi.

2. Ph−¬ng ph¸p t¹o mÉu ®éc vµ ph©n tÝch x¸c ®Þnh ®Þnh l−îng nång ®é

- Tõ mÉu chuÈn cã hµm l−îng ®· biÕt, pha chÕ t¹o mÉu ®éc víi nång ®é chÝnh x¸c

®Ó kiÓm tra, ®¸nh gi¸ ®é nhËy c¸c ph−¬ng tiÖn ph¸t hiÖn nhanh.

- T¹o mÉu ®éc trong kh«ng khÝ hoÆc trong n−íc, ph©n tÝch ®Þnh l−îng x¸c ®Þnh

nång ®é chÊt ®éc ®Ó kiÓm tra, ®¸nh gi¸ ®é nhËy c¸c ph−¬ng tiÖn ph¸t hiÖn nhanh.

3. Ph−¬ng ph¸p tiÕp cËn, thiÕt kÕ nghien cøu:

- Dông cô lÊy mÉu d· ngo¹i:

Trªn c¬ së tµi liÖu tæng quan vµ c¸c mÉu ph−¬ng tiÖn s½n cã, ®Ò tµi tiÕn hµnh kh¶o

s¸t, ph©n tÝch, ®¸nh gi¸, so s¸nh: chÊt l−îng, kÕt cÊu, møc ®é phï hîp víi yªu cÇu ®ßi

hái vÒ ®é tin cËy, thuËn tiÖn trong sö dông v.v…. Dùa trªn kÕt qu¶ kh¶o s¸t, ®¸nh gi¸,

nghiªn cøu x©y dùng ph−¬ng ¸n mÉu bé dông cô lÊy mÉu r¾n, láng, khÝ, l−¬ng thùc

cÇn sö dông cho ®Ò tµi. Tõ ®ã, tiÕn hµnh gia c«ng chÕ t¹o míi bé dông cô theo mÉu

m« pháng.

Víi bé dông cô gåm c¸c dông cô lÊy mÉu thÓ khÝ, thÓ r¾n, thÓ láng vµ l−¬ng thùc,

®Ò tµi tiÕn hµnh ®¸nh gi¸ chÊt l−îng s¶n phÈm, söa ch÷a thiÕt kÕ (nÕu cÇn thiÕt) vµ

hoµn thiÖn s¶n phÈm.

TiÕp theo nghiªn cøu x©y dùng quy tr×nh lÊy c¸c lo¹i mÉu ®éc mÉu trong ®iÒu

kiÖn d· ngo¹i.

- C¸c ph−¬ng tiÖn ph¸t hiÖn nhanh hãa chÊt ®éc:

Tæng quan tµi liÖu trong vµ ngoµi n−íc cã liªn quan, cËp nhËt c¸c th«ng tin míi,

thêi sù vÒ c¸c ph−¬ng tiÖn ph¸t hiÖn nhanh trong qu©n sù vµ d©n sù, kÕ thõa c¸c kÕt

qu¶ nghiªn cøu ®· cã, tõ ®ã lùa chän ph¶n øng ph©n tÝch ph¸t hiÖn c¸c hãa chÊt ®éc

cã tÝnh ®Æc tr−ng vµ ®é nhËy cao, ®¸p øng yªu cÇu ®ßi hái, ®¹t theo tiªu chuÈn quèc tÕ

quy ®Þnh.

TiÕn hµnh thö nghiÖm kiÓm tra tÝnh ®Æc tr−ng vµ ®é nh¹y cña c¸c ph¶n øng ph¸t

hiÖn ®èi víi c¸c hãa chÊt ®éc t−¬ng øng b»ng c¸c hãa chÊt, thuèc thö trong ®iÒu kiÖn

phßng thÝ nghiÖm cña ViÖt Nam.

TiÕp ®ã, nghiªn cøu ®−a hÖ thuèc thö (gåm mét hçn hîp hãa chÊt) b»ng ph−¬ng

ph¸p thÝch hîp lªn chÊt mang ®Ó chÕ t¹o giÊy, ticket vµ èng dß ®éc, nghiªn cøu ®−a

thuèc thö vµo èng ®ùng thÝch hîp ®Ó chÕ t¹o test. §ång thêi nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ

t¹o khung ticket, hép ®ùng ticket, èng thuû tinh, hép ®ùng test vµ hép ®ùng giÊy chØ

thÞ. Tõ ®ã chÕ t¹o mÉu 4 lo¹i ph−¬ng tiÖn ph¸t hiÖn, thö nghiÖm ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng

ph¸t hiÖn, ®é nhËy, söa ch÷a thiÕt kÕ hoµn chØnh mÉu. Thö nghiÖm theo dâi tÝnh æn

®Þnh chÊt l−îng s¶n phÈm theo thêi gian b¶o qu¶n.

TiÕp theo nghiªn cøu x©y dùng quy tr×nh ph©n tÝch ph¸t hiÖn nhanh c¸c hãa chÊt

®éc b»ng ph−¬ng tiÖn ph©n tÝch t−¬ng øng. Thö nghiÖm ®Ó ®¸nh gi¸ tÝnh æn ®Þnh, ®é

chÝnh x¸c vµ tin cËy cña quy tr×nh.

KÕt qu¶ ®· ®¹t ®−îc:

1. §· nghiªn cøu chÕ t¹o bé dông cô ®a n¨ng dïng lÊy mÉu c¸c hãa chÊt ®éc cã kh¶

n¨ng g©y nhiÔm ®éc hµng lo¹t t¹i hiÖn tr−êng bao gåm c¸c dông cô lÊy mÉu chuyªn

dông: dông cô lÊy mÉu khÝ; dông cô lÊy mÉu n−íc; dông cô lÊy mÉu ®Êt; dông cô lÊy

mÉu l−¬ng thùc vµ dông cô lÊy mét sè lo¹i mÉu ®éc kh¸c nh− thùc phÈm (r¾n, láng),

c«n trïng, thùc vËt, sinh phÈm v.v..

Bé dông cô lÊy mÉu cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n, kÕt cÊu gän, nhÑ, bÒn ch¾c, thuËn tiÖn

trong sö dông vµ b¶o qu¶n. S¶n phÈm chÕ t¹o cã chÊt l−îng vµ c¸c chØ tiªu kü thuËt ®¸p

øng yªu cÇu ®−a vµo sö dông thùc tÕ phôc vô môc tiªu phßng thñ d©n sù phßng chèng

c¸c sù cè hãa häc.

2. §· nghiªn cøu chÕ t¹o 4 lo¹i ph−¬ng tiÖn ph©n tÝch gåm: ticket, test, giÊy chØ thÞ, èng

dß ®éc dïng ph©n tÝch, ph¸t hiÖn nhanh 9 lo¹i hãa chÊt ®éc t¹i hiÖn tr−êng. C¸c ph−¬ng

tiÖn ph¸t hiÖn nhanh, d· ngo¹i cã ®é nh¹y cao ®¸p øng yªu cÇu ®−a vµo sö dông thùc tÕ.

3. LÇn ®Çu tiªn ë ViÖt Nam, ®· nghiªn cøu chÕ t¹o 2 lo¹i Ticket ph¸t hiÖn chÊt ®éc L©n

h÷u c¬ vµ chÊt ®éc D. Ticket cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n, gän, nhÑ, cã tÝnh ®Æc tr−ng vµ ®é

nh¹y cao t−¬ng tù s¶n phÈm cïng lo¹i cña n−íc ngoµi.

S¶n phÈm Ticket ®· chÕ t¹o hoµn toµn ®¸p øng yªu cÇu dïng lµm ph−¬ng tiÖn ph¸t

hiÖn chÊt ®éc, phßng chèng c¸c sù cè cã kh¶ n¨ng g©y nhiÔm ®éc hµng lo¹t, phôc vô

quèc phßng vµ an ninh cña ®Êt n−íc.

4. Trªn c¬ së bé dông cô lÊy mÉu ®a n¨ng vµ 9 lo¹i ph−¬ng tiÖn ph¸t hiÖn, ®· nghiªn

cøu x©y dùng qui tr×nh lÊy c¸c lo¹i mÉu ®éc t¹i hiÖn tr−êng vµ 9 qui tr×nh ph©n tÝch,

ph¸t hiÖn nhanh 9 lo¹i hãa chÊt ®éc t¹i hiÖn tr−êng. C¸c qui tr×nh ®· x©y dùng ng¾n,

gän, dÔ hiÓu nh−ng ®Çy ®ñ, chÝnh x¸c, ®¸p øng c¸c yªu cÇu ®ßi hái vÒ khoa häc vµ thùc

tiÔn.

Danh môc c¸c s¶n phÈm cña ®Ò tµi nh¸nh

1. Bé dông cô lÊy mÉu ®a n¨ng gåm c¸c dông cô chuyªn dông lÊy mÉu khÝ, n−íc, ®Êt,

l−¬ng thùc, thùc phÈm, c«n trïng, thùc vËt, sinh phÈm. Sè l−îng 01 bé

2. Bé qui tr×nh lÊy mÉu ®éc t¹i hiÖn tr−êng gåm:

+ Qui tr×nh lÊy mÉu kh«ng khÝ

+ Qui tr×nh lÊy mÉu n−íc ë ao, hå, s«ng, giÕng vµ mÉu n−íc trªn bÒ mÆt ®Êt vµ

n−íc ë s¸t mÐp bê.

+ Qui tr×nh lÊy mÉu ®Êt, lÊy mÉu x¸c ®Þnh mËt ®é nhiÔm ®éc trªn mÆt ®Êt

+ Qui tr×nh lÊy mÉu l−¬ng thùc, thøc ¨n gia sóc thÓ h¹t

+ Qui tr×nh lÊy mÉu c«n trïng, lÊy mÉu thùc phÈm (r¾n, láng), lÊy mÉu thùc vËt,

lÊy mÉu giät láng chÊt ®éc trªn bÒ mÆt c¸c vËt thÓ.

+ Qui tr×nh lÊy mÉu sinh phÈm: m¸u, m«, dÞch n«n.

3. C¸c ph−¬ng tiÖn vµ qui tr×nh ph©n tÝch, ph¸t hiÖn nhanh 9 lo¹i hãa chÊt ®éc t¹i hiÖn

tr−êng bao gåm:

- Ph−¬ng tiÖn ph¸t hiÖn nhanh:

+ Ticket ph¸t hiÖn chÊt ®éc L©n h÷u c¬, sè l−îng 50 hép x 01 Ticket

+ Ticket ph¸t hiÖn chÊt ®éc D, sè l−îng 50 hép x 01 Ticket

+ Test ph¸t hiÖn chÊt ®éc Wofatox, sè l−îng 50 test

+ Test ph¸t hiÖn chÊt ®éc B, sè l−îng 50 test

+ GiÊy chØ thÞ ph¸t hiÖn HCN, sè l−îng 50 hép x10 tê

+ GiÊy chØ thÞ ph¸t hiÖn COCl2, sè l−îng 50 hép x10 tê

+ GiÊy chØ thÞ ph¸t hiÖn AsH3, sè l−îng 50 hép x10 tê

+ èng dß ®éc ph¸t hiÖn CO, sè l−îng 5 bao x10 èng

+ èng dß ®éc ph¸t hiÖn CO, sè l−îng 5 bao x10 èng

- Qui tr×nh ph¸t hiÖn 9 lo¹i ho¸ chÊt ®éc t¹i hiÖn tr−êng

Môc lôc

Trang

Më ®Çu 1

Ch−¬ng I. Tæng quan 1

I.1. Mét sè hãa chÊt ®éc, ®éc tÝnh, tÝnh chÊt vµ c¸c ph¶n øng ph©n tÝch, ph¸t

hiÖn

4

I.1.1. §éc tÝnh vµ tÝnh chÊt 4

I.1.1.1. Nhãm chÊt ®éc l©n h÷u c¬ 4

I.1.1.2. ChÊt ®éc B 6

I.1.1.3. ChÊt ®éc Wofatox 7

I.1.1.4. ChÊt ®éc D 8

I.1.1.5. ChÊt ®éc HCN 9

I.1.1.6. ChÊt ®éc Photgen 10

I.1.1.7. ChÊt ®éc Asenhydrua 10

I.1.1.8. ChÊt ®éc Cacbon monoxit 11

I.1.1.9. ChÊt ®éc §ioxit nit¬ 12

I.1.2. C¸c ph¶n øng ph©n tÝch, ph¸t hiÖn 12

I..2.1 ChÊt ®éc B 12

I..2.2. ChÊt ®éc Wofatox 14

I.2.3. ChÊt ®éc l©n h÷u c¬ 14

I.2.4. ChÊt ®éc D 14

I.2.5. ChÊt ®éc HCN 16

I.2.6. ChÊt ®éc Photgen 17

I.2.7. ChÊt ®éc Asenhydrua 18

I.2.8. ChÊt ®éc CO 19

I.2.3. ChÊt ®éc NO2 20

I..2. Bé dông cô d· ngo¹i lÊy mÉu hãa chÊt ®éc t¹i hiÖn tr−êng 21

I.3. C¸c ph−¬ng tiÖn d· ngo¹i ph¸t hiÖn nhanh hãa chÊt ®éc t¹i hiÖn tr−êng 25

I.3.1. Giíi thiÖu chung 25

I.3.2. GiÊy chØ thÞ 27

I.3.3. èng dß ®éc 28

I.3.4. Ticket 31

Ch−¬ng II. §èi t−îng vµ ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu 34

II.1. §èi t−îng nghiªn cøu 34

II.2. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu 35

II.3. Ph−¬ng ph¸p tiÕp cËn vµ thiÕt kÕ nghiªn cøu 35

II.4. TÝnh míi, tÝnh s¸ng t¹o vµ nh÷ng nÐt ®éc ®¸o cña ®Ò tµi 37

Ch−¬ng III. KÕt qu¶ nghiªn cøu vµ th¶o luËn 38

III.1. Nghiªn cøu ph−¬ng tiÖn vµ x©y dùng quy tr×nh lÊy mÉu hãa chÊt ®éc

t¹i hiÖn tr−êng.

38

III.1.1. Nghiªn cøu ph−¬ng tiÖn, dông cô lÊy mÉu d· ngo¹i 38

III.1.1.1. X©y dùng ph−¬ng ¸n mÉu bé dông cô lÊy mÉu d· ngo¹i 38

III.1.1.2. Gia c«ng bé dông cô lÊy mÉu 41

III.1.1.3. Nghiªn cøu x©y dùng quy tr×nh lÊy mÉu t¹i hiÖn tr−êng 51

III.2. Nghiªn cøu chÕ t¹o ph−¬ng tiÖn vµ x©y dùng quy tr×nh, ph¸t hiÖn

nhanh mét sè hãa chÊt ®éc t¹i hiÖn tr−êng.

60

III.2.1. ChuÈn bÞ mÉu hãa chÊt ®éc dïng thö nghiÖm 60

III.2.2. Nghiªn cøu chÕ t¹o c¸c ph−¬ng tiÖn vµ x©y dùng quy tr×nh, ph¸t hiÖn

nhanh mét sè hãa chÊt ®éc t¹i hiÖn tr−êng.

63

III.2.2.1. Ticket ph¸t hiÖn chÊt ®éc l©n h÷u c¬ 63

III.2.2. 2. Ticket ph¸t hiÖn chÊt ®éc D 68

III.2.2. 3. Test ph¸t hiÖn chÊt ®éc B 71

III.2.2. 4. Test ph¸t hiÖn chÊt ®éc nhãm Parathion 74

III.2.2. 5. GiÊy chØ thÞ ph¸t hiÖn chÊt ®éc HCN 75

III.2.2. 6. GiÊy chØ thÞ ph¸t hiÖn chÊt ®éc Photgen 79

III.2.2. 7. GiÊy chØ thÞ ph¸t hiÖn chÊt ®éc Asenhydrua 82

III.2.2. 8. èng dß ®éc ph¸t hiÖn CO 84

III.2.2. 9. èng dß ®éc ph¸t hiÖn NO2 86

KÕt luËn 90

Tµi liÖu tham kh¶o 92