核生化事故应急处置防护技术研究

■ 马　涛



核生化事故应急处置防护技术研究

■ 马涛

摘要▼

随着现代科学技术的迅猛发展，新工艺、新技术的大量运用，再加上国际恐怖主义活动依然频繁，各种疑难灾害事故也不断出现，因此，核生化等特种灾害事故处置已成为消防部队近年来重点研究课题之一。为提高公安消防部队应急处置能力，本文就处置化学、生物、核灾害事故中的防护技术进行了探索和归纳。

关键词▼

消防部队；特种灾害；防护；技术研究

0　引　言

随着经济社会的发展，不同类型的火灾和各种突发性事故也在发展、变化，新《消防法》颁布后，消防部队肩负了扑救火灾和抢险救援的重任，对消防部队提出了更高的要求。再加上国际恐怖主义日益猖獗，以及生化武器和技术的扩散，部分恐怖组织已获取到生化武器或技术，生化恐怖组织活动已初显端倪，并有进一步发展之势，核生化恐怖威胁成为影响国家安全、危害公众生命和财产安全的主要恐怖形式。

1995年，日本东京地铁沙林事件揭开了恐怖分子使用化学武器实施恐怖袭击的序幕；2001年“9·11”事件及其随后的炭疽事件改变了世界安全战略走向，引发了世界范围内的反恐与防恐浪潮，世界各主要国家都将防范、应对核生化恐怖袭击纳入重要议事日程，并逐步建立了比较成熟的防范与应对体系。作为政治、经济大国和世界反恐的主要力量，我国也面临着防范核生化恐怖袭击的严峻挑战。

消防官兵在灭火抢险救援战斗中，尤其是在核生化事故等灾害的抢险救援过程中，会遇到许多危险情况，会造成消防人员伤亡事件的发生。

个人防护是消防战士的第二生命。在核生化救援行动中，为避免和减轻有毒有害化学品、有害生物污染源和放射性灰尘对人体造成的伤害，消防官兵必须采取有效的防护措施，以确保在自身安全的前提下抢救人员生命和财产，把灾害事故造成的损失降到最低。对于消防官兵来说，通常防护指的是呼吸道防护和皮肤防护，而且还要根据不同的事故，选择不同的防护装备。

1　化学防护

我国是一个化工大国，各类化工厂遍布全国，但大部分化工厂设备工艺落后，年久失修，有毒有害物质在生产、运输过程中泄露、火灾事故时有发生。这也是消防部队在灾害事故救援中遇到较多的事故。所以，做好化学事故救援中的个人防护尤其重要。

1.1 呼吸道防护

对于呼吸道防护，消防部队多采用正压式空气呼吸器，而在解放军防化部队多使用过滤式防毒面具。过滤式面具主要由炭装填层和滤烟层两部分组成。炭装填层依靠其物理吸附、化学吸着和催化作用对有毒剂蒸气（气体）进行过滤，滤烟层用来滤除气溶胶（烟和雾的混合物）。其优点是重量轻，价格便宜、使用方便，人员使用时间长。其防毒时间θ为：

式（1）中：L0为炭层厚度；h为未利用层厚度；K为防毒系数，它取决于炭吸附量，并与毒剂浓度计气流比速成反比。

其缺点是使用条件有限，因其是将外界受染空气经滤毒罐净化后供人员呼吸，若活性炭吸附量饱和（无报警装置）立即会使人员中毒，且不是所有毒气都能有效过滤。一般过滤式防毒面具不能防一氧化碳、光气，对氢氰酸、氯化氰、碘化氢等毒剂必须在活性炭上添加化学活性物质。如果空气中一氧化碳浓度高于0.5%或空气中含氧量低于16%，或毒剂的体积浓度大于1%的环境中，不能使用过滤式防毒面具。而消防部队多采用隔绝式防毒面具即空气呼吸器，其优点是自带气源，无论外界为何种有毒气体，均不影响空呼的使用。缺点是重量较重，一般在4～16kg、价格昂贵，使用时间短，25MPa一般40～60min，人员穿戴后作业能力下降较大，且在环境压力大于1.5个大气压时不能使用（此时外界压力大于面罩内压力造成毒气倒灌）。所以应根据实际情况，选用过滤式防具或隔绝式防具，如在氧含量较低或未知有毒气体泄漏时应采用隔绝式防具；而在已知有毒气体且能过滤，氧气含量大于17%的情况下，可采用过滤式防具，可大大延长作业时间，提高救援效率。

1.2 皮肤防护

皮肤防护包括躯体、面部、手部和足部的防护。可根据灾害事故现场的危害等级采取轻型防护或者重型防护。消防部队常用的防护装备有：防化手套，可防油类、酸类、腐蚀性介质、酒精及各种溶剂；消防战斗靴、服、抢险救援服、封闭式防化服（有害液体可达8h不渗透，有害气体可达24h不渗透），内置式重型防化服，主要针对所有芳烃、卤代烃、酸、植物油及动物油污染进行防护。

不同防护状态等级下的防护要求及装备。

1）可能暴露在最危险的环境中，需要最高级别的防护（一级防护）：隔绝式面具或长管面具，内置式重型防化服，多层防护手套，重防服配防护靴或专业防毒靴。

2）所处环境要求最高级别的呼吸防护（一级防护），但皮肤防护要求略低：外置式防化服、防毒服配防护靴或专业防毒靴。

3）所处环境要求皮肤防护（二级防护），且呼吸防护要求更低：过滤式面具或口罩，轻型隔绝式防护服、面罩、防护镜等，防毒手套，防毒靴或靴套。

4）最低的皮肤防护要求，无呼吸道防护要求：透气式防护服、防护镜等，防毒手套或工作手套，战斗靴或靴套。

2　生物防护

近年来，随着生物事件的不断出现，生物灾害事故受到了世界各国的高度关注。如1990～1993年奥姆真理教在日本四度释放炭疽芽孢；2001年美国“9·11”恐怖袭击后，发生了利用寄送染有炭疽粉末邮件的恐怖事件；2003年我国的SARS疫情，在局部地区地造成了极度恐慌，给全世界的生物恐怖防御工作敲响了警钟。由于生物恐怖袭击具有传染性、危害面积大、渗透性、难防护、难消除、易造成社会恐慌的特点，所以在进行生物恐怖袭击事件处置时，做好个人防护是避免疫情进一步扩大和进行应急救援的前提条件。

2.1 免疫防护

免疫防护就是对人员注射疫苗，疫苗能够使机体产生大量抗体，能够抵抗外来的病原微生物。根据特异性免疫原理，采用人工方法将疫苗、类毒素等或抗体制成各种制剂，注射人体使其获得特异性免疫能力，达到预防或治疗某些疾病的目的。一般接种疫苗后2-3周，有的甚至要几个月后，人体才能形成免疫力。因此救援人员应提前注射疫苗、抗血清或预防药物，以提高机体免疫力。

2.2 药物预防

药物预防又称为化学预防，是生物医学防护工作中的重要应急措施。对于几种典型的生物危险物质，目前均具有较好的治疗物质，其中大多数为抗生素类药物。

2.3 物理防护

物理防护是通过使用防护装备实现人与污染环境的物理隔绝。如现在消防部队配备的轻、重型防化服、口罩、护目镜、空气呼吸器等都可以达到一定的防护目的，但存在通气性不好，行动、操作不方便等缺点。建议基层部队配备专用的由病毒科研机构常用的生物防护服，其具有质地软、重量轻、行动方便等特点，为生物恐怖袭击现场处置人员防护的首选。

3　核防护

核事故处置是消防部队接触较少的一个区域，核辐射是原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观粒子流。如α射线、β射线、χ射线、γ射线及n（中子流）等。

当带电粒子在从吸收物质原子旁掠过时，由于他们与壳层电子之间发生静电库伦作用，壳层电子便获得了能量，当能量足够大时，它便克服原子核的束缚脱离成为电子，这时原子就被分成了一个自由电子和一个正离子，即被电离。电离能力从大到小依次为α＞β＞n＞γ、χ。电离辐射作用人体可造成器官或组织损伤；同时射线还具有穿透能力，穿透能力从大到小正好与电离能力相反，依次为γ、χ＞n＞β＞α。当人体受到穿透力强的辐射照射时，可造成造血器官、生殖器官、胃肠道和中枢神经系统损伤，这些作用和后果称为核辐射生物效应（包括随机性效应，主要指癌症的发生率或造成伤害的不确定性；确定性效应，指人体受到一定当量的照射后，确定会发生的伤害）。实践证明，只要采取适当的防护措施，就可减少和防止核辐射伤害作用。

3.1 辐射防护原则

辐射防护的目的是为了防止发生对健康有害的非随机性效应，并将随机性效应的发生率降到可以接受的水平。为达到这一目的必须遵循以下3个原则：

1）辐射实践的正当化原则。

在进行涉及辐射的任何时间活动之前，必须先权衡其利弊得失，只有当这一实践活动对人群和环境可能产生的危害比起个人和社会从中获得利益更小时，才能认为具有值得进行的正当理由。反之，不应采取这种实践。

2）辐射辐射防护的最优化原则。

即在考虑到经济和社会因素的条件下，所有辐射照射都应保持在可合理达到尽可能低的水平。

3）个人剂量的限制。

对所受照射利用计量限值加以限制，分职业和公众，在规定时间内不应超出的照射剂量上限值，见表1。

表1　国际辐射防护委员会建议的个人剂量限值

对于公众来说，身体年有效照射剂量不超过1mSv，对于局部，眼睛年照射剂量不超过15mSv，皮肤年照射剂量不超过50mSv。对于职业人员，身体年有效照射剂量和局部年照射剂量可以适当提高，但均不能超过限值。

3.2 辐射防护基本方法

3.2.1外照射防护

1）时间防护。就是缩短接受照射时间。为此工作前要做好充分准备，熟练操作，可先通过模拟操作使动作熟练、准确或分组轮流作业，这样可以大大缩短作业时间，从而减少工作人员所受剂量。

2）距离防护。以γ射线为例，对于γ放射点源来说，当空气、周围的物体对γ射线的吸收、散射可以忽略时，某一点的照射量率与距离源的距离的平方成反比，即：

式（2）中：A为点源的放射性活度；Γ为照射量率常数；X为照射量率；r为距离点源的距离。

由此可见，距离放射点源的距离越大，剂量率越小。根据这一原理，在救援过程中应尽量远距离操作，如使用长柄钳或机械手之类的工具。同样，发生事故时，尽早脱离辐射场，也是一种距离防护。

3）屏蔽防护。对于固定的辐射源，根据辐射通过物质被减弱的原理，在人与源之间加一足够厚的物质，将辐射降低到我们需要的水平。屏蔽防护有两种，一种是对放射源进行屏蔽，一种是对人员进行屏蔽。根据射线穿透能力不同，一般来说α射线一张纸即可屏蔽，β射线一本60页的书可屏蔽，γ射线穿透能力较强，需要60页的书4580本方可防护。实际工作中，一般消防战斗服即可屏蔽α射线，但要防止α放射物质表面灼伤或吸入食入造成内照射；β射线是高速运动的电子流，通过介质时会产生韧致辐射，所以采用有含有机玻璃的防护服进行防护；γ射线穿透力极强，需使用重金属进行防护，一般采用铅服或改性的防核服；中子流需采用含富氢材料的服装进行防护。但一般在核泄漏事故现场情况较为复杂，各种射线均有（如2011年3月日本的福岛核事故泄漏），可采用三层防护服，第一层为重金属进行慢化，第二层为富氢材料阻挡中子，慢化吸收，第三层为重金属屏蔽γ射线。具体如何运用，还需根据现场情况而定。

3.2.2内照射防护

在实际工作中，放射性物质可能失散到空气和地面造成污染，并通过各种途径进入人体（主要为吸入、食入和伤口侵入），在人体能进行衰变释放射线，造成内照射伤害。

对于呼吸道侵入，主要是避免吸入被污染的空气，所以在污染区域人员须佩戴呼吸道防护面具或提前服用碘片。对于放射性尘埃，为防止皮肤性沾染，应穿戴全身防护装备，如内置式防化防核服。对于经口食入，在开放型放射性工作场地或污染区域不应进食或吸烟。具体有以下措施：

1）战斗员进入工作场所前应按规定穿戴个人防护装备及用品；

2）战斗员在工作场所内不得饮食和吸烟；

3）尽可能杜绝战斗员在工作场所内受伤的可能性；

4）若发生放射性污染，应立即清洗去污；

5）工具和用具应标明记号，不得从污染区携出；

6）官兵离开工作现场时应进行必要的洗消，并经过表面污染检查。

4　结　语

核生化事故处置防护起来技术含量高，难度大，我们面对的各类灾害应急事件也呈现多元化、技术化、隐蔽化的趋势。特种灾害事故的形势要求消防部队进一步加强防护技术研究，开展处置特种灾害事件的防护训练和处置训练，加强消防队伍及特种装备建设，立足于“打大仗，打恶仗，救大灾”，整体提升消防部队的特种灾害事故应急处置能力。

参考文献：

［1］王慧飞.生化防护技术［M］.廊坊：中国人民武装警察部队学院，2006.

［2］蔡忠林.化学事故应急救援的个人防护问题［J］.安全科技，2004（9）：43-45.

［3］聂幼平，崔慧峰.个人防护装备基础知识［M］.北京：化学工业出版社，2005.