Величины заражения воды, не приводящие при длительном употреблении к лучевому поражению и не отягощающие поражающий эффект от внешнего гамма-облучения

 

Измеряемый объем воды	Уровень радиоактивного заражения, мР/ч, при возрасте осколков
1 сут	5 сут	более 10 сут
Котелок (1,5 л)
Ведро (9–10 л)

 

В зависимости от характера и степени заражения, а также от наличия средств дезактивация воды может производиться физико-химическим или физическим способами.

Физико-химический способ дезактивации воды может быть осуществлен или фильтрованием воды через сорбенты, иониты, почвенные фильтры и другие фильтрующие материалы, или коагулированием с последующим отстаиванием.

Физический способ дезактивации воды осуществляется путем ее перегонки (дистилляции).

Фильтрование через сорбенты и иониты, а также перегонка являются основными способами дезактивации воды и осуществляются с помощью табельных технических средств водоочистки (ТУФ-200, МАФС-3, ПОУ и ОПС). Коагулирование с последующим отстаиванием, а также фильтрация через почвенные фильтры являются вспомогательными способами.

Дезактивация воды фильтрованием с ионным обменом заключается в пропускании зараженной воды через слой ионитов. В результате ионообменной реакции происходит замена нерадиоактивных ионов ионита радиоактивными катионами, находящимися в растворе. Радиоактивные ионы образуют нерастворимые соединения с ионитами, и тем самым зараженная вода освобождается от радиоактивных изотопов.

Иониты представляют собой твердые вещества различной окраски, раздробленные на мелкие зерна (гранулы). Полимерные молекулы ионитов имеют подвижные группы, способные вступать в обменные реакции с ионами, находящимися в растворе. В катионите такими группами являются катионы (обычно Н⁺ или Nа⁺); в процессе ионообменной реакции они заменяются катионами металлов (радиоактивных и нерадиоактивных), находящихся в растворе (например, Са²⁺, Sr²⁺ и т. д.). В анионите подвижными группами являются анионы (обычно ОН^– или НСО^–₃ ); в процессе реакции они заменяются анионами, присутствующими в растворе (Сl^–, SО₄^2– и др.).

Поскольку при заражении воды продуктами ядерного взрыва очень малая доля РВ находится в виде анионов, то обычно для полевой водоочистки используются только катиониты.

Химическая промышленность выпускает целый ряд синтетических ионитов, обладающих высокой активностью и различными особенностями. Лучшим из отечественных катионитов является сульфоуголь (каменный уголь, обработанный серной кислотой), который дешев, доступен и обеспечивает высокую степень очистки воды от радиоактивных ионов при высоких скоростях фильтрации.

Перед слоем сульфоугля в фильтре ставится равный слой карбоферрогеля-М (КФГ-М), который является универсальным сорбентом для всех ОВ; кроме того, он очищает воду от взвешенных, частиц, цветности, запахов и привкусов. На карбоферрогеле-М задерживается 80 % и более радиоактивных веществ.

Чтобы успевала проходить ионообменная реакция, фильтрация воды через ионообменные фильтры производится со скоростью не выше 6 м/ч.

Прозрачная вода этим способом очищается от РВ на 99,5–99,9 %, мутная — значительно хуже. Поэтому воду предварительно осветляют путем коагулирования загрязнений с последующим отстаиванием. Перед употреблением очищенная вода нейтрализуется двууглекислой содой.

Дезактивация воды перегонкой (дистилляцией) осуществляется путем выпаривания зараженной воды с последующим отведением и конденсацией пара. При этом радиоактивные вещества на 99,9 % остаются в сосуде, из которого производится испарение воды, оседая вместе с солями на его стенках; дистиллят получается практически незараженным.

Дезактивацию воды перегонкой производят с помощью табельной передвижной опреснительной установки с производительностью 200–300 л/ч,передвижной опреснительной станции (ОПС) с производительностью 1800– 2000 л/чили других имеющихся в наличии перегонных аппаратов.

При перегонке воды, зараженной радиоактивными и отравляющими веществами, часть этих веществ может попасть в дистиллят. Во избежание этого перед перегонкой вода должна подвергаться дегазации.

Дезактивация воды коагулированием с последующим отстаиванием является наиболее распространенным способом полевой очистки воды. Коагулирование осуществляется путем растворения в воде веществ, которые в результате гидролиза образуют рыхлый хлопьевидный осадок. В качестве коагуляторов берут сернокислую соль закиси железа FеSО₄ или сернокислый алюминий А1₂(SО₄)₃ и в случае необходимости, для подщелачивания, — соду или известь.

Процесс коагуляции, например, сернокислым алюминием основан на реакции:

Аl₂(SО₄)₃ + 3Nа₂СО₃ + 3Н₂О → 2Аl(ОН)₃ + 3NaSО₄ + 3СО₂.

Гидрат окиси алюминия во всем объеме воды образует хлопья, обладающие высокой адсорбционной способностью, которые при осаждении на дно резервуара захватывают частицы загрязнения и радиоактивной пыли.

После отстаивания зараженная вода осветляется и в значительной степени дезактивируется. В отстойнике путем коагуляции удаляется до
85 % радиоактивной пыли и до 50 % растворенных РВ.

Если производится только коагулирование воды с отстаиванием (без фильтрования), то для полного осветления ее требуется 2 ч и более.

Доза коагулянта определяется путем подбора; обычно она составляет 100–300 гкоагулянта на 1 м³воды. При недостаточной дозе коагулянта, а также при избытке его, необходимая степень осветления воды не достигается. В последнем случае через некоторое время после фильтрования в воде могут образоваться хлопья коагулянта, вызывающие помутнение осветленной воды. Поэтому выбирается наименьшая доза коагулянта, при которой вода хорошо осветляется в наиболее короткие сроки.

Метод очистки воды коагулированием может применяться в качестве предварительной операции перед дезактивацией ее фильтрованием, а также в качестве самостоятельного метода для очистки воды, предназначенной для санитарной обработки военнослужащих и дезактивации боевой техники.

Этот способ можно сделать более эффективным, если кроме коагулянта в воду вносить глину и полиакриламид.

Метод фильтрования воды через почвенные фильтры может быть использован для дезактивации воды при отсутствии табельных средств.

Почвенные фильтры готовят путем смешивания почвы с песком или древесным углем (для ускорения фильтрации) в соотношении 2: 1. Почва предварительно просушивается на воздухе и просеивается на ситах для получения частиц размером 1–3 мм.Песок и древесный уголь не просеиваются.

Шихта, состоящая из чернозема и песка или глины и песка, обеспечивает дезактивацию на 90–97 % около 16 объемов воды на 1 объем шихты, а состоящая из подзола и песка — до 6 объемов. Радиоактивная пыль почвенными фильтрами задерживается практически полностью (табл. 6).

Таблица 6