Profil přístrojů výjezdové skupiny chemické laboratoře Institutu ochrany obyvatelstva

Za tímto účelem existují chemické laboratoře HZS ČR v čele s Institutem ochrany obyvatelstva.

Historie ochrany obyvatelstva sahá do meziválečného období, kdy roku 1935 vznikla organizace Civilní protiletecká ochrana. Hlavní úkol? Ochrana obyvatelstva před následky leteckých útoků na civilní a průmyslovou infrastrukturu. Dalším posláním pak byla ochrana před bojovými chemickými látkami.

Po druhé světové válce se protiletecká obrana začlenila do civilní ochrany v rezortu ministerstva vnitra až do roku 1951, kdy vládní usnesení ze dne 13. července dalo vzniknout koncepci civilní obrany. Ta měla z počátku jednoznačnou prioritu v ochraně před konvenčními zbraněmi, ale v dalších letech se zájem postupně přesunul na ochranu před zbraněmi hromadného ničení a protichemická ochrana tedy v rámci civilní obrany získala na důležitosti.

Výsledkem byly Kádrové chemické laboratoře civilní obrany (později Krajské chemické laboratoře civilní obrany), které plnily úlohu chemického a radiačního průzkumu a ochrany. Od 70. let 20. století se protichemická ochrana začala postupně orientovat i na chemická nebezpečí nesouvisející pouze s bojovými otravnými látkami. Její potenciál v ochraně obyvatelstva se tak začal rozšiřovat i na průmyslové havárie a další nevojenské mimořádné situace.

V roce 1991 vznikl sloučením tří organizací Institut civilní ochrany ČR v Lázních Bohdaneč, který zabezpečoval úlohu výzkumného a metodického centra rozvoje chemického průzkumu a laboratorní kontroly v civilní ochraně. Během přerodu také vznikly čtyři školicí střediska civilní ochrany. Těchto pět organizací v roce 2001 přešlo pod rezort Ministerstva vnitra a v roce 2002 daly vzniknout Institutu ochrany obyvatelstva a chemickým laboratořím HZS krajů (HZS Středočeského, Plzeňského, Jihomoravského a Moravskoslezského kraje).

V současnosti poskytuje těchto pět laboratoří podporu jednotlivým krajům HZS v chemickém a radiačním průzkumu. Laboratoře zajišťují nepřetržitou pohotovostní výjezdovou službu pro celé území ČR včetně přesné mobilní detekce a identifikace plného spektra nebezpečných látek a radionuklidů. Institut ochrany obyvatelstva (IOO) je metodickým a výzkumným centrem těchto laboratoří. Kromě akreditované chemické laboratoře je v IOO i laboratoř radiologická a biologická, laboratoř prostředků chemické ochrany a laboratoř zjišťování příčin vzniku požáru. IOO také zajišťuje široké spektrum vzdělávací, výcvikové, výzkumné, informační a jiné specializované činnosti.

Stacionární laboratoř

Základním kamenem protichemické služby jsou stacionární laboratoře. Chemická laboratoř IOO je akreditovaná a funguje v režimu ČSN EN ISO/IEC 17025:2005. Základní funkcí takové laboratoře je poskytovat přesné kvalitativní a kvantitativní měření dovezených vzorků. Za tímto účelem laboratoř nakládá s řadou analytických přístrojů a metodik pro univerzální pokrytí všech typů vzorků, které se v rámci zásahu mohou vyskytnout. Pracovníci laboratoře pracují s organickými i anorganickými vzorky pevného, kapalného i plynného skupenství, stejně jako se vzorky v absorpčních a extrakčních médiích. Hlavní část vzorků, které se mohou v praxi vyskytnout, je navíc možné měřit více než jedinou metodou analýzy.

Hasičský záchranný sbor ČR: Stacionární laboratoř

Hasičský záchranný sbor ČR: Systém SIGIS 2 při monitorování sportovní události

Výjezdová technika a mobilní laboratoře

Přestože jsou stacionární laboratoře skvělým a již desítky let ověřeným řešením, váže se k nim několik jen obtížně překlenutelných nevýhod. Například doba transportu vzorku do laboratoře nevyhnutelně sníží rychlost získání relevantních výsledků. Proto se v posledních letech stále více rozvíjí snaha o analytická měření přímo na místě mimořádné události. Výsledky získané měřením na místě se rychle získávají a nepodléhají nebezpečí nesprávného odběru a znehodnocení vzorků. Taková měření jsou ale náročnější na specializované přístroje a postupy. Kromě schopnosti měření velkého okruhu možných analytů ve všech skupenstvích je navíc nezbytné zajistit schopnost mobilní laboratoře měřit za všech podmínek, které se mohou na místě mimořádné události vyskytnout.

V této souvislosti má IOO k dispozici dvě mobilní laboratoře protichemického a protiradiačního výjezdu a jednu mobilní laboratoř, která je určená pro výjezdy k biologickým hrozbám. Dále pak má speciální přívěs určený pro převážení tlakových nádob a monitorovací vozidlo pro dálkový monitoring velkých úniků nebezpečných látek.

Hasičský záchranný sbor ČR: Měření splodin komínu teplárny systémem SIGIS 2

Specializované monitorovací vozidlo nese vestavěný přístroj SIGIS 2 (Bruker Sigma GmbH, SRN). Jde o pasivní infračervený spektrometr schopný zaznamenávat a identifikovat přítomnost desítek různých nebezpečných látek a plynů, a to na vzdálenost i několika kilometrů. Výsledky měření se v reálném čase zobrazují na pozadí obrazu z infračervené kamery, a tak je možné z bezpečné vzdálenosti monitorovat rozšiřující se mrak kontaminace nebezpečných plynů a díky tomu navrhovat účinná opatření na ochranu obyvatel.

Přístroj byl opakovaně použit pro monitorování situace při významných sportovních událostech, stejně jako při státních návštěvách, protože charakterem představuje výborný systém rychlého varování a identifikace výskytu nebezpečných plynů (průmyslových úniků i bojových látek).

Metody mobilní laboratoře

Mobilní chemické laboratoře jsou vozidla s nástavbovým prostorem adaptovaným pro funkci pojízdné laboratoře. Obsahují laboratorní stoly, digestoře, univerzální laboratorní náčiní, dekontaminační a ochranné pomůcky a sady pro odběr vzorků všech skupenství. Jejich hlavní výhodou jsou však mobilní analytické přístroje, které představují jádro schopnosti mobilních laboratoří provádět analytická měření u zásahu.

V případě práce ve stacionární laboratoři existují přesné postupy a procedury, které lze bez výhrady využít, neboť je možné plně ovlivnit podmínky a okolnosti měření. Práci v poli ale silně ovlivňují místní podmínky a především je nutné se přizpůsobit okolí. Zásadním krokem při zásahu je proto zjištění maximálního množství informací, ať komunikací s dalšími zasahujícími jednotkami, svědky nebo přímo průzkumem situace při mimořádné události. S takto zjištěnou anamnézou situace je možné přizpůsobit standardní procedury při zásahu pro navýšení efektivity a bezpečnosti následných činností.

Je vždy nutné počítat s nejhorší možnou variantou situace a podle toho k ní přistupovat. V první řadě je tak nezbytné ověřit, zda se nenakládá s výbušninou, která se sama vzněcuje nebo je silně hořlavá. Také zda se nejedná o extrémně toxickou látku. Na takové substance může být zvolený stupeň ochranných prostředků nedostatečný a při nesprávném analytickém přístupu k výbušným a hořlavým látkám hrozí nebezpečí, že může dojít k jejich detonaci. V obou případech mohou být následky fatální.

Hasičský záchranný sbor ČR: Detektor nebezpečných látek GDA 2

V případě kontaktu s vysoce toxickými látkami je nesmírně důležité maximální rychlostí potvrdit jejich přítomnost. K tomu existuje široká škála metod od jednoduchých průkazníkových prostředků určených primárně na bojové otravné látky, přes detekční trubičky schopné identifikovat i mnoho různých průmyslových jedů, až po mobilní detektory, jako je GDA 2 (AIRSENSE Analytics GmbH, SRN) – přístroj specializovaný na identifikaci nebezpečných plynů a bojových otravných látek prostřednictvím kombinace čtyř různých vzájemně provázaných detekčních principů.

Další nebezpečné vlastnosti látek, jako je výbušnost a vysoká hořlavost, lze odhalit sérií rychlých a jednoduchých testů. Narůstající hrozba terorismu v evropském regionu klade zvýšené nároky na opatrnost před možností nálezů systémů. Z tohoto důvodu se v minulém roce do mobilní laboratoře IOO zařadil ultra­ stopový detektor výbušnin Fido X3 (FLIR Systems, Inc., USA) umožňující bezodkladnou detekci přítomnosti explozivního materiálu.

Ke každé situaci jednotlivě

Po vyloučení nebezpečných vlastností a vysoké toxicity se přistoupilo k samotné identifikaci přítomných chemických látek a k měření jejich množství. Tyto znalosti posléze umožní zasahujícím jednotkám určit další postup zabezpečení situace a řešení mimořádné události. Jelikož se látky mohou vyskytovat ve všech možných skupenstvích, stavech a čistotě a může se jednat o velmi neobvyklý výskyt látek a jejich směsí, lze jen obtížně stanovit obecné postupy na jejich identifikaci. Proto je opět nutné přistupovat ke každé situaci jednotlivě v návaznosti na její podmínky.

Nejefektivnějšími prostředky první identifikace se ukázaly být přístroje infračervené spektrometrie s Fourierovou transformací a Ramanovy spektrometrie. Konkrétně jde v případě mobilní laboratoře IOO o přístroje TruDefender (Thermo Scientific, USA) a FirstDefender (Thermo Scientific, USA). Dva mobilní přístroje pracují na principu vibrační spektroskopie a jsou schopné identifikovat navzájem se doplňující okruhy organických látek. V případě přítomnosti anorganických látek je potom účinným doplněním této dvojice ruční ED XRF spektrometr Delta (Olympus Innov­ X Systems, USA), rentgenofluorescenční detektor schopný určit prvkové složení čistých chemikálií, směsí i pevných slitin.

Hasičský záchranný sbor ČR: Ultra-stopový detektor výbušnin Fido X3

V případě, že tato prvotní identifikace je neúspěšná, lze použít systému plynové chromatografie s hmotnostním detektorem. Tento systém je obecně nejefektivnější v identifikaci neznámých látek, ale ještě v nedávné době byl vázán výhradně ve stacionárních laboratořích. Pro správnou funkci hmotnostního detektoru je důležitý vysoký stupeň vakua, kterého je v polních podmínkách možné dosáhnout jen velmi obtížně. Díky vědeckému pokroku mobilní laboratoř IOO disponuje mobilním systémem GC/MS Griffin 460 (FLIR Systems, Inc., USA). Přístroj může být přivezen na hranici nebezpečné zóny mimořádné situace a vzorky mohou být měřeny bezprostředně po odběru, či dokonce přímým odběrem z atmosféry.

Podobným způsobem lze pracovat s analyzátorem plynů Gasmet (Temet Instruments Oy, Finsko) pracujícím na principu infračervené spektrometrie s Fourierovou transformací. Analyzátor je určen k identifikaci plynů z odběrových vaků, ale i vzorků kontinuálně odebíraných z ovzduší. Přístrojem je dokonce možné analyzovat okolní atmosféru v průběhu jízdy mobilní laboratoře.

Hasičský záchranný sbor ČR: Zleva FTIR TruDefender, Romanův spektometr FirstDefender, ED XRF spektometr Delta

Hmotnostní spektrometr MX908

V současnosti zavádí mobilní laboratoř IOO do výzbroje nejmodernější prvek mobilní detekce – již plně přenosný hmotnostní spektrometr MX908 (908 Devices Inc., USA). Analyzátor bude možné použít přímo v nebezpečné zóně a má tak významný potenciál zefektivnit identifikaci neznámých látek při mimořádných událostech.

Hasičský záchranný sbor ČR: Mobilní hmotnostní spektometr MX908

Ve chvíli, kdy se látky bezpečně určí, se může přistoupit k jejich monitorování a nakládání. Mobilní laboratoře jsou standardně vybaveny řadou specifických čidel zaměřených vždy na jednu či několik málo látek. Tato čidla měří nepřetržitě a jsou schopna jimi vybavené zasahující jednotky okamžitě varovat o zvyšující se koncentraci zájmové látky.

Velmi často mobilní laboratoře zasahují ve vodních nádržích, které jsou zamořené neznámými látkami nebo postižené úhynem ryb. Pro odhalení příčiny tohoto úhynu či zamoření se využívá velké množství mobilních měřidel parametrů vod. V současné době dochází k akumulaci více takových metod do jediného přístroje pro zefektivnění a zrychlení jejich měření. Mobilní laboratoř IOO má multiparametrickou sondu Aquaread AP-5000, jež umožňuje souběžné měření velkého množství parametrů – pH, oxidačně­ redukční potenciál, rozpuštěný kyslík, vodivost, zákal, ropné látky, amonné ionty, dusičnany a další, které jsou důležitými ukazateli pro předpokládané příčiny kontaminace vody.

Součástí každého zásahu je i odběr vzorků pro pozdější ověření výsledků ve stacionární laboratoři. Přestože jsou mobilní měření rychlá a v současné době také velmi efektivní, vždy je vhodné ověřovat výsledky za přesně daných podmínek v laboratoři. Takové výsledky jsou posléze akreditované a detailně popsané v laboratorních protokolech, stávají se tak užitečným podkladem při následném vyšetřování mimořádné události a obstojí i u případného soudu.

Hasičský záchranný sbor ČR: Systém GC/WS Griffin 460

Hasičský záchranný sbor ČR: FTIR analyzátor plynů Gasmet

Závěrečné zhodnocení

V rámci práce chemických laboratoří HZS ČR stále více nabývají na důležitosti prostředky mobilní detekce. V průběhu let dochází ke zefektivňování operačních postupů mobilních laboratoří, do výstroje se zařazují nové přístroje, vyvíjejí se nové metody a stejně tak se zvyšuje odborná způsobilost pracovníků laboratoří.

Chemické laboratoře HZS ČR jsou připravené 24 hodin denně, sedm dní v týdnu poskytnout podporu složkám IZS zasahujícím u mimořádných událostí. K jejich aktivaci dochází prostřednictvím pokynů místně příslušného operačního a informačního střediska IZS. Zároveň je ale možné z důvodu konzultace kdykoli přímo kontaktovat důstojníka v laboratoři, který právě koná službu.