имитатор химического заражения почвы о-изобутил-s-2-(n,n-диэтиламино)этилметилфосфонатом

Формула изобретения

Имитатор химического заражения почвы O-изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино)этилметилфосфонатом, характеризующийся тем, что он представляет собой водный раствор пикриновой кислоты со следующим соотношением компонентов, мас.%:

пикриновая кислота	0,8-1,1
вода	98,9-99,2

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к имитатору токсичного химиката, в частности фосфорорганического вещества (ФОВ), а именно к использованию водного раствора пикриновой кислоты (2,4,6-тринитрофенола) НОС ₆Н₂(NO₂)₃ в качестве имитатора О-изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино)этилметилфосфоната при изучении динамики его распространения в почве.

Средства имитации химического заражения используются для обучения личного состава войск практическим навыкам работы с приборами химической разведки, ведению химической разведки и наблюдения, преодолению и дегазации зараженных участков местности, проведению дегазации вооружения и военной техники, обмундирования, обуви, снаряжения и средств индивидуальной защиты, слаживания частей и подразделений при выполнении ими мероприятий обеспечения химической защиты, работе на оптических инфракрасных дистанционных средствах химической разведки, контроля и проверки их работоспособности. Критерием оценки правильности пользования приборами химической разведки является их срабатывание в присутствии имитатора, моделирующего те свойства отравляющих веществ, которые вызывают индикационный эффект. Критерием оценки работоспособности прибора химической разведки в этом случае также является его срабатывание в присутствии имитатора.

Работа с имитационными рецептурами химического заражения независимо от их состава требует строгого соблюдения требований безопасности. Все работы с имитационными рецептурами необходимо проводить в средствах индивидуальной защиты на хорошо проветриваемых участках местности. Во всех случаях при работе с использованием имитационных рецептур химического заражения организуется медицинское обследование личного состава. Имитационные рецептуры химического заражения многокомпонентны.

В литературе имеются сведения об использовании диметилметилфосфоната ((СН₃О)₂СН₃РО) и гексафторида серы (SF₆) в качестве имитаторов фосфорорганических отравляющих веществ при разработке и испытаниях лидарных систем дистанционного обнаружения химического заражения [Ерин А.И., Тальберг Д.Д., Малышев В.А., Гозенбук В.А. Современные принципы организации и аппаратурного оснащения органов химической разведки и химического контроля (обзор) // Гражданская оборона за рубежом. - 1991. - № 5, 6. - С.39-44].

Однако данные соединения применяются для моделирования оптических характеристик фосфорорганических веществ типа G лишь в узком спектральном диапазоне, соответствующем рабочему спектральному диапазону активных лидарных систем на основе СО₂-лазеров и только в атмосфере. В то же время указанные выше имитаторы фосфорорганических веществ являются токсичными и малодоступными соединениями.

Известны органические соединения, использующиеся в качестве имитаторов фосфорорганических веществ, триметилфосфат и диметилсульфоксид, имеющие близкие к фосфорорганическим веществам спектральные характеристики в среднем инфракрасном диапазоне в парообразном состоянии [Патент РФ № 2261858, МПК: С07С 317/04, G01N 21/35].

Однако данные соединения применяются в среднем инфракрасном диапазоне в парообразном состоянии и имитируют только спектральные характеристики фосфорорганических веществ в атмосфере.

Использование вышеуказанных соединений в качестве имитаторов O-изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино)этилметилфосфоната невозможно в условиях почвенной среды вследствие несоответствия основному критерию - растворимости в воде и коэффициенту распределения в системе «октанол-вода» к_o/w. Кроме того, поведение их в условиях атмосферы отличается от поведения в почве, где многокомпонентная рецептура расслаивается на ее составляющие в соответствии со значениями растворимости, процессами сорбции почвенными частицами, особенно гумусовыми веществами, окислительно-восстановительными реакциями и микробиологической деструкцией.

Таким образом, можно отметить, что в настоящее время отсутствует имитатор O-изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино)этилметилфосфоната для изучения динамики распространения его в почве.

Целью изобретения является использование нетоксичного и доступного водного раствора пикриновой кислоты (2,4,6-тринитрофенола) в качестве имитатора O-изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино)этилметилфосфоната, позволяющего исследовать динамику его распространения в почве.

Данная цель достигается использованием водного раствора пикриновой кислоты, обладающего аналогичной O-изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино)этилметилфосфонату физико-химической характеристикой в почве, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

пикриновая кислота	0,8-1,1
вода	98,9-99,2

Основные критерии выбора имитационной рецептуры обусловлены близостью параметров, характеризующих миграцию и сорбцию соединения в почвенной среде, к аналогичным характеристикам фосфорорганического токсичного химиката. В частности, одна из физико-химических характеристик, которая в большей степени определяет сорбцию вещества почвой - коэффициент распределения в системе «октанол-вода» к_o/w имитатора и токсичного химиката O-изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино)этилметилфосфоната. Кроме того, модельное вещество удовлетворяет таким важным требованиям, как простота и экспрессность определения при низких значениях концентрации в полевых условиях с помощью концентрационного фотоколориметра (КФК), его нетоксичность, дешевизна и доступность.

Из ряда исследованных возможных имитаторов наиболее приемлемым для использования в почве является водный раствор пикриновой кислоты. Основные физико-химические характеристики O-изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино)-этилметилфосфоната и водного раствора пикриновой кислоты представлены в таблице.

Таблица
Значения плотности и логарифмов коэффициента распределения имитатора и O-изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино)этилметилфосфоната в системе «октанол-вода»
Вещество	Содержание вещества, мас.%	Плотность , г/см3	Логарифм коэффициента распределения в системе «октанол-вода», lg кo/w
O-изобутил-S-2-(N,N-диэтил-амино)этилметилфосфонат		1,014-1,019	2,09
Водный раствор пикриновой кислоты	0,5	1,002	2,03
0,8	1,005
1,0	1,006
1,1	1,006
1,5	-	-

Из представленных в таблице данных следует, что при изменении пределов концентрации раствора пикриновой кислоты в сторону увеличения от заявленного соотношения компонентов пикриновая кислота не растворяется в воде и использование раствора не имеет смысла. При уменьшении концентрации плотность раствора имитатора отличается от необходимой. По совокупности оцениваемых параметров водный раствор пикриновой кислоты с концентрацией 0,8-1,1 мас.% имеет наиболее близкие к O-изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино)этилметилфосфонату физические характеристики (логарифм коэффициента распределения в системе «октанол-вода» lg к_o/w и плотность) и поэтому наиболее пригоден для имитации O-изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино)этилметилфосфоната в почве. Логарифм коэффициента распределения в системе «октанол-вода» lg к_о/w имеет положительные значения - для гидрофобных групп.

Кроме того, пикриновая кислота применяется в производстве азокрасителей и других полупродуктов для красителей, а также для выделения и идентификации многих органических соединений [Химический энциклопедический словарь. Под ред. И.Л.Кнунянца. - М.: Советская энциклопедия, 1983. - С.593].

В этой связи наиболее точное, достоверное моделирование О-изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино)этилметилфосфоната в почве происходит имитатором - водным раствором пикриновой кислоты при концентрации 0,8-1,1 мас.%.

Предложенный в качестве имитатора водный раствор пикриновой кислоты может быть применен для решения задач по имитации химического заражения почвы:

- при моделировании процесса распространения O-изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино)этилметилфосфоната в почвах;

- при определении временной динамики распространения области загрязнения;

- при определении степени разбавления области загрязнения относительно начальной концентрации на заданном удалении от источника;

- при моделировании распространения O-изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино)этилметилфосфоната на заданном участке в зависимости от агрегатного состояния, физико-химических свойств и химического состава подстилающих пород и почв, характера растительности и других факторов.