Modification of pyrotechnic composition to effectively neutralize acidic and chemically hazardous atmospheric precipitation

 M. Kustov, V. Kalugin

ABSTRACT

In this article the problem of reducing environmental hazards of the region from acid rain and emissions of chlorine and phosgene in emergency situations of anthropogenic nature has been solved. For this purpose, a new composition of the pyrotechnic charge capable under certain conditions to initiate precipitation and to neutralize their acidity has been developed. Various modifications of the developed composition lead to active sedimentation of both supercooled clouds and clouds with a temperature above 12 °C. The main pyrotechnic properties of the developed composition have been checked experimentally. It is shown that additive of cellulose allows to obtain an additional amount of alkali in the combustion component of pyrotechnic composition and to an increase in the degree of neutralization of the acidity of the sediments. For the purpose to increase the degree of neutralization of highly toxic gases – chlorine and phosgene, modification of pyrotechnic composition with sodium hydroxide addition is offered. A method is proposed for neutralizing chlorine and phosgene by inoculating the zone of contamination with sodium alkali using light aviation.

Keywords: atmospheric precipitation, pyrotechnic composition, acid rain, chemical neutralization, the initiation of precipitation.

 REFERENCES

1. Sigal, I. Ya. (1988). Zashchita vozdushnogo basseyna pri szhiganii topliva. Leningrad: Khimiya, 312.

2. Suchkov, V. P., Bezrodnyy, I. F., Vyaznikovtsev, A. V. et al. (1992). Pozhary rezervuarov s neft'yu i nefteproduktami. Obz.inf.: ser. Transport i khraneniye nefteproduktov i uglevodorodnogo syr'ya, 3–4, 97.

3. Kustov, M. V. (2015). Khimicheski opasnyye vybrosy v atmosferu pri tekhnogennykh avariyakh na predpriyatiyakh Ukrainy. Bezopasnost' v tekhnosfere, 3, 16–21.

4. Aloyan, A. Ye. (2002). Dinamika i kinetika gazovykh primesey i aerozoley v atmosfere. Moskva: IVM RAN, 201.

5. Greenfield, S. M. (1957). Rain scavenging of radioactive particulate matter from the atmosphere. Journal of Meteorology, 14, 115–123. doi:10.1175/1520-0469(1957)014.

6. Kim, Y.-H., Yiacoumi, S., Lee, I., McFarlane, J., Tsouris, C. (2014). Influence of radioactivity on surface charging and aggregation kinetics of particles in the atmosphere. Environ. Sci. Technol., 48, 182–189. doi:10.1021/es4047439.

7. Slinn, W. G. N. (1984). Precipitation scavenging, in: Atmospheric Science and Power Production. Tech. Inf. Cent., 466–532.

8. Fuchs, N. A. (1989). The Mechanics of Aerosols. Dover Publications, 457.

9. Kachurin, L. G. (1990). Fizicheskiye osnovy vozdeystviya na atmosfernyye protsessy. Leningrad: Gidrometeoizdat, 463.

10. Carslaw, N., Jacoba, P. J., Pilling, M. J. (1999). Modeling OH, HO2, and RO2 radicals in the marine boundary layer 2. Mechanism reductionand uncertainty analysis. J. Geophys. Res., 104, 30257‑30273.

11. Kaluhin, V. D., Kustov, M. V. Patent № 108420 Ukrayiny, MPK G06D 31/02 (2016.01). Pirotekhnichnyy sklad dlya shtuchnoho opadoutvorennya. Рatentovlasnyk: Natsionalʹnyy universytet tsyvilʹnoho zakhystu Ukrayiny. - № 201601505; zayavl. 18.02.2016; opubl. 11.07.2016, Byul. № 13.

 ЛІТЕРАТУРА

1. Сигал, И. Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива [Текст] / И. Я. Сигал. – Л.: Химимя, 1988. – 312 с.

2. Сучков, В. П. Пожары резервуаров с нефтью и нефтепродуктами [Текст] / В. П. Сучков, И. Ф. Безродный, А. В. Вязниковцев и др. // Обз.инф.: сер. Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. – М.: ЦНИИТЭФТЕХИМ, 1992. – Вып. 3–4. – 97 с.

3. Кустов, М. В. Химически опасные выбросы в атмосферу при техногенных авариях на предприятиях Украины [Текст] / М. В. Кустов // Безопасность в техносфере. – М., 2015. – № 3. – С. 16–21.

4. Алоян, А. Е. Динамика и кинетика газовых примесей и аэрозолей в атмосфере [Текст] / А. Е. Алоян. – М.: ИВМ РАН, 2002. – 201 с.

5. Greenfield, S. M. Rain scavenging of radioactive particulate matter from the atmosphere [Text] / S. M. Greenfield // Journal of Meteorology. – 1957. – № 14. – P. 115–123. – doi:10.1175/1520-0469(1957)014.

6. Kim, Y.-H. Influence of radioactivity on surface charging and aggregation kinetics of particles in the atmosphere [Text] / Y.-H. Kim, S. Yiacoumi, I. Lee еt al. // Environ. Sci. Technol. – 2014. – № 48. P. 182–189. – doi:10.1021/es4047439.

7. Slinn W.G.N. Precipitation scavenging, in: Atmospheric Science and Power Production [Text] / W.G.N. Slinn // Tech. Inf. Cent. – Washington, 1984. – P. 466–532.

8. Fuchs N. A. The Mechanics of Aerosols [Text] / N. A. Fuchs. – Dover Publications, 1989. – 457 p.

9. Качурин Л.Г. Физические основы воздействия на атмосферные процессы [Текст] / Л. Г. Качурин. – Л.: Гидрометеоиздат, 1990. – 463 с.

10. Carslaw N. Modeling OH, HO2, and RO2 radicals in the marine boundary layer 2. Mechanism reductionand uncertainty analysis [Text] / N. Carslaw, P. J. Jacoba, M. J. Pilling // J. Geophys. Res. – 1999. – № 104. – P. 30257–30273.

11. Пат. 108420 України, МПК G06D 31/02 (2016.01) Піротехнічний склад для штучного опадоутворення / Калугін В. Д., Кустов М. В.; патентовласник: Національний університет цивільного захисту України. – № 201601505; заявл. 18.02.2016; опубл. 11.07.2016. – Бюл. № 13.