催淚彈藥劑銷毀可行性方法選擇

呂琦華，劉祿勝，劉一粟

(武警工程大學(xué) a.裝備運(yùn)輸系;b.科研部，西安 710086)

催淚彈是防暴執(zhí)勤中使用數(shù)量最多、使用最廣泛的防暴彈藥。根據(jù)彈藥儲存規(guī)律，每年都有數(shù)量不等的催淚彈報廢，需要安全銷毀處理。如果銷毀方法選擇不當(dāng)，將會給環(huán)境、社會帶來嚴(yán)重的安全隱患。而現(xiàn)階段，還沒有關(guān)于廢舊催淚彈銷毀的理論研究和相關(guān)的銷毀設(shè)備，采取什么樣的方法銷毀廢舊催淚彈，實(shí)現(xiàn)上級“不傷一人，不留隱患”的防暴彈藥處廢工作的安全目標(biāo)，是一個亟待解決的問題?；瘜W(xué)處理方法、堆肥法和焚燒法是現(xiàn)階段最常用的廢舊彈藥處理方法，但催淚彈不同于軍用彈藥，軍用彈藥的銷毀方式不一定使用于催淚彈，只能根據(jù)它的裝藥特點(diǎn)選用合適的方法。

1 化學(xué)處理方法

在一定條件下能與某些化學(xué)藥品發(fā)生分解與化合后而失去燃燒和爆炸性能的物品，均可用化學(xué)處理方法。催淚彈藥劑是由多種有機(jī)物和無機(jī)物混合加工而成，其中含有的多種原料在市場上的售價很高，而且某些組分的生產(chǎn)也很困難，是高耗費(fèi)產(chǎn)品，如催淚彈藥劑中的刺激劑CS。針對這一特點(diǎn)，可以采用化學(xué)提取有效成分的方法來處理廢舊催淚彈藥劑，即廢藥經(jīng)過酸、堿的降解，變成小分子有機(jī)化合物，然后再用溶劑分離提取有價值的組分，集中處理剩下的組分，如果使用得當(dāng)，可以批量處理廢舊催淚彈藥劑，還可以回收大量有價值的組分，從循環(huán)利用和經(jīng)濟(jì)上達(dá)到最優(yōu)化。

通過分析催淚彈主裝藥柱的藥劑成分在溶劑中的溶解情況(見表1)，決定按照如下方案進(jìn)行試驗。第1 步向藥柱(粉碎后的藥柱)中加入乙醇，可以溶解PVAC 和松香，過濾;第2 步向濾出固體中加水，溶解蔗糖和氯酸鉀，過濾;第3 步向濾出固體中加酸，溶解碳酸鎂，過濾得到固體即為CS。具體試驗流程見圖1。

試驗結(jié)果:加入乙醇有效溶解去除了PVAC 和松香，藥粒呈現(xiàn)疏松狀，硬度降低，溶解效果較好。過濾后，向濾出固體中加水，溶解較明顯，過濾，稱取濾出固體質(zhì)量，減少較明顯，可見蔗糖和氯酸鉀溶解較充分。向濾出固體中加酸，反應(yīng)劇烈，液體中有大量氣泡生成。可見，該方案效果明顯，可以達(dá)到預(yù)期目的。

表1 催淚彈藥柱各組分在幾種試劑中的溶解情況

圖1 提取藥劑試驗流程

2 堆肥處理方法

微生物的代謝過程可以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，將這一過程應(yīng)用于廢棄物的治理，就能將廢物轉(zhuǎn)化為無害或者有用的物質(zhì)。通過微生物的代謝過程同樣可以將廢舊催淚彈藥劑轉(zhuǎn)化成無害的產(chǎn)物。催淚彈藥劑大多是含有碳、氫、氧、氮等元素的有機(jī)物質(zhì)，它可以作為微生物的營養(yǎng)而被消耗掉。堆肥法技術(shù)是一種受控生物降解廢物的技術(shù)，它是利用熱核耐熱菌的共同作用來降解有機(jī)物，該方法所需的基本材料是耐熱菌和含有碳、氮的有機(jī)物。

試驗?zāi)康?運(yùn)用堆肥法處理催淚彈廢棄藥柱，觀察堆肥法處理廢棄藥劑的效果。

試驗儀器和原料:催淚彈廢棄藥柱8 枚(加工成直徑0.5 cm顆粒)，干苞谷稈、蔬菜葉、糖、木屑、樹葉等(10 kg)，干牛糞(3 kg)，水，含粘土約為2%、有機(jī)物約為1%、pH 值為6 ～7 的細(xì)砂(10 kg)，溫度計。

試驗方法:

1)先將干苞谷稈切成40 cm 小段，與菜葉、糖、木屑、樹葉和干牛糞混合，加入適量水，曝氣2 d，制成堆肥基料。

2)把細(xì)砂在空氣中干燥，用2 mm 篩去除土塊、石塊和草木物等，把藥劑顆粒加入細(xì)砂載體中混合制成沉淀物。

3)把制造好的堆肥基料與含有廢棄藥劑的沉淀物進(jìn)行混合，加入適量的水，制成堆肥，放入事先挖好的坑中(長×寬×深=1 m×0.5 m×0.5 m)，并適當(dāng)?shù)姆瓌?，如圖2 ～5。

4)堆肥2 個月，每隔3 d 觀察1 次，測量、記錄肥堆溫度、顏色、氣味等的變化。

試驗記錄:肥堆溫度的變化情況見表2，在堆肥試驗中，剛開始幾天，坑內(nèi)物質(zhì)顏色無明顯變化，可以聞到糞便的氣味;經(jīng)過約半個月，肥堆顏色逐漸變黑，臭味變淡，肥堆表面開始有熱氣散發(fā);1 個月后，顏色基本變黑，臭味很小，表面有熱氣，翻開肥堆，里面有大量熱氣溢出;經(jīng)過約48 d，漚肥基本結(jié)束，幾乎聞不到臭味，肥堆溫度開始回落。催淚彈藥柱表面變得松散，內(nèi)部變化不大。

表2 肥堆溫度變化情況

試驗結(jié)果:由于沒有專門工具定量測定堆肥效果，只能從肥堆的溫度、顏色及氣味等的變化來衡量堆肥效果。從三者的變化情況來看，基本與理論符合。同時，肥堆中的藥柱雖有一定變化，但可能是受溫度、濕度的影響而自然揮發(fā)的作用，無法確定微生物對其的降解轉(zhuǎn)化作用?？梢姡苯佑枚逊史ń到馑幹Ч焕硐?。

3 焚燒法

物質(zhì)的燃燒過程是物態(tài)和組分發(fā)生變化的過程，經(jīng)過統(tǒng)計，焚燒法處理廢棄物后的廢物量可以減少90%。廢棄物中的有機(jī)物經(jīng)焚燒后成為二氧化碳、一氧化碳、水以及硫的氧化物排出。可以看出，焚燒過程是消除無用物質(zhì)和清除有害物質(zhì)的重要手段。

試驗?zāi)康?用焚燒法處理催淚彈藥劑，觀察在不同條件下的藥柱焚燒效果，驗證高溫火焰能氧化分解催淚彈藥劑中的刺激劑。

試驗原理:催淚彈藥柱中的催淚劑在高溫(1000 ℃)焚燒下能夠被氧化分解，失去刺激性。

試驗儀器和原料:汽油噴燈，催淚劑藥劑。

試驗方法:

1)在空曠的地上鋪好并點(diǎn)燃4 枚催淚彈藥柱，觀察藥柱燃燒情況和煙氣狀況。

2)在相同條件下，用汽油噴燈(≥1000 ℃)焚燒催淚彈藥柱。觀察記錄藥柱焚燒效果和產(chǎn)生的煙氣情況(見圖2、3)。

試驗記錄:試驗結(jié)果見表3。

試驗結(jié)論:從藥柱的燃燒狀態(tài)和煙氣情況可以看出，在2 種焚燒條件下，藥柱焚燒效果存在差異。在藥柱自身燃燒的情況下，由于燃燒溫度低，只能把藥劑中的催淚劑升華釋放，使部分催淚劑氧化分解，所以產(chǎn)生黑白相間煙氣，具有強(qiáng)烈刺激性。在汽油噴燈的高溫焚燒下，催淚彈藥劑被焚燒后基本喪失刺激作用。這說明，高溫焚燒能使藥劑中的刺激劑氧化分解，破壞其作用基團(tuán)。

表3 催淚劑藥柱焚燒效果變化情況

4 結(jié)論

1)化學(xué)處理方法中必須使用到很多化學(xué)試劑，如鹽酸、乙醇等，這些試劑本身就是危險品，極易腐蝕或燃燒，這就無疑增加了處廢工作的危險系數(shù)，給整個工作帶來困難。再次，在提取出廢舊催淚彈藥劑的有效成分后，必然會遺留下操作過程中所產(chǎn)生的其他廢棄溶液。這些溶液具有很大的環(huán)境危害性，容易造成二次污染。

2)堆肥法卻需要大面積的土地作為銷毀場地，在土地日益緊張的今天，這無疑給該方法的推廣帶來困難。另外，堆肥法受季節(jié)、溫度、濕度、PH 值的影響較大，且處理周期長，在處理過程中，可能會受到外界因素的影響而造成處理不徹底，留下安全隱患，產(chǎn)生的廢水也可能傾入地下，對地下水造成難以挽回的污染。

3)焚燒爐焚燒法銷毀催淚彈藥劑，不但減少了工藝流程，增加了處理藥劑效率和安全性，并且焚燒爐焚燒法占地面積小，不受地理條件、季節(jié)、天氣等因素的影響。由于焚燒殘渣、飛灰和廢氣處理技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，能讓焚燒過程產(chǎn)生的廢氣排放到空氣中的有毒物質(zhì)大大減少，使廢氣的排放達(dá)到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，降低處廢工作二次污染的程度。

從以上分析可以得出，焚燒爐焚燒法雖有缺點(diǎn)，但與原理上可行的其他幾種方法相比，優(yōu)勢明顯，采用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)及設(shè)備，可以將煙氣排放污染物降至最低，達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，是適合催淚彈藥劑的銷毀方式。

［1］陳曉東.反恐技術(shù)裝備［M］.北京:科學(xué)出版社，2010.

［2］婁建武，龍源，謝興博.廢棄火炸藥和常規(guī)彈藥的處置與銷毀技術(shù)［M］.北京:國防工業(yè)出版社，2007.

［3］鞏永校，王寶全. 彈藥處廢技術(shù)［Z］. 石莊:軍械工程學(xué)院，1996.

［4］王澤山，張麗華.廢棄火炸藥的處理與在利用［M］.北京:國防工業(yè)出版社，1999.

［5］張麗華. 用廢棄發(fā)射藥制造民用炸藥的研究［D］. 南京:南京理工大學(xué)，1998.

［6］胡恩平，李成國. 國外報廢彈藥處理的過去、現(xiàn)在與未來［J］.安全，2002(1):45 -4?6.