office for environmental geology & security...

Office for Environmental Geology & Security Research

BfUS-110018MAR2018-EOD/DMM/Chem/Phys/Risk Assess. 1


Tätigkeitsspektrum BfUS

Abb. 1: Wissenschaftliche Beratung

Kampfmittelbeseitigung

Tätigkeitsspektrum BfUS

Abb. 1: Wissenschaftliche Beratung

Kampfmittelbeseitigung

Abb. 2: Ballistische

Untersuchungen

Abb. 3: Todesursachenfeststellung

Nicht natürl. Tod /Schuss/USBV Abb. 4.: USBV- Rekonstruktion Abb. 5: Sprengstoffanalytik

Abb. 6: Kampfstoffanalytik



Sprengstoffchemische Veränderungen

Grundlage: Technische Verbindungen sind nur ausnahmsweise Reinstoffe!

Abb. 7a: Hexyl, Tetryl, TNP, TNT



Abb. 8: SchW39a

Veränderungen durch Umwelteinflüsse intrinsisch/extrinsisch


ex

in/ex in

in

Selbst bei analytisch reinen Sprengstoffen sind Veränderungen nicht ausgeschlossen


Sprengstoffchemische Probleme

- Alterungsbedingt Zustand KM/Füllung schlecht abschätzbar

- Literaturangaben bedürfen der Prüfung am Einzelobjekt!

- Sprengstoffeigenschaften nie als "gegeben" zu betrachteten

- Gefüge und chemische Zusammensetzung veränderlich

- Beispiel SchW39a und Tetryl



Kruste Rand Kern

TNT [μg/kg] 169 617,5 520,3

Hexyl *μg/kg+ 31,1 138,9 127,4

Verhältnis 5,4:1 4,4:1 4:1

Änderung Schlagempfindlichkeit SchW39a

Analysenreiner Sprengstoff!

Abb. 9: Realproben STV

Realproben: Kruste 0,1 kpm (3von5) Rand 1,02 kpm (Pulver) Rand 1,25 kpm (geschn.) Kern 1,01 kpm (Pulver) Kern 1,26 kpm (geschn.) Ursache für Kruste nicht ermittelbar! Referenz TNT um 1,5 kpm



b) Tetryl mit Verunreinigungen Nicht analysenreiner Sprengstoff, bis zu 12 signifikante Nebenprodukte (TNP)…

Abb. 10: Grundmine mit Tetryl-Booster Abb. 11: Schlagempfindliche Salze/Fe-Pikrat



Sprengstoffchemie Zusammenfassung:

- Verunreinigungen in Übertragungs- und Wirkladungen erschweren die Gefährlichkeitseinschätzung und Manipulation

- STV/PTV Kontamination kann verschleppt werden (Fahrzeuge, Umwelt)

- Derzeit erscheint nur eine nasse Bearbeitung von KM und verschiedenen Sprengstoffen "in situ" vertretbar bei Massenbearbeitung

- Das Unfallrisiko bei Massenbergungen ist mangels Datenlage nicht befriedigend einschätzbar, es gibt keinen stabilen Endzustand bei KM



Sprengstoffphysikalische Veränderungen

- Alterungsbedingt Zustand KM/Füllung schlecht abschätzbar

- Literaturangaben bedürfen der Prüfung am Einzelobjekt!

- Sprengstoffeigenschaften nie als "gegeben" zu betrachteten

- Schlag, Reibungs- und ESD-Empfindlichkeit sind veränderlich

- Physikalische Kennwerte können in Wasser, feucht und trocken

erheblich voneinander abweichen



Sprengstoffphysikalische Beschreibung energetischer Materialien erfolgt nach deren

Quantifizierbaren Eigenschaften, Geltungsbereich nur für untersuchte Probe:

- Brisanz - Schlagempfindlichkeit - Reibempfindlichkeit - Elektrostatischer Empfindlichkeit - Thermodynamische Stabilitätsdaten (DTA/TGA/DSC/Pyrolyse)…

Nicht Quantifizierbare Eigenschaften:

- Wechselwirkung mit Wasserkontakt - " " KM Bestandteilen - " " intrinsischen Verunreinigungen aus der Produktion…



Abb. 12: Fallhammer Prinzipschema

Prüfung Schlagempfindlichkeit



Prüfung Reibempfindlichkeit

Abb. 13: Reibapparat (BAM)



Abb. 14: Elektrostatische Empfindlichkeit

Prüfung ESD 1



Prüfung ESD 2

Abb. 15: ESD /Partikelgröße und DTA



Prüfung Kohnen Test

Abb. 16: Grenzdurchmesser



Resultate der physikalischen Prüfung

Gültigkeit der Aussage sprengstoffphysikalischer Prüfung - Ausschließlich für untersuchte Probe!

- Nicht auf Proben außerhalb des Probenahmeortes extrapolierbar

- Nur hinreichende Probenzahl/Laborierung erbringt belastbare Aussagen - Die Prüfverfahren sind auf neue Produkte abgestimmt, Restrisiko latent kleiner als bei alten, durch vielfältige chemische Reaktionen veränderten Ex-Stoffen - Nur Kombination der Prüfverfahren ergibt belastbare Gesamteinschätzung Reibung, Schlag, ESD, DTA, DSC und Gefügeuntersuchung + chem. Analytik



Einige Faktoren aus der Realität :

a) Schießwollen

Abb. 17: Schnitte durch Wirkladungen



b) Tetryl mit Verunreinigungen

Abb. 18: Grundmine mit Tetryl-Booster Abb. 19: Schlagempfindliche Salze/Fe-Pikrat

BfUS-100014NOV2017-EOD/DMM /Tox/Phys/Assessment 19


Sedimentkörper

S(VI) Reduktion

Mn(IV) Reduktion

RWS

Photochemische STV-Transformation

Anorganisch/mikrobielleSTV-Transformation

Abb. 20: Hydrochemie/ STV - Frachten

Hydrochemie verändert Randbedingungen



Zusammenfassung:

- Die historisch-genetische Analyse ist ein Anhalt, aber keine vollumfängliche und damit

sachlich ausreichende Gefährdungs- oder Risikoabschätzung

- Modellierungen sind nur so aussagekräftig wie der Dateneingang,

nie mit der realen Lage verwechseln > Qualifizierte Sachstandsermittlung!

- Für Beurteilung der tatsächlichen Gefahrenpotenziale ist die alleinige chemisch-

analytische Untersuchung von Zünd-, Spreng- und Treibmitteln unzureichend

- Syntheseverfahren zum Laborierungszeitpunkt der KM sind zu berücksichtigen



Zusammenfassung: - Sachgerechte Datenerhebung zur Gefahrenabschätzung:

Ausreichende, repräsentative Probenzahl + Chemisch-analytische Daten + Physikalische Daten Schlag, Reibung, ESD, Gefüge, DTA, DSC, Pyrolyse….

- Für eingesetzte Analysetechnik ist jedes einzelne Gerät zuvor im Labor mit Realstoffen

auf Nachweisfähigkeit und Betriebssicherheit zu überprüfen (Ringversuch)

Ungeprüfte Analysetechnik darf nicht verwendet werden!



Fragen?



Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Literatur beim Verfasser


office for environmental geology & security...

Documents