Розробка безпечних піротехнічних димових композицій: хімічний аспект та токсикологічна оцінка

Людмила  Пономарьова; Андрій  Довгополов; Володимир  Лупирь; Артем  Лазаренко; Богдан   Козлов

doi:10.25140/2411-5363-2025-4(42)-325-332

Автор(и)

Людмила Пономарьова Сумський державний університет , Україна https://orcid.org/0000-0002-1637-3229
Андрій Довгополов Сумський державний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-9094-4923
Володимир Лупирь ТОВ Науково-виробнича компанія «Папірус», Суми, Україна
Артем Лазаренко Сумський державний університет, Україна https://orcid.org/0009-0004-4681-383X
Богдан Козлов Сумський державний університет, Україна

DOI:

https://doi.org/10.25140/2411-5363-2025-4(42)-325-332

Ключові слова:

піротехнічні димові шашки; метал-хлоридні суміші; сигнальний дим; хімічні реакції горіння; токсичність аерозолів; безпека

Анотація

У статті виконано аналіз хімічного складу, механізмів реакції та токсичності основних типів піротехнічних димових сумішей. Представлено результати експериментального дослідження сигнальної димової суміші на основі калій нітрату, сахарози та парафіну. Було проведено тестування шести сумішей, в яких змінювали вміст окисника, палива та охолоджувача. Для визначення найкращого співвідношення суміші димового сигналу, спостерігали за виходом диму, часом запалювання та тривалістю горіння. Найкращий результат спостерігався при співвідношенні 37,5 мас.% KNO₃ _, 37,5 мас.% сахарози та 25% парафіну з часом запалювання 5 с та тривалістю горіння 90 с з послідовною прозорістю кольору та густиною диму.

Посилання

Martin de Lagarde, V., Rogez-Florent, T., Cazier, F., Dewaele, D., Cazier-Dennin, F., & Ollivier, A. (2022). Oxidative potential and in vitro toxicity of particles generated by pyrotechnic smokes in human small airway epithelial cells. Ecotoxicology and Environmental Safety, 239, 113637. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2022.113637.

Hemmilä, M., Hihkiö, M., Kasanen, J.-P., Turunen, M., Järvelä, M., & Suhonen, S. et al. (2010). Cytotoxicity and genotoxicity in vitro and irritation potency in vivo of two red phospho-rus-based pyrotechnic smokes. Mutation Research, 701(2), 137–144. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2010.06.007.

Hemmilä, M., Hihkiö, M., Kasanen, J.-P., Turunen, M., Hautamäki, M., & Pasanen, A.-L. et al. (2007). In vivo and in vitro evaluation of the acute toxicity, the genotoxicity, and the irrita-tion potency of two hexachloroethane-based pyrotechnic smokes. Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A, 70(14), 1167–1181. https://doi.org/10.1080/15287390701252691.

Koch, E.-C. (2008). Special materials in pyrotechnics: V. Military applications of phos-phorus and its compounds. Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 33(3), 165–176. https://doi.org/10.1002/ prep.200700212.

Nachman, K. E., & Parker, J. D. (2012). Exposures to fine particulate air pollution and respiratory outcomes in adults using two national datasets: A cross-sectional study. Environmen-tal Health, 11(1), 25. https://doi.org/10.1186/1476-069X-11-25.

Oberdörster, G., Oberdörster, E., & Oberdörster, J. (2005). Nanotoxicology: An emerging discipline evolving from studies of ultrafine particles. Environmental Health Perspectives, 113(7), 823–839. https://doi.org/10.1289/ehp.7339.

Dilger, J. M., Martin, T. M., Wilkins, B. P., Bohrer, B. C., Thoreson, K. M., & Fedick, P. W. (2022). Detection and toxicity modeling of anthraquinone dyes and chlorinated side products from a colored smoke pyrotechnic reaction. Chemosphere, 287(1), 131845. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.131845.

von Stackelberg, K., Amos, C., Thomas, S., Cropek, D., & MacAllister, B. (2004). Mili-tary smokes and obscurants fate and effects: A literature review relative to threatened and en-dangered species (ERDC/CERL TR-04-29). Engineer Research and Development Center, Con-struction Engineering Research Laboratory.

Національний університет цивільного захисту України. Кафедра військової підготовки. (б.р.). Теоретичні основи застосування аерозолів: Методична розробка щодо проведення групового заняття. https://nuczu.edu.ua/images/topmenu/kafedry/kafedra-viiskovoi-pidhotovky/distant-content/RHBZ_2_17.pdf

Шидловский, А. А. (1973). Основы пиротехники. Машиностроение.

Ellern, H. (1968). Military and civilian pyrotechnics. Chemical Publishing Company.

Eaton, J. C., Lopinto, R. J., & Palmer, W. G. (1994). Health effects of hexachloroethane (HC) smoke (Technical Report No. 9402). https://apps.dtic.mil/sti/tr/pdf/ADA277838.pdf

Loh, C. H., Chang, Y. W., Liou, S. H., Chang, J. H., & Chen, H. I. (2006). Hexachloro-ethane smoke inhalation: A rare cause of severe hepatic injuries. Environmental Health Perspec-tives, 114(5), 763–765. https://doi.org/10.1289/ehp.8635

Ellern, H. (1968). Military and civilian pyrotechnics (Softcover ed.). Chemical Publish-ing Company.

El Idrissi, A., van Berkel, L., Bonekamp, N. E., Dalemans, D. J. Z., & van der Heyden, M. A. G. (2017). The toxicology of zinc chloride smoke producing bombs and screens. Clinical Toxicology, 55(3), 167–174. https://doi.org/10.1080/15563650.2016.1271125.

Landry, J. (2025, August 22). Are smoke bombs safe to breathe? Respiratory Therapy Zone. https://www.respiratorytherapyzone.com/smoke-bombs-safe-breathe.

Спорягін, Е. О., & Варлан, К. Є. (2011). Навчальний посібник до вивчення курсу «Фізико-хімічні та експлуатаційні властивості спецматеріалів». РВВ ДНУ. http://repository.dnu.dp.ua:1100/ upload/ab59a56fced58655d53ca0d38ed57b13F.-x.-ta-eksluat.-vlastiv.-specmaterialiv.pdf.

Довгополов, А. Ю., Некрасов, С. С., Колесник, В. О., Дегтярьов, І. М., & Лупирь, В. В. (2024). Розробка напівавтоматичної системи аерозольного маскування для не спеціалізованого військового та евакуаційного транспорту. Методи та прилади контролю якості, 2, 94–104. https://doi.org/10.31471/1993-9981-2024-2(53)-94-104.

Довгополов, А. Ю., Колесник, В. О., Некрасов, С. С., Фадєєв, В. М., & Проскурня, С. І. (2025). Комплекс для постановки комбінованої димової завіси для неспеціалізованого військового транспорту (Пат. № u202502844). Україна.