ТЕМЫ К ЗАЩИТЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ № 4 «РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ПОСЛЕДСТВИЙ ЧС — ПРИРОДНЫЕ ПОЖАРЫ»

[1]

  • 7. Причины природных пожаров.
  • 8. Показатель пожарной опасности.
  • 9. Определение понятия точка росы.
  • 10. Степени и классы пожарной опасности лесных пожаров.
  • 11. Порядок прогноза и оценки пожарной опасности в лесу.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 5 «АНАЛИЗ И ПРОГНОЗ ПОСЛЕДСТВИЙ ТЕХНОГЕННЫХ ЧС НА ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТАХ»

ЗАДАНИЕ 1

Тема: «Расчет и оценка очагов поражений при авариях на производствах с АХОВ».

Содержание методики прогнозирования химической обстановки

При проливах АХОВ внешние границы заражения определяют по ингаляционной токсодозе.

Для характеристики воздействия на людей принимают дозу D, вычисляемую для определенной точки:

где C(t) — концентрация АХОВ в воздухе, соответствующая моменту времени t; t — время пребывания в данной точке.

Для наземных источников распространение паров АХОВ подчиняется законам турбулентной диффузии. При этом значение токсодозы может быть найдено из выражения

где х, у — расстояния по осям X и Y;

Q — количество вещества, перешедшее в первичное или вторичное облако;

V— скорость ветра;

X — константа, зависящая от степени вертикальной устойчивости (СВУ) приземных слоев атмосферы;

Ч* — параметр, определяемый соотношением V и х (пропорционален х'172). При заданном значении D это соотношение можно рассматривать как уравнение для определения совокупности точек (х, у), образующих изолинию равных значений токсодозы.

При прогнозировании размеров зоны заражения АХОВ по токсо- дозе можно использовать методику РД 52.04.253-90, основанную на вышеприведенном уравнении.

Методика предназначена для заблаговременного и оперативного прогнозирования масштабов заражения на случай выбросов АХОВ в окружающую среду при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах.

Основные допущения и ограничения. Сложность расчетов процесса рассеивания и многообразие реальных условий и факторов, влияющих на размеры зон рассеивания, приводят к необходимости принять ряд следующих упрощенных допущений.

  • 1. Емкости, содержащие АХОВ, разрушаются полностью, и все содержимое поступает в окружающую среду.
  • 2. Толщина h слоя жидкости, разлившейся свободно, постоянна и соответствует 0,05 м.
  • 3. Толщина слоя жидкости, разлившейся в самостоятельный поддон (обвалование), определяется по формуле

где Н— высота поддона (обвалования), м.

4. Толщина слоя жидкости, поступившей в общий поддон от нескольких источников (емкостей, трубопроводов, аппаратов и т.п.), определяется по формуле

где 0о — количество выброшенного (разлившегося) при аварии АХОВ, т;

F— реальная площадь разлива в поддоны, м ,

d — плотность АХОВ, т/м3.

  • 5. Предельная продолжительность сохранения метеоусловий N= 4 ч.
  • 6. Расчеты ведутся по эквивалентным количествам (0ЭКВ) АХОВ. Под 0экв АХОВ понимается такое количество хлора, масштаб заражения которым при инверсии эквивалентен масштабу заражения при данной СВУ воздуха количеством данного АХОВ, перешедшим в первичное (вторичное) облако.
  • 7. Масштаб заражения АХОВ в зависимости от их физических свойств и агрегатного состояния рассчитываются по первичному и вторичному облаку, в частности:
    • - для сжижения газов — отдельно по первичному и по вторичному облаку;
    • - для сжатия газов — только по первичному облаку;
    • - для ядовитых жидкостей, кипящих выше температуры окружающей среды, — только по вторичному облаку.

При заблаговременном прогнозировании масштаба заражения на случай производственных аварий в качестве исходных данных рекомендуется принимать: за величину Qo выброса АХОВ — его содержание в максимальной по объему единичной емкости (технологической, складской, транспортной и др.), а для сейсмических районов — общий запас АХОВ; метеорологические условия — инверсия, скорость ветра 1 м/с.

Для прогноза масштабов заражения непосредственно после аварии должны приниматься конкретные данные о количестве выброшенного (разлившегося) АХОВ и реальные метеоусловия.

Внешние границы зоны заражения АХОВ рассчитывают по пороговой токсодозе при ингаляционном воздействии на организм человека.

Основные исходные данные:

  • - общее количество АХОВ на объекте (Q) и данные по размещению их запасов в емкостях, аппаратах и технологических трубопроводах;
  • - количество АХОВ, выброшенное в окружающую среду (Qo), и характер разлива на подстилающей поверхности («свободно», «в поддон» или «обваловку» с указанием Н, м);
  • - физико-химические и токсические свойства АХОВ (температура кипения, плотность, молекулярная масса, токсодоза и др.);
  • - плотность населения (численность производственного персонала) в зоне возможного химического заражения и степень его защиты;
  • - метеорологические условия — температура воздуха, почвы, скорость ветра в приземном слое (на высоте флюгера 10 м), СВУ.

Различают три степени вертикальной устойчивости атмосферы в зависимости от вертикальных потоков воздуха: инверсию, изотермию и конвекцию.

Инверсия в атмосфере — это повышение температуры воздуха по мере увеличения высоты (верхние слои воздуха теплее нижних). Она чаще всего образуется при ясной погоде, малой (до 4 м/с) скорости ветра за 1 ч до захода солнца и разрушается утром в течение 1 ч после восхода солнца. В безветренные ночи она возникает в результате интенсивного излучения тепла земной поверхностью, что приводит к охлаждению как самой поверхности, так и прилегающего слоя воздуха.

Инверсионный слой является задерживающим в атмосфере, препятствует движению воздуха по вертикали, вследствие чего под ним накапливаются водяной пар, пыль, а это способствует образованию дыма и тумана. Инверсия препятствует рассеиванию воздуха пол высоте и создает наиболее благоприятные условия для сохранения высоких концентраций АХОВ. Глубина зоны химического заражения при инверсии будет максимальной.

Изотермия характеризуется стабильным равновесием воздуха (температура слоев воздуха высотой до 20-30 м постоянна). Она наиболее типична для пасмурной погоды, но может возникнуть и в утренние, и в вечерние часы. При снежном покрове чаще наблюдается изотермия и реже — инверсия. Изотермия, так же как и инверсия, способствует длительному застою паров АХОВ на местности, в лесу, в жилых кварталах городов и населенных пунктов.

Конвекция — это вертикальное перемещение воздуха с одних высот на другие. При конвекции нижние слои воздуха теплее верхних. Более теплый воздух перемещается вверх, а более холодный и плотный — вниз. Конвекция возникает при ясной погоде и слабом ветре утром через 2 ч после восхода солнца и разрушается вечером за 2 ч до захода солнца. При конвекции наблюдаются восходящие потоки воздуха, рассеивающие зараженное облако, что создает неблагоприятные условия для распространения АХОВ, поэтому глубина зоны химического заражения будет минимальной.

Степень вертикальной устойчивости приземного слоя воздуха может быть определена по данным прогноза погоды с помощью табл. 23.4

Более точно степень вертикальной устойчивости воздуха можно определить по скорости ветра V на высоте 1 м и температурному градиенту At (At = tsо — /200, где /50 — температура воздуха на высоте 50 см; ?2оо — температура воздуха на высоте 200 см от поверхности земли) с помощью математических соотношений:

  • - при At !V2 < —0,1 будет инверсия;
  • - при +0,1 At IV2 > -0,1 будет изотермия;
  • - при At !V2 > +0,1 будет конвекция.

Степень вертикальной устойчивости воздуха по данным прогноза погоды

Таблица 23.4

Ночь

Утро

День

Вечер

Ско

рость

ветра

Км/с

Ясно, переменная облачность

Сплошная облачность

Ясно, переменная облачность

Сплошная облачность

Ясно, переменная облачность

Сплошная облачность

Ясно, переменная облачность

Сплошная облачность

<2

ИН

ИЗ

ИЗ (ИН)

ИЗ

К (ИЗ)

ИЗ

ИН

ИЗ

2-3,9

ИН

ИЗ

ИЗ (ИН)

ИЗ

ИЗ

ИЗ

ИЗ

(ИН)

ИЗ

>4

ИЗ

ИЗ

ИЗ

ИЗ

ИЗ

ИЗ

ИЗ

ИЗ

Примечание: 1. Обозначения: ИН — инверсия; ИЗ — изотермия; К — конвекция. 2. Под термином «утро» понимается период времени в течение 2 ч после восхода солнца; «вечер» — в течение 2 ч после захода солнца. Период от восхода до захода солнца за вычетом 2 утренних часов — «день», а период от захода до восхода солнца за вычетом 2 вечерних часов — «ночь». 3. Скорость ветра и степень вертикальной устойчивости воздуха принимаются в расчетах на момент аварий.

Порядок проведения расчетов

1. Определение эквивалентного количества вещества по первичному облаку

Количественные характеристики выбросов АХОВ для расчета масштабов заражения определяют по их эквивалентным значениям.

Эквивалентное количество вещества по первичному облаку (в тоннах) определяется по формуле

где К — коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ;

К3 — коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого АХОВ;

Ks — коэффициент, учитывающий влияние степени вертикальной устойчивости атмосферы;

Kj — коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха; Qo —количество выброшенного (разлившегося) при аварии веществ, т.

Коэффициент К] рассчитывается по соотношению

где Ср—удельная теплоемкость жидкого АХОВ, кДж/(кг. град);

АТ — разность температур жидкого АХОВ до и после разрушения емкости, °С;

АЯисп — удельная теплота испарения жидкого АХОВ при температуре испарения, кДж/кг.

Значения указанных величин могут быть приняты из справочной литературы. Для некоторых АХОВ значения коэффициентов К приведены в Приложении 2.

Коэффициент К3 рассчитывается по соотношению

где Д— пороговая токсодоза, мг-мин/л, определяемая по Приложению 1.

Коэффициент К5 принимают равным:

  • • 1,0 — для инверсии;
  • • 0,23 — для изотермии;
  • • 0,08 — для конвекции.

Для сжатых газов принимают

Qo рассчитывают по следующим формулам:

- при авариях на хранилищах

где р — плотность газообразного АХОВ, т/м3 (см. Приложение 1);

Vx — объем хранилища, м3;

где п — содержание АХОВ в газовом потоке, %;

D — диаметр трубопровода, м;

/ — длина секции газопровода между автоматическими отсекате- лями, м.

2. Определение эквивалентного количества вещества по вторичному облаку

Эквивалентное количество вещества по вторичному облаку рассчитывается по формуле:

где Кг — коэффициенты, зависящий от физико-химических свойств АХОВ. Он рассчитывается по формуле

где Р — давление насыщенного пара вещества при температуре кипения, кПа;

М — относительная молекулярная масса вещества (прил. 1);

К4 — коэффициент, учитывающий влияние скорости ветра. Его можно найти по соотношению

где v — значение скорости ветра, м/с.

Коэффициент Кв определяется по соотношению _ при Nи Кб= Т0'* при N>T; при Т < 1 ч К6 = , где Т — продолжительность поражающего действия АХОВ, рассчитываемая по формуле

Для большинства веществ значение коэффициента К7 (при положительных температурах) можно принять равным 1,0, а в остальных случаях определить по Приложению 2.

3. Определение эквивалентного количества веществ при разрушении опасного объекта

В случае разрушения ХОО при прогнозировании глубины заражения рекомендуется принимать данные на одновременный выброс запаса АХОВ на объекте и следующие метеорологические условия: инверсия, скорость ветра 1 м/с.

Эквивалентное количество АХОВ в облаке зараженного воздуха определяется аналогично методике для вторичного облака при свободном разливе. При этом суммарное эквивалентное количество э рассчитывается по формуле:

где р, — плотность /-го АЛОВ, т/м";

Q0i — запас /-го АХОВ в хранилище, т;

остальные коэффициенты соответствуют себе подобным при определении ?>эь ?Ьг-

Расчет глубин заражения первичным (вторичным) облаком АХОВ при авариях (разрушениях) на технологических емкостях, хранилищах, на транспорте и др. ведется с помощью аналитических выражений или табличных данных в зависимости от эквивалентного количества веществ и от скорости ветра. Глубина зоны заражения может быть обусловлена первичным Гi или вторичным Г2 облаком АХОВ. Полная глубина зоны заражения Г, обусловленная совместным воздействием первичного и вторичного облаков АХОВ, определяется соотношением Г = Ti + 0,5Г2, при Г2< Т или Г = Г2 + 0,5Г] при Г < Г2. Полученные значения глубины зоны заражения Г сравнивают с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс Гп, определяемой по формуле

где N— время от начала аварии, ч;

W — скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха при данных скоростях ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха, км/ч. Значение W можно определить аналитически или с использованием табл. 23.5.

Таблица 23.5

Скорость переноса ветром переднего фронта облака зараженного воздуха

Скорость ветра V, м/с

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Скорость

переноса

фронта

обла- ка W, км/ч

ИНВЕРСИЯ

5

10

16

21

-

ИЗОТЕРМИЯ

6

12

18

24

29

35

41

47

53

59

65

71

76

82

88

КОНВЕКЦИЯ

7

14

21

28

-

За окончательную расчетную глубину зоны заражения принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений Г и Гп.

В связи с громоздкостью математических описаний рассмотрим аналитическое выражение для расчета глубины заражения при скорости ветра 1 м/с. В общем виде глубина зоны может быть найдена по формуле

где коэффициенты а, Ъ, с принимают значения, приведенные в табл. 23.6 в зависимости от количества эквивалентного вещества Q3 по первичному (вторичному) облаку.

Значения коэффициентов для расчета глубины зоны заражения

Таблица 23.6

Коэффициент

Эквивалентное количество АХОВ, т

0,01...1,0

10...10

10...100

100...1000

a

4,64

4,50

4,544

4,918

Ъ

0,012

0,091

0,082

0,0438

с

0,098

0,16

0,09

-2,23

При скоростях ветра более 1 м/с нахождение глубины зоны заражения целесообразно вести с использованием формул интерполирования и данных Приложения 3.

где Г б, Гм, Гх — соответственно большее, меньшее и искомое значение глубины распространения зараженного АХОВ воздуха, км;

— соответственно большее, меньшее и непосредственно перешедшее в первичное (вторичное) облако эквивалентное количество АХОВ, т.

4. Определение площади зоны заражения

Различают зоны возможного и фактического заражения.

Площадь зоны возможного заражения первичным (вторичным) облаком АХОВ — площадь территории, в пределах которой под воздействием изменения направления ветра может перемещаться облако АХОВ. Она рассчитывается по формуле

где SB — площадь зоны, км2;

Г — глубина зоны, км;

— угловые размеры зоны, град.

Угловые размеры зоны определяются в зависимости от скорости ветра Vсогласно данным, приведенным в табл. 23.7.

Таблица 23.7

Отображение зон возможного заражения АХОВ на картах (схемах)

Ско

рость

ветра

Км/с

Угловые размеры возможного химического заражения (р, град.

Вид зоны возможного химического заражения

Поясняющая

надпись

Графическое изображение зоны возможного химического заражения

До 0,5

360

Окружность

Хлор-10 6,00 1,7

о

о

180

Полуокружность

Хлоо-5 7,00 1,8

1,1...2,0

90

Сектор

Хлор-8 5,00 3,6

Свыше

2,0

45

Сектор

Аммиак-10 4,00 5,3

Примечание. Зона фактического заражения имеет форму эллипса (в табл. 23.7 показана пунктиром), входит в зону возможного химического заражения (ВХЗ) и обычно не наносится на карты (схемы) ввиду возможного перемещения облака АХОВ.

Площадь зоны фактического заражения АХОВ — площадь территории, заряженной АХОВ в опасных пределах. Она рассчитывается по формуле

где Кв — коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха, который принимают равным: 0,081 при инверсии, 0,133 при изотермии, 0,235 при конвекции;

N—время, прошедшее после аварии, ч.

3.3.5. Нанесение зон заражения на карту (план, схему)

Условные обозначения наносятся следующим образом:

  • - точкой синего цвета отмечается место аварии и проводится ось в направлении распространения облака зараженного воздуха;
  • - на оси следа откладывают величину глубины зоны возможного заражения АХОВ;
  • - синим цветом наносится зона возможного заражения АХОВ в виде окружности, полуокружности или сектора в зависимости от скорости ветра в приземном слое воздуха (см. табл. 23.7);
  • - зона ВХЗ штрихуется желтым цветом;
  • - возле места аварии синим цветом делают поясняющую надпись (в числителе — тип и количество выброшенного АХОВ, т, в знаменателе — время и дата аварии).
Схема площади зоны возможного химического заражения

Рис. 23.2. Схема площади зоны возможного химического заражения

Схема площади зоны возможного химического заражения приведена на рис. 23.2.

Зона ВХЗ часто дополнительно подразделяется на:

  • - район аварии или место разлива АХОВ (непосредственно на карту не наносится);
  • - зону возможного распространения зараженного воздуха — площадь, в пределах которой распространяются АХОВ с поражающей концентрацией.

Населенные пункты в зоне ВХЗ с находящимися в них людьми, сельскохозяйственными животными и растениями составляют очаг возможного химического поражения (ОХП).

Помимо рассмотренной методики, для ориентировочного, быстрого определения глубины распространения АХОВ в условиях городской застройки можно воспользоваться данными табл. 23.8.

Таблица 23.8

Ориентировочные значения глубины, км распространения некоторых АХОВ в условиях городской застройки при инверсии и скорости ветра 1 м/с

Масса Q АХОВ, т

Аммиак

Хлор

Синильная кислота

5

0,5/0,1

4/0,9

2,4/1,8

25

1,3/0,4

11,5/2,5

7,1/5,5

50

2,1/0,6

18/3,8

12/9

100

3,4/1,0

30/6,3

18/14

Примечания:

  • 1. В числителе указано расстояние для поражающей концентрации, в знаменателе — смертельной концентрации.
  • 2. Табличные значения уменьшаются при изотермии в 1,3 раза, при конвекции — в 1,6 раза.
  • 3. При скорости ветра более 1 м/с применяют следующие поправочные коэффициенты:

Скорость ветра, м/с

1 3 4 5 6 10

Поправочный коэффициент

1 2,1 3,7 3,9 4,3 4,6

Скорость ветра, м/с 1 3 4 5 6 10

Поправочный коэффициент 1 2,1 3,7 3,9 4,3 4,6

Ширина зоны химического заражения АХОВ приближенно может быть определена по СВУ и по колебаниям направления ветра: при инверсии принимается 0,03 глубины зоны; при изотермии — 0,15; при конвекции — 0,2; при устойчивом ветре (колебания не более 6 °); при неустойчивом ветре — 0,8 глубины зоны. При этом к ширине добавляются линейные размеры места разлива АХОВ.

Площадь зоны района аварии So определяется по формуле

So = nRo,

где Ro — радиус зоны, м; R = 6Qo, причем Qo — в тоннах.

Высота Яоб подъема облака АХОВ зависит от глубины распространения и СВУ. Для закрытой местности Я0б определяется по формулам:

Я0б = 0,005-Г — при инверсии;

Я0б = 0,015-Г — при изотермии;

Я0б = 0,07-Г — при конвекции.

Для открытой местности Я0б увеличивается в 2 раза.

Расчет площади АХОВ производится согласно п. 4

Пример прогнозирования и решения задачи по выявлению химической обстановки

Задача. В результате аварии на химически опасном объекте произошел выброс АХОВ при следующих исходных данных: тип АХОВ — хлор; количество АХОВ Q0 = 96 т;

условия хранения АХОВ — жидкость под давлением; высота обвалования Я = 2 м; время после аварии Я= 4 ч;

метеоусловия: изотермия; температура воздуха Тв = 10°С; скорость ветра Гю = 2 м/с.;

Расстояние до населенного пункта L = 5 км.

Необходимо:

  • 1. Определить эквивалентное количество вещества по первичному облаку.
  • 2. Определить эквивалентное количество вещества по вторичному облаку.
  • 3. Определить продолжительность (7) поражающего действия АХОВ.
  • 4. Рассчитать глубину заражения первичным и вторичным облаком АХОВ.
  • 5. Рассчитать полную глубину зоны заражения.
  • 6. Определить площади зоны возможного и фактического заражения.
  • 7. Определить время подхода облака зараженного воздуха к населенному пункту.
  • 8. Нанести зону химического заражения на схему.

Решение

1. Вычисляем эквивалентное количество хлора, перешедшее в первичное облако:

где: (Приложение 2).

2. Эквивалентное количество хлора, перешедшее во вторичное облако

где

' т/м3 (Приложение 2).

3. Продолжительность Т поражающего действия АХОВ определяется временем его испарения (в часах) с площади разлива и находится по формуле

4. Вычисляем глубину распространения первичного и вторичного, облаков АХОВ для скорости ветра в 2 м/с (Приложение 3) с применением формул интерполирования.

Тогда глубина распространения первичного и вторичного облаков АХОВ составит:

5. Общая глубина распространения облаков зараженного АХОВ воздуха

Предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс (Гп):

В рассматриваемом случае iV=4 ч, скорость переноса переднего фронта облака зараженного АХОВ воздуха V = 12 км/ч

(см. табл. 23.5).

Так как Г < Гп, общая глубина распространения зараженного АХОВ воздуха составит Г = 6,96 км.

6. Площадь возможного заражения

где SB — площадь зоны, км^;

Г — глубина зоны, км;

Ф = 90° — угловые размеры зоны, град.

Угловые размеры зоны определяются в зависимости от скорости ветра V:

V < 0,5 угловой размер 360°;

V= 0,6-1,0 угловой размер 180°;

V= 1,1-2,0 угловой размер 90°;

V > 2,0 угловой размер 45°.

Площадь зоны фактического заражения АХОВ — площадь территории, заряженной АХОВ в опасных пределах, рассчитываемая по формуле

где Кв — коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха (0,133 при изотермии);

N—время, прошедшее после аварии, ч.

Ширина зоны химического заражения АХОВ приближенно может быть определена по СВУ и по колебаниям направления ветра как 0,15 глубины зоны при изотермии:

Высота //об подъема облака АХОВ зависит от глубины распространения и от СВУ. Для закрытой местности при изотермии

7. Время подхода tn заражающего воздуха к определенному рубежу (населенному пункту) зависит от средней скорости переноса переднего фронта облака (W) воздушным потоком и определяется выражением

ч или около 25 мин;

где L — расстояние от источника заражения до заданного рубежа, км.

8. Нанесение зоны химического заражения согласно рис. 23.2.

Наименование АХОВ

к,

к2

к3

к?

для -40°

для-20°

для 0°

для 20°

для 40°

Аммиак:

0,18

0,025

0,04

0

0J_

м

1

- хранение под давлением

0,9

1

1

1

1

- изотермическое хранение

0,01

0,025

0,04

  • 0
  • 0,9
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1

Водород фтористый

0

0,028

0,15

0,1

0,2

0,5

1

1

Водород хлористый

0,28

0,037

0,30

  • 0.64
  • 1

м

1

  • 0J
  • 1
  • 1
  • 1

L2

1

Водород бромистый

0,13

0,055

6,0

  • 0,2
  • 1
  • 0^
  • 1

м

1

  • 1
  • 1

L2

1

Водород цианистый

0

0,026

3,0

0

0

0,4

1

1,3

Окислы азота

0

0,04

0,4

0

0

0,4

1

1

Сернистый ангидрид

0,11

0,049

0,333

  • 0
  • 0,2
  • 0
  • 0,5
  • 0J
  • 1
  • 1
  • 1

LI

1

Сероводород

0,27

0,042

0,036

ол

1

  • 0^
  • 1
  • 0J
  • 1
  • 1
  • 1

L2

1

Сероуглерод

0

0,021

0,013

0,1

0,2

0,4

1

2,1

Соляная кислота (концентрированная)

0

0,021

0,3

0

0,1

0,3

1

1,6

Формальдегид

0,19

0,034

1

  • 0
  • 0,4
  • 0
  • 1
  • 0J
  • 1
  • 1
  • 1

L5

1

Фосген

0,05

0,061

1

  • 0
  • 0,1
  • 0
  • 0,3
  • 0
  • 0,7
  • 1
  • 1
  • 22
  • 1

Фтор

0,95

0,038

3

  • 0J
  • 1
  • 0J
  • 1

1

  • 1
  • 1

и.

1

Хлор

0,18

0,052

1

  • 0
  • 0,9
  • 1

м

1

  • 1
  • 1
  • 2

Хлорциан

0,04

0,048

0,8

  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0,6
  • 1
  • 1
  • 3^
  • 1

Вывод: полная глубина зоны химического заражения хлором составляет 6,96 км, что является угрозой для населенного пункта, так как расстояние от ХОО до населенного пункта 5 км. Время подхода заражающего воздуха составляет 25 мин при ширине зоны химического заражения АХОВ 1,044 км.

Оценка химической обстановки

Оценка химической обстановки предполагает определение целого ряда величин, которые характеризуют конкретные ситуации.

Примеры оценки обстановки рассмотрены далее.

Задача 1. Определение продолжительности поражающего действия АХОВ.

Решение. Продолжительность Т поражающего действия АХОВ определяется временем его испарения в часах с площади разлива и находится по формуле

Задача 2. Определение времени подхода tn заражающего воздуха к определенному рубежу.

Решение. Время подхода воздуха, зараженного АХОВ, к заданному рубежу в часах зависит от средней скорости переноса переднего фронта облака W воздушным потоком и определяется выражением tn= L/W, где L — расстояние (в км) от источника заражения до заданного рубежа.

Рассмотрим ситуацию, когда в результате аварии на химически опасном объекте произошел выброс АХОВ. Определить время подхода облака воздуха зараженного АХОВ к населенным пунктам при следующих исходных данных:

- расстояния от источника выброса АХОВ до населенных пунктов:

- метеоусловия: изотермия; скорость ветра, Vo — 2 м/с.

Решение

  • 1. По Приложению 3 определяем скорость переноса переднего фронта облака зараженного АХОВ воздуха в зависимости от скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха: V= 12 км/ч.
  • 2. Вычисляем время подхода облака зараженного воздуха к каждому населенному пункту:

ч, или около 10 мин; ч, или около 30 мин;

Задача 3. Выбор средств защиты и оказания первой медицинской помощи.

Решение. Данная задача решается с использованием данных Приложения 4.

Задача 4. Определение возможных общих потерь населения в очаге поражения АХОВ.

Решение. Возможные общие потери населения в очаге поражения АХОВ вычисляют по формуле:

где Ро — общие потери населения в очаге поражения АХОВ, чел.;

Гг — глубина распространения облака зараженного АХОВ воздуха в городе, км (табл. 23.5);

А, А' — средняя плотность населения соответственно в городе и загородной зоне, чел/км2;

К, К'— доля незащищенного населения соответственно в городе и загородной зоне, вычисляемая по формуле

где ni,n[ — доля населения, обеспеченного противогазами, соответственно в городе и в загородной зоне;

П2,п'2 — доля населения, обеспеченного убежищами, соответственно в городе и загородной зоне.

Для оперативных расчетов принимается, что структура потерь в очаге поражения АХОВ составит:

  • • 35 % — безвозвратные потери;
  • • 40 % — санитарные потери тяжелой и средней форм тяжести (выход людей из строя на срок не менее чем на 2-3 недели с обязательной госпитализацией);
  • • 25 % — санитарные потери легкой формы тяжести.

На ХОО произошел выброс фосгена. Определить ожидаемые общие потери населения и их структуру при исходных данных:

  • - глубина распространения облака зараженного воздуха, Г = 12 км, в том числе в городе Гг = 5 км;
  • - площадь зоны фактического заражения S$ = 25,8 км2;
  • - средняя плотность населения: в городе А = 2800 чел/км2; в загородной зоне Д'= 140 чел/км2;
  • - обеспеченность населения противогазами: в городе щ = 60 %; в загородной зоне п[ = 50 %;
  • - обеспеченность населения убежищами: в городе пг = 10 %; в загородной зоне п'2 = 0 %.

Решение

  • 1. Вычисляем долю незащищенного населения:
    • а) в городе К= 1 - щ -пг = 1 - 0,6 - 0,1 = 0,3;
    • б) в загородной зоне К' = 1 - К' = 1 — п[ — п'2 = 1 — 0,5 = 0,5.
  • 2. Вычисляем величину возможных общих потерь населения в очаге поражения АХОВ:

= 25,8 • (350 + 40,8) = 10083 чел.

  • 3. Структура потерь может составить:
  • 10083 • 0,35 = 3529 чел. — безвозвратные;
  • 10083 • 0,40 = 4033 чел. — санитарные тяжелой и средней форм тяжести;
  • 10083 • 0,25 = 2521 чел. — санитарные легкой формы тяжести.

Вывод: Предлагаемая методика по выявлению и оценке химической обстановки позволяет использовать результаты расчетов для их анализа и практического применения при проведении мероприятий по ликвидации последствий аварий химического заражения.

На основе анализа полученных результатов определяются возможные последствия в очаге поражения, исходя из обеспеченности производственного персонала и населения средствами защиты.

Анализируются условия работы предприятия относительно влияния АХОВ на производство, материалы и сырье. Устанавливается возможность герметизации зданий цехов и других помещений, где работают люди, а также возможность работы в средствах индивидуальной защиты. Определяются вещества для обеззараживания территории объекта, зданий и сооружений, способы проведения санитарной обработки людей и дегазаций (в случае

Физико-химические и токсические характеристики

275

п/п

Наименование АХОВ

Форму

ла

Молеку

лярная

масса

Температура кипения t °С

lKWP

Плотность АХОВ р, т/м3

Давление насыщенного параРпри tkwv Па

Пороговая токсодоза Д, мг мин

л

газ

жидкость

1

Аммиак

NH,

17,03

-33,42

0,0008

0,681

99,7

15

2

Водород фтористый

HF

20,01

19,52

-

0,989

103

4

3

Водород хлористый

НС1(г)

36,46

-85,1

0,0016

1,191

100,8

2

4

Водород бромистый

НВг

80,92

-66,77

0,0036

1,49

100,6

2,4*

5

Водород цианистый

HCN

27,03

25,7

-

0,687

82,25

0,2

6

Диоксид азота

NO->

46,01

21,0

-

1,491

97,04

1,5

7

Сернистый ангидрид

S02

64,06

-10,1

-

1,462

100,8

1,8

8

Сероводород

H2S

34,08

-60,35

0,00154

0,964

118,37

16,1

9

Сероуглерод

CS2

76,14

46,2

-

1,263

39,60

45

10

Соляная кислота (концентрированная)

НС1(ж)

36,46

1,198

57,19

2

11

Формальдегид

нсно

30,03

-19,0

-

0,815

102,10

0,6*

12

Фосген

СОС12

98,92

8,2

0,0035

1,432

100,90

0,6

13

Фтор

f7

38,0

-188,2

0,0017

1,512

101,44

0,2*

14

Хлор

Cl2

70,91

-34,7

0,0032

1,553

101,58

0,6

15

Хлорциан

CNC1

61,47

12,6

0,0021

1,22

100,80

0,75

Примечания. 1. Плотности газообразных АХОВ приведены для атмосферного давления (для аммиака приведено значение для хранилища под давлением); при давлении в емкости, отличном от атмосферного, плотности газообразных АХОВ определяются умножением данных графы 6 на значения давления в кгс/см".

2. В графе «Пороговая токсодоза» численные значения токсодоз, помеченные звездочкой, определены ориентировочно расчетом по соотношению Д = 240-/СПДК р.з., где Д — пороговая токсдоза, мг-мин/л; К = 5 — для раздражающих ядов (помечены звездочкой); К = 9 — для прочих ядов; ПДКр.з. — предельно допустимая концентрация вещества рабочей зоны по ГОСТ 12.1.005-88, мг/л.

Приложение 2

Вспомогательные коэффициенты для определения масштабов заражения АХОВ

276

Наименование АХОВ

к,

к2

К3

к7

для -40 °

для -20°

для 0°

для 20°

для 40°

Аммиак:

0,18

0,025

0,04

0

о*з

0*6

1

1*4

- хранение под давлением

0,9

1

1

1

1

- изотермическое хранение

0,01

0,025

0,04

  • 0
  • 0,9
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1

Водород фтористый

0

0,028

0,15

0,1

0,2

0,5

1

1

Водород хлористый

0,28

0,037

0,30

  • 0.64
  • 1
  • 0*6
  • 1
  • 0*8
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1*2
  • 1

Водород бромистый

0,13

0,055

6,0

  • 0*2
  • 1
  • 0*5
  • 1
  • 0*8
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1*2
  • 1

Водород цианистый

0

0,026

3,0

0

0

0,4

1

1,3

Окислы азота

0

0,04

0,4

0

0

0,4

1

1

Сернистый ангидрид

0,11

0,049

0,333

  • 0
  • 0,2
  • 0
  • 0,5
  • 0*3
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1*7
  • 1

Сероводород

0,27

0,042

0,036

  • 0*3
  • 1
  • 0*5
  • 1
  • 0*8
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1*2
  • 1

Сероуглерод

0

0,021

0,013

0,1

0,2

0,4

1

2,1

Соляная кислота (концентрированная)

0

0,021

0,3

0

0,1

0,3

1

1,6

Формальдегид

0,19

0,034

1

  • 0
  • 0,4
  • 0
  • 1
  • 0*5
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1*5
  • 1

Фосген

0,05

0,061

1

  • 0
  • 0,1
  • 0
  • 0,3
  • 0
  • 0,7
  • 1
  • 1
  • 2*2
  • 1

Фтор

0,95

0,038

3

  • 0*7
  • 1
  • 0*8
  • 1
  • 0*9
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1*1
  • 1

Хлор

0,18

0,052

1

  • 0
  • 0,9
  • 0*3
  • 1
  • 0*6
  • 1
  • 1
  • 1
  • 1*4
  • 2

Хлорциан

0,04

0,048

0,8

  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0,6
  • 1
  • 1
  • 3*9
  • 1

1

2

3

4

5 6

7

Измерители мощности экспозиционной дозы (радиометры)

Измеритель мощности дозы ДП-5А (Б), ДП-5В,

ИМ Д-5)

Для измерения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения на местности и радиоактивного заражения различных поверхностей по гамма- излучению

0,05 мР/ч ...200 Р/ч

±30

-40...+50 при влажности 65±15 %

Прибор в футляре с контрольным источником бета- излучения — 1 шт. Удлинительная штанга — 1 шт.

ДП-5А (Б) — 2,8 кг ДП-5В — 3,2 кг ИМД-5 — 3,5 кг ДП-5В — 3,2 кг

Дозиметр-

радиометр

ИРД-02Б1

Для измерения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения и оценки загрязненности излучающими нуклидами проб воды, пищи, почвы и т.п. по бета- излучению

0,1...19,99 мкЗв/ч Ы04-2-106 Бк/л

+40

0...+40°С при влажности до 80%

Прибор с элементами питания АЗ 16 — 6 шт.

0,75 кг

278

Скорость ветра V,

м/с

Эквивалентное количество Q3 АХОВ, т

20

30

50

70

100

300

500

1000

1

29,56

38,13

52,67

65,23

81,91

166

231

363

2

16,44

21,02

28,73

35,35

44,09

87,79

121

189

3

11,94

15,18

20,59

25,21

31,30

61,47

84,5

130

4

9,62

12,18

16,43

20,05

24,80

48,16

65,92

101

5

8,19

10,33

13,68

16,89

20,82

40,11

54,67

83,6

6

7,20

9,06

12,14

14,79

18,13

34,67

47,09

71,7

7

6,48

8,14

10,87

13,17

16,17

30,73

41,63

63,16

8

5,92

7,42

9,9

11,98

14,68

27,75

37,49

56,7

9

5,60

6,86

9,12

11,03

13,5

25,39

34,24

51,6

10

5,31

6,50

8,50

10,23

12,54

23,49

31,61

47,53

11

5,06

6,20

8,01

9,61

11,74

21,91

29,44

44,15

12

4,85

5,94

7,67

9,07

11,06

20,58

27,61

41,30

13

4,66

5,70

7,37

8,72

10,48

19,45

26,04

38,90

14

4,49

5,50

7,10

8,40

10,04

18,46

24,69

36,81

15

4,34

5,31

6,86

8,11

9,70

17,6

23,5

34,98

Примечания:

  • 1. При V> 15 м/с значение глубины принимается как при V= 15 м/с.
  • 2. При V< 1 м/с значение глубины принимается для V= 1 м/с.
  • 279

Приложение 4

Классификация, индикация, дегазация некоторых АХОВ, средства индивидуальной защиты и _оказание первой медицинской помощи_

Классификация АХОВ и характер действия

Тип АХОВ

Индикация

СИЗ

Первая медицинская помощь

Дегазация

1

2

3

4

5

6

Удушающие — воздействуют на дыхательные пути человека

Хлор

ВПХР (3 зеленых кольца), УГ- 2, ПГО-11

Противогазы марки В, М, БКФ, ГП-7 (40 мин), ДПГ- 1(3)

Свежий воздух; промыть глаза водой; надеть противогаз или ватно-марлевую повязку, смоченную 2%-й раствором питьевой соды, водой; обработать пораженные участки кожи мыльным раствором

Растворы щелочи, аммиака

Фосген

ВПХР (3 зеленых кольца), УГ- 2, ПГО-11

Противогазы марки В, ГП-5, ИП-4 (и др.)

Госпитализация, санитарная обработка, тепло, кислород

То же

Хлорпикрин

Раствор ДМА в бензоле на бумаге

Противогазы марки А, В, М, БКФ,

ГП-5, ИП-4 (и ДР-)

Свежий воздух, покой; тепло, питье, промывка 2%-й борной содой

Растворы щелочи и сернистого натрия

Общеядовитые — нарушают энергетический об- мен

Синильная

кислота

ВПХР (3 зеленых кольца), ПГО -11

Противогазы марки В, БКФ, ГП-5, ДПГ-1

Свежий воздух, снять одежду, ингаляция амилнитратом

Раствор ДТС-ГК

Оксид углерода

ПГО-11, ВПХР, ПГА- ВП (3 черных кольца), УГ-2

Противогазы марки СО, ДП- 2, ДПГ-1

Свежий воздух, кислород, чай, сердечные средства

Проветривание

280

Окончание приложения 4

1

2

3

4

5

6

Удушающеобщеядовитые — вызывают отек легких при ингаляционном воздействии и нару- шают энергетический обмен при рсзсрбации

Сернистый

ангидрид

УГ-2

Противогазы марки В, ИП-4 (и др.), ГП-7 (60 мин)

Промыть глаза и лицо водой; в нос — вазелиновое масло

Щелочи,

известковое

молоко

Окислы

азота

УГ-2, ГХ-4

Противогазы марки В, М, БКФ, ИП — 4 (и др.), ДПГ-1

Покой, тепло, кислород, искусственное дыхание

Растворы щелочи, вода

Сероводород

УГ-2, ПГО-11, ВПХВ (1 желтое кольцо)

Противогазы марки В, КД, ИП-4 (и др.), ГП-7 (25 мин), ДПГ-1 (3)

Свежий воздух, тепло, покой, кислород, теплое молоко с содой, глаза промыть 2%-м раствором борной кислоты

Вода, раствор ДТС-ГК

Удушающе- нейтропные вызывает токсический отек легких, на фоне которого формируется тяжелое поражение нервной системы

Аммиак

УГ-2, ПГО-11, АП-1,

ВПХР(1 желтое кольцо)

Противогазы типа КД, М, ГП-5 (20 мин), ДПГ-1 (3), ИП-4 (и др.).

Свежий воздух, тепло, покой, обильно промыть глаза водой или 0,5-н 1,0%-м раствором алюминиево- калиевых кварцов, надеть противогаз или ватно-марлевую повязку, смоченную 5%-м раствором лимонной кислоты, воды; промыть кожу лица и слизистые 2%-м раствором борной кислоты, при попадании капель на кожу, обильно смыть водой, искусственное дыхание

Вода

Нейтропные действуют на генерацию, проведение и передачу нервного импульса

Сероуглерод

УГ-2

Противогазы марки А, В, БКФ, ГП-5 (60 мин), ДПГ-1

Свежий воздух, промыть водой лицо, слизистые

Известковое молоко, растворы сернистого натрия

Определить: 1. Геометрические размеры (длина L, км, ширина В, км) зон радиационного загрязнения.

  • 2. Зону радиационного загрязнения, в которой находится населенный пункт N.
  • 3. Время подхода радиоактивного облака к населенному пункту N.

Решение

1. Геометрические размеры (длина L, км, ширина В, км) зон радиационного загрязнения при радиационной аварии на РОО рассчитывается по формуле:

где т — масса радиоактивного выброса в запроектной аварии на РОО, кг; (принимается по таблице вариантов задания 2, выданного преподавателем);

WB — скорость ветра при радиоактивном выбросе в запроектной аварии на РОО (с) (принимается по таблице вариантов задания 2, выданного преподавателем);

т' — масса радиоактивного выброса для рассчитываемой аварии на РОО (кг);

WB — скорость ветра при радиоактивном выбросе в рассчитываемой аварии на РОО, м/с;

L, В — соответственно длина и ширина зоны радиоактивного заражения в запроектной аварии на РОО.

Для зоны А':

Для зоны А:

Для зоны В:

2. Время подхода радиоактивного облака к населенному пункту N рассчитывается по формуле:

где W0 — скорость движения воздуха на высоте 10 м, км/ч;

С — коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости атмосферы, равный: 0,24 — при конвекции; R — расстояние от объекта до эпицентра выброса, км; R = 200 и 300 кг.

Выводы:

  • 1. Населенный пункт N120 км (населенный пункт, находящийся на удалении 120 км) будет находиться в зоне А' (в зоне радиоактивной опасности) на территории, на которой могут быть превышены предельные дозы, установленные «Нормами радиационной безопасности», населенный пункт N300 км также будет находиться в зоне А' (в зоне радиоактивной опасности).
  • 2. Населенный пункт не будет находиться в зоне Б, в зоне радиоактивной опасности.
  • 3. Время подхода радиоактивного облака к населенному пункту N120 составляет 1,92 ч, а к пункту N300 время составляет 4,8 ч.

ЗАДАНИЕ 3

Цель: Оценка устойчивости объекта к воздействию проникающей радиации и радиоактивного заражения.

Задача. Минимальное расстояние Rx = 60 км от очистных сооружений до эпицентра ядерного взрыва. Время выпадения радиоактивных веществ твып = 1,5 ч. Сооружения одноэтажное железобетонное; убежище для укрытия рабочих — отдельно стоящее здание из дерева толщиной 10 см и грунтовая подушка 10 см. Скорость среднего ветра Uc_в= 100 км/ч, направление в сторону объекта. Ожидаемое значение уровня радиации и радиоактивного заражения в цеху на 1 час после взрыва Рмах = 750 Р/ч, а максимальная доза проникающей радиации Дпр = 0. Максимальная продолжительность рабочей смены тр = 12 ч. Допустимая (установленная) доза облучения для рабочей смены Дуст = 30 Р. Коэффициент, учитывающей условия расположения убежища, Кр = 1, а коэффициенты ослабления здания сборочного цеха завода от радиоактивного заражения и проникающей радиации составляют соответственно = 7, = 5, плотность конструктивных материалов укрытия соответственно рд = 0,7; рг = 1,6.

Оценить устойчивость работы сборочного цеха машиностроительного завода к воздействию радиоактивного заражения и проникающей радиации ядерного взрыва.

Решение

1. Определяем степень защищенности рабочих и служащих объекта. Она оценивается по коэффициенту ослабления дозы радиации Косл каждого сооружения и убежища объекта, в которых будет работать или укрываться производственный персонал.

где ПГ=1 —число защитных слов материалов перекрытия убежища и выступающих над поверхностью стен;

Кр — коэффициент, учитывающий условия расположения убежища;

hi — толщина /-го защитного слоя, см;

dj — толщина слоя половинного ослабления материала /-го защитного слоя, см.

а) коэффициент ослабления дозы излучения убежищем для радиоактивного заражения

dp3 — слой половинного ослабления материала: железобетона и грунта;

Рб, Ргрсоответственно плотность дерева и грунта, г/см3;

б) коэффициент ослабления от проникающей радиации

2. Определяем дозу облучения, которую может получить производственный персонал при воздействии проникающей радиации и радиоактивного заражения:

Доткр — Д°за излучения, которую могут получить люди на открытой местности;

а) по условиям задачи Дкр.пр = 0.

Определяем дозу облучения радиоактивного заражения на открытой площадке

где Ртах — уровень радиации на 1 час после взрыва, Р/ч;

тн — время начала работы в условиях заражения от момента взрыва, ч.

Rx — расстояние от объекта до эпицентра ядерного взрыва, км;

твып — время выпадения радиоактивных веществ, ч.

тк— время окончания работы в условиях заражения от момента взрыва:

3. Определяем предел устойчивости очистных сооружений в условиях радиоактивного заражения. Оцениваются степень и возможность герметизации производственных помещений с целью исключения или уменьшения в них радиоактивной пыли. Piim — это предельное значение уровня радиоактивного заражения на объекте, до которого возможна работа в обычном режиме:

Предел устойчивости работы очистных сооружений в условиях радиоактивного заражения Plim = 153,82 Р/ч.

Выводы:

  • 1. Здание очистных сооружений неустойчиво к воздействию радиоактивного заражения. Работать на сооружениях запрещается до проведения специальных мероприятий гражданской обороны. Повысить герметичность, очистить воздух от радиоактивной пыли путем модернизации системы вентиляции.
  • 2. Убежище не обеспечивает надежную защиту персонала в условиях радиоактивного заражения.
  • 3. Предел устойчивости работы очистных сооружений требуется повышать посредством увеличения коэффициента ослабления здания и уменьшения продолжительности рабочего дня.

  • [1] Основные методы (способы) тушения лесных пожаров. 2. Лесные горючие материалы и их классификация по группам. 3. Определение понятий лесного, полевого, почвенного и природного пожаров. 4. Зоны лесных пожаров. 5. Определение понятий верхового, низового, беглого пожаров. 6. Классификация лесных пожаров по площади.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >