Виды воздействий аварийно химически опасных веществ на окружающую среду )

Рассмотрим понятия - химическое заражение территории и очаги поражения, вызванные воздействием АХОВ на окружающую среду. Территория, зараженная АХОВ в поражающих концентрациях, называется зоной химического заражения. Зона заражения АХОВ с опасными плотностями включает площадь района аварии и площадь заражения территории и объектов за пределами аварийной зоны, где произошло осаждение АХОВ из облака выброса при его перемещении в приземном слое атмосферы.

Зона распространения АХОВ - это площадь химического заражения воздуха за пределами района аварии, образовавшаяся в результате распространения облаков АХОВ по направлению ветра. Как известно, при аварийном выбросе АХОВ токсичное вещество переходит в атмосферу в виде газа, пара или аэрозоля. При этом в зависимости от химических свойств и агрегатного состоя- 1 Раздел написан совместно с С.М.Ходчснко ния АХОВ, формируется первичное или вторичное облако зараженного воздуха, либо и то, и другое. Первичное облако образуется в результате мгновенного (1-3 мин) перехода в атмосферу части АХОВ из емкости при ее разрушении, вторичное облако - при испарении разлившегося вещества с подстилающей поверхности. Только первичное облако возникает, если АХОВ представляет собой сжатый газ, только вторичное - когда АХОВ - жидкость с температурой кипения выше, чем температура окружающей среды, первичное и вторичное облака формируются, если АХОВ - сжиженный газ.

Таблица 6.2. Типовые аварийные ситуации при выбросе АХОВ

Агрегатное

состояние

Вид источника заражения

Степень разрушения источника заражения

Характер выделения АХОВ в окружающую среду

Возможные

варианты

выброса

АХОВ

1

2

3

4

5

Сжиженные

газы

Хранилища и ж-д цистерны, технологические ёмкости и реакционная аппаратура, трубопроводы

  • 1. Полное разрушение
  • 2. Частичное разрушение (трещины, отверстия, разрывы и т.п.)
  • 1. Мгновенный выброс всего содержимого ёмкости с последующим испарением разлива
  • 2. Истечение во времени через отверстие (трещину и т.п.) с последующим испарением разлива

Свободный или в обва- ловку(поддон)

Сжатые газы

Хранилища, технологические ёмкости и реакционная аппаратура

Трубопроводы

  • 1. Полное разрушение
  • 2. Частичное разрушение
  • 1. Мгновенный выброс всего объёма АХОВ с мгновенным переходом в атмосферу
  • 2. Истечение во времени через отверстие (трещину и т.п.) с мгновенным переходом в атмосферу

Разлив отсутствует

Жидкости

Хранилища и ж-д цистерны, Технологические ёмкости и реакционная аппаратура, трубопроводы

  • 1. Полное разрушение
  • 2. Частичное разрушение
  • 1. Мгновенный выброс всего содержимого емкости с последующим испарением разлива
  • 2. Истечение во времени через отверстие (трещину и т.п.) с последующим испарением

Свободный - или в обва- ловку(поддон)

Размеры зоны химического заражения характеризуются следующими параметрами: Г - глубина распространения ядовитого облака в поражающих концентрациях; Ш - ширина зоны заражения; Бф - площадь территории фактического заражения, которая зависит от количества АХОВ, выброшенного из емкости в момент аварии, его физико-химических и токсических свойств, метеорологических условий ОПС (скорости ветра в приземном слое атмосферы, степени вертикальной устойчивости воздуха), характера местности (рельефа, застройки, растительности).

Воздух, в состав которого введены АХОВ, называется зараженным воздухом (облаком АХОВ).

Наиболее важными характеристиками ОПС являются погодные условия, влияющие на поведение АХОВ в воздухе и на почве, температура воздуха и почвы, степень вертикальной устойчивости приземного слоя воздуха, скорость и направление ветра, осадки. Важными характеристиками местности, влияющими на поведение АХОВ, являются рельеф, растительный покров и постройки.

Температура воздуха и почвы определяет агрегатное состояние АХОВ и, следовательно, глубину их распространения в данных условиях. Температура обусловливает скорость испарения АХОВ с зараженной местности и, как следствие, стойкость и концентрацию их паров в воздухе. От температуры зависит проницаемость защитной одежды и, следовательно, защитная мощность средств защиты кожи. Поведение зараженного воздуха зависит от устойчивости приземных слоев воздуха, что в свою очередь зависит от температуры.

Различают три степени вертикальной устойчивости воздуха: инверсия, изотермия, конвекция. Инверсия характеризуется большой вертикальной устойчивостью воздуха, обусловленной повышением температуры его слоев с высотой и сильным охлаждением почвы. Инверсия препятствует рассеиванию облака зараженного воздуха и способствует длительному сохранению высоких концентраций АХОВ в приземном слое. При инверсии создаются наиболее неблагоприятные условия для обеспечения необходимого уровня защищенности населения.

Изотермия характеризуется состоянием безразличного вертикального равновесия воздуха, которое вызывается равенством температур воздуха на всех высотах приземного слоя и почвы.

Конвекция характеризуется большой вертикальной неустойчивостью воздуха, которая обусловлена резким падением температуры воздуха с высотой и сильным нагревом почвы. Конвекция вызывает сильное рассеивание зараженного воздуха; концентрации АХОВ быстро, иногда мгновенно, падают ниже поражающих. При конвекции создаются самые благоприятные условия для безопасности населения.

Направление ветра в значительной степени определяет возможные последствия для прилегающей к источнику аварии территории. Скорость и структура ветра оказывают большое влияние на продолжительность сохранения и дальность распространения зараженного воздуха с высокими концентрациями.

При слабом ветре зараженный воздух распространяется медленно, высокие концентрации сохраняются дольше; сильный, порывистый ветер быстро рассеивает зараженный воздух. С увеличением скорости ветра увеличивается скорость испарения АХОВ с поверхности зараженного участка.

Осадки, главным образом дождь, влияют как на концентрацию АХОВ в зараженном воздухе, так и на длительность заражения местности. Механическое воздействие дождя на частицы АХОВ, а также связанное с дождем повышение турбулентности вызывают понижение концентрации АХОВ. Сильный дождь, механически вымывая АХОВ из почвы и смывая их с поверхности, способен в сравнительно короткий срок понизить зараженность участка. В данных случаях имеет значение только сравнительно сильный дождь типа ливня; слабые, моросящие дожди практически влияния на понижение концентрации АХОВ и длительности заражения местности не оказывают. Дождь способствует смыванию АХОВ с зараженных объектов, постепенному их скоплению в низких местах и заражению водоемов.

Облачность является одним из факторов, влияющих на степень вертикальной устойчивости воздуха, а отсюда и на поведение АХОВ. Кроме того, облака закрывают доступ солнечным лучам к поверхности зараженного участка местности, вследствие чего ослабевает испарение АХОВ с поверхности зараженного участка и увеличивается продолжительность его действия.

Твердый грунт облегчает испарение АХОВ, рыхлый - повышает их стойкость.

В зоне химического заражения могут возникать очаги химического поражения - территория, в пределах которой произошли массовые поражения людей, сельскохозяйственных растений и животных. Для очага поражения, создаваемого быстродействующими веществами (аммиак, синильная кислота, окись углерода и др.), характерно:

  • - одномоментное (в течение минут, десятков минут) поражение значительного количества людей;
  • - быстрое течение интоксикации с преобладанием тяжелых поражений;
  • - дефицит времени на проведение спасательных работ;
  • - необходимость оказания эффективной медицинской помощи непосредственно в очаге поражения (решающее значение приобретает само- и взаимопомощь);
  • - быстрая эвакуация пораженных из очага поражения в один рейс.

Особенностями очага поражения веществами замедленного действия

  • (фосген, азотная кислота, серная кислота и др.) являются:
  • - постепенное формирование санитарных потерь на протяжении нескольких часов;
  • - наличие некоторого резерва времени для корректировки спасательных

работ;

  • - необходимость проведения мероприятий по активному выявлению пораженных среди населения;
  • - эвакуация пораженных из очага по мере их выявления.

Основные меры защиты людей в очагах химического поражения: использование средств индивидуальной защиты (СИЗ) и убежищ; применение антидотов и средств обработки кожных покровов; соблюдение режимов защиты на зараженной территории; эвакуация людей из зоны заражения; санитарная обработка людей, дегазация одежды, территории, сооружений, транспорта, техники и имущества.

Рассмотрим данные об авариях, связанных с использованием аммиака, в 1988-1998 годы. Достоверность сведений устанавливалась по документально зафиксированным актам расследования категорийных и некатегорийных аварий, журналам учета неполадок и отказов, суточным журналам. Анализ данных показывает, что за эти годы заметно увеличился удельный вес аварийных ситуаций, связанных с хранением и транспортировкой аммиака. Причина - длительность эксплуатации обследованных емкостей и оборудования превышает 20 лет.

Особенности работы в условиях аварийных ситуаций на химически опасном объекте порождают большое количество проблем фундаментального и прикладного характера, и, в первую очередь, создания эффективной системы планирования и оперативного управления комплексами мероприятий по прогнозированию, предупреждению, управлению и ликвидации последствий аварий. Для этого часто требуется сравнить химически опасные объекты (ХОО) между собой по выбранным критериям.

В настоящее время используются две классификации ХОО: санитарная классификация (определяет размеры санитарно-защитной зоны), которая делится на 5 классов, и классификация по степени химической опасности (в основе лежит количество населения, проживающего в зоне возможного химического заражения), которая делится на 4 класса.

Анализ структуры предприятий, производящих или потребляющих АХОВ, показывает, что в их технологических установках обращается, как правило, незначительное количество токсических химических продуктов. Значительно большее по объему количество АХОВ содержится на складах предприятий. Это приводит к тому, что при авариях в цехах предприятия в большинстве случаев имеет место локальное заражение воздуха, оборудования цехов, территории предприятий. При этом поражение в таких случаях может получить в основном производственный персонал.

Вокруг потенциально ХОО, при наличии на их территории опасных веществ, предусматривается выделение санитарно-защитной зоны (СЗЗ), в которой запрещается размещение жилых зданий, детских и лечебнооздоровительных учреждений. Размер СЗЗ по глубине зависит от класса опасности объекта по санитарной классификации и составляет: для I класса - 1000 м, II класса - 500 м, III класса - 300 м, IV класса - 100 м, V класса - 50 м.

Однако расчёт размеров СЗЗ проводится, как правило, только по условиям безаварийной эксплуатации предприятий, без учёта последствий крупных аварий и разрушений. Это приводит к формальному установлению размеров СЗЗ и, соответственно, класса опасности объектов, располагающих запасами АХОВ. Еще одним показателем опасности ХОО, является количество населения, которое проживает в зоне возможного химического заражения в случае аварии. Данный показатель взят за основу существующей классификации объектов, располагающих запасами АХОВ, по химической опасности (табл. 6.3), где зона возможного химического заражения АХОВ - это площадь круга с радиусом, равным глубине зоны заражения.

Таблица 6.3. Классификация химически опасных объектов

Степень химической опасности

I

II

III

IV

В зону возможного химического заражения АХОВ попадает более 75 тыс. человек.

В зону возможного химического заражения АХОВ попадает от 40 до 75 тыс. человек.

В зону возможного химического заражения АХОВ попадает менее 40 тыс. человек.

Зона возможного химического заражения АХОВ не выходит за пределы ХОО или его СЗЗ.

Для расчета зоны заражения проводится прогнозирование масштабов заражения АХОВ согласно «Методике прогнозирования масштабов заражения АХОВ при авариях (разрушениях) на ХОО и на транспорте».

По результатам прогноза развития аварии определяются возможные очаги поражения (участки территорий, где может произойти поражение людей АХОВ) и количество населения в зоне возможного заражения.

По имеющимся данным, в РФ 12 % ХОО относится к I степени опасности, 7 % - ко 11 степени, к III степени - 73 % и к IV степени - 8 %.

Возможный выход облака заражённого воздуха за пределы территории ХОО, в случае аварии на нём, обусловливает химическую опасность для промышленного региона (ПР), где такой объект расположен. В основу классификации ПР (городского и сельского района, города, области, края, республики без областного деления) также положена опасность поражения населения АХОВ.

Критерием отнесения ПР к той или иной степени опасности в этом случае является процент населения, проживающего в зоне возможного заражения в случае аварии на ХОО (табл.6.4).

Таблица 6.4. Классификация городов, городских и сельских районов, областей по степеням химической опасности

Степень химической опасности

Количество населения (в %), проживающего в зоне возможного заражения

I

более 50 %

II

от 30 до 50 %

III

от 10 до 30 %

IV

до 10 %

Определение масштабов заражения и количества населения в зоне возможного заражения проводится применительно к аварии на ХОО, расположенном в пределах ПР. При функционировании в пределах одной административной территории двух и более ХОО и наложении зон возможного заражения друг на друга определение процента населения, которое может подвергнуться поражающему действию АХОВ, осуществляется из расчета однократного накрытия территории зоной заражения.

Из общего количества субъектов Российской Федерации (область, край, республика) к химически опасным относится 90 %, в т.ч. к I степени опасности - 20 %, ко II степени - 30 %, к III степени - 40 %. Из городов с населением свыше 100 тыс. химически опасными были признаны 90 %, в т.ч. 61 % являлись городами I степени опасности, 15 % - II степени, 24 % - III степени.

Химическая авария - это незапланированный и неуправляемый выброс токсичных химических веществ, возникающий в результате взрыва, пожара или разгерметизации технологического оборудования, вызывающий отрицательное действие на окружающую среду и поражающее действие на человека.

Токсичность - свойство вещества приводить к смерти или вредить здоровью живого человека при попадании в его организм с водой и пищей (перро- рально), через кожу или кровь (кожно-резорбтивно), при вдыхании (ингаляци- онно).

Для сравнения ингаляционной опасности веществ между собой в промышленной токсикологии используется показатель, получивший название коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО). Этот коэффициент равен отношению максимально достижимой концентрации паров вещества при 20 С к средне смертельной концентрации его паров (С1 50).

В зависимости от численного значения КВИО все химические вещества по ингаляционной опасности разделяются на 4 класса: чрезвычайно опасные (КВИО > 300); высоко опасные (КВИО от 299 до 30); умеренно опасные (КВИО от 29 до 3); малоопасные (КВИО < 3).

В настоящее время принято в качестве количественной меры токсичности АХОВ использовать величины их концентраций и доз вещества. Причем наиболее часто пользуются такими характеристиками, как пороговая концентрация, предел переносимости, смертельная концентрация, значения токсических доз, соответствующих определенному эффекту поражения.

В практике проведения расчетов по анализу, оценке и прогнозированию поражающего воздействия АХОВ считается целесообразным использовать следующую градацию токсодоз, в зависимости от возникающих последствий:

  • - средняя смертельная токсодоза, вызывающая поражение со смертельным исходом у 50 % подвергшихся воздействию АХОВ;
  • - средняя выводящая из строя токсодоза, вызывающая поражение не ниже средней степени тяжести у 50 % подвергшихся воздействию АХОВ;
  • - средняя пороговая токсодоза, вызывающая начальные симптомы поражения у 50 % подвергшихся воздействию АХОВ людей.

Кроме указанных выше критериальных значений токсодоз, для оценки поражающего действия АХОВ может использоваться такой критерий, как наибольшее значение концентрации в облаке токсического вещества, при которой нахождение в облаке не более 30 мин не приводит к необратимым изменениям в организме человека.

Значения токсодоз являются постоянными лишь для сравнительно кратковременных экспозиций, не превышающих 40-60 мин. При более продолжительных воздействиях или при малых концентрациях величины токсодоз, в частности РСт50, имеют большее значение, особенно для тех АХОВ, которые частично выводятся из организма. В общем случае при авариях на объектах, производящих, потребляющих или хранящих АХОВ, в составе выбросов может быть не одно, а несколько АХОВ. При таких условиях оценка суммарного эффекта представляет достаточно сложную задачу, так как результат от комбинированного воздействия нескольких АХОВ может быть не равным сумме эффектов раздельного действия.

При прогнозировании и оценке химической обстановки используются пороговая смертельная концентрация, а также концентрация, соответствующая пределу переносимости.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >