8401

82

фосфороорганические соединения). Они способны угнетать нервную

систему.

5.Вещества, обладающие удушающим и нейротропным действием (аммиак). При ингаляционном воздействии возникает токсический отёк лёгких, на фоне которого формируется тяжёлое поражение нервной системы.

6.Метаболические яды (окись этилена, метилбромид, метилхлорид, диоксин и др.). Отсутствие первичной реакции на яд, длительный скрытый период. От момента поражения до появления первичных признаков проходят сутки и даже недели. В патологический процесс постепенно вовлекаются печень, почки, нервная и кроветворная системы. Многие метаболики проникают через одежду, обувь, защитные перчатки.

По степени воздействия на организм человека АХОВ делятся на четыре класса опасности: первый, второй, третий и четвёртый. Высшим, самым опасным, является первый класс (табл. 7).

Та б л и ц а 7

Классы опасности АХОВ

Примечание. Отнесение АХОВ к классу опасности производят по показателю,

значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности.

По физико-химическим свойствам, которые при прочих равных

условиях определяют продолжительность химического заражения местности,

АХОВ делят на следующие четыре группы:

83

1.Стойкие быстродействующие (анилин, ФОС, фурфулон и др.).

2.Нестойкие быстродействующие (аммиак, синильная кислота).

3.Стойкие замедленного действия (серная кислота, диоксин и др.).

4.Нестойкие замедленного действия (фосген, хлор и др.).

К стойким относят АХОВ с температурой кипения выше + 1400 С. Они могут сохранять поражающее действие от нескольких часов до недель и даже месяцев. К нестойким относят АХОВ с температурой кипения ниже + 1400 С, которые загрязняют местность на десятки минут. Чем выше температура кипения АХОВ, тем они медленнее испаряются, т.е. выше стойкость.

Физико-химические свойства АХОВ во многом определяют их способность переходить в основное поражающее состояние и создавать опасные концентрации, а также масштабы, степень и время заражения, средства и способы обеззараживания и мероприятия по защите людей. Основными свойствами являются плотность, растворимость, летучесть, вязкость, характер взаимодействия с кислотами и щелочами, температура кипения.

Плотность – масса вещества в единице объёма. Влияет на распространение АХОВ в атмосфере и на местности. Если газообразные или парообразные АХОВ тяжелее воздуха, то их концентрация будет максимальной у поверхности земли, уменьшаясь по высоте. При этом будет относительно большая продолжительность заражения, возможны застои газов и паров в низинах и подвалах.

Растворимость – от неё могут зависеть последствия аварий, а также выбор методов и средств дегазации. Для ликвидации растворимых в воде АХОВ пригодны водные растворы. Ликвидация АХОВ нерастворимых и труднорастворимых в воде требует применения других дегазирующих растворов.

Летучесть – способность переходить в парообразное состояние, определяет последствия заражения. Высоколетучие вещества при высокой

84

температуре воздуха могут дегазироваться естественно. Низколетучие - требуют проведения дегазации.

Вязкость – определяет степень и длительность заражения, впитываемость в пористые материалы.

Характер взаимодействия с кислотами и щелочами – во многом определяет состав веществ, используемых при обеззараживании.

Температура кипения – влияет на стойкость веществ, способы хранения и транспортирования.

5.2. Сценарии химических аварий

При прочих равных условиях характер химической аварии определяет способ хранения (транспортирования) вещества, который, в свою очередь, зависит в основном от температуры кипения. Для того чтобы уменьшить объём вещества, что является весьма важным при промышленных масштабах использования, применяют четыре способа хранения и перевозок.

Первый способ – в резервуарах под очень высоким давлением (15-20 МПа). Характерен для веществ с температурой кипения ниже -400 С (водород, метан, жидкий азот и др.). Для их содержания в жидком состоянии требуется большое количество баллонов небольшого объёма. При выбросе образуется только первичное газовое облако с вероятностью взрыва и пожара. Время действия не превышает минуты, заражения среды из-за малых объёмов

баллонов практически не происходит.

Второй способ – в резервуарах под давлением 1-2 МПа. Основан на свойстве веществ изменять температуру кипения в зависимости от давления. Благодаря этому свойству становится возможным хранить газообразные вещества в жидком виде под лавлением при нормальной и более высоких температурах. Например, для аммиака, при давлении 100 кПа - Тк= - 33,20С, при давлении 1 МПа - Тк= +280 С, а при давлении 2 МПа - Тк= +500 С. Этот способ применяется для веществ с температурой кипения от - 400 С до +400 С

(аммиак, хлор, окислы азота, фосген и многие другие). Выброс даёт первичное и вторичное облака АХОВ. Характер заражения зависит от

85

соотношения между температурами кипения АХОВ и температурой окружающей среды. Процесс испарения в данном случае может быть условно разделен на три периода.

Первый период – бурное, почти мгновенное (1-2мин) испарение за счет разности упругости насыщенных паров АХОВ в емкости и атмосферного давления воздуха (дроссельный эффект). За короткий промежуток времени в атмосферу поступает основное количество паров АХОВ и может образоваться облако с концентрациями АХОВ, значительно превышающими смертельные. Границы облака очень отчетливы, а направление его движения носит крайне неопределенный характер. Радиус этой зоны может достигать 0,5-1 км и более.

Второй период – неустойчивое испарение АХОВ. Оно происходит за счет тепла поддона (обваловки), изменения теплосодержания жидкости и притока тепла от окружающего воздуха. Этот период характеризуется резким падением интенсивности испарения с одновременным понижением температуры кипения, продолжительность – до 10 минут. К концу второго периода образуется «первичное облако» АХОВ. Оно будет двигаться под действием как давления самих паров облака, так и ветра.

Третий период – период стационарного испарения АХОВ за счет тепла окружающей среды. Продолжительность периода зависит от типа АХОВ, его количества, характера разлива и внешних условий и может составить часы, сутки и более. В этот период образуется «вторичное облако» АХОВ, которое, перемешиваясь с первичным облаком, также движется по направлению ветра.

Третий способ – в изотермических резервуарах в охлаждённом виде при нормальном давлении, т.е. в термосах промышленных объёмов. Может применяться к веществам с температурой кипения от -40 до +400 С. Недостатками способа являются трудности реализации таких ёмкостей, неизбежные утечки, необходимость сложного холодильного оборудования. При разрушении ёмкостей такого типа характерны только два периода –

86

период нестационарного и период стационарного испарения АХОВ, т.е. только второй и третий периоды, образуются первичное и вторичное облака АХОВ. Однако количество вещества, переходящего в первичное облако, не превышает 3-5% при температуре окружающего воздуха +25-300С.

Четвертый способ – при нормальном давлении и нормальной температуре в жидком состоянии. Характерен для веществ с температурой кипения выше +400 С. При их выливе с подстилающей поверхности жидкость испаряется долго, происходит заражение грунта, грунтовых вод. Наблюдается только третий период – период стационарного испарения, и образуется лишь вторичное облако АХОВ. Учитывая малые скорости испарения таких АХОВ, они будут представлять опасность только для населения, находящегося в районе аварии.

5.3. Причины, профилактика и последствия химических аварий

Типичными причинами вылива (выброса) АХОВ на производственных площадках являются: выбросы через санитарную колонку или свечу для зажигания; разрывы трубопроводов из-за коррозии, повреждений при ремонтных и других работах; неисправности вентилей, прокладок и другой арматуры; взрывы в компрессорах нагнетательных линий; ошибки при монтаже оборудования и выборе материалов; нарушение вакуума в электролизерах хлорных производств; природные явления (обвалы, карст, оползни, землятрясения).

Около 70% всех зарегистрированных аварий с выливом АХОВ приходится на железные дороги. Причины: опрокидывание цистерн с нарушением их герметичности; трещины в сварных швах, разрывы оболочек цистерн; разрушение предохранительных мембран; неисправность предохранительных клапанов и протечки из арматуры.

Общие меры профилактики химических аварий: механизация технологических процессов; уменьшение количества опасных веществ в технологической аппаратуре; замена токсических веществ менее токсичными; предотвращение образования взрывоопасных концентраций;

87

применение флегматизации; автоматизация производства, введение контрольной, предупредительной и аварийной сигнализаций; вынос отдельных элементов технологических процессов на открытые площадки; повышение надёжности всего технологического оборудования; высокий профессионализм персонала.

Важнейшее значение в профилактических мероприятиях защиты от АХОВ придаётся размещению ХОО. Они не должны располагаться на территориях, не обеспеченных естественным проветриванием, т.е. в котлованах, долинах. Их следует размещать на равнинной местности, с подветренной стороны к жилой застройке. Радиус санитарно-защитной зоны в зависимости от класса опасности предприятия должен быть от 50 до 1000 метров. При этом выполняются дополнительные требования ИТМГО, указанные в СНиП – 2.01.51-90 «Инженерно-технические мероприятия ГО».

Последствия химических аварий представляют собой совокупность результатов поражающего воздействия АХОВ на объекты, население и окружающую природную среду. В результате химической аварии образуется зона химического заражения. Это территория, в пределах которой распространены или привнесены АХОВ в концентрациях или количествах, создающих опасность для жизни и здоровья людей, животных и растений в течение определенного времени. Размеры этой зоны зависят от типа АХОВ, их вылившейся массы, характера разлива, метеоусловий и топографических особенностей местности. Внешние границы зоны химического заражения принято определять по пороговому значению токсодозы при ингаляционном воздействии на человека. Плотность загрязнений внутри зоны не одинакова: она максимальна в районе аварии и уменьшается к периферии от него. Территория внутри зоны химического заражения, где наблюдаются наиболее опасные концентрации АХОВ, называется зоной возможного опасного химического заражения. Удаления границ этой зоны от места аварии, для наиболее распространенных АХОВ приведены в

88

приложении 2. Внутри зоны опасного химического заражения выделяют очаг аварии и район аварии, где возможны смертельные поражения людей.

Очагом аварии называют территорию, на которой образовался источник химического заражения или участок аварийного разлива АХОВ.

Район аварии – территория, в пределах которой облако АХОВ обладает наибольшими поражающими возможностями, его вид принимают в форме окружности с радиусом Rа, размеры которого зависят от вида АХОВ и условий его хранения, использования, перевозок.

На рис. 3 приведен вариант зоны возможного химического заражения и ее составных частей. Указанные зоны (кроме очага и района аварии), в зависимости от скорости ветра на высоте 10 м от поверхности земли могут иметь форму либо окружности, либо полуокружности, либо сектора с направлением биссектрисы от очага аварии в сторону, куда дует ветер.

Зона химического заражения (PC t50)

Зона опасного химического заражения

Район аварии

Очаг аварии

Рис. 3. Зона химического заражения

89

5.4. Прогнозирование масштабов заражения АХОВ при химических авариях

Под прогнозированием масштабов заражения АХОВ понимается теоретическое определение продолжительности поражающего действия АХОВ, глубины и площади зоны химического заражения. Зона химического заражения – территория или акватория, зараженная АХОВ в опасных для жизни людей концентрациях. Она включает: очаг химического заражения; район аварии и район распространения облака АХОВ.

Исходные данные для прогнозирования:

1.Характеристика объекта аварии (наименование АХОВ, вылившийся тоннаж, характеристика аварийного разлива – свободно, в поддон или обваловку, время и место аварии, топографические условия местности).

2.Метеоусловия (температура воздуха, направление и скорость ветра на высоте 10 м, степень вертикальной устойчивости атмосферы – инверсия, изотермия, конвекция).

3.Сведения о предприятиях, учреждениях и т.п., которые могут

оказаться в зоне химического заражения.

Принимаемые допущения:

1.Емкости, содержащие АХОВ, при аварии разрушены полностью. Толщина слоя жидкости для АХОВ, разлившихся свободно, принимается равной В = 0,05м по всей площади разлива. Для АХОВ, разлившихся в поддон или обваловку, она на 0,2 м меньше, чем высота поддона (обваловки),

аразмеры площади разлива соответствуют реальной площади поддона (обвалования).

2.При авариях на газо- и продуктопроводах выброс АХОВ принимается равным максимальному количеству вещества, содержащемуся в трубопроводе между автоматическими отсекателями.

3.Внешние границы зоны химического заражения рассчитываются по пороговой токсодозе при ингалационном воздействии на организм человека.

90

4. При заблаговременном прогнозировании принимаются: выброс АХОВ (Мв) соответствует массе вещества в максимальной по объёму единичной ёмкости, метеоусловия – инверсия, направление ветра – по розе ветров, скорость ветра – 1 м/с, температура воздуха типовая для сезона года.

Коэффициенты, используемые при расчётах:

К1 - определяющий относительное количество АХОВ, преходящего при аварии в газ;

К2 - определяющий удельную скорость испарения; К3 - отношение пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе

данного вещества; К4 - учитывающий скорость ветра;

К5 - учитывающий степень вертикальной устойчивости атмосферы: для инверсии – 1, для изотермии – 0,23, для конвекции – 0,08;

К6 - зависящий от времени, на которое осуществляется прогноз, рассчитывается по формуле: К6 = Ти0,8, где Ти – продолжительность испарения АХОВ, час;

К7 - учитывающий температуру воздуха; К8 – коэффициент, учитывающий массу разлившегося АХОВ для

расчета размеров района аварии.

Значения коэффициентов К1, К2, К3 и К7 для основных АХОВ приведены в табл. 8, остальных коэффициентов – в табл. 9.

Т а б л и ц а 8

Основные характеристики распространенных АХОВ и их коэффициенты К1,К2, К3 и К7 для прогнозирования