Лекция №5.

Химически опасные объекты (ХОО). Характер и развитие возможных аварий на ХОО и их

Последствия. Опасность объектов с химической технологией.

Вопросы:

1. Опасность объектов с химической технологией.

2. Классификация и краткая характеристика сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ),

3. Классификация, краткая характеристика и последствия аварий на ХОО.

4. Основные направления и организационно-технические меры по предотвращению химических аварий и обеспечению защиты персонала и населения.

5. Основные нормы поведения и действия населения при авариях с выбросом СДЯВ.

Литература:

1. Атаманюк В.Г. «Гражданская оборона». Учебник для ВУЗов. Москва Высшая школа, 1986 г.

2. Справочные данные о чрезвычайных ситуациях техногенного, антропогенного и природного происхождения. Москва, Штаб ГО СССР 1990 г.

3. Максимов М.Т. «Защита от сильнодействующих ядовитых веществ». Москва, 1993 г.

4. Измалков В.И., Измалков А.В. «Безопасность и риск при техногенных воздействиях».

5. Еяанов Ю.В. «обеспечение защиты персонала и населения в чрезвычайных ситуациях». Обнинск, 1992 г.

6. Журналы «гражданская защита», Москва, МЧС РФ 1993 г., №№ 1,2,4,7,8, 1994 г. №6.

Прогрессирующее развитие химии, т.н. всеобщая химизация, породило очень важную и большую проблему - проблему химической опасности.

Под химической опасностью понимается опасность, связанная с веществами и химическими процессами (превращениями). Основные формы проявления химической опасности - пожары, взрывы, токсические поражения. Такая опасность связана, прежде всего, с наличием объектов с химической технологией.

Под объектами с химической технологией имеются в виду, прежде всего предприятия и другие объекты, в технологических процессах которых предусматривается использование тех или иных химических веществ и химических превращений.

К такого рода объектам относятся:

1. - химические, нефтехимические и подобные им заводы и предприятия.

Такие производства связаны с вредными химическими веществами и с химическими энергоносителями. Современный типовой нефтеперерабатывающий завод мощностью 10-15 млн. т/год сосредотачивает на своей промышленной площадке 300-500 тыс. тонн углеводородного топлива, что эквивалентно по энергосодержанию 3-5 млн. тонн тротила. Номенклатура продукции, выпускаемой химическим заводом с передовой технологией, может включать тысячи различных материалов и веществ, многие из которых чрезвычайно токсичны и ядовиты. Опасность таких заводов для человека и окружающей среды,, особенно в случае аварии на них, очевидна. Ярким примером тому может служить авария на химическом заводе в г. Сезово (Италия, 1976 г.). В результате аварии значительная территория (свыше 20 км²) была заражена диоксидом, пострадало свыше 1000 человек (при общем числе жителей в зоне заражения 27,6 тыс. чел,). Самой крупной аварией на химическом производстве завею мировую историю развития промышленности, является катастрофа в Бхопеле (Индия, 1984 г.), которая унесла 3000 жизней и привела к заболеванию свыше 200 тыс. человек. На заводе существовало пять различных производств, в т.ч. метилизоционата и фосгена, обладающих высокой токсичностью. Авария сопровождалась утечкой метилизоцианата. Масштабы последствий аварии оказались огромными в силу ряда обстоятельств:

• ночное время суток;

• перенаселенность окрестностей предприятия;

• трущобный тип застройки проживания населения;

• нехватка медицинских учреждений.

1. - значительная часть объектов нехимических отраслей промышленности, где в технологических процессах применяются опасные вещества и имеют место химические превращения (целлюлозно-бумажная, текстильная, металлургическая промышленность, коммунальные предприятия),

2. - исследовательские центры, склады (хранилища) и терминалы, транспортные средства и трубопроводы.

3. - военно-химические объекты (склады и полигоны, заводы по уничтожению химических боеприпасов, спецтранспорт, склады и объекты ракетных топлив).

При аварии любого объекта, представляющей процесс разрушительного высвобождения его собственного энергозапаса, при котором сырье, Промежуточные продукты, продукция объекта и отходы производства, вовлекаясь в аварийный процесс, создают поражающие факторы для населения и окружающей среды, уровень химического риска характеризуется довольно высокими значениями.

В силу того, что объекты с химической технологией являются потенциальными источниками опасных веществ и загрязнения окружающей среды, они могут быть названы источниками химического риска.

Т.О. в понятие объекта с химической технологией (объекта химического риска) включаются объекты, которые производят, перерабатывают, используют, транспортируют, обрабатывают, хранят или удаляют опасные (вредные) вещества.

Под опасными веществами, обычно понимают, индивидуальные вещества (соединения) природного или искусственного происхождения, способные в условиях производства, применения, транспортировки, переработки, а также в бытовых условиях оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека и окружающую среду.

В настоящее время в мире известно около 6 млн. различных химических веществ. На 90 % -это органические соединения, подавляющее количество которых токсично. Специалисты Международного регистра из всего количества потенциально опасных веществ выбрали и проанализировали 500 наиболее массовых и токсичных химикатов. Для них в промышленной терминологии принято понятие «вредное вещество», т.е. такое вещество, которое при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности может вызвать производственные травмы, отравления, профессиональные заболевания и отклонения в состоянии здоровья.

Снижение уровня химической безопасности в техносфере связано также с повышением плотности размещения разнородных объектов и производств, их взаимодействием в аварийных ситуациях.

Рост масштабов и концентрация производства ведет к накоплению потенциальных опасностей. Об этом можно судить по удельным (на душу населения) значением летальных доз, накопленных в различных производствах стран Западной Европы: по мышьяку - 0,5 млрд, доз, по барию - 5 млрд. доз, по фосгену, аммиаку и синильной кислоте - 100 млрд. доз по каждому показателю, по хлору - 10 трлн. доз.

К 1990 году на территории СССР насчитывалось несколько тысяч объектов с сильнодействующими ядовитыми веществами (СДЯВ). По данным Госгортехнадзора в нашей стране в химических отраслях происходит несколько тысяч различных аварий, многие из которых лишь по формальным признакам относят к «производственным неполадкам». Число таких аварий увеличивается вследствие транспортных происшествий. В настоящее время возросли объемы перевозок по железным дорогам сжиженного хлора. В стране одновременно движется 650-700 ж/д . цистерн и столько же находится на рзгрузочно-погрузочных работах, которые отличаются повышенной опасностью.

Т.О. опасность объектов с химической технологией для человека и окружающей среды может проявляться при нормальном их функционировании. Это связано с технологическими

выбросами и сбросами, а также утечками опасных веществ. Однако, наибольшую опасность такого рода объекты представляют в аварийных случаях.

Анализ последствий крупных аварий различных типов на химически опасных объектах позволяет выявить общие тенденции их развития, закономерности и отличительные черты формирования поражающих факторов и их последствий, а также выработать практические рекомендации по защите людей и по ликвидации последствий таких аварий.

Аварийные ситуации с выбросом (угрозой выброса) опасных химических веществ возможны в процессе производства, транспортировки, хранения, переработки, а также при преднамеренном разрушении (повреждении) объектов с химической технологией, складов, мощных холодильников и водоочистных сооружений, газопроводов (продуктопроводов) и транспортных средств, обслуживающих эти объекты и отрасли промышленности. Наиболее вероятны такие аварии на химически опасных объектах.

Химически опасный объект - это объект экономики или транспортное средство, при авариях и разрушениях которого могут произойти массовые поражения людей, с/х животных и растений СДЯВ.

Анализ структуры химически опасных объектов (ХОО) показывает, что в их технологических линиях обращается, как правило, небольшое количество токсичных продуктов. Значительно большее количество СДЯВ по объему содержится на складах таких объектов. Это приводит к тому, что при авариях в цехах объекта в большинстве случаев имеет место локальное заражение воздуха, оборудования цехов, территории предприятия. При этом поражение может получить в основном персонал этого объекта. При авариях на складах объекта, когда разрушаются (повреждаются) крупно тонные емкости, СДЯВ распространяются за пределы объекта, приводит к массовому поражению не только персонала объекта, но и населения, проживающего (работающего) вблизи аварийного объекта.

На производственных площадках или в транспортных средствах СДЯВ, как правило, содержится в стандартных емкостях. Это могут быть алюминиевые, стальные оболочки и железобетонные сооружения, в которых поддерживаются условия, соответствующие заданному режиму хранения. Наиболее широко распространены емкости цилиндрической формы и шаровые резервуары. Наземные резервуары обычно располагаются группами. В каждой группе предусматривается резервная емкость для слива СДЯВ в случае их утечки из какого-либо резервуара. Для каждой группы наземных резервуаров по периметру оборудуется замкнутое обвалование или ограждающая стенка из несгораемых и коррозионно-устойчивых материалов высотой не менее одного метра. Внутренний объем обвалованной территории рассчитывается на полный объем группы резервуаров. Расстояние от резервуаров до подошвы обвалования или ограждающей стенки принимается равным половине диаметра ближайшего резервуара, но не менее одного метра.

Для хранения СДЯВ на складах объектов используются следующие основные способы:

а) - в резервуарах под высоким давлением;

b) - в изотермических хранилищах (искусственно охлаждаемых );

с) - хранение при температуре окружающей среды в закрытых емкостях (характерно для высококипящих жидкостей ).

Способ хранения СДЯВ существенно определяет их поведение при авариях (вскрытии, повреждении, разрушении оболочек резервуаров).

Степень химической опасности объекта как источника ЧС будет определяться следующими признаками:

• производит или потребляет объект СДЯВ;

• количеством СДЯВ на объекте и их токсичностью;

• технологией получения (хранения, использования) СДЯВ;

• глубиной зоны возможного химического заражения (превышает ли глубина зоны заражения геометрические размеры объекта и границу его санитарно-защитной зоны).

Степень химической опасности объекта устанавливается исходя из доли населения, попадающего в зону возможного химического заражения при аварии на ХОО, от общей численности населения. Для объектов экономики установлены 4 степени химической опасности: -1-я степень - в зону возможного химического заражения (ЗВХЗ) попадает свыше 75 тысяч человек; -2-я степень - в ЗВХЗ попадает 40-75 тысяч человек; -3-я степень - в ЗВХЗ попадает менее 40 тысяч человек; -4-я степень - ЗВХЗ СДЯВ находится в пределах санитарно-защитной зоны объекта.

Для административно-территориальных единиц, в пределах которых располагаются ХОО, также могут устанавливаться степени химической опасности.

Для АТЕ устанавливаются 3 степени химической опасности в зависимости от доли территорий, попадающей в ЗВХЗ при аварии на ХОО: -1-я степень - в ЗВХЗ СДЯВ попадает более 50% территории; -2-я степень - в ЗВХЗ СДЯВ попадает 30-50% территории; -3-я степень - в ЗВХЗ СДЯВ попадает 10-30% территории.

Допускается, что население по территории распределяется равномерно.

Под площадью зоны возможного химического заражения понимают площадь круга с радиусом, равным глубине распространения облака зараженного воздуха с пороговыми концентрациями.

Изучение имевших место аварийных ситуаций на ХОО и проведенные расчеты показывают, что объекты со СДЯВ могут быть источниками:

• залповых выбросов (проливов) СДЯВ;

• сбросов СДЯВ в водоемы;

• «химического пожара» с поступлением токсического продукта в окружающую среду;

• разрушительных взрывов;

• заражения объектов и местности в очаге аварии и на следе распространения химического облака;

• обширных зон задымления в сочетании с токсичными веществами. Распространение СДЯВ при выбросе в окружающую среду может происходить в виде паров,

газов, аэрозолей (грубо- и тонкодисперсных).

Аэрозоли - это гетерогенные (неоднородные) системы, состоящие из взвешенных в воздухе твердых или жидких частиц вещества размерами от 10^-6 до 10^-2 см.

Различают аэрозоли тонкодисперсные, состоящие из практически не оседающих частиц размерами от 10^-6 до 10^-3 см., и аэрозоли грубодисперсные, состоящие из быстрооседающих частиц вещества размерами 10^-2 см.

Аэрозольные (паровые и газовые) химические облака образуются главным образом при мгновенном разрушении резервуаров хранения или при испарении разлитой криогенной жидкости. Наиболее опасны облака, образующиеся при мгновенном испарении.

Образование аэрозольного химического облака может привести к появлению в основном трех типов опасностей: крупному пожару, взрыву облака, токсическому воздействию, а в некоторых случаях (как пример - выброс аммиака) возникает опасность воспламенения и токсического воздействия. Причем воспламеняемость и взрываемость тесно связаны друг с другом и определяются концентрациями веществ в облаке. Облака токсичных газов (паров) представляют опасность на значительно больших расстояниях от точки выброса, чем горючие вещества. Степень опасности выброса будет определятся в основном физико-химическими и токсичными свойствами СДЯВ.

Пути воздействия СДЯВ на организм человека:

• с пищей и водой (пероральный);

• через кожу и слизистые оболочки ( кожно-резорбтивный);

• при вдыхании (ингаляционный) - основной при краткосрочных выбросах, поэтому основное внимание при защите должно быть уделено органам дыхания.

Доза - это термин, показывающий количество токсичного вещества, поглощенного средой.

Концентрация - количественная характеристика токсичного облака, зараженного воздуха (количество СДЯВ в единице объема воздуха). Единицы измерения мг/л, г/м ³, мг/м ³.

Токсодоза - количество токсичного вещества, поглощенное организмом за определенный интервал времени, приводящее к определенной степени поражения организма.

Концентрацию используют при санитарно-гигиенической оценке (нормирование выбросов, сбросов) и т.п. Для концентраций показательными часто используемыми величинами являются:

• пороговая концентрация (ПК) - минимальная эффективная концентрация СДЯВ, т.е. наименьшее количество вещества, которое может вызвать ощутимый физиологический эффект (первичные признаки поражения с сохранением работоспособности);

• предел переносимости (ПП) - минимальная концентрация СДЯВ, которую человек может выдерживать определенное время без устойчивого поражения.

В промышленности в качестве ПП используется понятие предельно-допустимой концентрации (ПДК). Она регламентирует допустимую степень заражения СДЯВ воздуха рабочей зоны и используется в интересах соблюдения требований безопасности на производстве.

ПДК - максимально-допустимая концентрация, которая при постоянном воздействии на организм человека в течение рабочего дня (8 часов) не может вызвать через длительный промежуток времени патологических изменений или заболеваний.

ПДК не может использоваться при оценке опасности аварийных ситуаций в связи со значительно меньшим интервалом времени воздействия СДЯВ.

Токсодозами оценивают токсическое воздействие СДЯВ на организм человека. Токсодозы прини мают равными:

• при ингаляционном поражении - произведению средней по времени концентрации СДЯВ в воздухе (С) на время (t);

• при кожно-резорбтивном поражении - массе СДЯВ (Д), вызывающей определенный эффект поражения при попадании на кожу (на единицу поверхности или единицу массы).

Различают следующие, часто употребляемые на практике, токсодозы:

• средне смертельную ингаляционную (LC_t 50) и кожно-резорбтивную (LД), вызывающие смертельный исход у 50% пораженных;

• средневыводящую ингаляционную ( IC_t 50 ) и кожно-резорбтивную (IД 50), вызывающие выход из строя 50% пораженных;

• среднюю пороговую ингаляционную (PC_t 50) и кожно-резорбтивную (РД 50), вызывающие начальные симптомы отравления у 50 % пораженных.

Единицы измерения ингаляционных токсодоз: г. мин/м , г сек./м³, мг мин./л; кожно-резорбтивных токсодоз – мг/см², мг/м², г/см², мг/кг.

Классификация и краткая характеристика сильнодействующих ядовитых

веществ (СДЯВ)

Перечень производимых и используемых в нашей стране различных химических веществ включает более 70 тысяч наименований. Подавляющее большинство из них представляет опасность для здоровья и жизни людей. Прежде всего это относится к сильнодействующим ядовитым веществам (СДЯВ).

СДЯВ - это токсичные химические вещества, широко обращающиеся в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте и способные при утечке из разрушенных (поврежденных) технологических емкостей, хранилищ и оборудования приводить к заражению воздуха и вызывать массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных и растений. (Система стандартов ГО СССР. ГОСТ 22.0.002-86).

В промышленной токсикологии к СДЯВ относят те вещества, смертельная доза которых для человека не превышает 100 мг/кг. Однако, следует учитывать, что класс опасности, установленный Санитарными нормами СН 245-71, а позднее ГОСТ 12.1.005-88, не всегда соответствует

потенциальной угрозе поражения тем или иным из них с точки зрения задач по защите населения. Скажем, аммиак, отнесенный по величине ПДК к 1У классу (малоопасные вещества), является весьма опасным, поскольку обладает высокой летучестью. Кроме того, его запасы на ХОО как правило велики (в отдельных изотермических хранилищах до 30 тыс. тонн). Из сказанного следует, что при оценке потенциальной опасности химических веществ (соединений) необходимо учитывать не только их токсические, но и физические свойства, характеризующие их поведение в атмосфере.

Важнейшим параметром, определяющим поведение токсичных веществ в случае разлива (выброса), является максимальная концентрация их паров, способность образовывать газовую фазу. Отсюда возникает необходимость введения показателя, учитывающего одновременно токсические свойства и летучесть вещества. Его можно принять за основу при разграничении СДЯВ по ингаляционной опасности.

Таким показателем может служить принятый в промышленной токсикологии коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО), позволяющий сравнивать ингаляционную опасность веществ. КВИО есть отношение максимально достижимой концентрации паров вещества при 20° С (См ²⁰) к его среднесмертельной концентрации (LС 50).

Другим показателем для отнесения химических веществ к СДЯВ может служить крупнотоннажность их производства, потребления, хранения и транспортировки, т.е. такого количества веществ, при котором их выброс в атмосферу представит опасность массового поражения людей.

При этом под массовым понимается поражение персонала объекта (участка объекта), а также населения, проживающего в населенном пункте, на ж.д. станции и т.п., подвергшихся воздействию поражающих факторов.

С учетом этих показателей специалистами ВНИИ ГОЧС проанализированы свойства веществ и хранилищ на объектах экономики, а также объемов перевозок более 700 токсичных соединений, широко используемых в промышленности, сельском хозяйстве, коммунально-энергетическом комплексе страны. В результате из указанного количества выделены несколько десятков веществ, классифицируемых как СДЯВ, вероятность поражения населения которыми в случае чрезвычайной ситуации будет наибольшей. Их перечень, токсические характеристики (ПДК - согласно ГОСТ 12.1.006-88) приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Наименование СДЯВ и его хим. формула	Класс опасности	пдк, мг/м3	Марки коробок промышленных противогазов	Методы нейтрализации
1	2	3	4	5
Акролеин СН2 = СНСНО	II	0,2	А	Осаждение паров. Нейтрализа­ция - раствором щелочи.
Аммиак NНз	1У	20,0	кд	Осаждение паров. На нейтр-цию - 2т 20-проц. Раствора минеральной кислоты.
Ацетонциангидрин (СНз)2С(ОН)СNO	II	0,9	А	На нейтрализацию - 5т такого же раствора
Водород мышьяковис-тый AsH3	II	0,1	Е	На нейтрализацию - 15т такого же раствора

Водород фтористый НF	I	0,05	В, М, БКФ	Осаждение паров. На нейтр-цию - 20т такого же раствора.
Водород хлористый НС1	III	5,0	А, В, М, БКФ	Осаждение газа. На нейтр-цию -20т такого же раствора.
Синильная кислота HCN	И	0,3	В, БКФ	На нейтр-цию - 45т 10-проц. Раствора гипохлорита кальция.
Диметиламин (СНз)2NН	II	1,0	А, Г	Осаждение паров. На нейтр-цию - 20т 10 процентного раствора серной кислоты.
Водород бромистый CH3Br	III	2,0	А, В, БКФ	Осаждение паров. На нейтр-цию - 20т 10-проц. го раствора NаОН.
Метиламин СНзNН2	II	1,0	А, Г	Осаждение паров. На нейтр.- 12т 10-проц. раствора соляной кислоты
Метил бромистый СНзВг	II	1,0	А, М, БКФ	Осаждение паров. На нейтр-цию - 4,2т 10-проц.го раствора NаОН
Метил хлористый CH3Cl	III	5,0	А, М, БКФ	На нейтр.- 8т такого же раствора.
Метилмеркаптан СНзSН	II	0,8	А, БКФ	Осаждение паров. Нейтр-ция -щелочными растворами или растворами окислителей.
1	2	3	4	5
Метил акри лат СНз-СНСООСНз	IV	20,0	А, М, БКФ	Осаждение паров. Нейтр. пе­рекисями с добавками поверх­ностно-активных веществ.
Акрилонитрил СН2=СНСН	II	0,5	А, М, В, БКФ	Осаждение паров. На нейтр. - 8т 1 0-проц. такого же раствора.
Окислы азота NO2	III	2,0	В, М, БКФ	Осаждение паров. На нейтр. -1,5т 25-проц. раствора аммиака
Окись этилена С2Н4O	II	1,0	М	Осаждение паров. На нейтр-цию - 1,5т 25-проц. Раствора аммиака.
Сероводород H2S	III	10,0	в,мкд	Осаждение паров. На нейтр. - Зт суспензии гипохлорита кальция.
Сернистый ангидрид SО2	III	10,0	в	Осаждение паров - известковым молоком. На нейтр-цию 13т 10-проц. Раствора NаОН.
Сероуглерод С82	II	1,0	А, В, М, БКФ	Нейтр. - известковым молоком.
Соляная кислота	III	5,0	А, М, В, БКФ	Осаждение паров. На нейтр-цию

(37%) НС1				- Ют 10-проц. Раствора ЫаОН.
Триметиламин (СНз)зН	III	5,0	А, Г	Осаждение паров. На нейтр-цию - 5т 10-процентного Раствора серной кислоты.
Формальдегид НСНО	II	0,5	А, М, БКФ	Осаждение паров. На нейтр-цию - 6,5т 10-проц. го раствора NaОН.
Фосген СОСl	II	0,5	В	На нейтр-цию Зт 25-проц. раствора аммиака или 20т 10-проц. Раствора НаОН.
Фтор F2	II	0,2	Изолир, шланго­вые противога­зы, кислород, приборы	Осаждение паров распыленной водой или содой. На нейтр-цию -Ют 10-проц. раствора КаОН.
Фосфор треххлорис-тый PCI3	II	0,2	В	Осаждение паров. На нейтр-цию - 10-1 5т такого же раствора.
Хлорокись фосфора РСОI3	1	0,05	БКФ, М	Осаждение паров. На нейтр-цию - Ют такого же раствора.
Хлор Cl	II	1,0	А, В, Г, Е, БКФ	Осаждение паров. На нейтрацию - 10т такого же раствора.
Хлорпикрин ССЬЖ)2	II	0,7	Ф, В, М	На нейтр-цию 10-процентный водно-спиртовой раствор суль­фида натрия или NaОН.
1	2	3	4	5
Хлорциан СNС1	II	0,3	В, БКФ	На нейтр-цию - 12т 10-процент­ного водного раствора гипо-хлорита кальция.
Этиленимин С2H4NН	I	0,02	А	Осаждение паров. На нейтрацию - 8,5т 10-проц. раствора хлорис­того водорода.
Этиленсульфид C2H4S	11	0,1	А	Осаждение паров. На нейтрацию - 3,7т хлорамина.
Ацетонитрил СНзСN	III	10,0	А	Осаждение паров. На нейтр-цию - 2т 20-проц. раствора щелочи (едкого натрия NаОН)
Этилмеркоптан С2Н5SН	II	1,0	В, БКФ	Осаждение паров. На нейтр-цию - 6,5т Ю-проц. раствора NаОН.

Наиболее распространенными СДЯВ являются хлор, аммиак, сероводород, двуокись серы (сернистый газ), нитрил акриловой кислоты, синильная кислота, фосген, метил меркаптан, бензол, бромистый водород, фтор, фтористый водород.

В большинстве случаев в обычных условиях СДЯВ находятся в газообразном или жидком состоянии. При производстве, использовании, хранении и перевозке те же газообразные вещества сжимают, преобразуя в жидкости. Это резко сокращает занимаемый ими объем.