Территорию, в пределах которой распространилось химическое заражение окружающей среды, называют зоной химического заражения.

Зона химического заражения включает территорию, подвергшуюся непосредственному воздействию АХОВ (участок разлива) (при применении химического оружия – район применения) и территорию, над которой распространилось облако ОХВ.

Очагом химического поражения называют территорию, в пределах которой в результате воздействия ОХВ произошли массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных и растений.

Зона химического заражения характеризуется размерами (длинной L и глубиной Г) и площадью S₃, которые в свою очередь зависят от количества ОХВ, их типа, метеорологических условий, рельефа местности, наличие на ней растительности, типа и плотности застройки.

В зависимости от количества вылившегося ОХВ в зоне химического заражения может быть один или несколько очагов химического поражения. Их границы определяются границами (площадями) населенных пунктов или их частей, оказавшихся в зонах химического заражения.

Способ хранения АХОВ во многом определяет их поведение при авариях (вскрытии, повреждении, раз­рушении оболочек резервуаров).

В случае разрушения оболочки емкости, содержа­щей ОХВ под давлением, и последующего разлива большого количества ОХВ в поддон (обваловку) его поступление в атмосферу может осуществлять­ся в течение длительного времени. Процесс испаре­ния в данном случае можно условно разделить на три периода.

Первый период — бурное, почти мгновенное испарение за счет разности упругости насыщенных паров АХОВ в емкости и парциального давления в воздухе. Данный процесс обеспечивает одномоментное поступление в атмосферу до 80 % и более АХОВ, содержащихся в аварийных емкостях, что обусловливает образование первичного облака с концентрациями АХОВ, значительно превышающими смертельные.

Второй период — неустойчивое испарение ОХВ за счет тепла поддона (обваловки), изменения теплосодержания жидкости и притока тепла от ок­ружающего воздуха. Этот период характеризуется, как правило, резким падением интенсивности испаре­ния в первые минуты после разлива с одновремен­ным понижением температуры жидкого слоя ниже температуры кипения.

Третий период — стационарное испарение ОХВ за счет тепла окружающего воздуха с образованием вторичного облака зараженного воздуха. Испаре­ние в этом случае будет зависеть от скорости ветра, температуры окружающего воздуха и величины жидкого слоя Продолжительность стационарно­го периода в зависимости от типа АХОВ, его количе­ства и внешних условий может составить часы, сутки и более.

В случае разрушения оболочки изотермического хранилища и последующего разлива большого коли­чества АХОВ в поддон (обваловку) испарения за счет разности упругости насыщенных паров ОХВ в емкости и парциального давления в воздухе в связи с малым избыточным давлением практически не на­блюдается. Для данного типа емкостей характерны периоды нестационарного и стационарного испарения АХОВ. Формирование первичного облака осуществ­ляется за счет тепла поддона (обваловки), изменения теплосодержания жидкости и притока тепла от окру­жающего воздуха. При этом количество вещества, переходящее в первичное облако, как правило, не превышает 3—5% при температуре окружающего воз­духа 25–30° С.

При вскрытии оболочек с высококипящими жид­костями образования первичного облака, не происхо­дит. Испарение жидкости осуществляется по стацио­нарному процессу и зависит от физико-химических свойств ОХВ и температуры окружающего воздуха. Учитывая малые скорости испарения таких ОХВ, они будут представлять опасность только для личного состава и населения, находящихся непосредственно в районе аварии.

Нормативным документом по прогнозированию масштабов зон заражения на случай пролива или выброса ОХВ в системе РСЧС в настоящее время является «Методика прогнозирования масштабов заражения ОХВ (АХОВ) при авариях (разрушениях) на ХОО и транспорте». Она позволяет прогнозировать:

продолжительность поражающего действия (время испарения) ОХВ;

глубину зоны заражения ОХВ;

время подхода зараженного воздуха к определенному рубежу (объекту, населенному пункту);

площади зон возможного и фактического заражения.

Площадь зоны возможного заражения — площадь территории, в пределах которой под воздействием изменения направления ветра может перемещаться облако ОХВ.

Зона возможного заражения наносится в виде сектора. Данный сектор характеризует территорию, на которой должны приниматься меры по обеспечению безопасности персонала ХОО и населения, т.к. в этом секторе с большой вероятностью (до 100%) будет располагаться зона фактического заражения.

Площадь зоны фактического заражения — площадь террито­рии, зараженной ОХВ в опасных для жизни концентрациях.

Прогнозирование масштабов заражения ОХВ может производиться заблаговременно и непосредственно после аварии и катастрофы (опасного природного явления).

При заблаговременном прогнозировании расчеты проводятся на случаи производственной аварии (пролива-выброса ОХВ из максимальной емкости) и катастрофы (разрушения всех емкостей и коммуникаций с ОХВ на объекте). В этих случаях принимается: разлив ОХВ — свободный; метеоусловия: скорость ветра 1 м/с, степень вертикальной устойчивости воздуха (СВУВ) — инверсия.

При прогнозировании масштабов заражения после аварии берутся конкретные данные о количестве пролившихся ОХВ и реальные метеоусловия, а при катастрофе — общее содержание ОХВ в емкостях и коммуникациях, метеоусловия — реальные, разлив — свободный.

Масштабы заражения в зависимости от физических свойств и агрегатного состояния ОХВ рассчитываются по первичному и вторич­ному облаку:

1. для сжатых газов — только по первичному облаку;

2. для сжиженных газов — по первичному и вторичному облаку;

3) для ядовитых жидкостей, кипящих выше температуры окружающей среды, — только по вторичному облаку.

Внешние границы зон заражения ОХВ рассчитываются по пороговой токсодозе при ингаляционном воздействии на организм.

Исходными данными для прогнозирования масштабов заражения являются:

общее количество ОХВ на объекте и данные по их размещению (хранению) — сколько в емкостях, сколько в трубопроводах;

количество ОХВ, выброшенных в атмосферу, и характер их разлива на подстилающей поверхности (свободно, в поддон или обваловку);

высота поддона или обваловки (Н) складских помещений, м;

метеоусловия: температура воздуха, скорость ветра на высоте 10 м, СВУВ.

Различают следующие три степени вертикальной устойчивости воздуха:

инверсия – возникает обычно в вечерние часы примерно за 1 ч до захода солнца и разрушается в течение часа после его восхода. При инверсии нижние слои воздуха холоднее верхних, что препятствует рассеиванию его по высоте и создает наиболее благоприятные условия для сохранения высоких концентраций зараженного воздуха;

изотермия – характеризуется стабильным равновесием воздуха. Она наиболее характерна для пасмурной погоды, но может также возникать в утренние и вечерние часы как переходное состояние от инверсии к конвекции (утром) и наоборот (вечером);

конвекция – возникает обычно через 2 ч после восхода солнца и разрушается примерно за 2-2,5 ч до его захода. Она наблюдается в летние ясные дни. При конвекции нижние слои воздуха нагреты сильнее верхних, что способствует быстрому рассеиванию зараженного воздуха и уменьшению его поражающего действия.

Метеорологические данные для оценки химической обстановки поступают в штаб ГО ЧС объекта от постов радиационного и химического наблюдения, оснащенных метеокомплектами МК-3.

Степень вертикальной устойчивости приземного слоя воздуха можно определить одним из следующих способов:

а) с помощью графика (рис. 3.1) по скорости ветра на высоте 1 м от поверхности земли U₁ и температурному градиенту t (t=t₅₀–t₂₀₀), где t₅₀, t₂₀₀ – температура воздуха на высоте 50 и 200 см от поверхности земли, ⁰С;

t U, м/с

+1,5

+1,4

+1,3

+1,2

+1,1

+1,0

+0,9

+0,8

+0,7

+0,6

+0,5

+0,4

+0,3

+0,2

+0,1

0

-0,1

-0,2

-0,3

-0,4

-0,5

-0,6

-0,7

-0,8

-0,9

-1,0

-1,1

-1,2

-1,3

-1,4

-1,5

0,5

1,0

1,5

К

О

Н

В

Е

К

Ц

И

Я

И

Н

В

Е

Р

С

И

Я

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

>4,0

И

З

О

Т

Е

Р

М

И

Я

Рис. 3.1. График для оценки степени вертикальной устойчивости воздуха по данным метеорологических наблюдений.

б) по значению температурного градиента t и скорости ветра на высоте 1 м от поверхности земли U₁ по следующим соотношениям:

если - инверсия;

если - изотермия;

если - конвекция.

В Методике приняты следующие допущения:

толщина слоя жидкости ОХВ (h), разлившейся свободно на подстилающей поверхности, принята равной 0,05 м по всей площади разлива;

при разливах (выливе) в поддон (обваловку) h = Н – 0,2 м;

предельное время пребывания людей в зоне заражения и продолжительность сохранения неизменными метеоусловий составляют 4 часа;

емкости, содержащие ОХВ, при химической аварии (ХА) разрушаются полностью.

Сущность Методики прогнозирования масштабов заражения ОХВ (рассматривается в материалах задания № 3).