3. Аварии с выходом (выбросом) в атмосферу аварийных химически опасных веществ (ахов)
Среди множества негативных воздействий на окружающую среду и здоровье человека особое место занимают химические вещества и их соединения, широко используемые в различных отраслях хозяйственной деятельности человека, а также в быту. В настоящее время известно более 11 млн. химических веществ, из которых широко производятся и используются свыше 100 000.
Прогрессирующее развитие химии, так называемая общая химизация, породило очень большую проблему химической опасности. На многих предприятиях для технологических целей применяют вредные вещества, в том числе АХОВ.
Так, например, аммиак и хлор используют на многих предприятиях текстильной, химической, пищевой промышленности. В различных производствах широко применяются щелочи, кислоты и другие агрессивные и сильно действующие вещества.
Аварийная разгерметизациях ёмкостей, оборудования с содержанием токсических веществ или их перевозка связаны с повышением риска опасностей, так как выход этих веществ наружу приводит к превышению предельной концентрации, которая может повлечь за собой человеческие жертвы.
Сегодня в России функционируют свыше 2,5 тыс. химически опасных объектов. Города, особенно большие, подобно действующим вулканам, извергают огромное количество оксидов углерода, азота, серы, аммиака, фенолов, углеводородов, различных дымов и многих других веществ.
Например, только хлора на железных дорогах страны одновременно находится более 700 цистерн, в каждой из которых около 60 т опасного продукта. Более чем в 200 городах РФ, где проживают 64 млн. человек, превышение ПДК многих вредных веществ. 28% россиян проживают в зонах потенциального химического заражения. Главные очаги его – огромные базы хранения ОВ в 5 регионах России:
Брянская обл. – 18,8%; Кировская – 17,4%; Пензенская – 17,2%; Курганская – 13,7%;
Удмуртия – 30%.)
На сегодняшний день в России накоплено 40 тыс. т ОВ (в США – 60 тыс. т). Хранить уже опасно, уничтожать сложно – международная конвенция запрещает уничтожение химических отходов затоплением в водоёмах, захоронением в земле, сжиганием на открытом месте. При обязательстве к 2012 г. все запасы ОВ уничтожить на 2006 г. уничтожены лишь ОВ кожно-нарывного действия.
Появился новый поражающий фактор – токсическая нагрузка, обусловленная действием токсичных химических веществ. Растет количество их летальных доз, накопленных в различных производствах. Так, в Европе на душу населения накоплено по фосгену, аммиаку и синильной кислоте до 100 млрд. доз, по хлору – 10 трлн. На территории РФ функционируют многочисленные объекты, использующие АХОВ, которые при выбросе в атмосферу могут заражать окружающую среду в поражающих концентрациях. В международном регистре таких веществ около 500.
АХОВ – вещество, применяемое в хозяйственных целях, которое при выливе или выбросе может привести к заражению воздуха или окружающей среды в поражающих концентрациях.
АХОВ классифицируются:
По характеру воздействия на человека:
• токсические, вызывающие отравление всего организма или поражающие отдельные системы (ЦНС, кроветворения), вызывающие патологические изменения органов (почек, печени и др.);
• раздражающие, вызывающие раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, легких, кожных покровов;
• сенсибилизирующие, действующие как аллергены (формальдегид, растворители);
• мутагенные, приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственной информации (свинец, марганец);
• канцерогенные, вызывающие, как правило, злокачественные новообразования (циклические амины, хром, никель, асбест);
• влияющие на репродуктивную (детородную) функцию (ртуть, свинец, стирол).
По пути поступления яда:
• ингаляционное – через органы дыхания (около 95% всех отравлений). Это чаще всего производственные отравления;
• смешанное (ингаляционное и кожно-резорбтивное);
• перроральное (поступление через рот с зараженными продуктами и водой). В основном это пищевые отравления;
По критерию опасности:
• скорость поражающего воздействия;
• глубина распространения заражения атмосферы с пороговыми (поражающими) концентрациями;
• время действия (существования очага химического заражения).
На здоровье человека влияние химических веществ возможно при многих видах профессиональной деятельности: получении и переработке природного сырья, изготовлении промышленной продукции, работе на транспорте, в сельском хозяйстве, в быту, при техногенных и природных катастрофах и др. В экономике немало производственных участков, где используются или выделяются химические вещества, которые, поступая внутрь организма или загрязняя кожные покровы, могут вызвать профессиональные отравления.
В условиях города, сельской местности и в быту вредные вещества постоянно воздействуют на человека: в городе – выхлопные газы ДВС; в сельском хозяйстве – пестициды, удобрения; в быту – поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые используются человеком при стирке белья, мытье посуды, личной гигиене, косметике и т. п.
Степень и характер вызываемых веществом нарушений нормальной работы организма зависят от пути попадания в организм, дозы, времени воздействия, концентрации вещества, его растворимости, состояния воспринимающей ткани и организма в целом, атмосферного давления, температуры и других характеристик окружающей среды.
Время действия опасных концентраций зависит от количества выброшенного (вылитого) АХОВ, а также метеоусловий в районе аварии (скорость ветра и температура окружающей среды), и может колебаться от часа до нескольких суток.
Так, например, при выбросе 50 т АХОВ при температуре воздуха 20° С время действия хлора, аммиака, фосгена, сероуглерода составляет соответственно 1,8; 3,2; 1,72 и 6,7 суток.
Концентрация АХОВ определяется в ПДК (предельно допустимая концентрация). ПДК АХОВ в рабочей зоне (ПДКрз) – это концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в продолжение 8 ч или при другой длительности, но не превышающей 40 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не могут вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего или последующих поколений.
Содержание вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест регламентируется ПДК, при этом нормируется среднесуточная концентрация вещества.
Нормирование химических веществ в пищевых продуктах устанавливают с учетом допустимой суточной дозы (ДСД) или допустимого суточного потребления (ДСП). Значение ПДК зависит от свойства вещества, его биологических эффектов и метаболизма (изменения) в организме человека, профессиональных и местных особенностей.
Летальная (смертельная) доза (DL) при введении в желудок или в организм другими путями или смертельная концентрация (CL) могут вызвать единичные случаи гибели (минимальные смертельные DL 0, CL 0) или гибель всех подопытных организмов (абсолютно смертельные DL 100, CL 100). В качестве показателей токсичности чаще пользуются средними смертельными дозами и концентрациями: DL 50, CL 50 – это показатели абсолютной токсичности.
Развитие отравления для целого ряда веществ определяет не только доза, но и время, в течение которого действует вредное вещество. Такие вещества называются хроноконцентрационными. К такому типу веществ относятся, например, сероводород, сернистый газ, фосген и яды, оказывающие действие на обмен веществ и ферментные системы (ацетон, метанол, этанол). Часто промышленные химические вещества, обладающие низкой токсичностью в остром опыте, при хроническом воздействии в малых концентрациях оказываются высокоопасными (свинец, марганец, ртуть и другие тяжелые металлы, бензин, тринитротолуол).
В настоящее время очаги химической опасности всё более расширяются. Просматривается тенденция возрастания числа аварий, обусловленная рядом факторов. Это, в первую очередь, увеличение объема выпуска и перевозок продукции, выход на полную мощность крупнейших предприятий химической промышленности, вызванный стремлением зарубежных инвесторов инвестировать средства на вредные производства в России (толинг), появление химических веществ и соединений с новыми, в том числе с большими токсическими свойствами, возрастание вероятности (мировая тенденция) терроризма на химически опасных производствах. К этому добавляется изношенность оборудования и систем жизнеобеспечения населения.
Для успешного проведения мероприятий по защите от АХОВ и ликвидации последствий их воздействия необходимо знать их физические и токсические свойства, способы индикации и порядок определения.
Из известных АХОВ на первом месте по числу случаев с гибелью людей стоят аммиак и хлор, т. е. наиболее опасными (не с точки зрения токсичности, а по числу жертв при авариях) являются те АХОВ, которые наиболее широко и в значительных количествах обращаются в производстве и способны переходить в атмосферу.
Аммиак имеет идентификационный номер 1005 в регистре ООН. К АХОВ группе относится удушающего, нейротропного действия). Применяется при крашении тканей, серебрении зеркал, при получении азотной и синильной кислоты, мочевины, соды, азотосодержащих солей и как хладагент.
Бесцветный газ легче воздуха, с которым образует взрывоопасные смеси при концентрациях в пределах 15-28 объемных %, в атмосфере дымит, попадая в водоемы, заражает их. Горит при наличии постоянного источника огня. Температура самовоспламенения 650° С. При горении выделяет азот и водяной пар. Обладает характерным резким запахом нашатырного спирта. При атмосферном давлении и температуре 34 °С превращается в жидкость. Растворимость в воде больше, чем у других газов.
Перевозится в сжиженном состоянии под давлением собственных паров (6…18 атм.). При утечке аммиака, хранящегося под давлением, происходит его бурное вскипание, так как температура сжиженного газа в хранилище выше точки его кипения при атмосферном давлении. При выбросе паров в воздух почти мгновенно (в течение 1-3 мин) формируется первичное облако с высокой концентрацией аммиака. За это время в атмосферу переходит 18-20% вещества. Если отверстие в разгерметизировавшейся ёмкости находится выше уровня жидкости, то в результате понижения давления в резервуаре находящаяся в нём жидкость вскипает, рассеивается и происходит взрыв. Поэтому особо опасными в пожарном отношении являются незаполненные емкости и цистерны.
Вторичное облако формируется при испарении с площади разлива. Концентрация на 2…3 порядка ниже, но продолжительность действия и глубина распространения значительно больше. Количество газообразного аммиака, образующегося в результате испарения пролитой жидкости, зависит от давления и температуры в резервуаре. За счет теплоты испарения понижается температура воздуха в месте испарения, в результате чего образуются более тяжелые по сравнению с воздухом газовоздушные смеси, способные перемещаться на большие расстояния над поверхностью земли.
При охлаждении воздуха также происходит конденсация содержащихся в нем водяных паров, которые, превращаясь в плотное туманообразное облако, ограничивают видимость и затрудняют проведение работ по ликвидации аварии. Внешняя граница – линия, обозначающая среднюю пороговую токсодозу (15 мг в мин/л). Продолжительность действия вторичного облака определяется временем испарения разлитого вещества, которое, в свою очередь, зависит от температуры его кипения и летучести, температуры окружающей среды и характера разлива (свободно или в поддон).
Запах ощущается при концентрации 40 мг/м3. Если концентрация достигает 500 мг/м3, возможно отравление со смертельным исходом. При концентрации 1500 мг/м3 фильтрующий промышленный противогаз не защищает.
Анализ структуры предприятий, использующих ХОВ, показывает, что в технологических линиях обращается незначительное по объему количество АХОВ. Гораздо большее количество содержится в складах предприятий. Поэтому при аварии в цехах в большинстве случаев происходит локальное заражение, при котором поражается в основном производственный персонал объекта. При аварии в складах АХОВ распространяются за пределы предприятия и санитарно-защитной зоны, приводя к массовому поражению не только работающих, но и населения.
Аммиак поражает дыхательные пути. Симптомы поражения: насморк, кашель, учащенное сердцебиение, нарушение частоты пульса, затрудненное дыхание, повышенное мочеиспускание, удушье. Пары раздражают слизистые оболочки и кожные покровы, вызывают жжение, покраснение и зуд кожи, резь в глазах, слезотечение. При остром отравлении потеря зрения. При отравлении в больших концентрациях наблюдаются мышечная слабость, понижение слуха, судороги. Возникает буйный бред.
Смерть может наступить от сердечной недостаточности и остановки дыхания.
При попадании жидкого аммиака и его растворов на кожу возникает обморожение, возможен химический ожог с пузырями и изъязвлениями.
Особо следует отметить опасное воздействие АХОВ на молодежь. Для молодого растущего организма характерен высокий уровень обменных и окислительных процессов при несовершенности развития защитно-приспособительных механизмов. Поэтому способность к обеззараживанию химических веществ у молодого человека снижена, а чувствительность к ним – в 3-4 раза выше, чем у взрослых.
Для защиты органов дыхания от поражающего воздействия ХОВ используются фильтрующие промышленные противогазы, различающиеся цветом и маркировкой фильтрующе-поглощающей коробки (от аммиака марки КД, стальной цвет коробки). Допустима при небольших концентрациях коробка красного цвета марки М. Коробки противогазов последней модификации окрашиваются одинаково в стальной цвет с нанесением по середине коробки полосы соответствующего цвета. Время защитного действия по аммиаку в зависимости от противогаза (коробки) – 120…240 мин. Необходимо помнить, что общезащитные фильтрующие противогазы от АХОВ не защищают.
При концентрациях не более 15 ПДК возможно применение промышленных респираторов, различающихся маркировкой (от аммиака – РПГ-67 и РУМ). В качестве подручных средств можно использовать ватно-марлевые повязки, смоченные 5%-ным раствором лимонной (уксусной) кислоты. Для защиты кожи применяются прорезиненные костюмы, резиновые сапоги и перчатки. При действиях в условиях высоких температур в защитных костюмах рекомендуется каждые 10- 15 мин обливать работающих водой или использовать охлаждающие экраны.
В случае поражения пострадавшего необходимо вынести из очага поражения. Необходимо знать, что большинство АХОВ в малых концентрациях обладают сильным раздражающим действием, а при повышении дозы часто развивается токсический отек легких. Наиболее отчетливыми признаками наступления отека легких являются: бурное нарастание одышки (число дыханий увеличивается до 30-60 раз в мин); си- нюшность кожных покровов, в тяжелых случаях переходящая в пепельный цвет; дыхание становится «клокочущим», из полости рта и носа выделяется пенистая жидкость нередко с примесью крови, над грудной клеткой прослушиваются хрипы, пульс резко учащен, Лечение отека легких очень сложно, и прогноз не всегда благоприятен. При малейшем подозрении на отек легких проведение искусственного дыхания ПРОТИВОПОКАЗАНО! Между моментом воздействия АХОВ и развитием отека легких возможен скрытый период, который достигает до полусуток и более.
Пораженному аммиаком необходимо обеспечить тепло и дать подышать кислородом, желательно увлажненным, или парами уксусной кислоты. Применять его до тех пор, пока ни произойдет стойкое исчезновение синюшности и улучшение дыхания. Кожу, слизистые, глаза промывать не менее 2 мин 2%-ным раствором борной кислоты или водой. В глаза закапать 2~3 капли 30%-ного раствора альбуцида, в нос – теплое оливковое или персиковое масло, внутрь – молоко с боржоми или содой. На пораженные участки кожи делают примочки 5%-ным раствором кислоты (желательно органической).
Место разлива аммиака необходимо засыпать активированным углем-катализатором, обработать дегазирующим раствором (10%-ной серной или соляной кислоты) или залить большим количеством воды. Если произошла утечка газообразного аммиака, распыляют воду, чтобы поглотить пары ХОВ.
Аналогично рассматриваются вопросы воздействия любого АХОВ, характерного для каждой конкретной местности или объекта.
На каждое АХОВ должна быть оформлена аварийная карточка с указанием его номера в регистре ООН, степени токсичности (аммиак – четвертая), основных свойств, взры- во- и пожароопасности для человека и применяемые СИЗ.
Некоторые вещества, считающиеся неопасными, при определенной концентрации являются АХОВ. Так, соляная кислота до 30% плотности (менее 1,15 мг/см3) не представляет опасности, а 8,5% продается в аптеках как желудочное лекарство.
Некоторые химические вещества, входящие компонентами в состав смазочных материалов, диэлектриков, фунгицидов для обработки древесины, теплоносителей и т. д., после длительной эксплуатации приобретают новые химические свойства и становятся АХОВ. Так, долгое время в трансформаторном масле в качестве диэлектрика использовался совтол – прозрачная вязкая жидкость, бесцветная или желтоватая, содержащая от 42 до 54% хлора. Это токсичное вещество 2-го класса опасности. Допустимая концентрация совтола в диэлектрике 1/150000000 долл. После 15-20 лет эксплуатации трансформаторов и конденсаторов стали наблюдаться случаи поражения дыхательных путей со смертельным исходом среди рабочих при обращении с этими установками. Оказалось, что, долго пульсируя в теле агрегатов, диэлектрик контактирует с пластмассой, металлом, и трансформаторное масло приобретает опасные свойства, а пары масла смертельны и по поражающей силе сходны с ипритом, даже имеют аналогичный запах чеснока. Выпуск трансформаторов и конденсаторов был приостановлен, но к тому времени ими успели «нашпиговать» объекты экономики России и других государств СНГ.
Появился новый вид терроризма – химический терроризм. Компоненты химического оружия, как никогда ранее, доступны сейчас всем желающим их приобрести. Это объясняется либерализацией торговли, открытостью данных о новейших разработках в области химического оружия и усиливающейся интернационализацией преступности. Так, 20 марта 1995 г. террористы секты «Аум Сёнрике» применили зарин на пяти линиях токийского метро. Было заражено 16 подземных станций. 12 человек погибли и 14 тыс. получили отравления различной степени тяжести.
В Москве задержан безработный химик, продававший высокотоксичные химические соединения. При проверке оказалось, что это азотистый иприт, относящийся к группе боевых ОВ (вызывающий отек легких). На вторую встречу принес еще П-толундин и пиперидин. С гордостью заявил, что его товар значительно качественнее, чем тот, что был использован членами секты в токийском метро.
Контрольные вопросы
1. Определите параметры локальной ЧС.
2. Дайте определение ионизирующему излучению (ИИ).
3. Какой способностью обладают носители ИИ?
4. Почему внутреннее облучение опаснее внешнего?
5. Что является мерой воздействия ИИ?
6. В чем заключается особенность воздействия нейтронного излучения?
7. Почему не существует безопасный уровень воздействия ИИ на человека?
8. Какие существуют предельно допустимые дозы облучения?
9. Охарактеризуйте меры, принимаемые для защиты от воздействия ИИ, РЗ.
10. Каковы права пациента на радиационную защиту при облучении по медицинским показаниям.
11. Дайте рекомендации человеку в случае облучения по жизненным показаниям.
12. Перечислите характеристики АХОВ, необходимые для определения степени его опасности.
13. Окажите первую помощь человеку, пораженному аммиаком.