Техногенные аварии и катастрофы на объектах с химическими технологиями, их классификация и возможные последствия
Аварией называют несанкционированное высвобождение сконцентрированных на ХТО опасностей (токсического или энергетического потенциала) и их поражающее воздействие на людей и окружающую среду (ОС).
Токсическая авария- несанкционированное высвобождение ТХВ, распространение их в окружающем пространстве и поражающее действиена людей, и окружающую среду.
Сценарий аварии состоит в описании воображаемого, но правдоподобного сочетания случайных событий, которые могут в будущем привести к возникновению и развитию явлений, составляющих аварию.
Обычно совокупность случайных событий, составляющих токсическуюаварию, можно подразделить на две группы. В первую группу входят события, образующие фазу инициирования аварии. Это — инициирующие, промежуточные события и сам инцидент.
Вторую группу образуют события, связанные с выходом токсическогоили энергетического потенциала в окружающее пространство, формирование поля поражающих факторов и воздействие поляпоражающих факторов на реципиентов.
Реципиентами аварииявляются люди, а также фауна и флора, составляющиебиоту, а также абиотические элементы окружающей природной среды (атмосфера, поверхностные воды, почва) и материальные объекты антропогенного происхождения (МОАП).Подпоследними понимаются оборудование, имущество, здания, сооружения и т.д. На рис. 1.3.1 представлена блок-схема основных атрибутов химической опасности и её реализаций.
Рис. 1.3.1. Блок-схема основных атрибутов химической опасности и ее реализации
Сегодня химические технологии в той или иной степени используются во всехотраслях промышленности. При этом, в большинстве случаевдаже при нормальном функционировании этих объектов имеет местовыброс в атмосферу или сброс в водную среду тех или иных загрязняющих веществ. В табл. 16 представлены данные по динамике этих выбросов и сбросов в России.
Таблица 16Динамики выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух (тыс, т) и сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты (млн.м3)
| Отрасль промышленности | 1995 г. | 1996 г. | 1997г. |
| Промышленность | 18140,4 | 16661 | 15852 |
| Электроэнергетика | 517,7 1090,5 | 4748,5 1072,7 | 4487,6 1325,5 |
| Цветная металлургия | 3693,2 529,0 | 3598,0 482,7 | 3621,6 425,3 |
| Черная металлургия | 2735,3 757,7 | 2535,5 704,9 | 2379,5 691,7 |
| Нефтедобывающая промышленность | 1409,1 31,1 | 1309,65 24,73 | 1325,0 21,01 |
| Нефтеперерабатывающая промышленность | 908,6 317,4 | 849,1 227,8 | 819,3 192,9 |
| Машиностроение и металлообработка | 725,6 782,1 | 602,45 640,4 | 543,3 623,9 |
| Угольная промышленность | 626,5 740,2 | 595,7 637,5 | 535,3 620,0 |
| Промышленность строительных материалов | 674,2 129,5 | 528,0 123,1 | 467,8 113,6 |
| Газовая промышленность | 707,7 4,5 | 541,8 5,92 | 451,1 2,8 |
| Химическая и нефтехимия промышленность | 525,0 1525,4 | 454,1 1363,0 | 415,4 1322,0 |
| Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность | 522,2 1799,3 | 434,3 1443,1 | 383,5 1323,4 |
| Пищевая промышленность | 300,3 171,7 | 250,2 123,6 | 224,4 115,9 |
| Легкая промышленность | 74,2 170,8 | 64,3 149,7 | 56,0 138,6 |
| Сельское хозяйство | -- 3172,7 | -- 2574,1 | -- 3264,2 |
| Жилищно-коммунальное хозяйство | -- 12503,7 | -- 12071,8 | -- 12053,0 |
*выбросы в атмосферу
сбросы в водные объекты
Основу веществ, загрязняющих атмосферу, составляют окись углерода (28%), сернистый ангидрид (16,3%), окислы азота (6,8%), аммиак (3,7%), сероуглерод (2,6%), сероводород (0,6%), толуол (1,2%), ацетон (0,95%), дихлорэтан (0,6%) и другие.
Со сточными водами сбрасываются нефтепродукты, нитраты, нитриты, хлориды, сульфаты, фосфор, цианиды, родониты, кадмий, кобальт, марганец, медь, никель, ртуть, свинец, хром, цинк, сероводород, сероуглерод, бензол, формальдегид, фенолы, пестициды и т.д.
В результате этих выбросов и сбросов во многих районах, где работают объекты, использующие химические технологии, сегодня имеет место превышение среднегодовых предельно-допустимых концентраций в атмосферном воздухе и поверхностных водных объектах, загрязнение подземных вод. Высокая степень загрязнения атмосферного воздуха и воды приводит к накоплению загрязняющих веществ в почвах.
Безусловно, наиболее масштабные и опасные техногенные загрязнения происходят при авариях и катастрофах на объектах, использующих химические технологии, особенно на химически опасных объектах, где производятся, перерабатываются, используются, транспортируются или хранятся аварийно химически опасные вещества. Аварийные выбросы и сбросы (разливы), при авариях которых нередко приводят к катастрофическим последствиям.
Сегодня на территории России функционируют более 3600 такого рода объектов, имеющих значительные запасы АХОВ. Суммарная площадь, на которой может возникнуть очаг химического заражения, составляет 300 тыс. км2 с населением около 54 млн. человек. Классификация таких объектов по степени опасности приведена в табл. 17.
Таблица 17 Классификация предприятий по степени химической опасности
| Степени химической опасности объектов | I | II | III | IV |
| Критерии отнесения объектов к степеням химической опасности | В зону возможного химического заражения АХОВ при аварии попадает более 75 тыс. человек | В зону возможного химического заражения АХОВ при аварии попадает от 40 до 75 тыс. человек | В зону возможного химического заражения АХОВ при аварии попадает менее 40 тыс. человек | Зона возможного заражения АХОВ при аварии не выходит за пределы территории объекта или его санитарно-защитной зоны |
Наличие большого количества факторов, от которых зависит безопасность функционирования химически опасных объектов, определяет сложность решения проблемы предупреждения химических аварий и катастроф.
Химические аварии, обусловленные выбросом (выливом) АХОВ, обычно подразделяются на три типа:
• аварии с образованием только первичного облака АХОВ;
• аварии с проливом АХОВ и образованием его первичного и
вторичного облака;
• аварии с заражением окружающей среды (грунта,
"источников, технологического оборудования и т.п.) высококипящими жидкостями и твердыми веществами без образования первичного и вторичного облака.
Большинство АХОВ при аварийных ситуациях сравнительно легко переходят из одного агрегатного состояния в другое, чаще всего из жидкого в парообразное (газообразное), из твердого в аэрозольное и наносят массовые поражения людям, животным и растениям.
Несмотря на предпринимаемые меры по обеспечению промышленной безопасности (многие потенциально опасные производства спроектированы, исходя из условия, что вероятность крупной аварии на них не превышает 10-4), полностью исключить вероятность возникновения аварии практически невозможно.
Аварии на химически опасных объектах делятся на производственные и транспортные, при которых нарушается герметичность емкостей и трубопроводов, содержащих АХОВ.
По масштабам последствий химические аварииимеют свою специфическую классификацию:
• локальные - последствия, которых ограничиваются одним цехом (агрегатом, сооружением) химически опасного объекта;
• местные - последствия, которых ограничиваются производственной площадкой химически опасного объекта или его санитарно-защитной зоной;
• общие - последствия, которых распространяются за пределы санитарно-защитной зоны химически опасного объекта.
В химических авариях обычно выделяют 4 фазы:инициирование аварии; развитие аварии; выход последствий аварии за пределы объекта; локализация и ликвидация последствий аварии.
Содержание и характеристика этих фаз приведены в табл. 18.
Таблица 18Содержание фаз развития химических аварий
| №пп | Фаза | Динамика развития | |
| Аварии на хранилищах и при ведении технологических процессов | Транспортные аварии | ||
| 1. | Инициирование аварии вследствие накопления отклонений от нормального процесса или неконтролируемой случайности, в результате чего система приходит в неустойчивое состояние | Накопление дефектов в оборудовании; ошибки при проектировании, строительстве и монтаже оборудования; ошибки в эксплуатации оборудования; нарушение технологического процесса | Ухудшение состояния железнодорожного пути; некачественное ведение ремонтных работ, возникновение неполадок в подвижном составе; нарушение правил перевозок; столкновение с другими транспортными объектами; коррозия трубопроводов и т.д. |
| 2. | Развитие аварии, в течение которой происходит нарушение герметичности системы (емкости, реактора, цистерны и т.д.) и попадание АХОВ в атмосферу | Возникновение пожаров, взрывов, разливы, выбросы АХОВ в окружающую среду | Сход с рельсов цистерн, пожары, взрывы, разливы, выбросы АХОВ в окружающую среду |
| 3. | Выход последствий аварии за пределы объекта | Распространение газовой волны и ее выход за пределы объекта, поражающее воздействие АХОВ на население и производственный персонал | |
| 4. | Локализация и ликвидация последствий аварии | Проведение мероприятий химической защиты в т.ч. по локализации и ликвидации источника заражения |
Возможные масштабы последствий химических аварий и катастроф можно рассмотреть на ряде характерных аварий, имевших место на объектах, использующих химические технологии.
Рассмотрим примеры аварий, которые изменили осознание роли химической опасности техногенного объекта в сознании общества .