Аварії на хімічно-небезпечних об’єктах та характеристика зон хімічного зараження
В обігу на хімічно-небезпечних підприємствах перебуває велика кількість різноманітних небезпечних хімічних речовин. Небезпечні хімічні речовини (НХР) – це токсичні хімічні речовини, що застосовуються в господарських цілях і здатні при витіканні зі зруйнованих чи ушкоджених технологічних ємностей, сховищ і устаткування, викликати масові ураження людей.
За своїми вражаючими властивостями НХР поділяються на групи:
– речовини з переважно задушливої дії (хлор, фосген, хлорпікрин та ін.);
– речовини переважно загальноотруйної дії (окис вуглецю, ціаністий водень та ін.);
– речовини задушливої та загальноотруйної дії (аміак, акрилонітрол, азотна кислота й окисли азоту, сірчистий ангідрид, фтористий водень);
– речовини, які діють на генерацію, проведення і передачу нервового імпульсу;
– нейротропні отрути (сірковуглець, тетра- етилсвинець, фосфорорганічні сполуки й ін.);
– речовини задушливої і нейротропної дії (аміак, гептил, гідрозин та ін.);
– метаболічні отрути (окис етилену, дихлоретан та ін.).
До надзвичайно і високотоксичних НХР відносяться сполуки миш'яку, ртуті, кадмію,талію, свинцю, цинку, нікелю, заліза, фосфору, хлору, брому, синильної кислоти і деякі інші сполуки.
До сильнотоксичних хімічних речовин відносяться сірчана, азотна, соляна, ортофосфорна, оцтова й ін. кислоти, луги (аміак, їдкий калій, натрій, хлористий і бромистий метил), деякі сильнодіючі сполуки (гідроз, нітротолуол, нітробензол).
Основною характеристикою НХР є токсичність. Токсичність — це здатність отруйної речовини уражати живий організм. Ступінь її залежить від фізико-хімічних властивостей НХР і визначається токсодозою (токсичною дозою).
Токсодоза — кількість речовини (в одиницях ваги), віднесена до одиниці об'єму і до одиниці часу (мг/л·хв.). Токсодоза характеризує кількість токсичної речовини, поглинутої організмом за певний інтервал часу.
Території, які потрапили під вплив НХР у результаті на аварії ХНО, поділяють на зони:
Зона смертельних токсодоз (надзвичайно небезпечного зараження) – зона, на зовнішній межі якої 50% людей одержують смертельні ураження.
Зона вражаючих токсодоз (небезпечного зараження) – на зовнішній межі якої 50% людей втрачають працездатність або їм потрібна медична допомога чи навіть госпіталізація.
Дискомфортна (гранична) зона – зона, на зовнішні межі якої люди відчувають дискомфорт, у них починаються загострення хронічних захворювань або з'являються перші ознаки інтоксикації.
Масштаби і тривалість зараження НХР при аварії на ХНО обумовлюються:
– фізико-хімічними властивостями НХР;
– кількістю НХР, викинутих на місцевість, в атмосферу, у воду;
– метеорологічними умовами;
– оперативністю оповіщення і вживання заходів;
– підготовленістю обслуговуючого персоналу до ліквідації наслідків розливу НХР;
– характеристиками об'єктів зараження:
для повітря – наявністю і характером рослинного покриву, місцями можливого застою повітря;
для води - площею поверхні, глибиною, швидкістю течії, наявністю ґрунтових вод, характеристикою прибережних ґрунтів;
для населення – ступенем захищеності від ураження НХР, характером діяльності;
для матеріальних об’єктів - характеристикою матеріалів, які потрапили під зараження, у тому числі пористістю, наявністю і складом лакофарбових покриттів).
Тривалість хімічного зараження приземного шару повітря парами і тонкодисперсними аерозолями НХР, при їх відсутності на місцевості в рідкому чи твердому стані, може коливатися від кількох десятків хвилин до декількох діб.
Тривалість зараження місцевості, техніки й інших матеріальних об’єктів НХР у грубодисперсному аерозольному, краплинному, рідкому станах може виявитися в межах від декількох годин до декількох місяців.
Ураження людей і тварин відбувається унаслідок вдихання зараженого повітря (інгаляційно), контакту із зараженими поверхнями (контактно-резорбтивно), через шлунково-кишковий тракт (орально) у результаті вживання заражених продуктів харчування і води.
Масштаб, тривалість та небезпека — основні характеристики хімічного ураження. Масштаб хімічного ураження характеризує просторові межі виявлених наслідків.
Тривалість дії хімічного ураження — елемент, що характеризує межі виявлених вражаючих факторів отруйних речовин; зумовлюється тривалістю зараження НХР на різних поверхнях і зберігає свої вражаючі дії на незахищене населення. Тривалість дії OP на місцевості залежить від типу ОР, швидкості вітру, температури, вологості, структури ґрунту та наявності на ньому рослинності.
Оцінка хімічної обстановки - розв’язання завдань і формулювання висновків з аналізу наслідків і ступеня впливу хімічного забруднення на життєдіяльність людей регіону, об’єкти господарювання та визначення заходів щодо їхнього захисту.
Хімічна обстановка — це сукупність умов, які виникають на території міста, району або ОГД внаслідок аварії на хімічно-небезпечному об'єкті (ХНО) і потребують прийняття відповідних заходів захисту.
При прогнозуванні масштабів зараження НХР визначаються розміри зон можливого і прогнозованого хімічного зараження.
Зона можливого хімічного зараження (ЗМХЗ) – територія, у межах якої внаслідок зміни напрямку вітру може переміщатися хмара НХР з вражаючими концентраціями.
Прогнозована зона хімічного зараження (ПЗХЗ) – розрахункова зона в межах ЗМХЗ, параметри якої приблизно визначаються за формулою еліпса.
Хімічно небезпечна адміністративно-територіальна одиниця (ХАТО) - адміністративно-територіальна одиниця до якої зараховуються області, райони а також будь-які населені пункти областей, які потрапляють в ЗМХЗ при аваріях на ХНО.
Небезпечна хімічна речовина (НХР) – хімічна речовина, безпосередня чи опосередкована дія якої може спричинити загибель, гостре чи хронічне захворювання або отруєння людей і завдати шкоди довкіллю.
Зображення на топографічних картах ПЗХЗ у вигляді еліпса відповідає її розмірам на фіксований момент часу N.
На топографічних картах ЗМХЗ зображається у вигляді сектора, форма і розміри якого залежать від швидкості та напрямку вітру.
Еквівалентна кількість НХР — це така кількість хлору , масштаб зараження яким в умовах інверсії еквівалентний масштабу зараження кількістю даної речовини при даних погодних умовах.
На масштаби зараження, глибину поширення хмари зараженого повітря істотно впливають метеорологічні умови. Вони формують стан вертикальної стійкості атмосфери.
Вертикальна стійкість атмосфери має три стани:
Інверсія — зростання температури повітря з висотою. Такий стан приземного шару атмосфери перешкоджає розсіюванню зараженого повітря по висоті і створює найбільш сприятливі умови для збереження високих концентрацій СДОР.
Ізотермія — характеризується стабільною рівновагою повітря. Це також сприяє тривалому застою парів СДОР на місцевості, в лісі, в житлових кварталах міст і населених пунктів.
Конвекція — зниження температури повітря з висотою. Спостерігаються висхідні потоки повітря, що сприяє швидкому розсіюванню хмари зараженого повітря і зменшенню уражаючої дії НХР.
Хмара НХР - суміш пари і дрібних крапель НХР із повітрям в обсягах (концентраціях), небезпечних для довкілля (уражаючих концентраціях). Розрізняють первинну і вторинну хмару забрудненого повітря.
Первинна хмара НХР - це пароподібна частина НХР, яка є в будь-якій ємності над поверхнею зрідженої НХР і яка виходить в атмосферу безпосередньо при руйнуванні ємності (за 1-2 хв) без випару з підстильної поверхні.
Вторинна хмара НХР - це хмара НХР, яка виникає протягом певного часу внаслідок випарювання НХР із підстильної поверхні (для легко летючих речовин час розвитку вторинної хмари після закінчення дії первинної хмари відсутній, для інших речовин він залежить від властивостей НХР, стану обвалування та температури повітря).
Особливості ліквідації наслідків хімічної аварії
Внаслідок аварії на хімічно небезпечному об'єкті може статися порушення технологічних процесів у виробництві, пошкодження трубопроводів, ємностей, сховищ, транспортних засобів, які призводять до викиду небезпечних хімічних речовин (НХР) в атмосферу у кількостях, які можуть викликати масове ураження людей, тварин, а також хімічне зараження води, грунту тощо. При цьому утворюється зона хімічного зараження - територія, в межах якої в приземному шарі повітря міститься НХР у кількостях, які становлять небезпеку для життя і здоров'я людей, для сільськогосподарських тварин і рослин упродовж певного часу.
Залежно від фізико-хімічних властивостей НХР, умов їх зберігання і транспортування у разі аварій на хімічно небезпечних об'єктах можуть виникнути надзвичайні ситуації з хімічною обстановкою чотирьох основних типів.
Перший тип - розгерметизація (вибух) ємностей або технологічного обладнання, які містять газоподібні, (під тиском), кріогенні, перегріті, скраплені НХР. При цьому утворюється первинна газопарова або аерозольна хмара з високою концентрацією НХР, яка поширюється за вітром.
Другий тип - аварійні викиди або пролив скраплених отруйних газів (аміак, хлор тощо); перегрітих летючих токсичних рідин з температурою кипіння нижчу за температуру навколишнього середовища (окис етилену, фосген, окисли азоту, сірчаний ангідрит, синильна кислота тощо).
Третій тип - пролив у піддон (обвалування) або на поверхню значної кількості скраплених або рідких НХР з температурою кипіння нижчою або близькою до температури навколишнього середовища (фосген тощо), а також у разі горіння великої кількості добрив (нітрофоски) або сірки.
Четвертий тип - аварійний викид (проливання) значної кількості мало летючих АХНР рідких або твердих (несиметричний диметілгідразин, фенол, сірчаний вуглевод, діоксин, солі синильної кислоти).
Основним уражуючим чинником надзвичайних ситуацій, пов'язаних з хімічною обстановкою першого типу, є інгаляційний вплив на людей і тварин високих (смертельних) концентрацій парів АХНР. Масштаби ураження при цьому залежать від кількості АХНР, які викинуто, розмірів хмари, концентрації отруйної речовини, швидкості вітру, стану приземного шару атмосфери (інверсія, конвекція, ізотермія), щільності парів АХНР, часу доби, характеру місцевості і щільності населення.
Уражуючі чинники надзвичайних ситуацій другого типу проявляють себе інгаляційним впливом на людей і тварин смертельних концентрацій первинної хмари (короткочасне) і тривалого впливу вторинної хмари з вражуючими концентраціями парів. Крім того, внаслідок виливу НХР може бути заражений грунт і вода.
У разі надзвичайних ситуацій третього типу утворюється вторинна хмара НХР з уражуючими концентраціями, яка може поширюватися на значну відстань."
Уражуючими чинниками надзвичайних ситуацій четвертого типу є небезпечні наслідки зараження людей і тварин у разі тривалого перебування їх на зараженій місцевості.
Локалізація і знезаражування джерел хімічного зараження має за мету заглушити або знизити до мінімально можливого рівня вплив шкідливих і небезпечних чинників, які становлять загрозу для життя і здоров'я людей, екології, а також ускладнюють ведення рятувальних та інших невідкладних робіт на аварійному об'єкті і в зоні хімічного зараження за його межами.
Локалізація і знезаражування джерел хімічного зараження (з урахуванням можливих типів хімічної обстановки) може включати наступні основні операції:
– локалізацію протигазової фази первинних і вторинних хмар НХР;
– знезаражування первинних і вторинних хмар НХР;
– локалізацію виливів НХР;
– знезаражування (нейтралізацію) виливів НХР.
Основними способами локалізації і знезаражування джерел хімічного зараження, з урахуванням виду НХР є:
– постановка водяних, а також рідинних завіс з використанням нейтралізуючих розчинів;
– розсіювання хмар за допомогою теплових та повітряно-газових потоків,
– обвалування району виливу, збір рідинної фази НХР у приямки,
– засипання місця виливу сорбентами,
– зниження інтенсивності випарювання покриттям дзеркала виливу полімерною плівкою,
– розбавлення речовини виливу водою з введенням нейтралізаторів,
– засипання нейтралізуючими речовинами і твердими сорбентами, випалювання, згущення і вивіз.
Вибір технологій локалізації і знезаражування джерел хімічного зараження проводиться з урахуванням типу хімічної обстановки, характеристики і стану НХР.
Керівник ліквідації наслідків хімічної аварії у разі надходження даних про виникнення аварій оцінює масштаби можливого зараження і визначає кількість населення, яке проживає у них, і якому загрожує небезпека, завдання хімічній і медичній розвідкам, видає необхідні розпорядження щодо проведення заходів захисту населення, і організовує аварійно-рятувальні та інші невідкладні роботи в осередку ураження.
На підставі оцінки обстановки приймається рішення на ліквідацію наслідків хімічної аварії, у якому визначається:
– райони і наслідки руйнування хімічно небезпечних об'єктів;
– об'єм рятувальних робіт і порядок їх проведення;
– сили і засоби, які залучаються до проведення рятувальних та інших невідкладних робіт і їхні завдання;
– напрями (ділянки, об'єкти) зосередження основних зусиль;
– заходи з безпеки під час проведення рятувальних робіт;
– маршрути і місця евакуації постраждалих і населення із районів хімічного зараження;
– порядок взаємодії і заходи щодо забезпечення дій сил цивільного захисту;
– склад і район розташування резерву;
– порядок доведення завдань до підпорядкованих підрозділів і формувань та звітності про проведені заходи.
До ліквідації наслідків аварії, в першу чергу залучається особовий склад штатної газорятувальної служби об'єкта. Головне завдання цієї служби - виконання рятувальних робіт, евакуація працюючих з небезпечних місць, надання постраждалим першої медичної допомоги. Особовий склад газорятувальної служби виконує складні аварійні роботи в газонебезпечних місцях, де є необхідність обов'язкового використання ізолюючих (кисневих) протигазів.
Аварійно-рятувальні формування локалізують і ліквідовують аварії, які призводять до утворення осередків зараження НХР. Порядок дій піл час локалізації осередків з НХР у кожному конкретному випадку залежить від виду отруйної речовини, характеру пошкоджень або руйнувань, технологічної схеми виробництва та інших умов.
Після локалізації осередків зараження проводиться їх знезаражування.
В першу чергу дегазуються під'їзні шляхи і внутрішні об'єктові дороги (двори житлових будинків), потім знезаражують ділянки місцевості і об'єкти, які можуть бути джерелами зараження повітря. Отруйні речовини знезаражують шляхом поливу дегазуючими розчинами, для чого використовують парк комунальної техніки, автоцистерни, мотопомпи, пожежні автомобілі та інші машини і механізми, які пристосовані для розливу рідини.
Для надання допомоги ураженим в осередок ураження вводяться підрозділи радіаційного, хімічного, біологічного і медичного захисту, рятувальні підрозділи і сили для проведення ліквідації наслідків хімічної аварії. Їх основні зусилля спрямовуються на надання негайної медичної допомоги ураженим та їх евакуацію в чисту місцевість, а також на проведення знезаражування виливів НХР. Ці сили виконують свої завдання у тісній взаємодії з газорятувальною службою об'єктів. У вторинному осередку зараження основні зусилля зосереджуються на локалізації джерел зараження.
Тривалість роботи особового складу однієї зміни в осередку хімічного ураження залежить від часу допустимого безперервного перебування в засобах індивідуального захисту (при температурі повітря від +24° до +20"С - 40-50 хвилин, від +і9°до+15°С-2 години, при температурі нижче +15 С - 3 години і більше).
Після завершення робіт в районі збору мають бути проведені заходи щодо спеціальної обробки техніки і санітарної - особового складу формувань.
Органи виконавчої влади, місцевого самоврядування, органи управління МНС повинні знати потенційно хімічно небезпечні об'єкти на підвідомчій території, тип і кількість НХР на цих об'єктах, мати прогноз утворення можливих зон хімічного зараження у разі аварій, організовувати моніторинг потенційно небезпечних об'єктів, передбачати в планах дій щодо запобігання і ліквідації надзвичайних ситуацій необхідні заходи з ліквідації наслідків можливих хімічних аварій.
Методика прогнозування та оцінка хімічної обстановки заснована на тому, що при руйнуванні ємності, в якій зберігається НХР у рідкому чи газоподібному стані, утворюється первинна і/або вторинна хмара, за якими визначається сумарна глибина прогнозованої зони хімічного забруднення, Гпзхз.