Оценка химической обстановки

Цель работы: научить студентов решать типовые задачи по оценке химической обстановки, формулировать выводы и определять способы защиты населения в условиях возникновения химического загрязнения местности.

Задания:

- рассчитать глубину, ширину и площадь зоны химического загрязнения;

- определить время подхода облака загрязненного ветра к микрорайону;

- определить время поражающего действия СДЯВ.

Общие положения

Аварийно-химически опасные вещества (АХОВ) - это обращающиеся в больших количествах в промышленности и на транспорте токсические химические вещества, способные в случае разрушений (аварий) на объектах легко переходить в атмосферу и вызывать массовые поражения людей.

Аварийные ситуации со АХОВ возможны в процессе их промышленного производства, транспортировки и хранения, а также при преднамеренном разрушении объектов химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, текстильной, целлюлозно-бумажной и других отраслей промышленности, складов, мощных холодильников и водоочистных сооружений, газопроводов, а также транспортных средств, обслуживающих эти отрасли и объекты.

Высокая скорость формирования и действия поражающих факторов АХОВ вызывают необходимость принятия оперативных мер защиты персонала химически опасных объектов и населения, находящегося вблизи их. Поэтому, защита от АХОВ должна организовываться заблаговременно, а при возникновении аварий проводиться в минимально сжатые сроки.

Последствия химически опасных аварий характеризуются масштабом, степенью опасности и продолжительностью химического заражения.

Масштаб химического заражения характеризуется:

- радиусом и площадью района аварии;

- глубиной и площадью зон распространения первичного и вторичного облака АХОВ;

- глубиной и площадью заражения местности АХОВ с опасной плотностью.

Степенью опасности химического заражения характеризуется:

- возможным количеством поражений в зоне аварий и в зонах распространения АХОВ;

- временем естественной дегазации местности, техники, оборудования;

- времени химического заражения открытых водоисточников.

Задание 1. На расстоянии R от жилого микрорайона находится химически опасный объект. Во время возможной аварии на химическом объекте с выбросом сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ) и направления ветра в сторону микрорайона, он может попасть в зону химического загрязнения. Оценить химическую обстановку, что может произойти в микрорайоне в соответствие с выходными данными, приведенными в таблице 17, соответственно с заданным вариантом, если авария произойдет в теплый (t = +15°C) или в

холодный (t = -10°C) сезон года.

ветер

Химически

опасный

объект

Рис. 1. Зона возможного химического загрязнения: Г – глубина, Ш – ширина, S – площадь зоны химического загрязнения, R – расстояние от места аварии до исследуемого объекта.

Определить:

- попадет ли жилой микрорайон в зону химического загрязнения;

- какие методы защиты населения целесообразно предпринять, если авария произойдет;

- какие мероприятия необходимо провести заранее, чтобы подготовиться к возможному химическому загрязнению.

Зона химического загрязнения, что происходит на местности, может быть спрогнозирована в виде равнобедренного треугольника (рис. 1).

Во время оценки химической обстановки необходимо развязать такие задачи:

- рассчитать глубину, ширину и площадь зоны химического загрязнения;

- определить время подхода облака загрязненного ветра к микрорайону;

- определить время поражающего действия СДЯВ.

Размеры зоны загрязнения зависят от многих факторов:

- типа и количества СДЯВ, которые могут разлиться во время аварии;

- условий хранения;

- степени вертикальной устойчивости воздуха (инверсия, когда снизу холодный воздух, сверху – теплый, перемешивание воздуха в вертикальной площади минимально; изотермия – температура воздуха с высотой практически не изменяется); конвекция – снизу теплый воздух, сверху – холодный, интенсивное перемешивание воздуха в вертикальной площади);

- скорости ветра;

- рельефа местности и наличие на ней лесного массива, а также застройки многоэтажными домами.

Для определения глубины зоны химического загрязнения предлагается табличный метод. Таблица 13 составлена для условия, когда скорость ветра равняется 1 м/с. Если скорость ветра больше 1 м/с, то найденное в таблице 13 значение глубины зоны химического загрязнения необходимо умножить на поправочный коэффициент, который берется в таблице 14.

Ширина зоны химического загрязнения зависит от глубины зоны и степени вертикальной устойчивости воздуха. Она рассчитывается по таким соотношениям:

Ш = 0,03 Г – при инверсии,

Ш = 0,15 Г – при изотермии,

Ш = 0,8 Г – при конвекции.

Площадь равнобедренного треугольника зоны химического загрязнения рассчитывается по формуле:

(1)

Время подхода загрязненного воздуха к соответствующему объекту зависит от расстояния R между местом разлива ядовитого вещества и объектом, а также от скорости переноса (W) загрязненного воздуха. Средняя скорость переноса загрязненного воздуха зависит от условий приведенных в таблице 15. Тогда время подхода определяется как:

(2)

Время поражающего действия СДЯВ t_пор (продолжительность загрязнения местности) определяется временем испарения СДЯВ с поверхности разлива t_исп:

(3)

где G – масса разлитого ядовитого вещества, т; C_исп – скорость испарения, т/мин.

Скорость испарения ядовитого вещества рассчитывается по формуле:

, т/мин., (4)

где S – площадь разлива ядовитого вещества, м²;

P_S – давление насыщенных паров ядовитого вещества, кПа;

V_B – скорость ветра, м/с;

M – молекулярная масса СДЯВ, г/моль.

Площадь возможного разлива СДЯВ определяют по профилю местности, где расположены емкости для их хранения. Если анализируется возможность влияния ядовитого вещества на открытой площадке, тогда площадь разлива определяется с условием, что СДЯВ накроет поверхность земли слоем 0,05 м:

, м², (5)

где B – объем отравляющей жидкости, которая вылилась при аварии, м³;

G – масса разлитой жидкости, т;

ρ – плотность СДЯВ, т/м³.