Краткая характеристика АХОВ и районов химического заражения
Оценка химической обстановки
При чрезвычайных ситуациях
На химически опасных объектах экономики
Цель занятия
1. Ознакомиться с характеристикой аварийно химически опасных веществ (АХОВ), районов химического заражения и очагов химического поражения.
2. Ознакомиться с методикой анализа химической обстановки, складывающейся при выбросе (проливе) АХОВ, с основными способами и средствами защиты людей от действия АХОВ.
3. Получить навыки в проведении анализа обстановки при аварии на химически опасном объекте с выбросом (проливом) АХОВ.
Краткая характеристика АХОВ и районов химического заражения
при их выбросе (проливе)
К аварийно химически опасным веществам (АХОВ) относят группу химических веществ или соединений (акролеин, аммиак, ацетонитрил, хлор и др.),
а также некоторых продуктов горения (окись углерода и др.), способных при определенных условиях вызывать массовые поражения людей, животных и растений [3, 4].
АХОВ на промышленных и других объектах экономики (предприятиях, учреждениях, организациях) хранят в емкостях (цистернах, баках и др.), технологических установках и коммуникациях под давлением, в газообразном или жидком состоянии.
Выброс АХОВ в воздух (при авариях, стихийных бедствиях, диверсиях и др.) происходит в газообразном или аэрозольном состоянии. При этом АХОВ воздействует на людей (животных) через органы дыхания, глаза, кожу.
По виду воздействия на людей АХОВ подразделяют на раздражающие, удушающие и общеядовитые.
Количественной характеристикой АХОВ является их концентрация в воздухе или жидкости – СВ(Ж) , мг/м3 (мг/л), плотность на местности – g, мг/м2.
Тяжесть поражения людей (животных) зависит от физических, химических и токсикологических свойств АХОВ, их концентрации, плотности и времени действия.
По степени опасности АХОВ подразделяют на 4 класса (табл. 1).
При выбросе (проливе) АХОВ образуются первичное и вторичное облака зараженного воздуха и районы химического заражения местности (РХЗМ),
а в них – очаги химического поражения (рис. 1). Первичное облако образуется в результате мгновенного (1–3 минут) перехода в атмосферу части АХОВ,
вторичное – в результате испарения АХОВ, разлившихся на подстилающую поверхность.
Таблица 1
Классы опасности АХОВ
| Наименование показателей | I | II | III | IV |
| Максимальная разовая ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м3 | Менее 0,1 | 0,1-1,0 | 1,1 -10,0 | Более 10 |
| Средняя смертельная концентрация в воздухе, мг/м3 | Менее 500 | 500-5 000 | 5 001-50 000 | Более 50 000 |
| Средняя смертельная доза при попадании в желудок, мг/кг | Менее 15 | 15-50 | 151-5 000 | Более 5 000 |
| Средняя смертельная доза при попадании на кожу, мг/кг | Менее 100 | 100-500 | 501-2 500 | Более 2 500 |
Рис. 1. Район ХЗМ при аварии на химически опасном объекте экономики (ХООЭ) с выбросом (проливом) АХОВ: Ц.А – центр химической аварии; ОХП-1 и ОХП-2 – очаги химического поражения; ЧОЗ - чрезвычайно опасное заражение; ОЗ – опасное заражение; подзоны ТП, СрП,
ЛП – подзоны тяжелых, средних и легких поражений; Гз(см) - глубина зоны со смертельной концентрацией, Гз(пор) – глубина зоны с поражаю-
щей концентрацией, Гз - глубина района заражения АХОВ
В районах химического заражения местности (ХЗМ) выделяют участки непосредственного выброса (пролива) АХОВ и участки распространения зараженного воздуха с зонами смертельной (ССМ) и поражающей (СПОР) концентрациями, в которой выделяют подзоны (примерно равной длины) с легкими, средними и тяжелыми поражениями людей.
Форма участка непосредственного выброса (пролива) АХОВ – окружность, участка распространения зараженного воздуха – вытянутый (по направлению приземного ветра) эллипс:
· правильной формы – при нормальных метео- и топоусловиях (устойчивом по направлению и скорости ветре, ровной, открытой местности и т.п.);
· неправильной формы – при ненормальных метео- и топоусловиях (переменном по направлению и скорости ветре, застроенной территории и т.п.).
Линейные размеры участков непосредственного выброса АХОВ и распространения зараженного АХОВ воздуха (длина, ширина, площадь) при нормальных топо- и метеоусловиях определяют по формулам или таблицам справочников по оценке химической обстановки, при ненормальной – по результатам инструментальных измерений концентрации АХОВ в атмосферном воздухе (плотности на местности) [7, 8].
В районе ХЗМ может располагаться одни или несколько очагов химического поражения (ОХП) – населенных пунктов, объектов экономики с фактическими или прогнозируемыми массовыми поражениями людей, животных, растений.
Для заблаговременного проведения мероприятий по защите населения от АХОВ и обеспечения их безопасности на картах (схемах, планах) местности строят районы, зоны и подзоны возможного (прогнозируемого) химического заражения местности (ВХЗМ) в виде окружности, полуокружности или сектора
(в зависимости от скорости приземного ветра), в пределах которых с 90%-ной вероятностью должны располагаться реальные районы (зоны, подзоны) ХЗМ, занимая примерно 1/3 площади района, зоны, подзоны ВХЗМ.
При этом центры окружностей, полуокружностей и секторов ВХЗМ совпадают с источниками выбросов (проливов) АХОВ, а биссектрисы – с осями следов ХЗМ по направлению приземного ветра (рис. 2).
Радиусы (глубины заражения – Гз) районов ВХЗМ с поражающей концентрацией зависят от типа и количества выброшенного (пролитого) АХОВ, способа его хранения, метео- и топоусловий.
  |  |  |  |
| j0 = 360°; vПВ £ 0,5 м/с | j0 = 180°; vПВ = 0,6 –1,0 м/с | j0 = 90°; vПВ = 1,1–2,0 м/с | j0 = 45°; vПВ > 2 м/с |
Рис. 2. Формы районов ВХЗМ при авариях с выбросом (проливом) АХОВ
Метеоусловия в данном случае характеризуются степенью вертикальной устойчивости воздуха (конвекция, инверсия, изотермия), зависящей от времени суток, скорости приземного ветра и характера погоды (табл. 2).
Таблица 2
Степень вертикальной устойчивости воздуха (ВУВ)
| Скорость приземного ветра, м/с | Ночь | День | |||||
| Ясно | Полуясно | Пасмурно | Ясно | Полуясно | Пасмурно | ||
| ≤ 0,5 | Инверсия | Конвекция | |||||
| 0,6...2 | |||||||
| 2,1...4 |  | Изотермия |  | ||||
| > 4,0 | Изотермия | ||||||
Направление ветра характеризуется так называемым обратным азимутом (a2) – углом между направлением на север и направлением, откуда дует ветер.
Фактические площади заражения SФ равны примерно 1/3 от прогнозируемых площадей:
SФ = 1/3 SВхзМ. (1)
Глубины районов ВХЗМ со смертельной концентрацией составляют примерно 10–20% от глубин с поражающей концентрацией
ГЗ(СМ) = (0,1...0,2) ГЗ(ПОР). (2)
Время подхода облака с АХОВ к ОЭ (населенному пункту) определяется по формуле
tподх = R/60Wпер , мин, (3)
где R – расстояние от места аварии до ОЭ (населенного пункта), м; Wпер – скорость переноса облака, м/с.
Глубину районов ВХЗМ от действия АХОВ определяют одним из следующих способов:
1) по формулам с использованием значений эквивалентного (по хлору)
количества выброшенного (пролитого) АХОВ для первичного и вторичного облаков;
2) по таблицам «Справочника по оценке химической обстановки», с использованием значений фактического количества выброшенного (пролитого) АХОВ (табл. 3–9).
Первый метод более точен, но требует более сложных расчетов и применяется, как правило, при построении районов ВХЗМ до чрезвычайной ситуации (ЧС).
Второй метод применяется, как правило, при построении районов ВХЗМ непосредственно после ЧС.
Таблица 3
Глубина районов возможного ХЗМ (км) на открытой местности
(вне застройки, лесных массивов) при выбросе (проливе) АХОВ (т)
(емкость не обвалована, скорость ветра 1 м/с)
| Наименование АХОВ | Глубина (км), при выбросе АХОВ (т) | ||||||||
| При инверсии | |||||||||
| Хлор, фосген | Более 80 | ||||||||
| Цианистый водород | 52,3 | Более 80 | |||||||
| Аммиак | 3,5 | 4,5 | 6,5 | 9,5 | 35,5 | ||||
| Сернистый ангидрид | 2,5 | 4,5 | 12,5 | 17,5 | 58,3 | ||||
| Сероводород | 5,5 | 7,5 | 12,5 | 61,6 | Более 80 | ||||
| При изотермии | |||||||||
| Хлор, фосген | 1,8 | 4,6 | 11,5 | ||||||
| Цианистый водород | 1,2 | 3,2 | 4,8 | 7,9 | 14,5 | 16,5 | |||
| Аммиак | 0,4 | 0,7 | 0,9 | 1,3 | 1,9 | 2,5 | 6,7 | 11,5 | |
| Сернистый ангидрид | 0,5 | 0,8 | 0,9 | 1,4 | 2,5 | 3,5 | 7,9 | ||
| Сероводород | 0,6 | 1,1 | 1,5 | 2,5 | 8,8 | 4,5 | |||
| При конвекции | |||||||||
| Хлор, фосген | 0,47 | 1,4 | 1,96 | 2,4 | 2,85 | 3,15 | 3,6 | 4,32 | |
| Цианистый водород | 0,36 | 0,7 | 1,1 | 1,58 | 1,8 | 2,18 | 2,47 | 3,8 | 4,16 |
| Аммиак | 0,12 | 0,21 | 0,27 | 0,39 | 0,5 | 0,62 | 0,66 | 1,14 | 1,69 |
| Сернистый ангидрид | 0,15 | 0,24 | 0,27 | 0,42 | 0,52 | 0,65 | 0,77 | 1,34 | 2,04 |
| Сероводород | 0,18 | 0,33 | 0,45 | 0,65 | 0,88 | 1,1 | 1,5 | 2,18 | 2,4 |
Примечания:
1. Поправочные коэффициенты для учета влияния глубин распространения АХОВ при других скоростях ветра приведены в табл. 5.
2. Для обвалованных и заглубленных емкостей глубина распространения
АХОВ уменьшается в 1,5 раза.
Таблица 4
Глубина районов возможного ХЗМ (км) на закрытой местности
при выбросе (проливе) АХОВ (т) (емкость не обвалована, скорость ветра 1 м/с)
| Наименование АХОВ | Глубина (км), при выбросе АХОВ (т) | ||||||||||||
| При инверсии | |||||||||||||
| Хлор, фосген | 2,57 | 6,57 | 22,85 | 41,14 | 48,85 | Более 80 | |||||||
| Цианистый водород | 1,71 | 4,57 | 6,85 | 15,22 | 22,85 | Более 80 | |||||||
| Аммиак | 0,57 | 1,28 | 1,85 | 2,71 | 3,42 | 4,28 | 10,14 | 22,85 | |||||
| Сернистый ангидрид | 0,71 | 1,14 | 1,28 | 2,85 | 3,57 | 15,14 | 22,85 | ||||||
| Сероводород | 0,85 | 1,57 | 2,14 | 3,57 | 5,71 | 7,14 | 17,6 | 37,28 | 51,42 | ||||
| При изотермии | |||||||||||||
| Хлор, фосген | 0,51 | 1,31 | 3,28 | 4,57 | 5,43 | 10,28 | 15,43 | ||||||
| Цианистый водород | 0,34 | 0,91 | 1,37 | 2,26 | 3,43 | 4,14 | 4,7 | 10,86 | 15,43 | ||||
| Аммиак | 0,114 | 0,2 | 0,26 | 0,37 | 0,54 | 0,68 | 0,86 | 1,92 | 3,28 | ||||
| Сернистый ангидрид | 0,142 | 0,23 | 0,26 | 0,47 | 0,57 | 0,71 | 1,1 | 2,26 | 3,43 | ||||
| Сероводород | 0,171 | 0,31 | 0,43 | 0,71 | 1,14 | 1,13 | 2,51 | 4,14 | 5,72 | ||||
| При конвекции | |||||||||||||
| Хлор, фосген | 0,15 | 0,4 | 0,52 | 0,72 | 1,2 | 1,32 | 1,75 | 2,31 | |||||
| Цианистый водород | 0,1 | 0,273 | 0,411 | 0,59 | 0,75 | 0,91 | 1,03 | 1,85 | 2,23 | ||||
| Аммиак | 0,034 | 0,06 | 0,08 | 0,11 | 0,16 | 0,2 | 0,26 | 0,5 | 0,72 | ||||
| Сернистый ангидрид | 0,043 | 0,07 | 0,08 | 0,12 | 0,17 | 0,21 | 0,3 | 0,59 | 0,75 | ||||
| Сероводород | 0,051 | 0,093 | 0,13 | 0,21 | 0,34 | 0,43 | 0,65 | 0,91 | 1,264 | ||||
Примечания:
1. Поправочные коэффициенты для учета влияния глубин распространения АХОВ при других скоростях ветра приведены в табл. 5.
2. Для обвалованных и заглубленных емкостей глубина распространения АХОВ уменьшается в 1,5 раза.
Таблица 5
Поправочные коэффициенты к табл. 3, 4
для различных скоростей ветра в приземном слое
| Состояние приземного слоя воздуха | Коэффициенты при скорости ветра, м/с | |||||||||
| Инверсия | 0,8 | 0,45 | 0,38 | – | – | – | – | – | – | |
| Изотермия | 0,71 | 0,55 | 0,51 | 0,45 | 0,41 | 0,38 | 0,36 | 0,34 | 0,32 | |
| Конвекция | 0,7 | 0,62 | 0,55 | – | – | – | – | – | – |
Таблица 6
Средняя скорость переноса воздушным потоком облака,
зараженного АХОВ (м/с) при удалении от места аварии (км)
| Скорость ветра, м/с | Средняя скорость (м/с) при удалении от места аварии (км) | |||||
| до 10 | более 10 | до 10 | более 10 | до 10 | более 10 | |
| инверсия | изотермия | конвекция | ||||
| 2,2 | 1,5 | 1,5 | 1,8 | |||
| 4,5 | 3,5 | |||||
| 4,5 | 4,5 | |||||
| – | – | – | – | |||
| – | – | 7,5 | – | – | ||
| – | – | – | – | |||
| – | – | 10,5 | – | – | ||
| – | – | – | – | |||
| – | – | – | – | |||
| – | – | – | – |
Примечания:
1. Облако зараженного воздуха распространяется на значительную высоту, где скорость ветра больше, чем у поверхности земли. Вследствие этого средняя скорость распространения АХОВ будет больше, чем скорость ветра на высоте 1 м.
2. Конвекция и инверсия при скорости ветра более 3 м/с наблюдаются в редких случаях.
Таблица 7
Время испарения некоторых АХОВ (ч) для различных условий
их выброса (пролива) (скорость ветра 1 м/с)
| Наименование АХОВ | Время испарения, ч | |
| необвалованная емкость | обвалованная емкость | |
| Хлор | 1,3 | |
| Фосген | 1,4 | |
| Цианистый водород | 3,4 | |
| Аммиак | 1,2 | |
| Сернистый ангидрид | 1,3 | |
| Сероводород |
Таблица 8
Поправочные коэффициенты, учитывающие время испарения АХОВ
при различных скоростях ветра
| Скорость ветра, м/с | ||||||||||
| Поправочный коэффициент К | 0,7 | 0,55 | 0,43 | 0,37 | 0,32 | 0,28 | 0,25 | 0,22 | 0,20 |
Таблица 9
Возможные общие потери производственного персонала и населения от АХОВ
в очаге химического поражения, при обеспеченности противогазами (%)
| Условия нахождения людей | Потери, при обеспеченности людей противогазами (%) | |||||||||
| На открытой местности | 90...100 | |||||||||
| В простейших укрытиях, зданиях |
Примечание. Ориентировочная структура потерь людей в очаге поражения составит: легкой степени – 25%, средней и тяжелой степени (с выходом из строя не менее чем на 2–3 недели и нуждающихся в госпитализации) – 40%, со смертельным исходом – 35%.