Общие сведения об авариях на химически опасных объектах
К химически опасным объектам (ХОО) относятся предприятия, на которых производят, используют, хранят и транспортируют химические вещества, при авариях на которых могут произойти массовые поражения людей, животных и растений. К таким объектам относятся:
- нефтеперерабатывающие, нефтехимические и другие родственные им отрасли промышленности;
- производства, которые имеют промышленные холодильные установки с аммиаком в качестве хладагента (предприятия пищевой, мясомолочной промышленности, производственные базы и холодильники);
- водопроводные станции очистки воды и канализационные станции очистки сточных вод, на которых используется жидкий хлор;
- железнодорожные станции, речные и морские порты, оборудованные путями отстоя подвижного состава, транспортирующего ОХВ;
- склады и базы с запасами ОХВ.
Под химическими опасными веществами понимаются токсические химические вещества, которые при определённых условиях могут вызвать массовое поражение людей. Все ОХВ по критерию воздействия их на население, атмосферный воздух, почву, воду и продовольствие условно разделяют на три группы (рис. 5.1):
- аварийно химически опасные вещества (АХОВ);
- постоянно действующие химически опасные вещества (ПД ХОВ);
- боевые химически опасные вещества (БХОВ).
Рис. 5.1. Общая классификация опасных химических веществ
В мирное время и при условии надежного хранения и ликвидации БХОВ наибольшую опасность для населения представляют аварии на ХОО в сфере экономики с выбросом АХОВ (рис. 5.2). Эти опасные химические вещества проникают внутрь организма человека с воздухом через органы дыхания (ингаляционный путь) и кожу (резорбтивный путь). Кроме того, возможно попадание АХОВ в организм через желудочно-кишечный тракт (перорально) и через поверхности ран. Наиболее опасный путь - ингаляционный.
Рис. 5.2. Авария на ХОО
В настоящее время имеется двадцать одно АХОВ ингаляционного действия, при поражении которыми потребуется решение задач по защите населения и нормализации химической обстановки (табл. 5.1). Эти вещества в атмосфере могут находиться в виде пара или газа, а также в аэрозольном состоянии и в капельножидком виде.
Федеральный закон от 21.07.1997г. № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», «Методические рекомендации по классификации аварий и инцидентов на опасных производствах» [16] определяют:
- аварию – разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на ХОО, неконтролируемые взрывы и (или) выброс АХОВ;
- инцидент – отказ или повреждение технических устройств, отклонение от режима технологического процесса;
- взрыв пылегазовоздушной смеси с возгоранием (в технологической системе, производственном помещении, на открытой площадке);
- взрыв реакционной среды внутри технологической системы (аппарата);
- пожар, связанный с розливом взрывопожароопасных веществ;
- выброс или истечение химически опасных, взрывоопасных и горючих веществ;
- полное или частичное разрушение (повреждение) технологического оборудования и трубопроводов, зданий и сооружений, не связанное с взрывом и пожаром;
- взрыв пылегазовоздушной смеси без возгорания (хлопок);
- загорание, самовозгорание в результате утечки АХОВ при разгерметизации технологической системы, не повлекшей за собой вывода из строя технологического оборудования;
- переполнение емкостной аппаратуры (железнодорожных цистерн, резервуаров, аппаратов, контейнеров, баллонов и др.) с разливом АХОВ.
Таблица 5.1
Характеристика химических веществ по степени их опасности (ГОСТ 12007-76)
| Химические вещества | t, ˚C | *LC50, мг/м3 | **ПДК, мг/м3 |
| Хлор | -34,0 | 1,0 | |
| Аммиак | -33,0 | 4 500 | 20,0 |
| Сернистый ангидрид | -10,1 | 1 580 | 10,0 |
| Фосген | 8,2 | 0,5 | |
| Окись этилена | 10,7 | 1 500 | 1,0 |
| Фтористый водород | 19,9 | 0,5 | |
| Тетраоксид азота | 21,0 | 5,0 | |
| Синильная кислота | 26,0 | 0,3 | |
| Изопрен | 34,0 | 144 000 | 40,0 |
| Сероуглерод | 46,0 | 30 000 | 1,0 |
| Несимметричный диметилгидразин | 64,0 | 0,1 | |
| Акрилонитрил | 77,0 | 0,5 | |
| Бензол | 80,0 | 45 000 | 5,0 |
| Дихлорэтан | 83,0 | 35 000 | 10,0 |
| Зарин | 151,0 | 5,0 | 0,00002 |
| Зоман | 190,0 | 0,4 | 0,000002 |
| Ви-экс | 314,0 | 0,2 | 0,000001 |
Примечание:
* -смотри дозовые критерии;
** -смотри критерии степени загрязнения окружающей среды (концентраций).
Характер аварий на ХОО зависит от способов хранения АХОВ:
- в резервуарах под давлением собственных паров (16–18 кг /см2);
- в изотермических хранилищах (искусственно охлажденных емкостях) при атмосферном давлении (сжиженные газы);
- в закрытых емкостях при температуре окружающей среды и давлении 0,7–30 кг /см2 (сжатые газы);
- в закрытых емкостях при атмосферном давлении и температуре окружающей среды (жидкости).
Наиболее опасным для населения и окружающей среды является авария на ХОО, где осуществляется хранение сжиженных газов под высоким давлением. В случае разрушения оболочки ёмкости АХОВ, содержащееся в ней под давлением, разливается и испаряется. Процесс продолжается до полного испарения вещества.
Испарение АХОВ
Весь процесс испарения условно можно разделить на три периода.
Первый период – бурное испарение (максимум 3–5 мин) за счет разности давлений в емкости и атмосфере. В это время испаряется наибольшее количество АХОВ и образуется первичное облако, которое поднимается вверх и переносится ветром на значительное расстояние.
Второй период – неустойчивое испарение АХОВ за счет перехода давления от максимального в емкости к атмосферному в окружающей среде и изменения теплосодержания жидкости при переходе в газовое состояние. Этот период характеризуется резким падением интенсивности испарения с одновременным понижением температуры жидкого слоя ниже температуры кипения.
Третий период – стационарное испарение разлипшегося АХОВ за счет тепла окружающего воздуха, которое может продолжаться часами и даже сутками. В этот период образуется вторичное облако, которое увеличивает концентрацию АХОВ на следе первичного облака и удерживает ее в течение всего времени испарения.
Первый период аварии является самым опасным и может продолжаться в течение 10 минут, когда испарение АХОВ происходит более интенсивно. Облако поднимается на высоту до 20 метров и распространяется вглубь территории по направлению ветра от 0,5 до 1 км. На этом этапе процесс формирования и направление движения облака предсказать, руководствуясь только метеорологическим условиям, практически невозможно.