Оцінка хімічної обстановки при аваріях на хімічно небезпечних об'єктах з викидом СДОР

За рівнем хімічної небезпеки об'єкти класифікують залежно від чисельності населення, що потрапило в зону можливого хімічного зараження, на 4 класи:

- 1-ий клас – якщо в зону можливого хімічного зараження потрапляє понад 75 тис. людей;

- 2-ий клас – якщо в зону можливого хімічного зараження потрапляє від 40 тис. до 75 тис. людей;

- 3-ій клас – якщо в зону можливого хімічного зараження потрапляє менш 40 тис. людей;

- 4-ий клас – якщо зона можливого хімічного зараження не виходить за межі об'єкта або його санітарно-захисної зони.

Для визначення масштабів, характеру, ступеня впливу небезпечних хімічних речовин на людей, тварин, рослини, воду, а також розробки доцільних дій формувань ЦО і населення під час ліквідації хімічного зараження і ведення робіт на об'єкті проводять оцінку хімічної обстановки методом прогнозування або за даними розвідки.

Вихідними даними для оцінки хімічної обстановки є:

- район і час застосування хімічної зброї або потрапляння в навколишнє середовище ОР;

- тип і кількість ОР або СДОР;

- ступінь захищеності людей, тварин, продуктів харчування, кормів;

- умови збереження і характер потрапляння в навколишнє середовище небезпечних хімічних речовин;

- топографічні умови місцевості, характер забудови, наявність лісових насаджень на шляху поширення зараженого повітря;

- метеоумови: швидкість і напрямок вітру в приземному шарі, темпе-ратура повітря і ґрунту, ступінь вертикальної стійкості повітря.

Для оцінки метеоумов існує три види вертикальної стійкості повітря: інверсія, ізотермія і конвекція.

Інверсіявиникає при ясній погоді, малій швидкості вітру (до 4 м/с), у вечірній час, приблизно за 1 год до заходу сонця і припиняється за годину після сходу сонця. При інверсії нижні шари повітря холодніше верхніх, що перешкоджає розсіюванню СДОР по висоті і створює найбільше сприятливі умови для збереження високих концентрацій зараженого повітря.

Конвекціявиникає вдень при ясній погоді, малих швидкостях вітру (до 4 м/с), приблизно через 2 год. після сходу сонця і припиняється приблизно за 2 - 2,5 год. до заходу сонця. При конвекції нижні шари повітря нагріваються сильніше ніж верхні і це сприяє швидкому розсіюванню зараженої хімічною речовиною хмари і зменшенню її вражаючої дії.

Ізотерміяспостерігається в хмарну погоду і характеризується стабільною рівновагою повітря в межах 20 – 30 м від земної поверхні. Ізотермія так само, як і інверсія, сприяє тривалому застою парів ОР і СДОР на місцевості, у лісі, населених пунктах.

Вид вертикального стану повітря можна визначити за графіками (рис. 3.1).

Швидкість вітру, VВ, м/с	НІЧ	ДЕНЬ
ясно	напівясно	хмарно	ясно	напівясно	хмарно
0,5	Інверсія		Конвекція	Ізотермія
0,6-2
2,1-4		Ізотермія
Більше 4

Рис. 3.1. Графік для оцінки ступеня вертикальної стійкості повітря за даними метеопрогнозу.

Оцінка хімічної обстановки на об'єктах, що мають СДОР, проводиться для розрахунку можливих розмірів осередку хімічної поразки і втрат людей та включає визначення:

- розмірів і площі зони хімічного зараження;

- часу підходу зараженого повітря до зазначеного об'єкта;

- часу вражаючої дії СДОР;

- границь можливих осередків хімічної поразки;

- можливих втрат людей в осередках хімічної поразки.

Можливі втрати населення внаслідок дії отруйних і сильнодіючих отруйних речовин залежать від:

- щільності населення (кількість людей, що проживають на 1 км² території);

- токсичності ОР або СДОР;

- глибини поширення хімічних речовин і площі осередку;

- ступеня захищеності населення;

- метеоумов (швидкість вітру, ступінь вертикальної стійкості повітря тощо).

Втрати серед населення залежать від часу, протягом якого зберігаються вражаючі концентрації отруйних хімічних речовин, а також термінів ліквідації аварії.

Під час перебування людей в осередку хімічної поразки на відкритій місцевості без протигазів поразку одержує практично 100% населення. У випадку повного забезпечення населення способами індивідуального захисту втрати не перевищують 10-12%. Зазначені втрати можуть бути пов'язані з несвоєчасним застосуванням засобів захисту, закінченням терміну придатності засобів захисту, значним за часом перебуванням у зараженій зоні, коли захисні (поглинаючі) властивості засобів захисту дихання вичерпуються.

Задача.На хімічно небезпечному об'єкті сталася аварія, у результаті чого зруйнувалася 20-тонна обвалована ємність зі зрідженим хлором. Ємність розташована на межі території об'єкта. Висота обвалування Н=0,5м. Метеоумови: день, мінлива хмарність, температура повітря +20°С (ізотермія), вітер у напрямку об'єкта 3 м/с. Розміри об'єкта - 2,5х2 км (довжина і ширина). Чисельність виробничого персоналу 2000 осіб. Забезпеченість промисловими протигазами - 90%. Відстань до населеного пункту 4 км.

Провести прогноз обстановки через 1 годину після аварії і показати стан об'єкта в зоні хімічного зараження.

Приклад розрахунку.

Визначення еквівалентної кількості речовини передбачається у первинній і вторинній хмарі.

Еквівалентна кількість речовини у первинній хмарі визначається за формулою:

, (3.1)

де – еквівалентна кількість речовини у первинній хмарі, т;

К₁ – коефіцієнт, який залежить від умов зберігання СДОР (табл. 3.2);

К₃ – коефіцієнт, що дорівнює відношенню граничної токсодози хлору до граничної токсодози іншої СДОР (табл. 3.2);

К₅ – коефіцієнт, який враховує ступінь вертикальної стійкос­ті повітря. Приймається: для інверсії – 1 (аварії вночі), для ізотермії – 0,23, для конвекції – 0,008 (аварії вдень);

К₇ – коефіцієнт, який враховує вплив температури повітря (табл. 3.2).

Q₀ – кількість викинутої (розлитої) при аварії СДОР на об’єкті господарювання, т;

= 0,18^. 0,1^. 0,23^. 1^. 20=0,83 т

Еквівалентна кількість речовини у вторинній хмарі розраховується за формулою:

, (3.2)

де – еквівалентна кількість речовини у вторинній хмарі, т;

К₂ – коефіцієнт, який залежить від фізико-хімічних властиво­стей СДОР (табл. 3.2);

К₄ – коефіцієнт, який враховує швидкість вітру (табл. 3.3);

К₆ – коефіцієнт, який залежить від часу, що пройшов після початку аварії, К₆ = Т^0,8 _.

= (1-0,18)^. 0,052^. 1^. 1,67^. 0,23^. 1^{0,8 .} 1^. 20^. (0,3^. 1,553)= 0,7 т

Час випаровування речовини визначається за формулою:

, (3.3)

де Т – тривалість випа­ровування речовини, год;

h– товщина шару розливу СДОР, h = 0,05 м (нормативне значення при «вільному» розливі на ґрунт, якщо ємність не обвалована); h = Н – 0,2 м, де Н – висота обвалування (при обвалуванні ємності (розлив «у піддон»). Приймається: h = Н – 0,2 = 0,5 – 0,2 = 0,3;

d– щільність СДОР, т/м³ (табл. 3.2).

Т=(0,3^. 1,553)/ 0,052 ^. 1,67^. 1= 5,3 год

Розрахунок глибин зон зараження первинною (вторинною) хмарою СДОР проводиться за допомогою таблиць 3.2. – 3.5.

У таблиці 3.3. наведені максимальні значення глибин зон зараження первинною Г₁ або вторинною Г₂хмарою СДОР, які встановлюють згідно отриманих даних еквівалентної кількості речовиниу первинній і вторинній хмарах (Q_е1, Q_е2) і швидкості вітру.

Повна глибина зони зараження Г, яка обумовлена впливом первинної і вторинної хмари СДОР, визначається за наступною формулою:

Г = Г´ + 0,5Г´´, (3.4)

де Г´, Г´´– відповідно найбільший і найменший з розмірів Г₁ і Г₂ (табл. 3.4).

Г = 2,17+0,5^. 1,53=2,93

Отримане значення Г порівнюється з гранично можливим значенням глибини переносу повітряних мас Г_n, яке визначається за формулою:

Г_n = t · V, (3.5)

де Г_n – повна глибина переносу повітряних мас, км;

t – час від початку аварії, год.;

V – швидкість переносу переднього фронту зараженого пові­тря при даних швидкості вітру і ступені вертикальної стійкості повітря, які визначаються за допомогою таблиці 3.5., м/с.

Г_{n =} 1 · 18 =18 м/с

За остаточну розрахункову глибину зони зараження приймають найменше з 2-х Г і Г_n, порівнюваних між собою значень.

Час підходу зараженого повітря до зазначеного об'єкта (T, хв.) до певного підприємства визначається за формулою:

, (3.6)

де R – відстань від місця розливу до підприємства;

W – середня швидкість переносу хмари повітряним потоком визначається за даними таблиці 3.6. При швидкості вітру 3 м/с та відстані до населеного пункту 4 км (4000м) середня швидкість переносу хмари повітря складає W=4,5 м/с.

Т= 4000/4,5 ^. 60=14,8 хвилин

За результатами визначення часу підходу зараженого повітря здійсню-

ється оповіщення робітників і службовців підприємства та населення про небезпеку та необхідні заходи захисту.

Визначити можливі втрати робітників і службовців, які опинилися в зоні зараження СДОР у результаті аварії на об’єкті за допомогою табл. 3.7. На відкритій місцевості з 2000 осіб втрати робітників і службовців будуть 360 осіб, а якщо вони будуть у найпростіших укриттях або будинках – тільки 180 осіб.

Основні заходи захисту виробничого персоналу:

- оповіщення виробничого персоналу про аварію і можливе зараження хлором;

- використання промислових протигазів за сигналом оповіщення;

- зупинка виробництва й укриття робітників та службовців у сховищах з режимом ізоляції на час вражаючої дії СДОР- 5,3 год;

- надання медичної допомоги ураженим;

- проведення санітарної обробки виробничого персоналу, дегазація цехів, структурних підрозділів, території техніки і транспорту

5. Контрольні запитання

1. Що розуміється під оцінкою хімічної обстановки?

2. За якими ознаками проводять класифікацію НХР?

3. На скільки груп розподілено всі небезпечні хімічні речовини відповідно до токсикологічної класифікації? Охарактеризуйте їх.

4. Як поділяються НХР за здатністю до горіння?

5. Скільки існує класів НХР за ступенем дії на організм людини?

6. Від яких чинників залежить класифікація об'єктів за рівнем хімічної небезпеки? Параметри їх розподілу.

7. Як оцінюється хімічна обстановка при аварії на ХНО з виливом СДОР?

8. Що таке інверсія?

9. Що таке конвекція?

10. Що таке ізотермія?

11. Що містить у собі оцінка хімічної обстановки?

12. Які чинники впливають на втрати населення при виливі ОР і СДОР?