Оценка химической обстановки при авариях

НА ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ.

 

ВИДЫ АВАРИЙ НА ХОО

В зависимости от глубины образующейся зоны загрязнения аварии, связанные с выбросом АХОВ, подразделяются на частные, объектовые, местные, региональные, глобальные.

Частная – авария, связанная с незначительной утечкой АХОВ.

Объектовая – авария, сопровождающаяся образованием зоны загрязнения, глубина которой не превышает радиуса защитной зоны объекта.

Местная – авария, сопровождающаяся образованием зоны загрязнения, глубина которой достигает жилой застройки.

Региональная – авария, в результате которой зона загрязнения АХОВ распространяется вглубь жилых районов. Такая авария связана с полным разрушением крупной единичной емкости или группы емкостей.

Глобальная – авария, связанная с полным разрушением всех хранилищ на крупном химическом предприятии. Такое возможно в военное время, в результате крупной диверсии или стихийного бедствия.

Общей особенностью аварий, связанных с выбросом АХОВ, является высокая скорость формирования облака, сильное поражающее действие, что требует принятия экстренных мер по защите производственного персонала объекта и населения в прилегающих районах, срочной локализации источника загрязнения и ликвидации последствий.

Очаги химического поражения могут возникать и при пожарах. Наибольшую опасность представляют пожары, возникающие на крупных складах сложных химических соединений, термическое разложение которых приводит к выделению токсичных газов, таких как хлор, аммиак, окислы азота, сернистый ангидрид.

Выделение ядовитых газов в атмосферу может происходить и при горении синтетических материалов, используемых при строительстве, выполнении отделочных работ.

 

 

ОЧАГ ХИМИЧЕСКОГО ПОРАЖЕНИЯ

Повреждение или разрушение хранилищ, цистерн, технологических емкостей и трубопроводов в результате аварий обусловливает попадание АХОВ в атмосферу с последующим образованием очага поражения.

Очаг химического поражения включает в себя участок местности, на котором разлился токсичный продукт, а также зону загрязнения с подветренной стороны от места разлива.

Глубина и ширина зоны загрязнения во много раз превышает размеры самого источника.

При незначительном повреждении технологических трубопроводов истечение газа или жидкости происходит через отверстие, возникшее в герметизированной системе. Производительность источника будет пропорциональной площади сечения отверстия и давлению внутри системы.

Размеры очага химического поражения зависят от количества разлившегося АХОВ, характера разлива (свободно, в поддон, в обваловку), метеоусловий, токсичности вещества.

Зона химического загрязнения является составной частью очага химического поражения.

В зависимости от физико-химических свойств и агрегатного состояния АХОВ масштабы зон загрязнения определяются по первичному и (или) вторичному облаку (рис. 3):

Первичное облако – облако АХОВ, образующееся в результате мгновенного (1-3 минуты) испарения вещества из емкости при ее разрушении.

Вторичное облако – АХОВ, образующееся в результате испарения разлившегося вещества с подстилающей поверхности.

 

- для сжиженных газов – по первичному и вторичному облаку;

- для сжатых газов – первичному облаку;

- для жидкостей – по вторичному облаку.

 

Для сжиженного газа II I

 

по первичному и вторичному облаку

 

 

Для сжатых газов I

 

по первичному облаку

 

 

Для жидкостей II

по вторичному облаку

 

Рис. 3. Особенности образования первичного и вторичного облаков

в зависимости от агрегатного состояния АХОВ

Первичное облако образуется лишь при разрушении (повреждении) газгольдеров и емкостей, содержащих ядовитые вещества под давлением. Оно характеризуется высокими концентрациями, превышающими на несколько порядков смертельные дозы при кратковременной экспозиции. В начальной стадии формирования облака загрязненного воздуха концентрация паров ядовитого вещества в нем может составлять от нескольких десятков до нескольких сотен мг/л. Вдыхание загрязненного воздуха с такими высокими концентрациями вызывает мгновенную смерть. Продолжительность поражающего действия первичного облака на живой организм определяется временем его прохождения под воздействием ветра. Для первичного облака, образованного ядовитыми веществами, с плотностью, превышающей плотность воздуха, характерно его стелющееся движение, затекание в лощины, низины, овраги, подвалы, колодцы, погреба.

Особенностью поражающего действия вторичного облака по сравнению с первичным является то, что концентрация в нем паров ядовитых веществ в 10-100 раз ниже. Продолжительность действия вторичного облака определяется временем испарения источника и временем сохранения устойчивого направления ветра. В свою очередь скорость испарения вещества зависит от его физических свойств, температуры окружающей среды, площади разлива и скорости приземного ветра.

От скорости ветра в значительной мере зависят также форма и размеры зоны загрязнения. Так, при скорости от 0 до 0,5 м/с зона загрязнения будет представлять круг, от 0,6 до 1 м/с – полукруг, от 1,1 до 2 м/с – сектор с углом в 90^о, более 2 м/с – сектор с углом в 45^о (рис. 4).

 

 

При скорости ветра
менее 0, м/с	0,6 – 1 м/с	1,1 – 2 м/с	свыше 2 м/с
круг	полукруг	сектор с углом 90^о	сектор с углом 45^о

 

Рис. 4. Влияние скорости ветра на форму образования

зоны загрязнения

Глубина зоны загрязнения зависит от скорости переноса переднего фронта облака загрязненного воздуха. В свою очередь скорость переноса зависит не только от ветра, но и от метеорологических условий, вертикальной устойчивости атмосферы. Различают три степени вертикальной устойчивости атмосферы:

1) Инверсия.

2) Изотермия.

3) Конвекция.

Инверсия – это повышение температуры воздуха по мере увеличения высоты. Толщина приземных инверсий составляет десятки-сотни метров.

Инверсионный слой является задерживающим слоем в атмосфере. Он препятствует развитию вертикальных движений воздуха, вследствие чего под ним накапливаются водяной пар, пыль. Это благоприятствует образованию слоев дыма, тумана.

Инверсия препятствует рассеиванию по высоте и создает наиболее благоприятные условия для сохранения и распространения высоких концентраций АХОВ.

Изотермия характеризуется стабильным равновесием воздуха. Она наиболее типична для пасмурной погоды, а также возникает в утренние и вечерние часы. Изотермия, также как и инверсия способствует длительному застою паров АХОВ на местности, в лесу, в жилых кварталах городов и населенных пунктов.

Конвекция – это вертикальные перемещения воздуха с одних высот на другие. Теплый поднимается вверх, холодный опускается вниз. При конвекции восходящие потоки воздуха рассеивают зараженное облако, что препятствует распространению АХОВ. Такие явления отмечаются обычно в ясные летние дни.

Влияние вертикальной устойчивости атмосферы и скорости ветра на глубину распространения АХОВ хорошо видно из приведенной таблицы.

Скорость ветра, м/с
Скорость переноса облака загрязненного воздуха, км/ч	Инверсия
				-	-	-	-	-	-
Изотермия
Конвекция
				-	-	-	-	-	-