Аварии с выбросом аварийно химически опасных веществ

В Российской Федерации функционирует 3653 объекта экономики, располагающих значительными запасами опасных химических веществ (ОХВ). Более 50% из их числа имеют запасы аммиака, 35% - хлора, 5% - соляной кислоты.

Суммарный запас этих веществ на предприятиях достигает около 1 млн. тонн, что составляет около 10¹² смертельных токсодоз. При чем на промышленных предприятиях одновременно нередко хранится от нескольких сот до нескольких тысяч тонн опасных химических веществ (ОХВ).

Необходимо отметить, что в крупных городах (с населением свыше 100 тыс. чел.) и вблизи них сосредоточено свыше 70% предприятий химической промышленности, промышленности по производству минеральных удобрений и почти все предприятия нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Потенциально опасными объектами являются и военно-химические объекты по хранению химического оружия.

Суммарная площадь территории России, на которой может возникнуть очаг химического заражения, составляет около 300 тыс. кв.км. с населением 54 млн. человек.

Наибольшей опасности подвергается население Северо-Западного, Центрального, Приволжского, Северо-Кавказского и Уральского регионов, где в зонах вероятного химического заражения проживает соответственно около 6, 16, 14, 8, 6 млн. человек.

Опасное химическое вещество (ОХВ) - химическое вещество, прямое или опосредствованное воздействие которого на людей может вызвать острые и хронические их заболевания или гибель.

Выброс ОХВ - выход (испарение) ОХВ за короткий промежуток времени, при разгерметизации технологических установок, емкостей для хранения или транспортировании в количестве, способном вызвать химическую аварию (заражение).

Пролив ОХВ - вытекание ОХВ при разгерметизации из технологических установок, емкостей для хранения и транспортировании в количестве, способном вызвать химическую аварию (заражение).

Химическое заражение - распространение ОХВ в окружающей природной среде в концентрациях или количествах, создающих угрозу для людей, сельскохозяйственных животных и растений в течение определенного времени.

Зона химического заражения - территория или акватория, в пределах которой распространены или куда привнесены ОХВ в концентрациях или количествах, создающих опасность для жизни и здоровья людей, для сельскохозяйственных животных и растений, в течение определенного времени.

Предельно допустимая концентрация ОХВ (ПДК) - максимальное количество опасных химических веществ в почве, воздушной или водной среде, продовольствии, пищевом сырье и кормах, измеряемое в единице объема или массы, которое при постоянном контакте с человеком или при воздействии на него за определенный промежуток времени практически еще не влияет на здоровье людей и не вызывает неблагоприятных последствий.

Наибольшую техногенную опасность несут в себе аварии и катастрофы на радиационно - и химически опасных объектах.

Крупных аварий, на объектах с химической технологией, сопровождающихся тяжелыми последствиями, происходит значительное количество.

Для примера достаточно назвать лишь несколько из них: аварию с выбросом диоксина, которая произошла в 1976 г. в городе Севезо (Италия), аварию, а точнее говоря, катастрофу, имевшую место в 1984 г. на химическом предприятии в городе Бхопале (Индия), которая сопровождалась большим выбросом метилизоцианата, вызвала гибель и поражение многих тысяч граждан. При этом массовые поражения имели место даже в районах расположенных в десятках километров от места аварии.

Крупная утечка хлора на химическом предприятии во Франции в июле 1986 г. поставила под угрозу здоровье и жизнь многотысячного города Тулуза.

Предприятия нашей страны также не составляют исключения.

Всем известна утечка хлора из цистерны, вызвавшая острую обстановку в Нижнем Новгороде. Имели место аварии, вызвавшие создание высоких концентраций ацетоциангидрина в г. Дзержинске, заражение акватории Северной Двины диметилгидразином и другие случаи распространения ядовитых паров и газов в ряде районов нашей страны.

Многие высокотоксичные вещества, находясь в окружающем воздухе, небезопасны для жизни или здоровья людей даже при кратковременном воздействии.

К источникам химического заражения следует отнести промышленные яды (исходные, конечные, вспомогательные вещества, полупродукты) обладающие ингаляционной токсичностью, крупные запасы которых, размещенные на объектах народного хозяйства (или военных объектах), в случае аварий или разрушения хранилищ могут вызвать массовое поражение населения, находящегося в районах хранения и производства этих веществ, привести к непоправимым экологическим бедствиям. Сотни тысяч тонн ОХВ перевозится круглосуточно железнодорожным, речным, морским и автомобильным транспортом, а также перекачивается по магистральным трубопроводам.

Возможность возникновения чрезвычайных ситуаций обусловливается рядом причин, главными из которых могут быть следующие:

· нарушение установленных норм и правил размещения вновь строящихся и реконструируемых химически опасных объектов;

· физический износ технологического оборудования в результате длительной его эксплуатации;

· недостаточно высокий уровень трудовой и производственной дисциплины у обслуживающего персонала химически опасных производств.

В целях обеспечения химической безопасности возникновения чрезвычайных ситуаций, связанных с производством, хранением и транспортировкой ОХВ, на государственном уровне разрабатывается пакет новых правовых и нормативно-технических документов, ведутся научные проработки в области создания целевой федеральной программы химической безопасности, повышения эффективности средств и способов защиты населения в экстремальных условиях.

Серьезную проблему для обеспечения химической безопасности населения, окружающей среды продолжают составлять многотонные запасы отравляющих веществ (ОВ), сроки, хранения которых вызывают обоснованное беспокойство о возможности возникновения чрезвычайных ситуаций при их возможных перевозках и последующих работах по их уничтожению.

Программа уничтожения химического оружия должна учитывать вопросы:

· безопасности для жизни и здоровья населения, состояния окружающей среды;

· требования по социальной защите населения, проживающего в зоне уничтожения химического оружия;

· применение новейших технологий, сводящих к минимуму риск эксплуатации объектов уничтожения химического оружия;

· сведение к минимуму объема перевозок ХО по территории России.

Задачи, которые могут возникнуть в этих случаях, требуют знания физико-химических свойств важнейших ОВ, промышленных ядов, особенностей их поведения при выбросах в атмосферу или при разрушении хранилищ, газопроводов и т.п., а также характера поражающего действия, проведения необходимых защитных мероприятий для ликвидации последствий аварий и защиты населения и окружающей среды.

Крупные аварии на химически опасных объектах являются одними из наиболее опасных техногенных катастроф, которые могут привести к массовому отравлению и гибели людей и животных, значительному экономическому ущербу и тяжелым экологическим последствиям.

Интенсивное развитие производства и потребления химических продуктов в мире, и в России в частности, привело к увеличению числа крупных химических аварий в промышленности и на транспорте, сопровождающихся выбросом в атмосферу и проливом опасных химических веществ, взрывами и пожарами, в результате чего возникают чрезвычайные ситуации местного и регионального масштабов.

Постоянно возрастающая опасность возникновения таких ситуаций вынуждает промышленно развитые страны разрабатывать систему мер по их предотвращению и быстрой эффективной ликвидации.

Одной из таких мер является оперативная организация и эффективное ведение аварийно-спасательных и других неотложных работ на аварийном объекте и в зоне заражения.

В результате аварии на ХОО процессы, определяющие выброс ОХВ в окружающую среду, могут быть контролируемыми или неконтролируемыми.

В случае контролируемых процессов выброс ОХВ ограничивается защитными системами (факельные установки, трубы и т.п.).

Неконтролируемые процессы характеризуются частичным или полным разрушением технологического оборудования, систем защиты, оболочек резервуаров и т.п. Они могут сопровождаться пожарами и взрывами, которые в свою очередь могут привести к дополнительным разрушениям на объектах и вызвать повреждения на соседних объектах.

Характер выделения (выброса) ОХВ в значительной степени зависит от агрегатного состояния этих веществ в процессе производства, хранения и транспортировки, их физико-химических свойств, а также степени разрушения технологического оборудования.

Разрушения на основных элементах производства могут быть полными или частичными. В случае полного разрушения все вещество мгновенно попадает в окружающую среду и в зависимости от состояния в технологической линии и физико-химических свойств оно может полностью либо частично переходить в атмосферу, создавая серьезную угрозу населению и окружающей среде.

При частичном разрушении или частичной разгерметизации оборудования истечение ОХВ в окружающую среду может быть растянуто по времени. Возможные последствия таких выбросов могут быть существенно меньше, чем в предыдущем случае.

В целом в качестве типовых вариантов выбросов ОХВ в окружающую среду можно выделить:

· кратковременные или продолжительные высокотемпературные выбросы ОХВ в атмосферу. При этом наибольшую опасность представляют выбросы токсичных веществ при взрывах реакционной аппаратуры. В этом случае в атмосферу могут поступать высокотоксичные соединения, которые в обычных условиях хранятся в твердом состоянии и особой угрозы не представляют;

· кратковременные или продолжительные низкотемпературные выбросы из резервуаров (хранилищ) сжатых и сжиженных газов, а также легко испаряющихся жидких ОХВ. При этом продолжительность выброса определяется условиями хранения и выброса (вылива), а также физико-химическими свойствами вещества;

· кратковременная или продолжительная возгонка ОХВ в атмосферу в случае пожаров в местах складирования и хранения. В этом случае ОХВ может поступать в атмосферу независимо от исходного агрегатного состояния;

· вылив больших количеств жидких ОХВ на поверхность земли с последующим испарением. При этом количество ОХВ поступающее в атмосферу, незначительно, однако существует большая опасность заражения водоисточников и различных поверхностей на значительную глубину.

Среди причин поступления ОХВ в окружающую среду можно выделить две основные подгруппы.

· К первой подгруппе следует отнести чрезвычайные ситуации (ЧС), связанные с выбросом (угрозой выброса) ОХВ вследствие аварий вызванных отказами оборудования, нарушениями технологии производства, нарушениями правил эксплуатации оборудования, машин и механизмов.

· Вторую подгруппу составляют те ЧС, при которых выброс ОХВ происходит от воздействия внешних сил вызывающих повреждение и разрушение объектов содержащих ОХВ.

Физико-химические и токсические свойства опасных химических веществ. Перечень производимых промышленностью и используемых в стране химических веществ насчитывает более 70 тысяч наименований. Большинство из них представляет определенную опасность для здоровья людей и экологии. В соответствии с Законом Российской Федерации "О безопасности в промышленности" перечень опасных химических веществ, с указанием их пороговых количеств на промышленных объектах, включает 179 наименований. Однако не все из этих веществ представляют реальную опасность и при авариях могут вызвать ЧС.

Согласно "Временному перечню СДЯВ", утвержденному Штабом ГО СССР в 1988 году, к сильнодействующим ядовитым веществам, представляющим указанную опасность, отнесены 34 вещества: акрилонитрил, акролеин, аммиак, ацетонитрил, ацетонциангидрин, окислы азота, бромистый водород, бромистый метил, диметиламин, метиламин, метилакрилат, метилмеркаптан, мышьяковистый водород, сероводород, сероуглерод, сернистый ангидрид, соляная кислота, синильная кислота, триметиламин, формальдегид, фосген, фосфор треххлористый, хлорокись фосфора, фтор, фтористый водород, хлор, хлорпикрин, хлористый водород, хлорциан, хлористый метил, этилмеркаптан, этиленамин, этиленсульфид и окись этилена. В этот перечень включены только те ОХВ, которые обладают высокой летучестью и токсичностью, и в аварийных ситуациях могут стать причиной массового поражения людей.

Однако однозначно определить перечень всех опасных химических веществ достаточно сложно в связи с тем, что это зависит не только от физико-химических и токсических свойств этих веществ, но и от условий их производства, хранения и применения. В «Руководстве к аварийно- химически опасным веществам (АХОВ)», кроме перечисленных выше ОХВ, отнесены еще 17 наиболее распространенных опасных химических веществ: компоненты ракетного топлива - несимметричный диметилгидразин и жидкая четырехокись азота, отравляющие вещества - иприт, люизит, зарин, зоман, ви-газы, а также метилизоцианат, диоксин, метиловый спирт, фенол, бензол, концентрированная азотная и серная кислоты, анилин, толуилендиизоцианат, ртуть металлическая.

АХОВ – это опасное химическое вещество, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварийном выбросе которого может произойти заражение окружающей среды в поражающих живые организмы концентрациях (токсодозах).

По характеру воздействия на организм человека АХОВ подразделяются на 3 группы:

- ингаляционного действия (АХОВ ИД) - воздействуют через органы дыхания;

- перорального действия (АХОВ ПД) - воздействуют через желудочно-кишечный тракт;

- кожно-резорбтивного действия (АХОВ КРД) - воздействуют через кожные покровы.

Согласно клинической классификации АХОВ делятся на следующие шесть групп:

Первая группа - вещества преимущественно удушающего действия (хлор, треххлористый фосфор, хлорокись фосфора, фосген, хлорпикрин);

Вторая группа - вещества преимущественно общеядовитого действия (цианистый водород, хлорциан, мышьяковистый водород);

Третья группа - вещества, обладающие удушающим и общеядовитым действием (нитрил акриловой кислоты, сернистый ангидрид, сероводород, окислы азота);

Четвертая группа - нейротропные яды (сероуглерод);

Пятая группа - вещества, обладающие удушающим и нейротропным действием (аммиак);

Шестая группа - метаболические яды (окись этилена, хлористый метил).

Основными характеристиками токсических свойств АХОВ являются предельно-допустимая концентрация (ПДК) и смертельная концентрация вещества в данной среде (воздухе, воде, продуктах), а также токсодоза (пороговая, поражающая, смертельная).

Кроме того, по токсичности химические вещества, в том числе АХОВ, классифицируются по значениям величин LC ₅₀ - средняя смертельная концентрация, вызывающая смертельный исход у 50% пораженных и LD ₅₀ - средняя смертельная токсодоза, вызывающая смертельный исход у 50% пораженных.

Группы токсичности АХОВ

 

Группа токсичности	LC50-средняя смертельная концентрация, мг/л	LD50-средняя смертельная доза, мг/кг
Чрезвычайно токсичные	ниже 1	ниже 1
Высокотоксичные	1 - 5	1 - 50
Сильно токсичные	6 - 20	51 - 500
Умеренно токсичные	21 - 80	50 - 5000
Мало токсичные	81 - 160	5001 - 15000
Практически нетоксичные	Выше 160	Выше 15000

 

По степени воздействия на людей АХОВ делятся на 4 класса опасности.

Введение такой классификации обусловлено тем, что в ряде случаев высокотоксичные соединения оказываются, вследствие особенностей их физико-химических свойств, относительно малоопасными и, наоборот, становятся высокоопасными, например, аммиак. Вещества I и II классов способны образовывать опасные для жизни и здоровья людей концентрации даже при небольших утечках. Степень опасности химического вещества при авариях на ХОО в значительной мере зависит от его количества на аварийном объекте.

При оценке потенциальной опасности химических веществ необходимо принимать во внимание не только токсические, но и физико-химические свойства, характеризующие их поведение в атмосфере, на местности и в воде. В частности, важнейшим физическим параметром, определяющим характер поведения токсичных веществ ингаляционного действия при выбросах (проливах), является максимальная концентрация их паров в воздухе.