Раздел 2. Оценка химической обстановки при аварии на химически опасном объекте

 

Из большого числа вредных веществ, в том числе производимых и используемых в промышленности, лишь сравнительно небольшая часть может быть отнесена к опасным и тем более к тем, которые могут привести к ЧС различного масштаба. Критерием для отнесения химического вещества к опасным служит уровень средней смертельной дозы. В настоящее время в соответствии с законом РФ «О безопасности в промышленности» (1997) к ним относят 179 наиболее опасных веществ, используемых в промышленности. Из этих веществ в зависимости от их свойств выделены вещества, которые при несоблюдении норм безопасности или нарушении штатных технологий могут заразить окружающую среду с поражающими концентрациями, стать причиной массового поражения людей, привести к ЧС. Такие вещества получили название аварийно химически опасных (АХОВ).

Крупными запасами АХОВ располагают предприятия химической, целлюлозно-бумажной, нефтехимической, металлургической промышленности, предприятия агропромышленного комплекса, ЖКХ.

Химически опасным объектом (ХОО) называется объект, при аварии или разрушении которого могут произойти массовые поражения людей и загрязнения окружающей среды АХОВ. На аварийно химически опасных объектах в больших количествах, наиболее распространенными являются хлор, аммиак, сероводород, сероуглерод, сернистый ангидрид, диметиламин, азотная и серная кислоты.

Развитие аварийных процессов на ХОО и масштабы возможных ЧС в большой мере зависят от способа хранения АХОВ. Такие вещества, как хлор, аммиак, сероводород, фтор и ряд других, имеют низкие температуры кипения, в силу чего при нормальных окружающих температурах находятся в газообразном состоянии. Так как в таком состоянии они занимают большие объемы, не приемлемые в производственных условиях, то для их хранения и транспортировки используются способы хранения, позволяющие сократить объем резервуаров. Наиболее эффективным способом хранения является сжижение газов.

Для хранения веществ в виде жидкости используются два основных способа. Первый способ - хранение под давлением, при котором температура кипения вещества повышается выше температуры окружающей среды. Вторым способом является изотермическое хранение при температурах на 0,1 - 0,2⁰С ниже температуры кипения вещества при нормальном давлении. Хранение осуществляется в резервуарах с теплоизоляцией.

При авариях на ХОО поражение людей химическими веществами происходит в основном при вдыхании зараженного воздуха (ингаляционно), при попадании АХОВ на кожу, при употреблении в пищу зараженных продуктов и воды (пероральное). Степень и характер нарушений жизнедеятельности человека (степень поражения) при воздействии АХОВ зависят от токсичности АХОВ, его агрегатного состояния, концентрации в воздухе, продолжительности воздействия, путей проникновения в организм и индивидуальных особенностей организма человека.

 

Исходные данные

Q, т	АХОВ	Скорость ветра, м/с	t,^0С	Вертикальная устойчивость воздуха	Вид разлива АХОВ	Высота поддона, м	Расстояние до объекта, R, км
45	Хлористый водород	5	20	Изотермия	В поддон	1,0	1,8

 

Определить размеры и форму очага заражения (глубину и ширину распространения зараженного воздуха).

Расчеты производятся методом коэффициентов.

Метеорологическую обстановку определяют по прогнозу или фактически уточняют на момент аварии. Параметры метеорологической обстановки включают:

направление и скорость ветра на высоте 10 м: 5 м/с;

температуру воздуха и почвы в районе аварии: 20 ^oC;

степень вертикальной устойчивости атмосферы: изотермия.

 

r	-	удельный вес АХОВ (табл. 2.6), r = 1,191т/м^3;
H	-	толщина слоя жидкости (АХОВ) в поддоне, h = 0,8 м.
K1	-	зависит от условий хранения АХОВ (табл. 2.5), K1 = 0,28;
K2	-	зависит от физико-химических свойств АХОВ (табл. 2.5), K2 =0,037;
K3	-	отношение пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозы данного АХОВ (табл. 2.5), K3 = 0,3;
K4	-	учитывает скорость ветра (табл. 2.3), K4 = 2,34;
K5	-	учитывает степень вертикальной устойчивости атмосферы, при изотермии: K5 = 0,23;
K7	-	учитывает влияние температуры воздуха (табл. 2.5), K7 = 1,0/1,0.
Q0	-	исходное количество АХОВ.

 

Время испарения хлористого водорода с площади его разлива определяется по формуле:

 

,

 

Тогда время испарения хлористого водорода равно:

 

K6

-

зависит от времени после начала аварии и определяется после расчета продолжительности полного испарения АХОВ - Ти. Принимаем при Ти > 1ч, K6 =

 

Рассчитаем ожидаемую глубину зоны заражения. Для этого определяем эквивалентные количества АХОВ в первичном (Q1) и вторичном (Q2) облаках:

,

т

,

 т

 

По табл. 2.4 находим глубины зон заражения первичным (Г₁) и вторичным (Г₂) облаками с учетом скорости ветра 5 м/с:

для Q₁ = 0,8649 т:   Г₁ = 1,55 км,

для Q₂ = 1,384 т: Г₂ = 1,92 км.

Исходя из этих значений полная глубина заражения:

 

Г_п = Г_max + 0,5 * Г_min

Г_п = 1,92 + 0,5*1,55 = 5,02 км.

 

Предельно возможная глубина переноса воздушных масс составляет:

 

Г_в = Т_и·V_п = 11,005·29 = 319,145 км,

где V_п = 29 км/ч - скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха (табл.2.1).

За окончательную расчетную глубину зоны заражения принимаем меньшее из значений Г_п и Г_в.

Следовательно:

 

Г = Г_п = 5,02 км.

 

Ширина зоны заражения хлористым водородом приближенно определяется по степени вертикальной устойчивости атмосферы и по колебаниям направления ветра: при изотермии принимают 0,15 глубины зоны, следовательно, ширина зоны: 0,753 км.

Рассчитаем величину площади возможного и фактического заражения АХОВ:

- возможное: ,

где - угловой размер зоны заражения (табл. 2.2), ;

_в = 8,72·10^-3·5,02²·45 = 9,88 км²;

 

фактическое: ,

где K_в - зависит от степени вертикальной устойчивости воздуха, при изотермии K_в=0,133.

_ф = 0,133·5,02²·0,45^0,2 = 2,86 км²

Форма зараженной площади.