Розв’язування типових завдань з оцінки хімічної обстановки

 

На ХНО стався аварійний викид НХР. В зону забруднення може попасти об’єкт господарської діяльності (ОГД), розташований на певній відстані від ХНО. Необхідно оцінити хімічну обстановку, що може скластися на ОГД і запропонувати заходи по захисту людей.

Вихідні дані:

Тип викинутої НХР водень бромистий

Кількість НХР (Q₀), т 50

Ємність обвалована, висота обваловки (Н), м 1,0

Температура повітря, оС 20

Швидкість вітру (V), м/с 4

Азимут вітру (А), град. 290

Час аварії 12.00

Хмарність напівясно

Місцевість відкрита

Кількість людей, що працює на ОГД 250

Забезпеченість протигазами, % 60

Відстань від ХНО до ОГД (R_O), км 3,0

Розрахунок:

1. За табл. 1 визначається ступінь вертикальної стійкості атмосфери (день, напівясно, V= 4 м/с) – ізотермія.

2. Визначення розмірів (глибини, та площі) зони хімічного забруднення.

2.1. За формулою (1) визначають еквівалентну кількість речовини у первинній хмарі:

(т), (1)

де:

К₁ - коефіцієнт, який залежить від умов зберігання НХР (таблиця 2), К₁=0,13;

К₃ - коефіцієнт, рівний відношенню порогової токсодози хлору до порогової дози інших НХР (таблиця 2), К₃=6;

К₅ - коефіцієнт, який враховує ступінь вертикальної стійкості повітря:

при ізотермії К₅=0,23 (табл.3),

K₇ - коефіцієнт, який враховує вплив температури (таблиця 2), K₇=1;

Q₀ - кількість викинутої НХР (т).

Q_E1 = 0,13·6·0,23·1·50 = 8,97 т.

2.2. За таблицею 4, використовуючи інтерполювання визначають глибину зони первинної хмари Г1.

Г₁ = = 6,07 км. (2)

 

2.3. За формулою (3) визначають еквівалентну кількість речовини у вторинній хмарі.

(т), (3)

де:

K2 - коефіцієнт, який залежить від фізико-хімічних властивостей НХР (таблиця 2), K2=0,055;

K4 - коефіцієнт, який враховує швидкість вітру (таблиця 5), K4=2;

K6 - коефіцієнт, який залежить від часу, що минув після початку аварії і тривалості випаровування речовини;

d - густина НХР, т/м3 (таблиця 2), d=1,49;

h - товщина шару НХР, м (при вільному розливі h=0,05 м, при виливі у обваловку або піддон h = H - 0,2, де Н – висота обваловки або піддону в м), h=1,0-0,2=0,8;

K6=N 0.8 при N<Т і K6=Т0.8 при N>Т, (4)

де:

N - час після аварії, год., приймаємо N=4 год.;

2.4. Т - тривалість випаровування речовини – тривалість вражаючої дії (формула (5), год.

(год), (5)

Т= =10,8 год.

 

Т>N, тому K6 = 40,8 = 3,03.

 

Q_E2= =16,79 т.

 

2.5. Для знайденої величини QE2 визначають глибину зони вторинної хмари Г2 (таблиця 4.), аналогічно як для Г1.

Г₂ = = 8,62 км.

 

2.6. Повна розрахункова глибина зони зараження Гр, що залежить від сумісної дії первинної і вторинної хмари НХР, визначається за формулою (6):

Гр = Г_1,2 +0,5 Г_2,1 (км), (6)

де:

Г_1,2 = max {Г₁, Г₂ } = 8,62 км;

Г_2,1 = min {Г₁, Г₂ } = 6,07 км.

Гр = 8,62+0,5·6,07 = 11,66 км.

2.7. Отримане значення повної розрахункової глибини зони зараження Гр порівнюється з максимально можливим значенням глибини переносу повітряних мас Гп, що ви­значається за формулою (7):

(км),(7)

де:

N - час від початку аварії, год (N=4);

W - швидкість переносу переднього фронту зараженого повітря при даній швидкості і ступеню вертикальної стійкості повітря, км/год (таблиця 6.), W=24 км\год..

Гп = 4·24 = 96 км.

2.8 Найменше з порівняних величин приймається за фактичну прогнозовану глибину зони забруднення, тобто Гпзхз = min{Гп; Гр}.

Гпзхз = min{96; 11,66} = 11,66 км. (8)

3. Площа зони хімічного забруднення

При прогнозуванні визначаються:

а) Площа зони можливого хімічного забруднення (ЗМХЗ).

Sзмхз = 8,72 · 10-3 ·Гпзхз² ·Ф км², (9)

З табл. 7 для V = 4 м/с Ф = 45^о, тоді

Sзмхз = 8,72 · 10-3 ·11,662 ·45 = 53,35 км²,

б) Площа прогнозованої зони хімічного забруднення (ПЗХЗ) розраховується за формулою

Sпзхз = К₈·Гпзхз² ·N^0,2 км², (10)

де К₈ – коефіціент, для ізотермії К ₈= 0,133 (табл. 3);

N – час, на який розраховується глибина ПЗХЗ (N = 4 год.).

Sпзхз = 0,133·11,662·40,2 = 23,86 км².

4. Визначення часу підходу хмари зараженого повітря до об’єкта (tпідх).

Час підходу хмари НХР до заданого об’єкта залежить від швидкості перенесення хмари повітряним потоком W, на що впливає швидкість вітру, і визначається за формулою:

t підх = R_O/W, год, (11)

де R_O - відстань від місця аварії (джерела забруднення) до заданого об’єкта, км;

t підх = 3/24 = 0,125 год = 7,5 хв.

5. Визначення можливих втрат робітників і службовців об’єктів господарювання й населення в осередку хімічного ураження.

З табл. 8 при 60% забезпеченістю протигазами втрати людей становлять:

при перебуванні на відкритій місцевості 250 · 0,4 = 100 чол.

при перебуванні у будівлях і простіших укриттях 250 · 0,22 = 55 чол.

Структура втрат становить (примітка до табл. 8):

легкого ступеня 100·0,25 = 25 чол.;

середньої тяжкості 100·0,4 = 40 чол.;

смертельне ураження 100·0,35 = 35 чол.

6. За допомогою табл. 9 визначаємо речовини та їх кількість, необхідну для проведення дегазації, а також визначаємо тип протигаза, що може використовуватись для захисту від ураження даною НХР.

Для нейтралізації 50 тонн водню бромистого необхідно 1000 тонн 10 % розчину NaOH. А захистити зможе протигаз фільтруючий типу А, БКФ, або ізолюючого типу.

Результати оцінки хімічної обстановки:

Джерело забруднення	Тип НХР, кількість, т	Глибина ПЗХЗ, км	Ширина ПЗХЗ, км	Площа ПЗХЗ, км2	Площа МЗХЗ, км2	Тривалість уражаючої дії, год	Час підходу хмари НХР, хв	Втрати людей, структура втрат, чол.
Зруйно-вана ємність з НХР на ХНО	Водень Бромис-тий	11,66	1,89	23,86	53,35	10,8	7,5	100, з них: смерт.-35 серед.-40 легкі-25

Висновки:

1. ОГД може опинитись у зоні хімічного забруднення (R_О<Гпзхз).

2. Хмара зараженого повітря підійде до об’єкта через 7,5 хв., що не дає змоги вивести людей із зони забруднення.

3. Тривалість дії уражаючого фактора НХР відносно велика –10,8 години.

4. Основні заходи щодо захисту людей:

– негайне оповіщення виробничого персоналу про загрозу хімічного забруднення;

– терміново зупинити виробництво і розмістити людей у сховищі; систему повітропостачання включити в режим фільтровентиляції;

– вести хімічну розвідку на об’єкті безперервно;

– забезпечити виробничий персонал протигазами на 100 відсотків.

Графічний додаток