Визначення глибини розповсюдження і часу уражаючої дії нхр, що не мають табличних значень.

1. Визначення глибини зони забруднення.

Для цього:

1.1.Визначають еквівалентну кількість речовини у первинній хмарі:

 

(т), (3.16)

де:

К₁ - коефіцієнт, який залежить від умов зберігання НХР (таблиця 3.37.);

К₃ - коефіцієнт, рівний відношенню порогової токсодози хлору до порогової дози інших НХР (таблиця 3.37.);

К₅ - коефіцієнт, який враховує ступінь вертикальної стійкості повітря:

при інверсії К₅=1,

при ізотермії К₅=0,23,

при конвекції К₅=0,08;

K₇ - коефіцієнт, який враховує вплив температури (таблиця 3.37.);

Q₀ - кількість викинутої НХР (т).

1.2. За таблицею 3.39 визначають глибину зони первинної хмари Г₁. Якщо значення Г₁ не можна визначити безпосередньо з таблиці, то використовують метод інтерполювання.

1.3. Визначають еквівалентну кількість речовини у вторинній хмарі.

 

(т), (3.17)

де:

K₂ - коефіцієнт, який залежить від фізико-хімічних властивостей НХР (таблиця 3.35.);

K₄ - коефіцієнт, який враховує швидкість вітру (таблиця 3.38.);

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

d - густина НХР, т/м³ (таблиця 3.35.);

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);

 

K₆=N ^0.8 при N<Т і K₆=Т^0.8 при N>Т, (3.18)

де:

N - час після аварії, год.;

Т - тривалість випаровування речовини, год.

(год), (3.19)

при Т<1, K₆ приймається для Т = 1 год.

1.4. Для знайденої величини Q_E2 визначають глибину зони вторинної хмари Г₂ (таблиця 3.39.), аналогічно як для Г₁.

Отримані значення Г₁ і Г₂ - це максимальні значення зон зараження пер­винною або вторинною хмарою, що визначаються в залежності від еквівалентної кількості речовини і швидкості вітру.

1.5. Повна розрахункова глибина зони зараження Г_р, що залежить від сумісної дії первинної і вторинної хмари НХР, визначається за формулою:

 

Г_р = Г₁₂ +0,5 Г₂₁ (км), (3.20)

де:

Г₁₂ = max {Г₁, Г₂ };

Г₂₁ = min {Г₁, Г₂ }.

1.6. Отримане значення повної розрахункової глибини зони зараження Г_р порівнюється з максимально можливим значенням глибини переносу повітряних мас Г_п , що ви­значається за формулою

(км), (3.21)

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 3.19.).

Найменше з порівняних величин приймається за фактичну прогнозовану глибину зони забруднення, тобто:

 

Гпзхз = min{Гп; Гр} (3.22)

 

2. Визначення тривалості дії фактора хімічного забруднення (t_yp).

Тривалість дії НХР визначається терміном випаровування НХР із поверхні її розливу, що залежить від характеру розливу ("вільно" чи "у піддон"), швидкості вітру, типу НХР і може бути визначена за формулою (3.21.).

Приклад 3

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:

13. Тип викинутої НХР водень бромистий

14. Кількість НХР (Q), т 50

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

16. Температура повітря, ^оС 20

17. Швидкість вітру (V), м/с 4

18. Азимут вітру (А), град. 290

19. Час аварії 12.00

20. Хмарність напівясно

21. Місцевість відкрита

22. Кількість людей, що працює на ОГД 250

23. Забезпеченість протигазами, % 60

24. Відстань від ХНО до ОГД (R_O), км 3,0

Розрахунок:

За табл. 3.5. визначається ступінь вертикальної стійкості атмосфери (день, напівясно, V= 4 м/с) – ізотермія.

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

1.1.За формулою (3.16.) визначають еквівалентну кількість речовини у первинній хмарі:

(т),

де:

К₁ - коефіцієнт, який залежить від умов зберігання НХР (таблиця 3.37.), К₁=0,13;

К₃ - коефіцієнт, рівний відношенню порогової токсодози хлору до порогової дози інших НХР (таблиця 3.37), К₃=6;

К₅ - коефіцієнт, який враховує ступінь вертикальної стійкості повітря:

при ізотермії К₅=0,23,

K₇ - коефіцієнт, який враховує вплив температури (таблиця 3.37.), K₇=1;

Q₀ - кількість викинутої НХР (т).

Q_E1 = 0,13·6·0,23·1·50 = 8,97 т.

1.2. За таблицею 3.39, використовуючи інтерполювання визначають глибину зони первинної хмари Г₁.

Г₁ = =6,07 км.

1.3.За формулою (3.17) визначають еквівалентну кількість речовини у вторинній хмарі.

(т),

де:

K₂ - коефіцієнт, який залежить від фізико-хімічних властивостей НХР (таблиця 3.37.), K₂=0,055;

K₄ - коефіцієнт, який враховує швидкість вітру (таблиця 3.38.), K₄=2;

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

d - густина НХР, т/м³ (таблиця 3.37.), 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=Т^0.8 при N>Т,

де:

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

Т - тривалість випаровування речовини (формула (3.21.)), год.

(год),

Т= =10,8 год.

Т>N, тому K₆ = 4^0,8 = 3,03.

Q_E2= =16,79 т.

1.4. Для знайденої величини Q_E2 визначають глибину зони вторинної хмари Г₂ (таблиця 3.39.), аналогічно як для Г₁.

Г₂ = =8,62 км.

 

1.5. Повна розрахункова глибина зони зараження Г_р, що залежить від сумісної дії первинної і вторинної хмари НХР, визначається за формулою (3.20):

Г_р = Г₁₂ +0,5 Г₂₁ (км),

де:

Г₁₂ = max {Г₁, Г₂ } = 8,62 км;

Г₂₁ = min {Г₁, Г₂ } = 6,07 км.

Г_р = 8,62+0,5·6,07 = 11,66 км.

1.6. Отримане значення повної розрахункової глибини зони зараження Г_р порівнюється з максимально можливим значенням глибини переносу повітряних мас Г_п , що ви­значається за формулою (3.21):

(км),

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 3.19.), W=24 км\год..

Г_п = 4·24 = 96 км.

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

Гпзхз = min{96; 11,66} = 11,66 км.

1.2. Ширина прогнозованої зони хімічного забруднення (Шпзхз)

при ізотермії Шпзхз = 0,3 Гпзхз^0,75 = 0,3·11,66^0,75 = 1,89 км;

1.3. Площа зони хімічного забруднення

При прогнозуванні визначаються:

а) Площа зони можливого хімічного забруднення (ЗМХЗ).

Sзмхз = 8,72 · 10^-3 ·Гпзхз² ·Ф км²,

З табл. 3.22 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 = К·Гпзхз² ·N^0,2 км²,

де К – коефіціент, для ізотермії К = 0,133 (табл. 3.21);

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

Sпзхз = 0,133·11,66²·4^0,2 = 23,86 км².

2. Визначення часу підходу хмари зараженого повітря до об’єкта (t_підх).

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,

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

t підх = 3/24 = 0,125 год = 7,5 хв.

3. Визначення тривалості дії фактора хімічного забруднення (t_yp).

Тривалість дії НХР визначається терміном випаровування НХР із поверхні її розливу і може бути визначена за формулою (3.21.):

(год)

t_ур= =10,8 год.

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

З табл. 3.23 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. 3.23):

- легкого ступеня 100·0,25 = 25 чол.;

- середньої тяжкості 100·0,4 = 40 чол.;

- смертельне ураження 100·0,35 = 35 чол.

 

Результати оцінки хімічної обстановки

 

Джерело забруд-нення

Тип НХР, кількість, т

Глибина ПЗХЗ, км

Ширина ПЗХЗ, км

Площа ПЗХЗ, км^2

Площа МЗХЗ, км^2

Тривалість уражаючої дії, год

Час підходу хмари НХР, хв

Втрати людей, структура втрат, чол.

Зруйно-вана ємність з НХР на ХНО

Водень бромистий

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

 

Допоміжні матеріали

Таблиця 3.18.

Коефіцієнти зменшення глибини розповсюдження хмари НХР при виливі

"у піддон "

Найменування НХР	Висота обвалування, м
хлор	2,1	2,4	2,5
аміак	2,0	2,25	2,35
сірчаний ангідрид	2,5	3,0	3,1
сірководень	1,6	-	-
соляна кислота	4,6	7,4	10,0
хлорпікрин	5,3	8,8	11,6
формальдегід	2,1	2,3	2,5

Примітки:

Якщо приміщення, де зберігається НХР, герметично зачиняються і обладнані спеціальними вловлювачами, то відповідний коефіцієнт збільшується в 3 рази.

У разі проміжних значень висоти обвалування існуюче значення висоти обвалування округляється до ближчого.

 

Таблиця 3.19.

Швидкість переносу переднього фронту хмари забрудненого повітря залежно від швидкості вітру та СВСП

Швидкість повітря, м/с

Швидкість переносу переднього фронту хмари забрудненого повітря, км/год

ІНВЕРСІЯ

ІЗОТЕРМІЯ

КОНВЕКЦІЯ

Таблиця 3.20.

В умовах міської забудови, сільського будівництва або лісів глибина розповсюдження хмари забрудненого повітря для кожного 1 км цих зон зменшується на відповідні коефіцієнти:

СВСП	Міська забудова	Лісові масиви	Сільське будівництво
Інверсія	3,5	1,8
Ізотермія		1,7	2,5
Конвекція		1,5

 

Таблиця 3.21.

Коефіцієнт (К₈), який залежить від ступеня вертикальної стійкості повітря (СВСП)

Інверсія	Ізотермія	Конвекція
0,081	0,133	0,235

 

Таблиця 3.22.

Коефіцієнт Ф, який залежить від швидкості вітру (м/с)

V, м/с	<0,5			>2
Ф

 

Таблиця 3.23.

Можливі втрати населення, робітників та службовців, які опинилися у ЗМХЗ (ПЗХЗ), %

Умови перебу-вання людей	Без протигазів	Забезпеченість людей протигазами, %
На відкритій місцевості, у будівлях	90-100

Примітка: Орієнтовно структура втрат може розподілятися за такими даними: легкі - до 25%; середньої тяжкості - до 40%; зі смертельними наслідками - до 35%.

Таблиця 3.24

Таблиця 3.25

 

 

Таблиця 3.26.

 

Таблиця 3.27.

 

 

Таблиця 3.28.

 

 

Таблиця 3.29.

 

 

Таблиця 3.30.

 

 

Таблиця 3.31.

 

 

Таблиця 3.32.

 

 

Таблиця 3.33.

 

 

Таблиця 3.34.

 

 

Таблиця 3.35.

Таблиця 3.36.

Перевідні коефіцієнти для різних НХР для визначення глибини

розповсюдження хмари забрудненого повітря у разі аварії

на хімічно небезпечних об’єктах та транспорті

 

№№ з/п	Вид НХР	Коефіцієнт
	Анілін	0,01
	Вініл хлористий	0,01
	Водень фтористий	0,31
	Водень ціаністий	0,97
	Дивініл	0,01
	Диметиламін	0,24
	Етиленхлорангідрид	0,12
	Етилмеркаптан	0,22
	Етилхлорангідрид	0,12
	Метиламін	0,24
	Метил хлористий	0,06
	Нітрил акрилової кислоти	0,79
	Нітробензол	0,01
	Окис етилену	0,06
	Окисли азоту	0,28
	Олеум	0,08
	Стирол	0,02
	Тетраетилсвинець	0,08
	Фурфурол	0,01
	Фосген	1,14

Примітки:

1. Густина газоутворювания НХР в графі 3 наведена для атмосферного тиску: при тиску у ємності, який не дорівнює атмосферному густина газоутворюючих НХР визначачється шляхом множення даних графи 3 на значення тиску.

2. У графах 10-14 в чисельнику значення К7 для первинної хмари, а в знаменнику для наступних хмар.

3. У графі 6 чисельні значення токсодоз, що позначені зірочками, визначені орієнтовно.

4. Значення коефіцієнта К1 для ізотермічного зберігання аміаку наведено для випадку розливання (викидання) у піддон.

Таблиця 3.37.