Определение параметров зоны химического поражения при аварии с выбросом азотной кислоты

Авария на химически опасном объекте - нарушение технологических процессов на производстве, повреждение трубопроводов, ёмкостей, хранилищ, транспортных средств, приводящее к выбросу химических веществ в атмосферу в количествах, которые могут вызвать массовое поражение людей и животных. Разрушение происходит в результате катастроф и стихийных бедствий, приведших к полной разгерметизации всех емкостей и нарушению технологических коммуникаций.[1].

При авариях и разрушениях химически опасного объекта в воздухе образуется первичное и вторичное облако аварийно химически опасного вещества:

¾ первичное облако – образуется в результате мгновенного (1-3 мин) перехода в атмосферу части аварийно химически опасного вещества из ёмкости при её разрушении;

¾ вторичное облако – образуется в результате испарения разлившегося вещества с подстилающей поверхности.

Территория, на которой концентрация аварийно химически опасного вещества достигает значений, опасных для жизни людей является зоной химического заражения. Пороговая токсодоза указывает на границы зоны. Масштабы заражения аварийно химически опасного вещества в зависимости от их физических свойств и агрегатного состояния рассчитываются для первичного и вторичного облаков:

1. Для сжиженных газов – отдельно для первичного и вторичного;

2. Для сжатых газов – только для первичного;

3. Для ядовитых жидкостей, кипящих выше температуры окружающей среды, – только для вторичного.

Одним из мероприятий комплекса мер по защите населения от аварийно химически опасного вещества является заблаговременное прогнозирование зон возможного химического заражения. Под прогнозированием масштабов заражения аварийно химически опасного вещества понимается определения глубины и площади зон заражения, а также возможных потерь.

Зона возможного заражения аварийно химически опасного вещества наносится на топографические карты. Зона возможного заражения облаком аварийно химически опасного вещества на картах ограничена окружностью, полуокружностью или сектором, имеющим угловые размеры и радиус, равный глубине зоны заражения Г. Центр окружности, полуокружности или сектора совпадает с источником заражения (рисунок 1).

Зона фактического заражения, имеющая форму эллипса, включается в зону возможного заражения. Ввиду возможных перемещений облака аварийно химически опасного вещества под воздействием ветра фиксированное изображение зоны фактического заражения на карте не наносится.

Рис.1 Зона химического заражения

Изображение зон

Скорость ветра V < 0,5 м/с

2. V = (0,5 ¸ 1) м/с

3. V > 1 м/с

 

Изображение эллипса пунктиром соответствует зоне фактического заражения на фиксированный момент времени. Говоря о зависимости зон заражения от характера аварийно химически опасного вещества, метеорологических условий и местности, надо отметить следующее:

¾ при распространении аварийно химически опасного вещества наибольшие концентрации будут наблюдаться при прохождении первичного облака. Наибольшую опасность будут представлять сжиженные и сжатые газы, которые в основном и формируют первичное облако;

¾ масштабы при химически опасных авариях очень сильно зависят от метеорологической обстановки и условий хранения аварийно химически опасного вещества;

¾ глубина распространения облака аварийно химически опасного вещества на закрытой местности (в населённых пунктах со сплошной застройкой, в лесных массивах) будет примерно в 3,5 раза меньше, чем на открытой, при соответствующей степени вертикальной устойчивости воздуха и скорости ветра;

¾ температура воздуха влияет на глубину распространения облака аварийно химически опасного вещества, т. к. при более высокой температуре большая часть аварийно химически опасного вещества переходит в атмосферу;

¾ температура также влияет на испаряемость аварийно химически опасного вещества с подстилающей поверхности и увеличивает (или уменьшает) количество аварийно химически опасного вещества во вторичном облаке.

Очагом химического заражения называют территорию, на которой образовался источник химического заражения или участок аварийного разлива аварийно химически опасного вещества (Rохз). Его радиус зависит от вида аварийно химически опасного вещества и условий хранения. При аварийном разливе аварийно химически опасного вещества в поддон или обваловку, внешние границы очагов химического заражения соответствуют границам обваловки или диаметру поддона. При свободном разливе аварийно химически опасного вещества на подстилающей поверхности толщина слоя (в) жидкости принимается равной 0.05м по всей площади разлива. Для этих условий радиус очага химического заражения (Rохз) может быть рассчитан по формуле:

Rохз = 2,52 √ Qо/d (м),

где Qо – количество разлившегося вещества, т,

d - плотность вещества, т/м3,

Sохз=ПR2 (м2) – площадь очага химического заражения.

Зона смертельных токсодоз – это территория, на внешней границе которой 50% людей получают смертельную токсодозу. Облако аварийно химически опасного вещества обладает наибольшими поражающими возможностями. Часто за радиус смертельных токсодоз принимают радиус района аварии, который зависит от вида аварийно химически опасного вещества и условий его хранения. Район аварии представляет круг, его радиус при выполнении практических расчётов (прогнозировании) рекомендуется для низкокипящих аварийно химически опасного вещества, находящихся в жидком состоянии, принимать равным:

- при разрушении технологических ёмкостей до 100т - 0,5км;

- при разрушении технологических ёмкостей более 100т – 1км.

Для высококипящих аварийно химически опасного вещества, к которым относится серная кислота:

- при разрушении ёмкостей до 100т – 0,2-0,3км;

- при разрушении ёмкостей более 100т – 0,5км.

При возникновении пожара в ходе химической аварии радиус района аварии (Rра) увеличивается в 1,5-2 раза.