Обстановка в районе аварии на РОО

 

Аварии, катастрофы, пожары, обрушения и другие бедствия в России за последние годы оказывают все возрастающее негативное воздействие на социально-экономическую обстановку. Рост числа техногенных чрезвычайных ситуаций, усугубление последствий и масштабов воздействия достигли такого размаха, что начали сказываться на без­опасности государства и населения.

Почему такое происходит? Основных причин две. Во-первых, со­временное производство усложняется, в его процессе применяются ядо­витые и агрессивные компоненты, на малых площадях концентрируется большое количество энергетических мощностей. Во-вторых, упала про­изводственная дисциплина. Это приводит к трагическим последствиям, огромным материальным убыткам. Чрезвычайные ситуации техногенного характера разнообразны как по причинам их возникновения, так и по масштабам. Рассмотрим основные из них.

На многих объектах экономики, военных объектах и научных центрах используются вещества, содержащие ядерное горючее. Отдельные системы, блоки и устройства этих объектов преобразуют энергию деля­щихся ядер в электрическую и другие виды энергий. Ряд предприятий использует в технологических процессах или хранит на своей террито­рии делящиеся материалы. Все эти предприятия относятся к объектам с ядерными компонентами. Однако радиационно опасными из них являются не все.

Радиационно опасный объект (РОО) - это объект, на котором пере­рабатывают или транспортируют радиоактивные вещества (РВ), при аварии или разрушении которого может произойти облучение или ра­диоактивное загрязнение людей, сельскохозяйственных животных, рас­тений, объектов экономики и природной среды.

К РОО относятся предприятия ядерного топливного цикла (ЯТЦ): урановой промышленности, радиохимической промышленности, места переработки и захоронения радиоактивных отходов; атомные станции (АС): атомные электрические станции (АЭС), атомные теплоэлектро­централи (АТЭЦ), атомные станции теплоснабжения (АСТ); объекты с ядерными энергетическими установками (ЯЭУ): корабельными ЯЭУ, космическими ЯЭУ, войсковыми атомными электростанциями (ВАЭС); ядерные боеприпасы (ЯБ) и склады для их хранения.

Атомная станция - это электростанция, на которой ядерная (атом­ная) энергия преобразуется в электрическую и тепловую. На атомных станциях тепло, выделяющееся в ядерном реакторе, используется для получения водяного пара, вращающего турбогенератор (АЭС), и, частично, для подогрева теплоносителя (АСТ, АТЭЦ).

Атомная станция включает: реакторы (паропроизводящие установки - главная особенность атомных станций), паровые турбины, системы трубопроводов, конденсаторы, системы вывода генерируемой мощности и тепла.

В зависимости от используемого топлива, типа ядерной реакции и способа снятия тепла в мире разработано 7 типов ядерных энергетических реакторов. В странах СНГ атомные станции имеют 4 типа реакторов: реак­торы кипящего типа (ВВЭР-440) на тепловых нейтронах с двухконтурным охлаждением реактора и съемом тепла водой; реакторы с водой под давле­нием (ВВЭР-1000); реакторы на быстрых нейтронах с охлаждением жидким натрием или магнием; графитовые реакторы кипящего типа РБМК.

С точки зрения безопасности предпочтение имеют реакторы типа ВВЭР-440 и ВВЭР-1000, что объясняется наличием отрицательного ко­эффициента реактивности, проявляющегося в уменьшении нейтронно­го потока при увеличении температуры теплоносителя в активной зоне реактора, наличием трехкратного резервирования всех активных си­стем и противоаварийной оболочки.

В реакторах типа РБМК проведено разделение функций теплоно­сителя (вода) и замедлителя нейтронов (графит), в результате чего по­явился положительный паровой эффект реактивности с увеличением нейтронного потока при повышении температуры воды и превращении ее в пар, что может привести к неконтролируемому разгону реактора при выходе из строя или отключении систем безопасности.

Основными причинами аварий на атомных станциях являются: низкий уровень технологической дисциплины оперативного персонала и его профессиональной подготовки; отсутствие должного внимания и требовательности со стороны министерств и ведомств, организаций и учреждений, ответственных за обеспечение безопасности атомных станций на этапах проектирования, строительства и эксплуатации.

Под аварией на радиационно опасном объекте понимается выход из строя или повреждение отдельных узлов и механизмов объекта во вре­мя его эксплуатации, приводящий к загрязнению объектов внешней среды.

Радиоактивное загрязнение - загрязнение поверхности Земли, ат­мосферы, воды либо продовольствия, пищевого сырья, фуража и раз­личных предметов радиоактивными веществами в количествах, превы­шающих уровень, установленный нормами радиационной безопасности. Поэтому радиоактивное загрязнение местности при авариях на атомных станциях имеет особенности.

1. Радиоактивное загрязнение местности и атмосферы имеет сложную зависимость от исходных параметров (типа и мощности реактора, времени его работы, характера аварии и т. д.) и метеоусловий, вследствие чего прогнозирование его масштабов затруднено, требует разработки специальных методик и носит ориентировочный характер.

2. Естественный спад активности радионуклидов существенно более длителен, чем распад продуктов ядерных взрывов

 

 

 

3. Смесь выбрасываемых из реактора радиоактивных веществ обо­гащена долгоживущими радионуклидами (плутоний-239, стронций-90, цезий-137 и др.), причем вклад в общую активность а-излучающих изо­топов с течением времени будет увеличиваться. В результате большие площади на длительное время окажутся загрязненными опасными ради­онуклидами, которые могут быть вовлечены в миграционные процессы на местности.

Малые размеры радиоактивных частиц (средний размер около 2 мкм) способствуют их глубокому проникновению в микротрещины и краску, что затрудняет проведение работ по дезактивации (рис. 4.2).

А, % р-10~³кг/м³

4. Пылеобразование приводит к поступлению в организм, через ор­ганы дыхания, мелкодисперсных продуктов деления и, прежде всего, биологически опасных «горячих» частиц.

5. Наличие в атмосфере облака газоаэрозольной смеси радионукли­дов, испускающей мощный поток ионизирующих излучений.

6. Осаждение высокоактивных осколков конструкций реактора и гра­фита как на территории АЭС, так и в виде пятен по следу облака.

7. Стационарный характер источника загрязнения, продолжитель­ность выбросов во времени на небольшую высоту (до 1,5-2 км) и частые изменения метеоусловий приводят к азимутальной неравномерности за­грязнения местности, изменению уровней радиации в отдельных районах во времени и образованию радиоактивных зон загрязнения в виде пятен.

Особенности радиоактивного загрязнения местности при аварии на АЭС, по сравнению с подрывом ядерного (термоядерного) боеприпаса:

1. Состав радиоактивных изотопов в смеси, выбрасываемой в атмо­сферу из реактора, различен для каждого реактора, зависит от многих его параметров, что определяет различный характер уменьшения активности и интенсивности излучения со временем;

2. Значительная часть (около 1/3) энергии при ядерном взрыве затрачивается на проникающую радиацию, в то время как при аварии на АЭС проникающая радиация, как поражающий фактор, практически отсутствует;

3. Выброс радиоактивных веществ в атмосферу при ядерном взрыве происходит практически мгновенно, а при аварии на АЭС - за сравни­тельно длительный промежуток времени;

4. При подрыве ядерного боеприпаса радиоактивное облако подни­мается на высоту до 10-20 км и более, после чего переносится ветром, который на данной высоте относительно устойчив. При аварии на АЭС газоаэрозольное облако поднимается на высоту до 1,5 км (т. е. ниже кромки сплошных облаков) и переносится ветром в нижних турбулентных слоях атмосферы, которые, как правило, неустойчивы, что затрудняет прогнозирование масштабов радиоактивного загрязнения;

5. При ядерном взрыве в облаке радиоактивно загрязненного воздуха содержится большое количество поднятой с земли радиоактивной пыли, с которой слипаются (сплавляются) продукты деления. При аварии на АЭС количество поднятой с грунта пыли будет незначительно;

6. При подрыве ядерного боеприпаса количество образовавшихся короткоживущих радионуклидов крайне мало, поэтому их действие на людей практически не учитывается. При аварии на АЭС короткоживущие радионуклиды представляют большую опасность;

7. Выбрасываемая при аварии на АЭС смесь радиоактивных веществ обогащена долгоживущими изотопами цезия-137, стронция-90, плутония-139 и т. д., что способствует последующей миграции РВ;

8. При аварии на АЭС возможно «прожигание» основания реактора и фундамента сооружения энергоблока с последующим проникновением радиоактивных частиц в грунт и грунтовые воды;

9. При ядерном взрыве общее количество выделяющихся в результате реакции деления радиоактивных веществ зависит от мощности и конструк­ции ядерного боеприпаса. При аварии на АЭС общее количество выбро­шенных радиоактивных веществ зависит от типа реактора, его мощности, продолжительности работы от последней загрузки и вида аварии;

10. Средний размер радиоактивных частиц при ядерном взрыве около 200 мкм. При аварии на АЭС средний размер выбрасываемых из реактора частиц составляет около 2 мкм, что облегчает их поступле­ние в организм человека через органы дыхания, проникновение в мик­ротрещины и микропоры различных объектов;

11. При ядерном взрыве определяющим в накоплении дозы излучения в организме человека является внешнее воздействие γ-излучения от продуктов взрыва. При аварии на АЭС оно дополняется дозой облучения от загрязненной окружающей поверхности и дозой внутреннего облучения;

12. При аварии на АЭС спад мощности дозы облучения происходит значительно медленнее, чем при ядерном взрыве (см. рис. 1.3).

При авариях на АЭС большая часть выбросов радиоактивных веществ превращается в аэрозоли, которые обусловливают аэрозольное загрязнение местности. При этом размер, форма и активность являются важнейшими параметрами радиоактивных аэрозолей. Радиоактивные частицы аварийных выбросов обычно имеют неправильную форму.

Распределение частиц по размерам и активности подчиняется нормально- логарифмическому закону: средний диаметр частицы - 2 мкм; средняя ак­тивность частицы - 10^-14-10^-16 км. Тем не менее, встречаются частицы, ак­тивность которых в сотни и тысячи раз выше активности обычных частиц. Эти частицы называются «горячими». Размер их 0,7-2 мкм, а концентра-

ция - 1 на 1-14 м воздуха. Источниками их являются уран-234, 235.

По размерам частиц выбросы можно разделить на 4 группы (см. рис. 1.4). Образование частиц I, II и, частично, III группы, в первый и, ча­стично, во второй период выбросов происходит путем диспергирования ядерного топлива и продуктов деления в результате парового взрыва при контакте топлива с теплоносителем, а также разрушения технологических каналов и разгерметизации реактора. В период горения графита и окисле­ния топлива выброс радиоактивных веществ осуществляется вследствие эффекта трубы за счет воздушного потока из нижних помещений реактора.

Выбросы частиц I группы, помимо диспергированного топлива и продуктов деления, содержат высокоактивные куски углерода и элементов конструкций реактора. Некоторая доля частиц I и II групп представляет собой зерна диоксида урана и плутония, обедненных изотопами цезия. Частицы III группы образуются в результате окисления на воздухе урана и плутония. Частицы IV группы возникают за счет конденсации и десублимации паров и газов. При их слипании образуются агрегаты, переходящие в III группу.

Радиоактивные загрязнения в виде твердых, жидких и газообразных веществ после попадания на поверхность объектов закрепляются на ней, т.к. между радиоактивными веществами и поверхностью возникает связь, которая удерживает радиоактивные вещества.

4.2. Выявление и оценка радиационной обстановки при авариях
на радиационно опасных объектах

Под радиационной обстановкой понимают возникающие в ре­зультате аварий на радиационно опасных объектах условия, которые определяются масштабами и степенью радиоактивного загрязнения местности, объектов, материальных средств, которые могут оказать влияние на жизнедеятельность населения, работу объектов экономики и действия сил ликвидации чрезвычайных ситуаций.

Под выявлением радиационной обстановки понимается сбор и об­работка исходных данных об авариях на радиационно опасных объектах (тип, мощность, координаты, количество, степень разрушения, метеоро­логические условия, время возникновения аварии и т. д.), определение размеров зон загрязнения и нанесение их на карту (план).

Под оценкой радиационной обстановки понимается определение влияния радиоактивного загрязнения на работу объектов экономики, жизнедеятельность населения и действия сил ликвидации чрезвычайных ситуаций. Оценка также предполагает:

решение основных задач по различным вариантам действий сил ликвидации чрезвычайных ситуаций;

оценку работы объектов экономики и жизнедеятельности населения;

анализ полученных результатов и выбор вариантов действий, обес­печивающих минимальные потери (исключающих потери) при условии выполнения поставленных задач.

К основным задачам при оценке радиационной обстановки относятся:

1) определение радиационных потерь при нахождении в зонах ра­диоактивного загрязнения местности;

2) определение радиационных потерь при преодолении зон радио­активного загрязнения местности;

3) определение допустимой продолжительности пребывания в зонах радиоактивного загрязнения местности при заданной дозе облучения;

4) определение времени начала работ в зонах радиоактивного за­грязнения местности при заданной дозе облучения;

5) определение времени начала преодоления зон радиоактивного загрязнения местности при заданной дозе облучения;

6) определение степени загрязнения техники, транспорта и других материальных средств.

Выявление и оценка обстановки осуществляется в 3 этапа.

I этап - заблаговременное выявление и оценка радиационной обста­новки по прогнозу по оценочным параметрам аварий на радиационно опасных объектах с учетом преобладающих среднегодовых метеоусловий. Основанием для прогнозирования являются сведения о радиационно опас­ных объектах и преобладающих метеоусловиях, полученные от соответ­ствующих министерств и ведомств. Эти результаты необходимы для пла­нирования мероприятий по защите населения и территорий;

II этап - выявление и оценка радиационной обстановки по прогнозу после аварий на радиационно опасных объектах. Основанием для прогно­зирования являются данные, поступившие от вышестоящих, нижестоящих и взаимодействующих органов управления ГОЧС, объектов экономики, подчиненных сил разведки, наблюдения и контроля с учетом реальных метеоданных. Полученные результаты необходимы для принятия решения КЧС и ПБ по защите населения и территорий, уточнения задач органам разведки и проведения неотложных мероприятий по защите;

III этап - выявление и оценка радиационной обстановки по данным разведки. Основанием для этого являются данные, полученные от органов разведки, наблюдения и контроля о мощностях доз излучения и степени радиоактивного загрязнения различных объектов на определенное время. Эти данные необходимы для уточнения принятых решений по защите населения и проведения работ по ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.

Методика выявления и оценки радиационной обстановки предна­значена для решения задач по данным прогноза и радиационной разведки при крупномасштабных разрушениях (авариях) реакторов АЭС в целях определения влияния их последствий на поведение населения и действия сил ликвидации чрезвычайных ситуаций, выбора и обоснования оптимальных режимов деятельности и защиты. Выявление и оценка радиационной обстановки заключаются в решении формализованных задач, которые делятся на две большие группы (табл. 4.1):

инженерные - задачи по определению степени радиоактивного за­грязнения местности, характеристик вооружения и техники, средств защиты;

оперативные - расчет доз облучения и возможных последствий облучения, оптимизация режимов поведения населения и действий сил ликвидации ЧС в зонах радиоактивного загрязнения и т. д., как по про­гнозу, так и по данным разведки.

 

Таблица 4.1 - Задачи, решаемые в ходе выявления и оценки радиационной обстановки при аварии на АЭС

Инженерные задачи	Оперативные задачи
по прогнозу	по данным разведки
Мощность дозы излуче­ния на следе облака; доза облучения на следе облака; поверхностная активность РВ на следе облака; мак­симальная объемная ак­тивность РВ в воздухе на высоте струи или облака; максимальная объемная активность РВ в воздухе и у поверхности земли; ак­тивность РВ, поглощенных человеком при дыхании; доза облучения от прохо­дящего облака; активность РВ, накопленных в воз­душных фильтрах двига­телей и фильтровентиля- ционных установок (ФВУ); доза облучения от загряз­ненных двигателей и ФВУ	Выявление радиационной обстановки по прогнозу
Схема прогнозируе­мых зон радиоактивного загрязнения местности на следе облака	Мощность дозы на заданное время; наименование (индекс) зон радиоактивного загрязнения
Оценка радиационной обстановки
Доза облучения при расположении на следе облака; доза облучения при преодолении следа облака; допустимое время начала работ и допу­стимая продолжите­льность работ на следе облака; допустимое время начала преодоления следа облака	Доза облучения при расположении на загрязненной местности; доза облучения при пре­одолении загрязненного участ­ка маршрута; допустимое время начала работ на загрязненной местности; допустимая продолжительность работ на загрязненной местности; допустимое время начала преодоления за­грязненного участка маршрута
Оценка последствий радиационных поражений
Потери: в результате внешнего облучения; в резуль­тате аппликации загрязненного обмундирования; в ре­зультате комбинированного воздействия РВ (внешнее облучение и внутреннее поступление)

 

Основные допущения и ограничения методики: ядерный реактор работает в стационарном режиме; радионуклидный состав выброса аналогичен составу облученного топлива; источниками радиоактивного загрязнения местности являются радиоактивное облако (мгновенный объемный источник) с выбросом на высоту до 1,5 км и струя радиоак­тивных веществ с выбросом на высоту до 200 м; базовая доля выброса продуктов деления 10 %, из которых для реактора РБМК 25 % находится в облаке и 75 % в струе, а для реактора ВВЭР - 75 % в облаке и 25 % в струе; скорость гравитационного оседания частиц 0,01 м/с.

Обычная классификация шести категорий устойчивости атмосферы по Пасквиллу укрупнена до трех: А и В до А - сильно неустойчивая (кон­векция); С и D до D - нейтральная (изотермия); Е и F до F - очень не­устойчивая (инверсия). Исходными данными для выявления и оценки ра­диационной обстановки в случае аварии на АЭС по прогнозу являются:

а) характеристики ядерного энергетического реактора (ЯЭР): тип, электрическая мощность W _э, количество аварийных ЯЭР n, астрономиче­ское время аварии Т _ав, доля выброшенных РВ п, координаты ЯЭР и др.;

б) метеорологические характеристики: скорость ветра V₁₀, направ­ление ветра α ₁₀, состояние облачного покрова;

в) дополнительные данные: время начала t _н и продолжительность работ Δt _раб, допустимая доза облучения Д_зад, координаты нахождения населения и сил ликвидации чрезвычайных ситуаций и т. д.

Выявление радиационной обстановки по прогнозу осуществляется в следующей последовательности. На карте (рис. 4.3) обозначают ради­ационно опасные объекты, возле которого делают поясняющую надпись черным цветом: в числителе - тип аварийного реактора и его электриче­ская мощность; в знаменателе - время и дата аварии.

 

 

Рис. 4.3. Прогнозирование радиационной обстановки в случае аварии на радиационно оппасном объекте.

От центра ЯЭР по направлению среднего ветра синим цветом про­водят ось прогнозируемых зон радиоактивного загрязнения.

Для заданного типа ЯЭР и других исходных данных при помощи справочных таблиц определяют размеры зон радиоактивного загрязне­ния и наносят их на карты (планы, схемы) соответствующим цветом (табл. 4.2).

Следующим этапом является оценка радиационной обстановки по прогнозу, т. е. решение ранее указанных формализованных задач по указанию непосредственного начальника или председателя КЧС и ПБ.

 

Таблица 4.2 - Характеристика зон радиоактивного загрязнения местности при аварии на АЭС (на примере ВВЭР-1000)

№ п/п	Наименование зон	Индекс, цвет	Размер зон загрязнения	Доза за первый год после аварии, Х 10-2 Зв	Мощность дозы на 1-й час после аварии, Х 10-2 Зв/ч
Длина на 1час после взрыва	Ширина на 1час после взрыва	Площадь	на внешней границе	в середине зоны	на внут­ренней границе	на внеш­ней гра­нице	на внут­ренней границе
	Радиационной опасности	М		8,76					0,014	0,14
	Умеренного загрязнения	А	29,5	1.16	26,8				0,14	1,4
	Сильного загрязнения	Б	-	-	-				1,4	4,2
	Опасного загрязнения	В	-	-	-				4,2
	Чрезвычайно опасного загрязнения	Г	-	-	-					-

 

Выявление фактической радиационной обстановки осуществляется по данным разведки и контроля с привлечением соответствующих сил ликвидации чрезвычайных ситуаций. Дополнительными исходными дан­ными являются значения мощности дозы излучения, измеренные в опре­деленное время, в определенных точках местности и приведенные к 1-му часу после аварии (рис. 4.4). Точки с мощностями доз излучения, равными или близкими к их значениям, на границах зон М, А, Б, В и Г соединяют плавными изолиниями.

Рис. 4.4. Выявление радиационной обстановки по данным разведки

 

Следующим этапом является оценка фактической радиационной об­становки по данным разведки, т. е. решение определенных, ранее форма­лизованных или других задач по указанию непосредственного начальника или председателя КЧС и ПБ.

 

4.3. Аварии с выбросом (угрозой выброса)
аварийно химически опасных веществ

Аварийно химически опасное вещество (АХОВ) - новое понятие, присвоенное группе опасных химических веществ (ОХВ), которые дли­тельное время назывались сильнодействующими ядовитыми веществами (СДЯВ).

Опасное химическое вещество - химическое вещество, прямое или опосредованное воздействие которого может вызвать острые и хрониче­ские заболевания людей или их гибель.

Аварийно химически опасное вещество - опасное химическое веще­ство, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварий­ном выбросе (выливе) которого может произойти заражение окружающей среды с поражающими живой организм концентрациями (токсодозами).

Замена понятия СДЯВ на АХОВ связана с рядом обстоятельств:

- используемое ранее определение не в полной мере соответствовало адресности веществ, которые должны интересовать ОУ РСЧС и гражданской обороны. Например, мышьяк и цианистый калий в пере­чень СДЯВ не входили, поскольку использовались в расфасованном виде в небольших количествах, не представляющих опасности возникновения очага массового поражения для населения в аварийных ситуациях. Защита от них относится к сфере техники безопасности;

- перед органами ГОЧС возникла проблема, связанная с обеспече­нием безопасности населения при заражении источников водопотребле- ния, которой ранее отводилось второстепенное внимание. То есть воз­никла необходимость в выделении новой группы веществ, которая по своему определению должна быть отличной от группы СДЯВ;

- введение понятия «опасное химическое вещество» оказалось не совсем удачным, поскольку к этому классу веществ относятся практи­чески все вредные вещества, используемые в промышленности, большая часть из которых не представляет опасности в аварийных ситуациях.

Ниже приведен перечень наиболее распространенных АХОВ и пре­дельно допустимые концентрации (ПДК) этих веществ в воздухе рабочей зоны и населенных пунктов (табл. 4.3).

 

Таблица 4.3 - Наиболее распространенные АХОВ и предельно допустимые их концентрации

№ п/п	Наименование АХОВ	ПДК (мг/м3) в воздухе
рабочей зоны	населенных пунктов
разовая	суточная
	Азотная кислота (конц.)	5,0	0,4	0,15
	Аммиак		0,2	0,04
	Водород хлористый	5,0	0,2	0,01
	Водород цианистый	0,3	-	0,01
	Окись этилена	1,0	0,3	0,3
	Соляная кислота (конц.)	5,0	0,2	0,2
	Формальдегид	0,5	0,035	0,003
	Фосген	0,5	-	-
	Хлор	1,0	0,1	0,03
	Хлорпикрин	0,7	0,007	0,007

 

 

По признакам своего поражающего действия АХОВ можно подраз­делить на следующие группы:

- удушающего действия (фосген, хлор, хлористый водород и др.);

- общеядовитого действия (хлорциан, цианистый водород, синиль­ная кислота, этиленхлоргидрин и др.);

- удушающего и общеядовитого действия (акрилонитрил, аммиак, азотная кислота, окислы азота, сернистый ангидрид, сероводород, фто­ристый водород и др.), способные вызвать токсический отек легких или нарушить энергетический обмен в организме;

- нейротропные яды (сероуглерод, фосфорорганические соедине­ния и др.), нарушающие состояние нервной системы;

- удушающего и нейротропного действия (аммиак, сернистый во­дород и др.), вызывающие при ингаляционном поражении токсический отек легких и поражение нервной системы;

- метаболические яды (окись этилена, хлор, фосген и др.), способ­ные нарушить обмен веществ и привести к смертельному исходу.

Из всех вредных веществ, используемых в промышленности (более 600 тыс. наименований), только немногим более 100 можно отнести к АХОВ, 34 из которых получили наибольшее распространение.

Механизм токсического действия АХОВ заключается в следующем. Внутри человеческого организма, а также между ним и внешней средой происходит интенсивный обмен веществ. Наиболее важная роль в этом

обмене принадлежит ферментам (биологическим катализаторам).

Ферменты - это химические (биохимические) вещества или соеди­нения, способные в ничтожно малых количествах управлять химиче­скими и биологическими реакциями в организме.

Токсичность тех или иных АХОВ заключается в химическом взаи­модействии между ними и ферментами, которое приводит к торможе­нию или прекращению ряда жизненных функций организма. Полное по­давление тех или иных ферментных систем вызывает общее поражение организма, а, в некоторых случаях, - его гибель.

Для оценки токсичности АХОВ используют ряд характеристик, ос­новными из которых являются концентрация и токсическая доза.

Концентрация - количество вещества (АХОВ) в единице объема,

массы (мг/л, г/кг, г/м и т. д.).

Пороговая концентрация - это минимальная концентрация, которая может вызвать ощутимый физиологический эффект. При этом поражен­ные ощущают лишь первичные признаки поражения и сохраняют рабо­тоспособность.

Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны - концентрация вредного вещества в воздухе, которая при ежедневной работе в течение 8 ч в день (не более 40 часов в неделю) за время всего стажа работы не может вызвать заболеваний или отклонений состояния здоровья работающих, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.

Средняя смертельная концентрация в воздухе - концентрация ве­щества в воздухе, вызывающая гибель 50 % пораженных при 2-, 4-часовом ингаляционном воздействии.

Токсическая доза - количество вещества, вызывающего определенный токсический эффект. Для характеристики токсичности веществ при их по­падании в организм человека ингаляционным путем выделяют следующие токсодозы: средняя смертельная (LCt₅₀), приводит к смертельному исходу 50 % пораженных; средняя выводящая (ICt₅₀), приводит к выходу из строя 50 % пораженных; средняя пороговая (РСт₅₀), вызывает начальные симп­томы поражения у 50 % пораженных. Средняя смертельная доза при вве­дении в желудок приводит к гибели 50 % пораженных при однократном введении в желудок (мг/кг) или однократном нанесении на кожу.

Значительная часть АХОВ является легковоспламеняющимися и взрывоопасными веществами и обладает свойствами самовозгорания и горения даже после удаления источника огня.

Химически опасный объект (ХОО) - это объект, при аварии или разрушении которого, могут произойти массовые поражения людей, животных и растений аварийно химически опасными веществами (табл. 1.5).

Понятие ХОО объединяет большую группу производственных, транспортных и других объектов экономики, различных по предназначе­нию и технико-экономическим показателям, но имеющим общее свойство - при авариях они становятся источниками токсических выбросов.

К ХОО относятся: заводы и комбинаты химических отраслей про­мышленности, отдельные установки и цеха, производящие и потребля­ющие АХОВ; заводы по переработке нефтегазового сырья; производства других отраслей промышленности, использующие АХОВ (целлюлозно-бумажной, текстильной, металлургической и др.); железнодорожные станции, порты, терминалы и склады на конечных (промежуточных) пунктах перемещения АХОВ; транспортные средства (контейнеры и наливные поезда, автоцистерны, речные и морские танкеры, трубопроводы и т. д.).

При этом АХОВ могут быть как исходным сырьем, так промежуточ­ными и конечными продуктами производства. АХОВ на предприятии мо­гут находиться в технологических линиях, хранилищах и базисных скла­дах. Анализ структуры ХОО показывает, что основное количество АХОВ хранится в виде исходного сырья или продуктов производства.

Сжиженные АХОВ содержатся в стандартных емкостных элементах. Это могут быть алюминиевые, железобетонные, стальные или комбиниро­ванные резервуары, в которых поддерживаются условия, соответствующие режиму хранения.

Химически опасная административно-территориальная единица (АТЕ) - административно-территориальная единица, более 10 % населения которой могут оказаться в зоне возможного химического заражения при авариях на химически опасных объектах (табл. 4.4).

 

Таблица 4.4 - Критерии для классификации АТЕ и объектов экономики по химической опасности

№ п/п	Класси­фициру­емый объект	Определение классификации объектов	Критерий (показатель) для отнесения объекта и АТЕ к химически опасным	Численное значение категории степени химической опасности по категориям химической опасности
I	II	III	IV
	Объект эконо­мики	ХОО экономики - это объект экономики, при разрушении (аварии) которого могут произойти массовые поражения людей, сельскохозяй­ственных животных и растений АХОВ	Количество населения, попадающего в зону ВХЗ АХОВ	Более 75 тыс. чел.	От 40 до 75 тыс. чел.	Менее 40 тыс. чел.	Зона ВХЗ не выходит за пре­делы объекта и его СЗЗ
	АТЕ	Химически опасная АТЕ - АТЕ, более 10 % населения которой могут оказаться в зоне ВХЗ	Количество населения (доля территорий) в зоне ВХЗ АХОВ	Более 50 %	От 30 до 50 %	От 10 до 30 %

 

Примечания.

1. Зона возможного химического заражения (ВХЗ) - это площадь круга с радиу­сом, равным глубине зоны с пороговой токсодозой.

2. Для городов и городских районов степень химической опасности оценивается по доле территории, попадающей в зону ВХЗ, допуская, что население распределено равномерно по площади.

3. Определение глубины зоны с пороговой токсодозой задается следующими ме­теоусловиями: инверсия, скорость ветра 1 м/с, температура воздуха 20 °С, направление ветра равновероятное от 0 до 360 °.

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

Санитарно-защитная зона (СЗЗ) - территория вокруг потенциально опасного объекта, устанавливаемая для предотвращения или уменьшения влияния вредных факторов его воздействия на людей, сельскохозяйствен­ных животных и растения, а также на окружающую природную среду.

Химическая авария - это авария на химически опасном объекте, со­провождающаяся проливом или выбросом опасных химических веществ, способная привести к гибели или химическому заражению людей, продо­вольствия, пищевого сырья и кормов, сельскохозяйственных животных и растений, или к химическому заражению окружающей природной среды.

Выброс опасных химических веществ - выход при разгерметизации за короткий промежуток времени из технологических установок, емкостей для хранения или транспортирования опасных химических веществ в количестве, способном вызвать химическую аварию.

Пролив опасных химических веществ - вытекание при разгермети­зации из технологических установок, емкостей для хранения или транс­портировки ОХВ в количестве, способным вызвать химическую аварию.

Очаг поражения АХОВ - это территория, в пределах которой в ре­зультате аварии на химически опасном объекте с выбросом АХОВ про­изошли массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных, растений, разрушения и повреждения зданий, сооружений.

В случае разрушения оболочки изотермического резервуара (хранение АХОВ при давлении, близком к атмосферному) и разлива АХОВ в поддон первый период испарения практически отсутствует. В первичное облако переходит всего 3-5 % хранимой жидкости (за счет тепла поддона и окружающей среды) в течение 5-10 мин. В случае свободного разлива количество АХОВ, перешедшее в первичное облако, будет зависеть и от площади разлива. Оставшаяся часть жидкости перейдет в режим стационарного кипения.

В случае разрушения оболочек высококипящих жидкостей образо­вание первичного облака паров практически не происходит.

Основными источниками опасности в случае аварий на химически опасном объекте (рис. 4.5) являются: залповые выбросы АХОВ в атмосфе­ру с последующим заражением воздуха, местности и водоисточников; сброс АХОВ в водоемы; «химический» пожар с поступлением АХОВ и продуктов их горения в окружающую среду; взрывы АХОВ, сырья для их получения или исходных продуктов; образование зон задымления с осаждением АХОВ в виде «пятен» по следу распространения облака за­раженного воздуха, возгонкой и миграцией.

 

 

Каждый из источников опасности по месту и времени может прояв­ляться отдельно, последовательно или в сочетании с другими источниками. Все зависит от физико-химических характеристик АХОВ, условий аварии, метеоусловий и топографии местности. В случае возникновения аварий на химически опасном объекте с выбросом АХОВ очаг химического поражения будет иметь следующие особенности.

1. Образование облаков паров АХОВ и их распространение в окру­жающей среде являются сложными процессами, которые определяются характеристиками АХОВ, условиями хранения, метеоусловиями, релье­фом местности и т. д., поэтому прогнозирование масштабов химическо­го заражения (загрязнения) затруднено.

2. В разгар аварии на объекте действует, как правило, несколько поражающих факторов: химическое заражение местности, воздуха, во­доемов; высокая или низкая температура; ударная волна, а вне объекта - химическое заражение окружающей среды.

3. Наиболее опасный поражающий фактор - воздействие паров АХОВ через органы дыхания. Он действует как на месте аварии, так и на больших расстояниях от источника выброса, и распространяется со скоростью ветрового переноса АХОВ.

4. Опасные концентрации АХОВ в атмосфере могут существовать от нескольких часов до нескольких суток, а заражение местности и воды - еще более длительное время.

5.Смерть зависит от свойств АХОВ, токсической дозы и может наступать как мгновенно, так и через несколько дней после отравления.

Оповещение населения об угрозе поражения АХОВ возлагается на дежурных диспетчеров химически опасных объектов и местные орга­ны управления ГОЧС. Проводится оно незамедлительно после установ­ления факта аварии и прогноза о направлении распространения облака зараженного воздуха.

Население вблизи химически опасных объектов (в радиусе до 2,5 км) оповещается диспетчерской службой предприятия с использованием своих технических средств и местных каналов радиовещания; те, кто проживает на удалении более 2,5 км, - оперативными службами городских органов управления по делам ГОЧС, которые используют телевизионную и радиотрансляционную сети. В информации об аварии говорится: какое вещество выброшено в окружающую среду, в каких районах (жилых кварталах) может возникнуть наибольшая опасность распространения облака зараженного воздуха, какие меры защиты необходимо принять.

4.4. Прогнозирование возможной обстановки
при авариях на химически опасных объектах

Под химической обстановкой понимают возникающие в результате аварий на химически опасном объекте условия, которые определяются масштабами и степенью химического заражения местности, объектов, материальных средств, которые могут оказать влияние на жизнедея­тельность населения, работу объектов экономики и действия сил ликви­дации чрезвычайной ситуации.

С целью определения влияния химического заражения на жизнеде­ятельность населения, работу объекта экономики и действия сил ликви­дации чрезвычайной ситуации, обоснования и принятия мер защиты осуществляется выявление и оценка химической обстановки.

Под выявлением химической обстановки понимается сбор и обработка исходных данных об авариях на химически опасном объекте (наимено­вание, количество и условия хранения выброшенного в окружающую сре­ду АХОВ, метеорологические условия, время аварии и т. д.), определение размеров зон химического заражения и нанесение их на карту (план).

Под оценкой химической обстановки понимается определение влия­ния химического заражения на работу объекта экономики, жизнедеятель­ность населения и действия сил ликвидации чрезвычайных ситуаций.

Оценка включает решение задач по различным вариантам действий сил ликвидации чрезвычайных ситуаций, работы объекта экономики и жизнедеятельности населения, анализ полученных результатов и выбор целесообразных вариантов действий, которые обеспечивают минимальные потери (исключают их) при условии выполнения поставленных задач.

К основным задачам оценки химической обстановки относят:

1) определение возможных потерь населения и сил ликвидации чрезвычайных ситуаций в зонах химического заражения;

2) определение количества зараженных людей, техники, транспорта, материальных средств, требующих проведения работ по дегазации;

3) определение стойкости (времени самоиспарения) АХОВ;

4) определение времени подхода облака зараженного АХОВ воздуха к определенному рубежу (объекту).

Выявление и оценка химической обстановки осуществляется в 3 этапа:

I этап - заблаговременное выявление и оценка химической обста­новки по прогнозу по оценочным параметрам аварий на химически опас­ном объекте с учетом среднегодовых метеоусловий. Основанием для прогнозирования являются сведения о химически опасных объектах и преобладающих метеоусловиях от соответствующих министерств и ве­домств. Полученные результаты необходимы для планирования меро­приятий по защите населения и территорий;

II этап - выявление и оценка химической обстановки по прогнозу после аварий на химически опасном объекте. Основанием для прогнози­рования являются данные от вышестоящих, нижестоящих и взаимодей­ствующих ОУ ГОЧС и подчиненных сил разведки, наблюдения и контроля с учетом реальных метеоданных. Полученные результаты необходимы для принятия решения КЧС и ПБ по защите населения и территорий, для уточнения задач органам разведки и проведения неотложных мероприятий по защите;

III этап - выявление и оценка фактической химической обстановки на основании данных от органов разведки, наблюдения и контроля о кон­центрации АХОВ в отдельных точках местности на определенное время. Эти данные необходимы для уточнения ранее принятых решений по защи­те населения и проведения работ по ликвидации чрезвычайных ситуаций.

С целью определения влияния химического заражения на жизнедеятельность населения, работу объектов экономики и действия сил ликвидации чрезвычайных ситуаций, обоснования и принятия мер защиты осуществляется выявление и оценка химической обстановки.

Под оценкой химической обстановки понимается решение основных задач, определение влияния химического заражения на работу объектов экономики, жизнедеятельность населения и действия сил ликвидации чрезвычайных ситуаций. Оценка химической обстановки включает решение основных задач по различным вариантам действий сил ликвидации чрезвычайных ситуаций, работы объектов экономики и жизнедеятельности населения, анализ полученных результатов и выбор наиболее целесообразных вариантов действий, которые обеспечивают минимальные потери (исключают потери) при условии выполнения поставленных задач.

К основным задачам при оценке химической обстановки относятся:

1. Определение возможных потерь населения и сил ликвидации чрезвычайных ситуаций в зонах химического заражения.

2. Определение количества зараженных людей, техники, транспорта и других материальных средств, требующих проведения работ по дегазации.

3. Определение стойкости (времени самоиспарения) АХОВ.

4. Определение времени подхода облака зараженного АХОВ воздуха к определенному рубежу (объекту).

Выявление и оценка химической обстановки осуществляется в 3
этапа:

I этап – заблаговременное выявление и оценка химической обстановки по прогнозу, по оценочным параметрам аварий на химически опасных объектах с учетом преобладающих среднегодовых метеоусловий.

Основанием для заблаговременного прогнозирования являются сведения о химически опасных объектах и преобладающих метеоусловиях, полученные от соответствующих министерств, ведомств и органов гидрометеослужбы. Полученные результаты необходимы для планирования мероприятий по защите населения и территорий.

II этап – выявление и оценка химической обстановки по прогнозу после аварий на химически опасных объектах. Основанием для прогнозирования являются данные, поступившие от вышестоящих, нижестоящих и взаимодействующих органов управления ГОЧС, объектов экономики и подчиненных сил разведки, наблюдения и контроля с учетом реальных метеоданных. Полученные результаты необходимы для принятия решения соответствующими председателями КЧС по защите населения и территорий, а также для уточнения задач органам разведки и проведения неотложных мероприятий по защите.

III этап – выявление и оценка фактической химической обстановки (по данным разведки). Основанием для этого являются данные, полученные от органов разведки, наблюдения и контроля о концентрации АХОВ в отдельных точках местности на определенное время.

Полученные данные необходимы для уточнения ранее принятых решений по защите населения и проведения работ по ликвидации чрезвычайных ситуаций. Сущность прогнозирования и оценки возможной химической обстановки. Порядок проведения расчетов при решении типовых задач.

Прогнозирование масштабов заражения АХОВ осуществляется пометодике прогнозирования масштабов возможного химического заражения аварийно химически опасными веществами при авариях на химически опасных объектах и транспорте (СП 165.1325800.2014 «Инженерно-технические мероприятия по гражданской обороне»).

Методика позволяет осуществлять прогнозирование масштабов возможного химического заражения при авариях на технологических емкостях и хранилищах, при транспортировании железнодорожным, трубопроводным и другими видами транспорта, а также в случае разрушения химически опасных объектов.

Методика распространяется на случай выброса аварийно химически опасных веществ (АХОВ) в атмосферу в газообразном, парообразном или аэрозольном состоянии.

Масштабы возможного химического заражения АХОВ, в зависимости от их физических свойств и агрегатного состояния в емкостях, хранилищах и технологическом оборудовании, рассчитывают по первичному и вторичному облаку, например:

для сжиженных газов - отдельно по первичному и вторичному облаку;

для сжатых газов - только по первичному облаку;

для ядовитых жидкостей, кипящих выше температуры окружающей среды - только по вторичному облаку.

Исходные данные для оперативного прогнозирования масштабов возможного химического заражения АХОВ:

- общее количество АХОВ на объекте и данные о размещении их запасов в емкостях и технологических трубопроводах;

- количество АХОВ, выброшенных в атмосферу, и характер их разлива на подстилающей поверхности («свободно», «в поддон» или «в обваловку»);

- высота поддона или обваловки складских емкостей;

- метеорологические условия: температура воздуха, скорость ветра на высоте 10 м, степень вертикальной устойчивости атмосферы.

При заблаговременном прогнозировании масштабов возможного химического заражения на случай возможных производственных аварий в качестве исходных данных рекомендуется принимать:

- за величину выброса АХОВ (Q ₀) – количество АХОВ в максимальной по объему единичной емкости (технологической, складской, транспортной и др.);

- для химически опасных объектов, расположенных в сейсмических районах, а также для объектов, отнесенных к категориям по гражданской обороне, в том числе атомных станций, за величину выброса АХОВ следует принимать общий запас АХОВ на объекте;

- метеорологические условия - изотермия, скорость ветра – 3 м/с; температура воздуха – 20°С.

Для оперативного прогнозирования масштабов возможного химического заражения при угрозе или непосредственно после аварии должны принимать конкретные данные о количестве выброшенного (разлившегося) АХОВ, реальные метеоусловия, а также иные исходные данные, которые доступны на момент прогнозирования.

 

 

3. Предельное время пребывания людей в зоне химического заражения и продолжительность сохранения неизменными метеорологических условий (степени вертикальной устойчивости атмосферы, направления и скорости ветра) составляет 4 ч. По истечении указанного времени прогноз обстановки должен уточняться;

- при авариях на газо- и продуктопроводах значение выброса АХОВ должны принимать равным максимальному количеству АХОВ, содержащемуся в трубопроводе между автоматическими запорными устройствами, например, для аммиакопроводов – 275-500 т.

Порядок проведения расчетов:

1. Вычисляется эквивалентное количество АХОВ, перешедшее в первичное облако:

2. Вычисляется эквивалентное количество АХОВ, перешедшее во вторичное облако.

3. Определяется глубина распространения первичного (Г₁) и вторичного (Г₂) облаков АХОВ, а также общая глубина распространения зараженного воздуха.

4. Сравнивается общая глубина распространения зараженного воздуха с возможным предельным значением глубины переноса воздушных масс (Г_п). Из двух значений выбираем наименьшее.

5. Вычисляется площадь зоны возможного химического заражения АХОВ.

6. Вычисляется продолжительность поражающего действия АХОВ (время испарения АХОВ с площади разлива)

7. Вычисляется время подхода зараженного воздуха к объекту.

В методике прогнозирования масштабов возможного химического заражения аварийно химически опасными веществами при авариях на химически опасных объектах и транспорте (СП 165.1325800.2014 «Инженерно-технические мероприятия по гражданской обороне») приведены все расчетные зависимости, а также даны необходимые таблицы для выполнения всех расчетов по прогнозированию масштабов химического заражения для оценки возможной химической обстановки.

При аварии (разрушении) объектов с АХОВ условные обозначения наносятся на карту (план) в следующей последовательности (рис. 4.6.):

- точкой синего цвета отмечается место аварии и проводится ось в направлении распространения облака зараженного воздуха;

- на оси следа откладывают глубину распространения зараженного воздуха;

- синим цветом наносится зона возможного заражения АХОВ в виде окружности, полуокружности или сектора;

- зона возможного химического заражения штрихуется желтым цветом;

- возле места аварии синим цветом делается поясняющая надпись. В числителе – тип и количество (т), в знаменателе – время и дата аварии.

Зона возможного химического заражения часто дополнительно подразделяется на:

- район аварии или место разлива АХОВ;

- зону возможного распространения зараженного воздуха – площадь, в пределах которой распространяются АХОВ с поражающей концентрацией.

 

Населенные пункты в зоне возможного химического заражения с находящимися в них людьми, сельскохозяйственными животными и растениями составляют очаг возможного химического поражения.