Чрезвычайных ситуациях

ОЦЕНКА ХИМИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ ПРИ

Под оценкой химической обстановки понимается определение масштабов и характера загрязнения химически опасными веществами, анализ их влияния на деятельность хозяйственных объектов и населения.

Масштаб химического загрязнения характеризуется:

— радиусом и площадью района аварии;

— глубиной и площадью загрязнения местности с опасными плотностями;

— глубиной и площадью распространения первичного и вторичного облаков химически опасных веществ.

Под глубиной загрязнения понимается максимальная протяженность соответствующей площади загрязнения за пределами района аварии, а под глубиной распространения — максимальная протяженность зоны распространения первичного или вторичного облака химически опасных веществ.

Под зоной распространения понимается площадь химического загрязнения воздуха за пределами района аварии, создаваемая в результате распространения облака сильнодействующего ядовитого вещества (СДЯВ) по направлению ветра.

Зона химического загрязнения, образованная СДЯВ, включает участок разлива ядовитых веществ в поражающих концентрациях.

Под поражающими концентрациями понимается такое содержание в воздухе паров СДЯВ, при которых исключается пребывание людей без противогазов.

Очагом химического поражения называют территорию, на которой в результате воздействия СДЯВ произошли массовые поражения людей и животных.

Размеры зоны химического загрязнения характеризуются глубиной распространения загрязненного воздуха (Г) с поражающими концентрациями, шириной (Ш) и площадью (S).

Оценка последствий химически опасных аварий осуществляется методом прогнозирования и по данным химической разведки местности.

Исходными данными для прогнозирования последствий аварии служат:

— характеристика объекта аварии (место и время аварии, тоннаж емкостей, наименование СДЯВ);

— метеорологические условия (скорость и направление ветра, степень вертикальной устойчивости воздуха, температура воздуха и подстилающей поверхности);

— топографические особенности местности (рельеф, наличие лесных массивов, характер застройки).

Знание направления и скорости ветра дает возможность правильно оценить степень угрозы поражения населения парами СДЯВ, распространяющимися по ветру. От скорости ветра также зависят образование поражающих концентраций, глубина распространения загрязненного воздуха.

На глубину распространения СДЯВ и на их концентрацию в воздухе значительно влияют вертикальные потоки воздуха. Их направление характеризуется степенью вертикальной устойчивости: инверсию, изотермию, конвекцию.

Инверсия в атмосфере — это повышение температуры воздуха по мере увеличения высоты. Она чаще всего образуется в безветренные ясные ночи в результате интенсивного излучения тепла земной поверхностью.

Инверсия препятствует рассеиванию воздуха на высоте и создает наиболее благоприятные условия для сохранения высоких концентраций СДЯВ.

Изотермия характеризуется стабильным равновесием воздуха. Она наиболее типична для пасмурной погоды и также, как инверсия, способствует длительному застою паров СДЯВ на местности, в лесу, в жилых кварталах населенных пунктов.

Конвекция — это вертикальное перемещение воздуха с одних высот на другие. Воздух более теплый перемещается вверх, а более холодный и более плотный — вниз. Конвекция вызывает сильное рассеивание загрязненного воздуха — и концентрация СДЯВ в воздухе быстро снижается. Отмечается конвекция в весенне-летне-осенний период в ясные дни при отсутствии снежного покрова.

Вертикальную устойчивость воздуха (ВУВ) принято характеризовать термодинамическим критерием. Для определения термодинамического критерия необходимо измерить температуру воздуха на высоте 50 и 200 см от поверхности земли и скорость ветра на высоте 100 см.

По разности температуры на высоте 50 и 200 см вычисляют температурный градиент:

, который делят на квадрат скорости ветра на высоте 100 см и получают термодинамический критерий (ТДК).

                                               (1)

При этом учитывается знак температурного градиента:

при  ВУВ соответствует конвекции;

при  ВУВ соответствует инверсии;

при  ВУВ соответствует изотермии.

При скорости ветра более 4 м/с происходит интенсивное перемещение приземного слоя воздуха.

При отсутствии ветра (штиль) ВУВ определяют только по температурному градиенту : если > 0, то ВУВ соответствует конвекции, если < 0 — инверсии и при = 0 — изотермии.

Прогнозирование масштабов химического загрязнения при возможных авариях ведется с помощью формул (1—16) и данных, приведенных в таблицах 1—9.

Эквивалентное количество (m) вещества в первичном облаке определяется по формуле

,                                     (2)

где  — коэффициент, зависящий от условий хранения СДЯВ (табл.1);

    — коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого СДЯВ (табл.1);

   — коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха; для инверсии принимается равным 1, для изотермии — 0,23, для конвекции — 0, 08;

    — коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (табл. 1);

    — количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т.

Для сжатых газов  рассчитывается по формуле

                                              (3)

где d плотность СДЯВ, т/  (табл. 2);

 — объем хранилища, .

При авариях на газопроводе  рассчитывается по формуле

,                                                      (4)

где n — содержание СДЯВ в природном газе, %;

d — плотность СДЯВ, т/  (табл. 2);

 — объем секции газопровода между автоматическими отсекателями, .

Эквивалентное количество вещества во вторичном облаке рассчитывается по формуле

,                             (5)

где  — коэффициент, зависящий от физико-химических свойств СДЯВ (табл. 1);

   — коэффициент, учитывающий скорость ветра (табл. 3);

   — коэффициент, зависящий от времени N, прошедшего после начала аваріі, значеніе коэффициента  определяется после расчета продолжительности Т (ч.) испарения вещества

   К₆ = N^0,8   при N<T

T^0,8    при N T

При T<1 ч. К₆ принимается для 1 ч.

D — плотность СДЯВ, т/м³ (табл. 2)

h — толщина слоя СДЯВ, м.

 

Продолжительность поражающего действия СДЯВ определяется временем его испарения о площади разлива.

Время испарения Т (ч.) СДЯВ с площади разлива определяется по формуле:

,                                               (6)

где h — толщина слоя СДЯВ, м;

d — плотность СДЯВ, т/м³ (табл. 2).

Толщина слоя h жидкости СДЯВ, разлившихся свободно на подстилающей поверхности, принимается равной 0,05 м по всей площади разлива. Для СДЯВ, разлившихся в поддон или обваловку, определяется следующим образом:

а) при разливах из емкостей, имеющих самостоятельный поддон (обваловку):

,

где H — высота поддона (обваловки), м;

б) при разливах из емкостей, расположенных группой, имеющих общий поддон (обваловку):

,

где Q₀ — количество выброщенного (разлившегося) при аварии вещества, т;

  d — плотность СДЯВ, т/м³ (табл. 2);

  F — площадь разлива в поддон (обваловку), м².

 Табл. 1. Значение вспомогательных коэффициентов для определения эквивалентного количества СДЯВ и времени

Испарения

№№ п/п	Наименование   СДЯВ	Значения вспомогательных коэффициентов
		K1	K2	K3	K7 для температуры воздуха, °С
					-40	-20	0		20		40
1.	Аммиак: хранение под давлением	0,18	0,025	0,04	0/0,9	0,3/1	0,6/1		1/1		1,4/1
	Изотермическое хранение	0,01	0,025	0,04	0/0,9	1/1	1/1		1/1		1/1
2.	Ауетонциангидрин	0	0,002	0,316	0	0	0,3		1		1,5
3.	Водород фтористый	0	0,028	0,15	0,1	0,2	0,5		1		1
4.	Водород хлористый	0,28	0,037	0,30	0,4/1	0,6/1	0,8/1		1/1		1,2/1
5.	Водород цианистый	0	0,026	3,0	0	0	0,4		1		1,3
6.	Диметиламин	0,06	0,041	0,5	0/0,1	0/0,3	0/0,8		1/1		2,5/1
7.	Метил бромистый	0,04	0,039	0,5	0/0,2	0/0,4	0/0,9		1/1		2,3/1
8.	Метил хлористый	0,125	0,044	0,056	0/0,5	0,1/1	0,6/1		1/1		1,5/1
9.	Метил меркаптан	0,06	0,043	0,353	0/0,1	0/0,3	0/0,8		1/1		2,4/1
10.	Нитрил акриловой кислоты	0	0,007	0,8	0,04	0,1	0,4		1		2,4
11.	Окислы азота	0	0,04	0,4	0	0	0,4		1		1
Окончание табл. 1
12.	Окись этилена	0,05	0,041	0,27	0/0,1	0/0,3	0/0,7		1/1		3,2/1
13.	Сернистый ангидрид	0,11	0,049	0,333	0/0,2	0/0,3	0,3/1		1/1		1,7/1
14	Сероводород	0,27	0,042	0,036	0,3/1	0,5/1	0,8/1		1/1		1,2/1
15.	Сероуглерод	0	0,021	0,013	0,1	0,2	0,4	1		2,1
16.	Соляная кислота	0	0,021	0,30	0	0,1	0,3		1		1,6
17.	Формальдегид	0,19	0,034	1,0	0/0,4	0/1	0,5/1		1/1		1,5/1
18.	Фосген	0,05	0,061	1,0	0/0,1	0/0,3	0/0,7		1/1		2,7/1
19.	Хлор	0,18	0,052	1,0	0/0,9	0/0,3	0,6/1		1/1		1,4/1
20.	Хлорпикрин	0	0,002	30,0	0,03	0,1	0,3		1		2,9
21.	Хлорциан	0,04	0,048	0,80	0/0	0/0	0/0,6		1/1		3,9/1

Примечание. Значение коэффициента К₇ приведены в числителе — для расчета первичного, в знаменателе — для вторичного облака СДЯВ и времени испарения.

Табл. 2. Физические и токсические свойства СДЯВ

№№ п/п	Наименование   СДЯВ	Плотность СДЯВ, т/м3		Температура кипения °С	Пороговая токсодоза, мгмин/л
		Газ	жидкость