Расчет рассеивания продуктов горения, образующихся в результате пожара в приземном слое атмосферы населенного пункта

Ежегодно население получает различные дозы отравления продуктами сгорания, зависящих от размера зоны загрязнения воздуха при каждом пожаре. Границы загрязненных территорий определяются расстоянием до очага пожара, в котором качество атмосферы соответствует нормам ПДК. При каждом конкретном пожаре она зависит от уровня выделения токсикантов, пожарной нагрузки, площади и продолжительности пожара, метеоусловий, рельефа местности. Считается, что в среднем один пожар способен вызвать загрязнение территории радиусом 1-2 км.

Примерно 75% всех пожаров происходят в жилых домах, общественных зданиях, офисах и т.п., отделка помещений которых, предметы интерьера, бытовая техника и иные материальные ценности изготовлены из полимерных материалов на основе поливинил-хлорида (ПВХ), полиуретанов (ПУ), целлюлозы (ДСП, ДВП, бумажно-слоистые пластики, хлопок и др.).

К числу наиболее опасных веществ в продуктах горения при пожарах в этих зданиях относятся оксид углерода (угарный газ), диоксид углерода (углекислый газ), хлористый водород, уксусная и синильная кислота и многие другие вещества, которых по разным оценкам может быть более 400. Например, в продуктах сгорания древесины найдено 220 веществ, у пенополиуретанов - 50 токсичных веществ, у поливинилхлорида - 75, причем некоторые из них обладают канцерогенными свойствами.

Для расчета интенсивности рассеивания загрязнителей в зоне химического заражения была использована компьютерная программа, разработанная на кафедре естественнонаучных дисциплин ГОУВПО «Академия гражданской защиты» МЧС ДНР. С этой целью в компьютерную программу были внесены данные: скорость генерации или интенсивность залпового выброса загрязнителей (М, г/с); степень вертикальной устойчивости воздуха, которая характеризуется тремя состояниями атмосферы в приземном слое: инверсией, конвекцией и изотермией, а также топографическая карта местности района расположения объекта.

Интенсивность выброса каждого загрязняющего вещества – М_i, (г/с) определяется с учетом рассчитанного количества материалов, сгоревших в жилье за год (пункт 3.3.4) и удельной массы i-го загрязнителя, m_i, т_пг/т_гн (таблица А.8 Приложение А).

Среднее время выбросов продуктов горения - 30 минут (указано в таблице Б. 2 «Задания» Приложение Б».

                               (3.21)

Полученные значения М_i вносят в компьютерную программу. В результате расчета получают карты-схемы рассеивания загрязняющих веществ (пример рисунок 3.1)

Рисунок 3.1 – Карта – схема рассеивания сернистого ангидрида в результате пожара

Основным показателем степени загрязнения воздуха является интегральный индекс загрязнения атмосферы (ИЗА). ИЗА учитывает не только концентрации различных веществ, но и вредность их воздействия на здоровье населения. Уровень загрязнения атмосферного воздуха загрязнителями определялся в соответствии с четырьмя установленными категориями ИЗА: низкий, повышенный (желтый уровень опасности), высокий (оранжевый уровень опасности) и очень высокий (красный уровень опасности). Оценка степени загрязнения атмосферного воздуха по ИЗА приведена в таблице 3.9.

Таблица 3.9 – Оценка степени загрязнения атмосферы по ИЗА

Критерием для определения химической опасности территории, подверженной воздействию химического заражения в результате пожара является количество населения, которое попадает в прогнозируемые зоны химического заражения при чрезвычайной ситуации. Эта зона представляет собой площадь эллипса, длинная диагональ которого равна наибольшей глубине распространения облака химического заражения. В зависимости от того, сколько людей попадает в прогнозируемые зоны химического заражения, выделяют четыре степени химической опасности: I – более 3 тыс. человек; II – от 0,3 до 3 тыс. человек; III – от 0,1 до 0,3 тыс. человек; IV – менее 0,1 тыс. человек.

Результатом расчета рассеивания вредных веществ: монооксида углерода и сернистого ангидрида в атмосфере явилось создание карты рассеивания. На карте (рисунок 3.1) отображены плоскостные зоны, отличающиеся разным значением индекса загрязнения атмосферы для вышеперечисленных загрязняющих веществ. Зона 1 – сернистый ангидрид, соответствует очень высокому уровню загрязнения – ИЗА более 14); зона (2) – сернистый ангидрид, соответствует высокому уровню загрязнения – ИЗА более 7; зона (3) сернистый ангидрид соответствует повышенному уровню загрязнения – ИЗА от 5 до 7. Глубина зоны (1) – 360 м, это санитарно- защитная зона предприятия. Глубина зоны (2) – 560 м, в нее попадает около 15-20 жителей поселка. Глубина зоны (3) – 600 м, в нее попадает около 50 жителей.

По степени химической опасности данная чрезвычайная ситуация относится к четвертой степени химической опасности, т.к. не превышает 0,1 тыс. человек.

На основе данных химического заражения и с целью минимизации масштабов последствий пожара могут быть предложены следующие рекомендации:

- создание сети оперативного оповещение сил, участвующих в локализации чрезвычайной ситуации (пожара);

- создание постов оповещения и информирования жителей вблизи расположенных населенных пунктов.