< Попер   ЗМІСТ   Наст >

Методика оцінки хімічної обстановки під час аварій на суб'єкті господарювання та транспорті.

Загальні характеристики хімічної небезпеки.

Перелік використовуваних в Україні хімічних речовин нараховує більш 70 тис. найменувань. Більшість з них становить визначену небезпеку для здоров'я людей і екології, однак до НХР відносять тільки ті речовини, прямий або опосередкований вплив яких на людину може спричинити їй гострі чи хронічні захворювання або загибель.

За характером впливу на організм людини НХР поділяють на три групи: інгаляційної дії, вони надходять через органи дихання; пероральної, котрі діють через шлунково-кишковий тракт та шкіряно резорбційної дії – діючі через шкірні покриви.

До основних характеристик токсичних властивостей НХР належать: гранично допустима концентрація ГДК, мг/м '. смертельна концентрація речовини в даному середовищі (повітрі, воді, продуктах), а також токсидоза (гранична, вражаюча, смертельна). Найбільше часто використовують величини LD50 мг/л, – середню смертельну концентрацію, яка спричиняє летальний вихід у 50% уражених, і LD50 мг-хв/л, – середню смертельну токсодозу, котра спричиняє летальний вихід у 50% уражених при тривалості експозиції для незахищеного населення 30 хв. Відповідно до ДСТУ 12.1.07-76, за небезпекою впливу на організм людини всі НХР поділяються на чотири класи (табл. 2.2. додатку 2).

Введення такої класифікації обумовлене тим, що в ряді випадків високотоксичні з'єднання виявляються внаслідок особливостей їхніх фізико-хімічних властивостей відносно мало небезпечними і, навпаки, низько токсичні стають високо небезпечними (наприклад, аміак). Речовини І і II класів здатні утворювати небезпечні концентрації для життя і здоров'я людей навіть при невеликих витоках. Ступінь небезпеки хімічної речовини при аваріях на ХНО значною мірою залежить від її кількості на аварійному об'єкті.

Визначення параметрів зон хімічного забруднення.

Оцінка хімічної обстановки може здійснюватися для довгострокового (оперативного) і аварійного прогнозування при аваріях на ХНО і транспорті, а також для визначення ступеня хімічної небезпеки ХНО та СГ. Довгострокове (оперативне) прогнозування (ДОП) здійснюється заздалегідь для визначення можливих масштабів забруднення, сил і засобів, які залучатимуться для ліквідації наслідків аварії, складення планів роботи та інших довгострокових (довідкових) матеріалів. Для ДОП використовуються такі дані: загальна кількість НХР для об'єктів, що розташовані в небезпечних районах (для сейсмонебезпечних районів та на воєнний час тощо), при цьому приймається розлив НХР "вільно"; кількість НХР в одиничній максимальній технологічній ємності – для інших об'єктів. В останніх випадках приймається розлив НХР "у піддон" або "вільно" залежно від умов зберігання НХР; ступінь заповнення ємності (ємностей) приймається 70% від паспортного об'єму ємності; ємності з НХР при аваріях руйнуються повністю; при аваріях на продуктопроводах (аміакопроводах тощо) кількість НХР, що може бути викинута, приймається за її кількість, що знаходиться між відсікачами (для продуктопроводів об'єм НХР приймається 100-300 т); метеорологічні дані: швидкість вітру в приземному шарі – 1 м/с, температура повітря 20°С, ступінь вертикальної стійкості повітря (СВСП) – інверсія, напрямок вітру не враховується, а розповсюдження хмари зараженого повітря приймається у колі 360 град.; середня щільність населення для цієї місцевості.

Площа зони можливого хімічного забруднення (ЗМХЗ) визначається як:

де Г – глибина зони, км (табл. 2.3. додатку 2).

Площа прогнозованої зони хімічного забруднення (ПЗХЗ):

Заходи щодо захисту населення детально плануються на глибину зони можливого хімічного зараження, що утворюється протягом перших 4 годин після початку аварії.

Аварійне прогнозування здійснюється під час виникнення аварії за даними розвідки для визначення можливих наслідків, порядку дій в зоні можливого зараження. Воно здійснюється на термін не більше 4 години, після чого прогноз має бути уточнений.

Для аварійного прогнозування використовуються наступні дані: загальна кількість НХР на момент аварії в ємності (трубопроводі), на яких утворилась аварія; характер розливу НХР на підстильній поверхні ("вільно" або "у піддон"); висота обвалування (піддону); реальні метеорологічні умови: швидкість (м/с) і напрямок вітру у приземному шарі, СВСП (інверсія, конвекція, ізотермія) (табл. 2.4. додатку 2); середня щільність населення для місцевості над якою розповсюджується хмара НХР; площа ЗМХЗ; площа ПЗХЗ.

Визначення параметрів зон хімічного забруднення під час аварійного прогнозування відбувається у наступній послідовності. Площа та радіусрозливу розраховуються за формулами:

де d – густина НХР, т/м3 (визначається за табл. 2.5 додатку 2), Q – маса НХР, т; h – товщина шару розлитої НХР, м.

Розмір ЗМХЗ приймається як сектор кола, площа якого залежать від швидкості та напрямку вітру розраховується за емпіричною формулою:

де φ – коефіцієнт, який умовно дорівнюється кутовому розміру зони (табл. 2.6. додатку 2).

Глибини розповсюдження для НХР, значення яких не визначено в таблиці 2.3. додатку 2, розраховуються з використанням коефіцієнтів таблиць 2.5, 2.7, 2.8, 2.9 додатку 2. Після визначення даних з урахуванням усіх коефіцієнтів отримана величина порівнюється з максимальним значенням глибини переносу повітряних мас за N годин:

Для подальших розрахунків береться менше із двох значень глибини зони зараження та максимальна величина глибини переносу повітряних мас.

Площа прогнозованої зони хімічного забруднення визначається:

де К – коефіцієнт, що залежить від СВСП і дорівнює при інверсії – 0,081, при ізотермії – 0,133, при конвекції – 0,235; N – час, на який розраховується глибина ПЗХЗ.

Межі осередку хімічного ураження визначаються шляхом нанесення розмірів зон забруднення на топографічні карти та схеми, як показано на рис. 5.6, кола при швидкості вітру за прогнозом менше 0,5 м/с. Центр кола збігається з джерелом забруднення, радіус дорівнює глибині забруднення Г (рис. 5.6, а). Півкола при швидкості вітру за прогнозом від 0,5 до 1,0 м/с, радіус півкола дорівнює Г, бісектриса півкола збігається з віссю сліду хмари й орієнтована за напрямком вітру (рис. 5.6, б). Сектора з φ = 90° при швидкості вітру 1,0...2,0 м/с; φ = 45° при швидкості вітру більше 2 м/с; радіус сектора дорівнює Г, бісектриса сектора збігається з віссю сліду хмари й орієнтована за напрямком вітру (рис. 5.6, в).

Вигляд зон можливого забруднення НХР

Рис. 5.6. Вигляд зон можливого забруднення НХР

Час підходу забрудненого повітря до об'єкту залежить від швидкості перенесення хмари повітряним потоком і визначається за формулою:

де X – відстань від джерела забруднення до заданого об'єкта, км; W – швидкість переносу переднього фронту хмари забрудненого повітря в залежності від швидкості вітру (табл. 2.1 додатку 2), км/год.

Прийняті припущення: якщо НХР розливається "вільно", то товщина розлитого шару h складає 0,05 м. Розлив "у піддон" приймається, якщо розлита НХР обмежена обвалуванням, при цьому товщина шару розлитої НХР приймається h = Н – 0,2 м, де Н – висота обвалування. Усі розрахунки виконуються на термін не більше 4 годин. Приклад нанесення зон хімічного забруднення на карту місцевості залежно від площі розливу Sp при швидкості вітру від 0,6 до 1 м/с, азимут вітру А = 270°, φ =180° наведено на рис. 5.7. Вся побудова зон на карті (схемі) виконується чорним кольором, а отримане графічне зображення зони фактичного зараження виділяють жовтим кольором.

Тривалість дії НХР визначається терміном випаровування НХР з поверхні її розливу (), що залежить від характеру розливу ("вільно" чи "у піддон"), швидкості вітру, типу НХР і може бути визначено за табл. 2.10. додатку 2 або розраховано за формулою:

де – коефіцієнт, що залежить від фізико-хімічних властивостей НХР, береться з табл. 2.5 додатку 2; – коефіцієнт, що враховує температуру повітря (табл. 2.5 додатку 2);- коефіцієнт, що враховує швидкість вітру v і розраховується .

Приклад нанесення зон хімічного зараження на карту місцевості

Рис. 5.7. Приклад нанесення зон хімічного зараження на карту місцевості

а – можливі напрямки вітру (А – азимути, Пн – північ); б – параметри зон хімічного зараження, b – ширина зони ПЗХЗ.

Оцінка можливих втрат робітників і службовців та населення від дії НХР в осередку хімічного ураження здійснюється за табл. 2.11 додатку 2.

Дія токсичних речовин на людину і навколишнє середовище.

У випадку перебування людини в атмосфері з постійною концентрацією токсиканту (EXP) значення пробіт-функції можна визначити за співвідношенням:

де с концентрація токсиканту , ррт; τ – тривалість експозиції, хв.; значення коефіцієнтів а, b, п- знаходяться за таблицею 2.12. додатку 2.

Концентрація токсикату "с" (ррт) (part pet million by volume) пов'язана з концентрацією "с" (мг/л) наступним співвідношенням:

де t – температура суміші, °С; М – молекулярна маса токсикату.

Корисним також є співвідношення 1% об. = 10 000ррт.

Наведені в табл. 2.12. додатку 2 величини коефіцієнтів є усередненими, оскільки результати токсикологічного впливу істотно залежать від поточного стану людини, її віку, фізичних даних тощо. Наприклад, при оцінці масштабів ураження хлором коефіцієнти, наведені в табл. 2.12, коректні для дорослих і підлітків, а для дітей та людей похилого віку пробіт-функція має вигляд:

Проблема тривалого токсичного впливу малих концентрацій токсикантів на людину є однією з самих складних, оскільки теорія практично відсутня, а експеримент типу "ефект-доза" вкрай складний через рівнобіжну дію багатьох токсикантів. Звичайно для визначення наслідків тривалого впливу малих доз використовують лінійні моделі типу:

де с середня концентрація токсиканту за річний період, (мг/м3)•рік; kс – коефіцієнт дозової залежності для визначеного виду збитку (онкологічні захворювання, серцево-судинної системи тощо) за період життя людини в даному районі (знаходиться за статистичними медичними даними). Як приклад, у таблиці 2.13. додатку 2 наведено величини коефіцієнту дозової залежності kс для онкологічних захворювань (коефіцієнт відносної канцерогенної активності).

При спільній дії багатьох токсикантів використовують метод додавання (адитивності) ефектів, що відносно справедливо тільки при одно- спрямованій дії НХР.

Впливи на людину токсичних речовин за даними по летальним та максимально допустимим концентраціям, наприклад, оксиду вуглецю СО від 160 мг/м до 2,4 г/м, відповідно, пробіт-функція визначається у діапазоні значень від 0 до 40, тобто:

У загальному вигляді Pr-функцію, наприклад, для ураження токсичним продуктом можна подати наступним чином:

– якщо концентрація не змінюється за період експозиції:

– якщо концентрація змінюється за час експозиції, тобто є функцією часу:

де С – концентрація токсичної речовини; τ – час впливу (експозиції); а,b,т – коефіцієнти.

За даними по летальним та максимально допустимим концентраціям Ссо та експозиціям дії СО отримаємо:

Ссо =160 мг/м3 для τ = 3600 с, нешкідлива доза (Рг = 0);

Ссо = 4800 мг/м3 для τ = 1200 с, летальна доза (Рг = 10);

Ссо = 2400 мг/м3 для Г = 3600 с, летальна доза (Рг = 20).

Для одержаної системи рівнянь, яка має рішення, розраховують величини коефіцієнтів а, Ь, т, що характеризують ураження оксидом вуглецю (за умови сталості концентрації у часі). Таким чином, пробіт- функція щодо ураження оксидом вуглецю має вигляд:

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >