При авариях на химически опасных объектах

Прогнозирование возможной химической обстановки

2.4.1. Общие положения

Под химической обстановкой понимают условия и факторы, возникающие при авариях на химически опасных объектах (ХОО) и оказывающие влияние на жизнедеятельность населения, функционирование объектов экономики, действия формирований ликвидации последствий аварии. Химическая обстановка возникает вследствие химического заражения местности, воздуха, водоемов. Химическое заражение характеризуется масштабами, продолжительностью и последствиями.

Основными показателями масштабов химического заражения являются размеры района аварии, глубина и площадь распространения первичного и вторичного облака.

Временные показатели оценивают продолжительность проявления последствий заражения и время подхода облака зараженного воздуха к заданному объекту.

Последствия химического заражения оцениваются ожидаемыми потерями персонала, населения, объемом заражения оборудования.

Для определения влияния аварийной химической обстановки в зоне химического заражения на действия формирований ликвидации ЧС и жизнедеятельность населения производится ее выявление и оценка.

Выявление аварийной химической обстановки заключается в определении масштабов и последствий заражения.

Оценка аварийной химической обстановки включает:

- анализ выявленной химической обстановки с целью определения ее влияния на жизнедеятельность населения;

- выбор наиболее целесообразных вариантов действий формирований ликвидации ЧС и мероприятий защиты.

Оценка химической обстановки завершается принятием решения и разработкой соответствующих планирующих документов, которые определяют последовательность проводимых мероприятий и состав сил и средств, привлекаемых для ликвидации ЧС.

Последовательность выявления и оценки обстановки при аварии на ХОО:

- прогнозирование масштабов заражения приземного слоя воздуха;

- определение продолжительности поражающего действия АХОВ;

- определение времени подхода облака зараженного воздуха к объекту;

- расчет количества и структуры пораженных.

2.4.2. Методика выявления и оценки химической обстановки

Методика позволяет прогнозировать химическую обстановку при заражении воздуха наиболее распространенными АХОВ, используя коэффициенты эквивалентности и расчетные данные по хлору.

Внешняя граница зоны заражения рассчитывается по пороговой токсодозе при ингаляционном воздействии хлора 0,6 мг∙мин/л.

Предельное время пребывания людей в зоне заражения и продолжительность сохранения неизменными метеорологических условий составляют не более 4 часов. По истечении этого времени прогноз уточняется.

Перечень и некоторые характеристики АХОВ приведены в табл. 1.16.

Эквивалентное количество хлора для заданной массы выброса АХОВ в окружающую среду рассчитывается по формуле:

, (2.14)

где - коэффициент эквивалентности хлора по отношению к другому АХОВ для температуры +20 º С его значения приведены в табл.1 приложения 6.

Если возможно разрушение нескольких близко расположенных емкостей с различными АХОВ, массы выброса для которых , то при оценке возможной аварийной химической обстановки в мирное время расчеты ведутся по максимальному значению :

. (2.15)

Для военного времени оценка проводится в предположении, что разрушаются все емкости с АХОВ:

. (2.16)

Пример 1. На одной площадке хранятся АХОВ: хлор т, хлористый водород т, формальдегид т. Найти для оценки химической обстановки.

Решение. Например, для первичного облака:

т;

т;

т.

Для мирного времени: т.

Для военного времени: т.

Прогнозирование масштабов заражения приземного слоя воздуха

Исходными данными для определения глубины и площади зоны заражения по первичному и вторичному облаку являются:

- количество хлора или для другого АХОВ, перешедшего в окружающую среду;

- характер разлива сжиженного (или жидкого) АХОВ на подстилающей поверхности (свободный разлив или поддон);

- метеорологические условия: степень вертикальной устойчивости воздуха (конвекция, изотермия, инверсия), скорость приземного ветра по данным прогноза и температура воздуха.

Определение масштабов возможного заражения включает:

- расчет глубины и общей площади зоны заражения по первичному и вторичному облаку;

- нанесение зоны заражения на карту;

- расчет части общей площади заражения, приходящейся на территорию населенного пункта (предприятия).

Последовательность определения масштабов заражения:

1. Определение эквивалентного количества хлора (табл. 1 приложения 6).

2. Определение категории устойчивости атмосферы. В отсутствии данных о состоянии атмосферы степень вертикальной устойчивости определяется

по табл. 2 приложения 6.

3. Определение глубины и общей площади зоны заражения первичным и вторичным облаком при аварийном выбросе АХОВ для температуры окружающего воздуха +20 ºС (табл. 3 приложения 6 – для свободного разлива и табл. 4 – для разлива в поддон). При свободном разливе АХОВ толщина слоя жидкости на подстилающей поверхности принимается равной 0,05 м по всей площади разлива. При разливе АХОВ в поддон или обвалование толщина слоя жидкости составляет: ,м, где – глубина поддона или высота обвалования, м.

4. Расчет глубины и общей площади зоны заражения при температуре окружающего воздуха, отличающейся от +20⁰С, - производится путем умножения данных, получаемых с помощью табл. 3 или 4 приложения 6, на поправочные коэффициенты – для глубины и – для площади зоны заражения, приведенные в табл.1 приложения 6.

5. Нанесение зоны химического заражения на карту – рис.33.

6. Расчет части площади зоны заражения, приходящейся на территорию предприятия (населенного пункта).

Порядок нанесения зоны заражения на карты

При прогнозировании обстановки на карту наносится площадь разлива АХОВ и зона распространения ядовитого облака.

Площадь разлива жидкого АХОВ наносится только на крупномасштабные карты (схемы), в остальных случаях источник заражения атмосферы принимается за точку.

Зона заражения наносится на карту в виде окружности или сектора в зависимости от скорости ветра (табл.5 приложения 6) – рис. 2.5.

Глубина зоны возможного заражения (Г) соответствует радиусу сектора (окружности), биссектриса угла совпадает с направлением ветра.

С внутренней стороны внешние границы зоны заражения оттеняются

желтым цветом. Рядом с источником заражения черным цветом наносятся данные:

- в числителе – наименование и масса выброса АХОВ;

- в знаменателе – время и дата и выброса.

Нанесенные на карту зоны возможного заражения используются для выработки и принятия решения на организацию защиты населения и персонала объектов. Оценка последствий воздействия АХОВ на людей производится с учетом площади заражения расчетным методом.

Пример 2. В результате транспортной аварии в 12.00 в окружающую среду выброшено 7 т формальдегида, который свободно разлился по поверхности земли. Температура воздуха +10 ºС, скорость ветра 2 м/с, сплошная облачность.

Определить глубину и площадь зоны химического заражения первичным и вторичным облаком, нанести зону химического заражения на карту.

Решение. 1. По табл. 2 (здесь и ниже в примерах этого раздела даны таблицы приложения 6) определяем степень вертикальной устойчивости воздуха – изотермия.

2. По табл. 1 находим коэффициенты эквивалентности формальдегида к хлору:

- для первичного облака – ;

- для вторичного облака - .

3. Рассчитываем эквивалентное количество хлора для первичного и вторичного облака:

- первичное - т;

- вторичное - т.

4. По табл. 4 находим глубину Г и площадь S зоны заражения при температуре воздуха +20⁰ С (используем линейную интерполяцию по массе выброса и скорости ветра):

- глубина зоны заражения:

- первичное облако – линейная интерполяция по массе выброса

при км;

при км;

- линейная интерполяция по скорости ветра:

км;

- вторичное облако - линейная интерполяция по массе выброса

при км;

при км;

- линейная интерполяция по скорости ветра:

км.

- площадь зоны заражения (вычисления аналогичны приведенным выше):

- первичное облако:

при км²;

при км²;

км²;

- вторичное облако:

при км²;

при км²;

км².

5. Учитываем поправку на температуру воздуха +10⁰ С по табл.1:

- первичное облако:

; км;

; км²;

- вторичное облако: ;

км;

км².

6. При нанесении зоны химического заражения на карту угол º, радиус сектора соответствует максимальной глубине распространения зараженного воздуха 4,67 км.

Площадь заражения, приходящаяся на территорию населенного пункта (предприятия) рассчитывается по формуле:

, (2.17)

где – коэффициент, определяемый по табл. 6, рис. 2.6; – общая (максимальная) площадь заражения, км².

Пример 3. Граница города “N”, за которой начинается жилищная застройка, находится по направлению ветра на расстоянии 800 м от места аварии с формальдегидом (см. пример 2). Определить площадь заражения, приходящуюся на территорию города “N”.

Решение. 1. Находим отношение (на рис. 2.6 заданным условиям соответствует вариант “в”):

- по первичному облаку - ;

- по вторичному облаку - .

2. По табл. 6 находим значения коэффициента , которые для первичного и вторичного облака соответственно равны 0,93 и 1,0.

3. Рассчитываем по формуле (2.17) площади зон заражения первичным и вторичным облаком на территории города “N” (территории, где находится население):

- первичное облако - км²;

- вторичное облако - км².

Определение продолжительности поражающего действия АХОВ

Продолжительность поражающего действия первичного облака АХОВ определяется временем его прохождения через рассматриваемый объект. На небольших расстояниях от места аварии оно составляет от нескольких десятков секунд до нескольких минут.

Продолжительность поражающего действия вторичного облака определяется временем испарения АХОВ с площади разлива, которое зависит, в основном, от толщины слоя разлившейся жидкости и скорости приземного ветра. Время испарения наиболее распространенных низкокипящих (температура кипения менее +20 ºС) АХОВ - аммиак, сероводород, фор-

мальдегид, хлор и др. – примерно одинаково и рассчитывается по базовому веществу – хлору.

Время испарения хлора в стандартных условиях (температура воздуха +20⁰С, скорость ветра 1 м/с) при свободном разливе составляет ч. При другой скорости ветра время испарения (и время поражающего действия АХОВ) определяется по формуле:

, (2.18)

где – коэффициент, учитывающий влияние скорости ветра на время испарения, его значения приведены в табл. 7.

При разливе АХОВ в поддон или обвалование толщина слоя жидкости, как указывалось выше, принимается равной: , где – глубина поддона (высота обвалования), м.

Время испарения хлора в стандартных условиях при глубине поддона 0,8 м составляет 18 часов. Для другой глубины поддона это время увеличивается (если м) или уменьшается (если м) на 3 часа на каждые 0,1 м глубины поддона.

Время испарения высококипящих (температура кипения выше +20⁰С) АХОВ в стандартных условиях можно принять в 2 раза больше времени испарения хлора, скорость ветра учитывается так же, как и для низкокипящих АХОВ.

Пример 4. Определить продолжительность поражающего действия облака зараженного воздуха, образованного в результате выброса формальдегида (см. пример 2).

Решение. 1. Формальдегид относится к низкокипящим АХОВ (температура кипения -19⁰ С, см. табл. 1.16), поэтому время его испарения такое же, как и хлора – при свободном разливе в стандартных условиях - 1,5 ч.

2. По табл. 7 для скорости ветра м/с находим значение коэффициента . С учетом скорости ветра время поражающего действия облака зараженного воздуха определим по формуле (2.18): ч.

Определение времени подхода облака зараженного воздуха к объекту

Время подхода облака зараженного воздуха к объекту определяет возможность провести оповещение населения и принять меры защиты. Оно рассчитывается по формуле:

, мин, (2.19)

где – расстояние от места аварии до объекта, м; – скорость ветра, м/с; коэффициент в знаменателе учитывает то, что скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха примерно в 2 раза превышает скорость ветра на высоте 1 м над поверхностью земли.

Пример 5. В результате аварии произошел выброс в окружающую среду формальдегида (см. примеры 2,3), скорость ветра 2 м/с. Определить время подхода облака зараженного воздуха к жилым кварталам города “N”.

Решение. По формуле (2.19) рассчитываем время подхода облака зараженного воздуха к городу “N”:

мин.

Расчет количества и структуры пораженных в зоне

химического заражения

Расчет количества пораженных в результате выброса АХОВ производится по формуле:

, (2.20)

где – количество пораженных (в городе, сельской местности, на предприятии), чел; - число людей, оказавшихся в зоне заражения, чел; - средняя плотность размещения населения (производственного персонала) на территории, оказавшейся в зоне заражения, чел/км²; – площадь территории населенного пункта, оказавшейся в зоне заражения (или площадь зоны заражения, приходящейся на территорию населенного пункта), км²; – коэффициент защищенности производственного персонала, городского и сельского населения от поражения токсическими веществами.

Коэффициент защищенности зависит от использования средств индивидуальной и коллективной защиты, времени пребывания в средствах защиты – табл. 8, 9 приложения 6.

Если население использует различные укрытия и средства защиты (т. е. группы людей имеют разные коэффициенты защищенности), то в этом случае коэффициент защищенности населения рассчитывается по формуле:

, (2.21)

где – относительная часть населения, имеющего коэффициент защищенности .

Ориентировочные данные, характеризующие структуру пораженных для хлора приведены в табл. 10. Для других АХОВ потери принимаются такими же, как и для хлора.

Пример 6. В результате транспортной аварии произошло заражение территории города “N” (см. примеры 2,3). Оценить возможные последствия химической аварии для населения города “N”. Средняя плотность населения на зараженной территории составляет 1000 чел/км². Население противогазов не имеет, оповещение об аварии своевременно не произведено.

Решение. 1. По табл. 9 (городское население) на 12.00 находим средний коэффициент защищенности от первичного облака (через 30 минут после начала воздействия облака зараженного воздуха) .

2. По формуле (2.20) рассчитываем число пораженных первичным облаком:

чел.

3. По табл. 9 на время 12.00 находим средний коэффициент защищенности от вторичного облака. При этом считаем, что время, прошедшее с начала воздействия облака зараженного воздуха 1 ч - это время испарения формальдегида - время поражающего действия (1,1 ч - см. пример 4) .

4. По формуле (2.20) рассчитываем число пораженных вторичным облаком:

чел.

5. Суммарное количество пораженных:

чел.

6. По табл. 10 определяем структуру пораженных: смертельных – 175, тяжелой и средней степени – 263, легкой степени – 350, пороговые поражения - у 966 человек.

Дата добавления: 2014-11-18