Методи прогнозування хімічного стану довкілля і враження людей при аваріях на хімічно небезпечних об'єктах

Торкнемося деяких визначень і понять. Під хімічно небезпечною аварією зазвичай розуміють порушення технологічних процесів на виробництві, пошкодження (руйнування) трубопроводів, ємностей сховищ, транспортних засобів що приводять до викиду (СДОР).

При прогнозуванні і аналізі хімічної обстановки для характеристики небезпечних речовин застосовують різні терміни - токсичні, шкідливі і сильнодіючі речовини.

Під токсичними хімічними речовинами слід розуміти речовини які викликають порушення процесів обміну речовин і фізіологічних функцій організму при діях на нього в малих дозах. Термін шкідливі речовини найчастіше застосовується у виробничій діяльності. Їм позначаються токсичні хімічні сполуки техногенного походження. Шкідлива речовина - це хімічна сполука, яка при контакті з організмом людини в разі порушень вимог безпеки може викликати виробничі травми, професійні захворювання і відхилення в стані здоров'я. До шкідливих речовин відносять більше 60 тис. з'єднань. Всі вони представляють загрозу здоров'ю людини в аварійних ситуаціях.

Термін СДОР використовується для того, щоб виділити найбільш небезпечні хімічні сполуки, які в разі аварій на виробничих і транспортних об'єктах легко переходять в атмосферу, викликаючи забруднення (зараження) довкілля і масові ураження людей при аваріях здатні у вигляді пари (газу) або тонкодисперсного аерозоля переходити в атмосферу.

Міра впливу хімічного стану, що виникає при викидах СДОР, на здоровя і життєдіяльності людей виражається через токсикологічні і просторово-часові параметри.

Токсичність визначається кількістю речовини, що викликає уражуючий ефект, і характером токсичної дії на організм людини.

В даний час прийнято як кількісну міру токсичності використовувати величини їх концентрацій і доз речовини. Найчастіше користуються такими характеристиками, як порогова концентрація, межа переносимості, смертельна концентрація.

Під пороговою розуміється мінімальна концентрація, при якій виникає відчутний фізіологічний ефект і спостерігається перші ознаки ураження. Межа переносимості - це концентрація, яку людина може витримати певний час, не отримавши стійкого ураження. Аналогією для межі переносимості є гранично-допустима концентрація (ГДК). Токсична доза (токсодоза) виражається кількістю речовини, що викликає певний токсичний ефект. При аваріях, викидах СДОР прийнято величину токсодози визначати як добуток середньої за час дії концентрації СДОР в повітрі на час перебування в зараженій атмосфері - в разі інгаляційного ураження, і як величину маси рідкого або твердого СДОР, що трапив на шкірні покриви людини, - при шкірних ураженнях.

Таблиця 1

№ п/п	СДОР	Щільність, т/м^3 (у атмосферних умовах)	Температура кипіння	Порогова токсодоза міліграм хв л
газ	рідина
	Акролеїн	-	0,839	52,7	0,2
	Аміак	0,0008	0,681	-33,4
	Ацетонітріл	-	0,786	81,6	21,6
	Ацетоніциангидрон	-	0,932		1,9
	Водень миш'яковистий	0,0035	1,64	-62,4	0,2
	Водень фтористий	-	0,989	19,5
	Водень хлористий	0,0016	1,19	-85,1
	Водень бромистий	0,0036	1,49	-66,77	2,4
	Водень ціаністий	-	0,687	25,7	0,2
	Диметиламін	0,002	0,68	6,9	1,2
	Метиламін	0,0014	0,699	-6,5	1,2
	Мітив бромистий	-	1,73	3,6	1,2
	Мітив хлористий	0,0023	0,983	-23,76	10,8
	Метілакрілат	-	0,953	80,2
	Метилмеркаптан	-	0,867	5,95	1,7
	Нітрілакріловая кислота	-	0,806	77,3	0,75
	Оксиди азоту	-	1,49	21,0	1,5
	Окисел етилену	-	0,882	10,7	2,2
	Сірчистий ангідрид	0,0023	1,462	-10,1	1,8
	Сірководень	0,0015	0,964	-60,35	16,1
	Сірковуглець	-	1,263	46,2
	Соляна кислота	-	1,198	-
	Тріметіламін	-	0,671	2,9
	Формальдегід	-	0,815	-19,0	0,6
	Фосген	0,0035	1,43	8,2	0,6
	Фтор	0,0017	1,512	-188,2	0,2
	Фосфор трихлористий	-	1,57	75,3
	Фосфору хлороокис	-	1,675	107,2	0,06
	Хлор	0,0032	1,553	-34,1	0,6
	Хлорпікрин	-	1,658	112,3	0,02
	Хлорциан	0,0021	1,220	12,6	0,75
	Етиленимін	-	0,838	55,0	4,8
	Етиленсульфід	-	1,005	55,0	0,1
	Етілмеркаптан	-	0,839		2,2

У таблиці 1 приведено перелік основних СДОР, для яких зазвичай проводиться прогнозування стану. При прогнозуванні і оцінюванні хімічною стану використовуються порогову смертельну концентрацію, відповідну межі переносимості. У таблиці 2 приведені значення межі переносимості і середньої смертельної концентрації для СДОР різних класів токсичності.

Середня смертельнаменше 500500-50005001-5000більше 50000

Коли повітряне середовище забруднюється декількома СДОР, допустимі концентрації компонентів визначаються виходячи з умови

Висловлені положення відносяться до випадку, коли все СДЯВ однонаправленої дії. Якщо у викиді містяться токсичні речовини, у яких не спостерігаються однонаправлений характер дії, то ефект дії СДОР оцінюють до найбільшогї токсичніої речовини і критерійною величиною є її ГДК.

Все вищевикладене про критерійні концентрації СДЯВ має важливе значення при обгрунтуванні структури хімічного моніторингу.

До просторово-часових параметрів хімічного стану, що формується при аварійних викидах СДор, слід віднести:

1) розміри і конфігурацію зон зараження території і об'єктів з небезпечною щільністю СДОР;

2) розміри і конфігурацію зон поширення первинної і вторинної хмари зараженого повітря СДОР;

3) тривалість уражуючі дії СДОР.

Зона зараження СДЯВ з небезпечною щільністю включає площу району аварії і площу зараження території.

Як відомо, при аварійному викиді СДЯВ токсична речовина переходить в атмосферу у вигляді газу, пари і аерозоля. При цьому в зоні від хімічних властивостей і агрегатного стану формуються первинні, вторинні хмари зараженого повітря. Первинна хмара утворюється в результаті миттєвого (1-3 мин.) переходу в атмосферу частини СДОР з ємкості, вторинна при випаровуванні речовини, що розлилася, з підстилаючої поверхні.

Тривалість уражуючої дії СДОР визначається багатьма чинниками. Вона залежить від физико-хімічних властивостей речовини, метеорологічних умов, характеру підстилаючої поверхні.

Однією з важливих функцій системи моніторингу є прогнозування хімічного забруднення довкілля. В разі викиди СДОР правильніше говорити не про забруднення, а про зараження довкілля.

При прогнозуванні хімічного зараження довкілля СДОР моніторинг повинен проводиться за такими напрямками:

- визначення глибини зони зараження СДОР;

- визначення площі зони зараження СДОР;

Проведення розрахунків за визначенням вказаних вище параметрів грунтується на теорії турбулентної дифузії в приземному шарі атмосфери також до процесів формування і поширення первинної і вторинної хмари СДОР, а також не теорії бурхливого, нестійкого і стаціонарного випаровуванні хімічних речовин, що відбувається при погляданні або руйнуванні ємкостей магістральних трубопроводів і тому подібне Ці розрахунки можуть проводиться за допомогою математичних моделей, спрощених формул, що включають заздалегідь розраховані коефіцієнти для обліку тих або інших чинників, а також таблиць. В даний час існує велика кількість математичних моделей, що відображають реальні процеси поширення домішок. Проте доцільніше для вирішення завдань прогнозування зараження довкілля СДОР скористатися спрощеною методикою, що рекомендується в документі Держгідрометра і Цивільної оборони.

Дата добавления: 2014-01-06