6. Чрезвычайные ситуации

Таблица 6.12

689

При непосредственном поражении УВВ наносит людям крайне тяжелые, тяжелые, средние или легкие травмы.

• Крайне тяжелые травмы (обычно несовместимые с жизнью) возникают при воздействии избыточного давления величиной свыше 100 кПа.

• Тяжелые травмы (сильная контузия организма, поражение внутренних органов, потеря конечностей, сильное кровотече­ние из носа и ушей) возникают при избыточном давлении

100. .60 кПа.

• Средние травмы (контузии, повреждения органов слуха, кро­вотечение из носа и ушей, вывихи) имеют место при избыточ­ном давлении 60...40 кПа.

• Легкие травмы (ушибы, вывихи, временная потеря слуха, об­щая контузия) наблюдаются при избыточном давлении

40. .20 кПа.

Эти же'параметры УВВ приводят к разрушениям.

Зоной пожара называют территорию, в пределах которой в ре­зультате стихийных бедствий, аварий или катастроф, неосторожных действий людей, а также воздействия современных средств пораже­ния возникают и распространяются пожары. Пожар считается ЧС в том случае, если для его ликвидации недостаточно сил и средств пожарной охраны, дислоцируемой изданной территории.

Основные характеристики пожара:

• интенсивность теплового излучения пожара, У Дж/м², К;

• удельная теплота сгорания, О_г кДж/кг;

• удельная теплота пожара, О₀, кДж/м²'С.

На практике для расчета безопасного расстояния от различных очагов пожаров применяют соотношение

где а — коэффициент, учитывающий геометрию очага пожара (0,02 — плоский очаг — разлив горючего, 0,08 — объемный очаг — дом, резервуар); /?, — характерный размер очага пожара;

Я, = л/5,

где 5— площадь горящего фронтального здания, м²;

Я, = ^25,5 ■ V,

где V— обьем разлившейся горючей жидкости, м³; / — предельные зна­чения интенсивности теплового излучения, кДж/м² с (табл. 6.13).

Таблица 6.13

Предельные значения интенсивности теплового излучения

Если температура нагретой поверхности ниже 500 °С, то преоб­ладает тепловое (инфракрасное) излучение, а при температуре выше 500 °С присутствует излучение инфракрасного видимого и ультра­фиолетового света. Инфракрасные лучи оказывают на человека в основном тепловое воздействие, что приводит к уменьшению кис­лородной насыщенности крови, понижению венозного давления, нарушению деятельности сердечно-сосудистой и нервной систем. Общее количество теплоты, поглощенное телом, зависит от площа­ди и свойств облучаемой поверхности, температуры источника из­лучения, расстояния до него.

Основным параметром, характеризующим поражающее дей­ствие светового излучения, является световой импульс «И», Это ко­личество световой энергии, падающей за все время огненного све­чения на 1 м² освещаемой поверхности, перпендикулярной к на­правлению излучения. Световой импульс измеряется в Дж/м² или ккал/см². Световое излучение вызывает ожоги открытых участков тела, поражение глаз (временное или полное), пожары.

В зависимости от величины светового импульса различают ожоги разной степени.

Ожоги 1-й степени вызываются световым импульсом, равным

2. .4 ккал/см² (84...168 кДж/м²). При этом наблюдается покраснение кожных покровов. Лечение обычно не требуется.

Ожоги 2-й степени вызываются световым импульсом, равным

5. ..8 ккал/см² (210...336 кДж/м²). На коже образуются пузыри, напол­ненные прозрачной белой жидкостью. Если площадь ожога значитель­ная, то человек может потерять работоспособность и нуждаться в лечении. Выздоровление может наступить даже при площади ожо­га до 60 % поверхности кожи.

Ожоги 3-й степени наблюдаются при величине светового им­пульса, равного 9... 15 ккал/см². (368...630 кДж/м²). Тогда происхо­дит омертвление кожи с поражением росткового слоя и образовани­ем язв. Требуется длительное лечение.

Ожоги 4-й степени имеют место при световом импульсе свыше 15 ккал/см² (630 кДж/м²). Происходит омертвление более глубоких слоев ткани (подкожной клетчатки, мышц, сухожилий, костей).

При поражении значительной площади тела наступает смерть.

Степень ожогов участков тела зависит от характера одежды: ее цвета, плотности, толщины и плотности прилегания к телу.

4. ЗОНЫ ХИМИЧЕСКОГО ЗАРАЖЕНИЯ И ОЧАГИ

ХИМИЧЕСКОГО ПОРАЖЕНИЯ ПРИ АВАРИЯХ С ВЫБРОСАМИ АВАРИЙНО ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ

Аварии с истечением (выбросом) аварийно химически опасных веществ (АХОВ) и заражением окружающей среды возникают на предприятиях химической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно­бумажной, мясо-молочной и пищевой промышленности, водопро­водных и очистных сооружениях, а также при транспортировке АХОВ по железной дороге. Аварийно химически опасными веще­ствами называются химические соединения, которые в определен­ных количествах, превышающих предельно допустимые концентра­ции (плотность заражения), оказывают вредное воздействие на лю­дей, сельскохозяйственных животных, растения и вызывают у них поражения различной степени.

АХОВ могут быть элементами технологического процесса (ам­миак, хлор, серная и азотная кислоты, фтористый водород и др.) и могут образовываться при пожарах (оксид углерода, оксид азо­та, хлористый водород, сернистый газ), краткие физико-химичес­кая и токсическая характеристики некоторых АХОВ приведены в табл. 6.14.

5. ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ

Таблица 6.14

693

Аммиак — бесцветный газ с запахом нашатыря (порог восприя­тия — 0,037 мг/л), в 1,5 раза легче воздуха. Применяют его в холо­дильном производстве, для получения азотных удобрений, при ам- монизации воды и т. п. Сухая смесь аммиака с воздухом (4:3) способ­на взрываться. Аммиак хорошо растворяется в воде. При высоких концентрациях он возбуждает центральную нервную систему и вы­зывает судороги. Чаще смерть наступает через несколько часов или суток после отравления от отека гортани и легких.

При попадании на кожу может вызвать ожоги различной сте­пени. Первая помощь: свежий воздух, вдыхание теплых водяных

паров 10 % раствора ментола в хлороформе, теплое молоко с боржо­ми или содой; при удушье — кислород; при спазме голосовой щели — тепло на область шеи, теплые водяные ингаляции; при попадании в глаза — немедленное промывание водой или 0,5—1 % раствором квасцов; при поражении кожи — обмывание чистой водой, наложе­ние примочек из 5 % раствора уксусной, лимонной кислоты. Для за­щиты применяются фильтрующие промышленные противогазы, а при очень высоких концентрациях — изолирующие противогазы и защитная одежда.

Хлор при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении — зеленовато-желтый газ с резким неприятным запахом. Применяется в целлюлозно-бумажной, текстильной промышлен­ности, для обеззараживания воды и т. д. Хлор в 2,5 раза тяжелее воз­духа, поэтому он скапливается внизу помещения, в низких местах и медленно рассеивается в воздухе. Хлор раздражает дыхательные пути и вызывает отек легких. При высоких концентрациях смерть наступает от 1—2 вдохов, при несколько меньших - дыхание оста­навливается через 5—25 мин. Первая помощь: вынести из зоны за­ражения, создать полный покой, ингаляция кислородом. При раз­дражении дыхательных путей — вдыхание нашатырного спирта, пи­тьевой соды; промывание глаз, носа и рта 2 % раствором соды; теплое молоко с боржоми или содой, кофе. Для защиты использу­ются промышленные фильтрующие противогазы, при очень высо­ких концентрациях — изолирующие противогазы.

В результате производственной аварии с выбросами (выливом) АХОВ может создаться сложная химическая обстановка с образова­нием на значительной площади зон химического заражения и оча­гов химического поражения (рис. 6.1). Зона химического заражения включает территорию, подвергшуюся непосредственному воздей­ствию АХОВ (участок разлива), и территорию, над которой распро­странилось облако АХОВ. Зона химического заражения характери­зуется шириной в, глубиной Г и площадью 5₃.

Очагом химического поражения называют территорию, в пределах которой в результате воздействия АХОВ произошли массовые пора­жения людей, сельскохозяйственных животных и растений. Грани­цы очагов химического поражения (площади 5₀^! и S² на рис. 6.1)

Место выброса (вылива) АХОВ

Рис. 6.1. Схема зоны химического заражения

определяются границами (площадями) населенных пунктов или их частей, оказавшихся в зоне химического .заражения. Совокупность масштабов химического заражения и последствий химического за­ражения местности АХОВ называют химической обстановкой. Вы­явление химической обстановки производится методом прогнози­рования и по данным разведки. Она включает:

• определение масштабов и характера химического заражения и нанесение зон химического заражения на карту местности или план объекта экономики;

• оценка химической обстановки сводится к анализу влияния химической обстановки на деятельность объектов, сил граж­данской обороны и населения; выбору наиболее целесообраз­ных вариантов действий, при которых исключается пораже­ние людей.

Исходными данными для выявления химической обстановки являются:

• тип и количество АХОВ;

• район и время выброса (вылива) ядовитых веществ;

• степень защищенности людей;

• топографические условия местности и характер застройки на пути распространенного зараженного воздуха;

♦ метеоусловия, включающие скорость и направление ветра в приземном слое, температура воздуха и почвы, степень верти­кальной устойчивости атмосферы.

Различают три степени вертикальной устойчивости воздуха: ин­версию, изотермию и конвекцию.

При инверсии нижние слои воздуха холоднее верхних, что препят­ствует рассеиванию его по высоте и создает наиболее благоприятные условия для сохранения высоких концентраций зараженного возду­ха. Инверсия возникает обычно в вечерние часы примерно за час до захода солнца и разрушается в течение часа после его восхода.

Изотермия характеризуется стабильным равновесием между нижними и верхними слоями воздуха. Она наиболее характерна для пасмурной погоды, но может возникать также как переходное со­стояние от инверсии к конвекции утром и, наоборот, вечером.

При конвекции нижние слои воздуха нагреты сильнее верхних, что способствует быстрому рассеиванию зараженного облака н уменьшению его поражающего действия. Конвекция возникает обычно через 2 ч после восхода солнца и разрушается за 2—2,5 ч до его захода. Она обычно наблюдается в летние солнечные дни.

Степень вертикальной устойчивости приземного слоя воздуха может быть определена по данным прогноза погоды.

Имея необходимые исходные данные, с помощью эмпирических формул, таблиц и графиков определяют размеры зоны химическо­го заражения и очагов химического поражения, время подхода за­раженного воздуха к определенному населенному пункту или дру­гому объекту, время поражающего действия и возможные потери людей в очаге химического поражения. Эти расчеты проводятся с целью организации защиты людей, которые могут оказаться в оча­гах химического поражения.

5. ЗОНЫ РАДИОАКТИВНОГО ЗАРАЖЕНИЯ И ЗАГРЯЗНЕНИЯ

МЕСТНОСТИ

В результате ядерного взрыва (ЯВ) происходит заражение терри­тории радиоактивными веществами (РВ) как в районе эпицентра, так и по направлению движения облака ядерного взрыва.

В результате радиационной или ядерной аварии происходит ра­диоактивное заражение территории радионуклидами (PH).

Радиационной аварией (РА) называется опасное событие, вы­званное частичным или полным вскрытием реактора, в результате которого в воздух выносится парогазовая и твердая фазы, заражен­ные PH.

Ядерной аварией (ЯА) называют опасное событие, неконтролиру­емое течение цепной реакции в ядерном реакторе (возникновение локальных очагов критичности), приводящее к повреждениям в ак­тивной зоне и выбросу PH.

Возможны аварии атомных электростанций (АЭС) без разруше­ния активной зоны (АЗ). При этом радиоактивное заражение проис­ходит за счет выброса парогазовой фазы с короткоживущими PH. Высота выброса составляет 100—200 м, время — до 30 мин.

Аварии с разрушением А Охарактеризуются мгновенным выбросом части содержимого реактора на высоту до 1000 м в результате теп­лового взрыва. Далее происходит истечение струи газа при горении графита с периодическими взрывами. Высота истечения до 200 м, время — несколько суток (до герметизации реактора).

Приняты несколько видов классификации радиационных ава­рий. Наиболее распространена классификация по МАГАТЭ ( в за­висимости от общей активности выбросов): 1—3 уровни — происше­ствия; 4 — авария в пределах АЭС; 5 — авария с риском для окру­жающей среды; 6 — тяжелая авария (г. Виндскейл, Англия, 1957 г.); 7 — глобальная авария (ЧАЭС, СССР, 1986 г.).

На следе облака в зависимости от степени заражения и опасно­сти поражения людей принято выделять на картах (схемах) четыре зоны (А, Б, В, Г), а радиационной аварии — пять зон (М, А, Б, В, Г) заражения.

Каждая зона характеризуется мощностью дозы излучения (Р) и дозой излучения за период полного распада РВ (Д°°) при ЯВ или дозой излучения за первый год облучения при радиационных авари­ях (характеристики зон заражения на следе радиоактивного облака представлены на рис. 6.2).

Связь между дозой излучения за время полного распада Д«> и мощностью дозы Р в момент выпадения (/ ) радиоактивных ве­ществ на местность с достоверной точностью выражается соотно­шением

которое позволяет рассчитать дозу излучения за время полного рас­пада РВ на том или ином участке следа.

Геометрические размеры зон РЗ при ЯВ характеризуются ради­усом (/?) РЗ в районе эпицентра, длиной L и шириной в зоны. Эти параметры зависят от мощности ^ЯВ, a L и b еще от скорости вы­сотного ветра (V км/ч). Размеры зон РЗ при РА или ЯВ зависят от типа реактора (РБМК-!000 или ВВЭР-1000), доли выброшенного РВ (/л, %) и метеоусловий.

Метеоусловия характеризуются скоростью ветра (V м/с) и сте­пенью вертикальной устойчивости атмосферы (СВУА): инверсия — F; изотермия — Д, конвекция — А.

В табл. 6.15 приведены характеристики зон РЗ при аварии реак­тора РБМК-1000 с 10 % выбросов PH, скорости ветра У = 5 м/с и СВУА — изотермия (Д) и ядерном взрыве мощностью 20 кт и У= = 10 км/ч.

Под радиационной обстановкой понимают совокупность масш­табов и последствий радиоактивного загрязнения (заражения) ме­стности , оказывающих влияние на деятельность объектов экономи­ки и населения.

Выявление радиационной обстановки производится методом прогнозирования и поданным разведки. Основной формулой для оценки радиационной обстановки при взрыве является уравнение спада уровней радиации на радиоактивно загрязненной местности во времени

за первый год

Рис. 6.2. Характеристика зон загрязнения и заражении на следе радиоактивного облака. Зона М - «Радиационная опасности», наносится при радиационных авариях красным цветам и только в мирное время. Зона А - «Умеренное заражение», наносится синим

цветом. Зона Е - «Сильное заражение», наносится зеленым цветом. Зона В - «Опас­ное заражение», наносится коричневым цветом. Зона Г - «Чрезвычайное опасное за­

ражение», наносится черным цветом»

Таблица 6.15

Характеристика зон радиоактивного загрязнения и заражения

при ЯА и ЯВ

Примечание: при m = 30 % выброса зона Г при ЯА образуется с L/b =17,6/0,7 км.

Р = Р

(1)

v^f°

где Р₀ — уровень радиации (Рад/ч) в момент времени t₀ после ЯВ или РА аварии; Р ~ то же в рассматриваемый момент времени t после ЯВ или аварии; п — показатель степени, характеризую­щий величину спада радиации во времени и зависящий от изо­топного состава РВ и PH. При ядерном взрыве л — 1,2 до 3 ме­сяцев после ЯВ.

Оценка радиационной обстановки в случае аварий на атомных электростанциях принципиально не отличается, но, как показала авария на Чернобыльской АЭС, следует учитывать ряд существен­ных особенностей загрязнения территорий и их последствий для населения по сравнению с последствиями ядерного взрыва. Первая отличительная черта — растянутость во времени выброса радионук­лидов (в случае аварии на ЧАЭС — 10 суток). За это время направле­ние ветра может измениться на 360°, поэтому конфигурация зоны загрязнения носит веерный, очаговый характер, а при ядерном взры­ве — эллипс, вытянутый в направлении среднего ветра. Площади ра­диоактивного загрязнения местности, ограниченные сопоставимыми с ядерным взрывом изоуровнями мощности доз, по сравнению с ним ничтожно малы. Так, например, площадь с изоуровнем мощности дозы 1 Р/ч составляла менее 10 км², в то время как при ядерном взры­ве такие площади составляют сотни квадратных километров.

Основная опасность при длительном проживании на загрязнен­ных территориях — постоянное воздействие малых доз, особенно в результате ежедневного поступления радионуклидов в организм че­ловека с воздухом, пищей, водой, что может привести к хроничес­кой лучевой болезни.

При оценке дозы внешнего облучения населения при длитель­ном его проживании на загрязненных территориях следует учиты­вать суммарное воздействие всех радионуклидов до практически полного распада их основной массы, с учетом последующего воз­действия обычно одного наиболее долгоживущего у-активного ра­

дионуклида с достаточно высокой средней энергией у-излучения и периодом полураспада (Т), на порядок и более отличающимся от основной массы. При аварии на ЧАЭС большинство радионуклидов (имея Тнесколько мин, ч, дней) распались уже в течение несколь­ких месяцев. Из относительно долгоживущих — у-активен цезий-134 (^l34C_s с Г=2 года), поэтому ориентировочное время суммарного воздействия основной массы радионуклидов берется по ⁿ⁴Cs. Учи­тывая, что уже через 5 периодов полураспада активность радионук­лида уменьшается в 32 раза, можно ориентировочно принять, что практически суммарное воздействие основной массы радионукли­дов аварийного выброса будет в течение примерно 10 лет. После это­го доза внешнего облучения будет в основном определяться наибо­лее долгоживущим у-активным радионуклидом с относительно вы­сокой средней энергией у-излучения (~ 0,7 МэВ) — цезием-137 (^l37Cs с Т= 30 лет).

Также необходимо отметить, что спад радиации при воздействии основной массы радионуклидов идет значительно медленнее, чем при ядерном взрыве. Так, за 7-кратный промежуток времени уро­вень радиации уменьшается примерно в 2 раза, а не в 10 раз, как при ядерном взрыве. С учетом этого при оценке радиационной обста­новки при аварии (разрушении) АЭС можно ориентировочно при­нять следующие значения показателя степени «л» в (1): п = 0,24 (до 3 месяцев после аварии); п = 0,5 (от 3 месяцев до 2 лет)

Доза внешнего облучения на открытой местности за время от (_й до ^рассчитывается путем интегрирования P_ld_l (от t_H до tj:

D = ^~{P_Kt_x-P_Kt_H), (2)

1 — п

здесь Я_н и Р_к — уровни радиации соответственно в начале (t_H) и кон­це (С) пребывания в зоне заражения.

Поставив в выражение (2) значения «п», будем иметь:

& = " (^1¹ ~ Рц 'О* до 3 месяцев после аварии;

D ' С ~ 'С ) > от 3 месяцев до 2 лет после аварии.

ДляЯВ -^рн -^) = 5-(Я, -С ~Л, •*„). Если в (1)

принять T_Q— 1 ч, тогда Я₀ = Я, и Р = Я, ■ Г".

Данное выражение удобно тем, что оно связывает расчеты с ха­рактеристикой зоны РЗ.

Тогда

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ. ОХРАНА ТРУДА 1

Учебное пособие для вузов 1

ПРЕДИСЛОВИЕ 2

ВВЕДЕНИЕ 6

1.1.ИДЕНТИФИКАЦИЯ, КЛАССИФИКАЦИЯ ; -г; и НОМЕНКЛАТУРА ОПАСНОСТЕЙ 16

1.2.КЛАССИФИКАЦИЯ УСЛОВИЙ ТРУДА 24

1.3.АТТЕСТАЦИЯ РАБОЧИХ МЕСТ ПО УСЛОВИЯМ ТРУДА 31

1.4.ИСТОЧНИКИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕГАТИВНЫХ ФАКТОРОВ И ИХ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЧЕЛОВЕКА 37

= Б. 50

оЖ 70

2. ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗВРЕДНЫХ И БЕЗОПАСНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА 122

/А=ад=(4-4К, 171

т! 206

• \ /К /!' 206

i 5 5 206

. К = — 333

п п о 619

0 5 ^{ДЛЯ в}Р^{емени после} аварии от 3 месяцев до

2 лет.

D = 5Р (f_K ^0,2 - tJ^0,2) — для ЯВ в течение 3 месяцев.

После крупной аварии через 2 года происходит самораспад боль­шинства PH и доза облучения будет определяться долгоживущими нуклидами (цезий, стронций, плутоний). Расчет дозы в этом случае ведут по формуле

( -Г,

2^Г1/2

V У

где Я_зи = 0,12N (рад/год); N — степень загрязнения поверхности (Ku/км²); Т _г — период полураспада PH (например, для ^l37Cs, Г_1/2= 30 лет); f, ? — время начала и окончания проживания в данном районе (года).

При нахождении людей в защитном сооружении (ЗС) доза уменьшается в К_хп раз, где К_осп — коэффициент ослабления ВО.

Для примера, в табл. 6.16 приведены рассчитанные дозы внеш­него облучения в зависимости от величины первоначального уров­ня радиации (мР/ч) за первые 10 лет после чернобыльской аварии. Расчеты сделаны для К_оа1 = 2,5.

Таблица 6.16

Доза внешнего облучения за 10 лет после аварии (ЗвЮ‘²)

Практический интерес представляет также оценка возможностей дозы внешнего облучения, которую может получить население при длительном его проживании (в том числе в течение жизни) на заг­рязненной территории от наиболее долгоживущего у-активного ра­дионуклида в аварийном выбросе (для Чернобыля — ^l37Cs), и опре­деление (при необходимости) его вклада в суммарную дозу излуче­ния. Для этих расчетов пользуются законом радиоактивного распада и методикой оценки первоначального (исходного) уровня радиа­ции, соответствующего первоначальной поверхностной активнос­ти (уровню загрязнения) радионуклида. Не вдаваясь в подробнос­ти этих расчетов, приведем лишь данные по рассчитанным дозам внешнего облучения в зависимости от степени загрязнения по це­зию-137 (Ки/км²) через более чем 10 лет после аварии в Чернобыле (табл. 6.17). Расчеты сделаны для коэффициента среднесуточной за­шиты К = 2,5.

осл ⁵

Таблица 6.17