4.4. Оцінка хімічної обстановки при аваріях з викидом сдор

Поняття про хімічну обстановку

СДОР — це хімічні речовини, що застосовуються в народному господарстві, які при виливанні або викиді можуть призводити до зараження повітря з вражаючими концентраціями.

Хімічна обстановка — це масштаби і характер зараження місцевості СДОР, які здійснюють вплив на роботи об'єктів народного господарства, дія формувань ЦО і населення.

Хімічна обстановка виникає при порушенні технологічних процесів на хімічно небезпечному виробництві, ушкодженні трубопроводів, ємкостей, сховищ, транспортних засобів при перевезеннях СДОР, які призводять до викиду СДОР в атмосферу в кількостях, що становлять небезпеку масового ураження людей і тварин.

Первинна хмара — хмара СДОР, яка утворюється в результаті миттєвого (1—3 хв.) переходу в атмосферу частини вмісту ємкості зі СДОР при її руйнуванні.

Вторинна хмара — хмара СДОР, яка утворюється в результаті випаровування розлитої речовини з поверхні.

Гранична токсодоза — інгаляційна токсодоза, яка викликає початкові симптоми ураження.

Еквівалентна кількість СДОР — це така кількість хлору, масштаб зараження яким при інверсії еквівалентний масштабу зара

ження при даному ступені вертикальної стійкості кількістю даної речовини, яка перейшла в первинну (вторинну) хмару.

Площа зони фактичного зараження СДОР — площа території, зараженої СДОР у небезпечних для життя межах.

Площа зони можливого зараження СДОР — площа території, в межах якої під дією зміни напрямку вітру може переміщуватися хмара СДОР.

Товщина шару розливу СДОР — Н товщина шару, що вільно розлився на підстилаючій поверхні, приймається за 0,05 м, а той, що розлився в піддон або в обвалування, — Н = Н — 0,2 м, де Н — висота піддону (обвалування).

Ступінь вертикальної стійкості повітря характеризується трьома складовими: інверсією, конвекцією, ізотермією.

Інверсія (нижні шари повітря холодніші за верхні) виникає при ясній погоді, малих швидкостях вітру (до 4 м/с). Інверсія перешкоджає розсіюванню повітря на висоті і створює сприятливі умови для зберігання високих концентрацій СДОР.

Конвекція (нижній шар повітря нагрітий сильніше за верхній і відбувається переміщення його по вертикалі) виникає при ясній погоді, малих (до 4 м/с) швидкостях вітру. Конвекція розсіює хмару, заражену СДОР, знижує її вражаючу дію.

Ізотермія (температура повітря в межах 20—30 м від земної поверхні майже однакова) звичайно спостерігається в хмарну погоду і при сніговому покриві. Ізотермія сприяє тривалому застою парів СДОР на місцевості.

Оцінка хімічної обстановки

Під оцінкою хімічної обстановки розуміють визначення масштабу і характеру зараження СДОР, аналіз їх впливу на діяльність об'єктів, сил ЦО і населення.

Основними вихідними даними для оцінки хімічної обстановки є:

загальна кількість СДОР на об'єкті і дані щодо розміщення їх запасів у ємкостях і технологічних трубопроводах;

кількість СДОР, викинутих в атмосферу, характер їх розливу на поверхні;

висота піддону або обвалування складських ємкостей;

метеорологічні умови: температура повітря, швидкість вітру на висоті 10 м (на висоті флюгера), ступінь вертикальної стійкості повітря.

Оцінка хімічної обстановки включає: визначення глибини зони зараження;

визначення площі зони зараження і нанесення на план місцевості;

визначення часу підходу зараженого повітря до об'єкта; визначення тривалості вражаючої дії СДОР; визначення можливих втрат людей.

Визначення глибини зони зараження СДОР

Розрахунок глибини зони зараження ведеться з допомогою даних, наведених у таблицях додатків 1, 2, 3 (Д1, Д2, Д3) в залежності від кількісних характеристик викиду і швидкості вітру.

Кількісна характеристика викиду СДОР для розрахунку масштабів зараження визначається за еквівалентними значеннями.

Визначення еквівалентної кількості речовини визначається по первинній і вторинній хмарі.

Еквівалентна кількість речовини по первинній хмарі визначається за формулою:

Єе1 = К1 х К3 х К5 х К7 х (1)

де К1 = коефіцієнт, який залежить від умов зберігання СДОР. Додаток 1 (Д1) для стиснутих газів К1 = 1;

К3 — коефіцієнт, що дорівнює відношенню граничної токсо-дози хлору до граничної токсодози іншої СДОР — Д1;

К₅ — коефіцієнт, який враховує ступінь вертикальної стійкості повітря. Приймається: для інверсії — за 1, для ізотермії — 0,23, для конвекції — 0,008;

К7 — коефіцієнт, який враховує вплив температури повітря — Д1 (для стиснутих газів К7 = 1);

0₀ — кількість викинутої (розлитої) при аварії СДОР (т).

Еквівалентна кількість речовини по вторинній хмарі розраховується за формулою:

Єе2 = (1 - К1) х К2 х К3 х К4 х К5 х К6 х К7 х 00 : (Н х О), (2)

де К2 — коефіцієнт, який залежить від фізико-хімічних властивостей СДОР (табл. Д3);

К4 — коефіцієнт, який враховує швидкість вітру (табл. Д3); К6 — коефіцієнт, який залежить від часу, що пройшов після початку аварії N.

Значення К₆ визначається після розрахунку тривалості випаровування речовини Т за формулою:

К6 = №'³ (при N < Т) (3)

або

К6 = №'³ (при N > Т). (4)

При Т < 1 години К₆ приймається для 1 години. Тривалість випаровування

Т = ^Н^х^О ,(5)

К₂ х К₄ х К₇

де Н — товщина шару розливу СДОР (м), О — питома вага

СДОР (т/м³) — Д1.

Розрахунок глибин зон зараження первинною (вторинною) хмарою СДОР ведеться з допомогою таблиць Д2.

У таблиці Д2 наведені максимальні значення глибин зон зараження первинною — Г1 або вторинною Г2 хмарою СДОР, які визначаються в залежності від еквівалентної кількості речовини (0е1, Ск) і швидкості вітру.

Повна глибина зони зараження Г (км), обумовлена впливом первинної і вторинної хмари СДОР, визначається:

Г = Г' + 0,5Г'', (6)

де Г' — найбільший, Г'' — найменший з розмірів Г₁ і Г₂.

Отримане значення Г порівнюється з гранично можливим значенням глибини переносу повітряних мас Г_п, яке визначається за формулою:

Г„ = N х V, (7)

де N — час від початку аварії (год);

V — швидкість переносу переднього фронту зараженого повітря при даних швидкості вітру і ступені вертикальної стійкості повітря, які визначаються за допомогою таблиць Д5.

За остаточну розрахункову глибину зони зараження приймають найменше з 2-х (Г і Г„) порівнюваних між собою значень.

Приклад № 1

На хімічному підприємстві відбулась аварія на складі з рідким хлором, який перебував під тиском. В результаті аварії викинуто

в атмосферу 40 т зрідженого хлору, виникло вогнище зараження

СДОР.

Визначити глибину можливого зараження хлором за станом на 1 годину після аварії.

Метеоумови на момент аварії: швидкість вітру — 5 м/с, температура повітря — 0°С, ізотермія. Розлив СДОР на поверхню вільний.

Розв 'язання:

За формулою (1) визначаємо еквівалентну кількість речовини в первинній хмарі:

0_е1 = 0,18 х 1,0 х 0,23 х 0,6 х 40 = 1 т.

За формулою (5) визначаємо час випаровування хлору:

0,05 х 1,553

Т = = 0,644 год.

0,052 х 2,34 х 1

За формулою (2) визначаємо еквівалентну кількість речовини у вторинній хмарі:

0_е2 = (1 - 0,8) х 0,052 х 1,2 х 3,4 х 0,23 х х 1,1 х 40 : (0,05 1,553) = 11,8 т.

За таблицею Д2 для 1 т знаходимо глибину зони зараження первинною хмарою Г1 = 1,68 км.

За таблицею Д2 для 11,8 т знаходимо глибину зони зараження вторинною хмарою Г2 = 6 км.

За формулою (6) визначаємо повну глибину зони зараження:

Г = 6 + 0,5 х 1,68 = 6,84 км.

За формулою (7) знаходимо гранично можливе значення глибини переносу повітряних мас:

Г„ = N х V = 1-29 = 29 км.

За остаточну розрахункову глибину зараження хлором приймається Г = 6,84 км.

Визначення площі зони зараження

Площа зони можливого зараження первинною (вторинною) хмарою СДОР визначається за формулою:

8_М = 8,72 х 10^-3 х Г² х ф, (8)

де 8_М — площа зони можливого зараження СДОР, км²; Г — глибина зони зараження, км;

Ф — кутові розміри зони можливого зараження, градуси (визначаються за допомогою таблиці Д4).

Площа зони фактичного зараження розраховується за формулою:

5_Ф = К₈ х Г² х У'²,

де К₈ — коефіцієнт, що залежить від ступеня вертикальної стійкості повітря, приймається: при інверсії — 0,081; при ізотермії — 0,133; при конвекції — 0,295.

N — час, який пройшов після початку аварії, год.

Приклад № 2

У результаті аварії на хімічно небезпечному об'єкті виникла зона зараження глибиною 10 км. Швидкість вітру — 2 м/с, інверсія. Визначити площу зони зараження на 4 годину після аварії.

Розв 'язання:

Розраховуємо площу зони фактичного зараження за формулою (9):

8ф = 0,081 х 10² х 4^0,2 = 10,7 км².

Визначаємо площу зони можливого зараження за формулою (8):

5в = 8,72 х 10³ х 10² х 90 = 78,3 км².

Наносимо зону зараження на план місцевості у відповідності з вимогами додатку 4.

При швидкості вітру від 1,1 до 2 м/с зона зараження має вигляд сектора ф = 90°, радіус сектора дорівнює Г, бісектриса сектора співпадає з віссю сліду хмари і орієнтована за напрямком вітру, точка 0 відповідає місцю джерела зараження.

Визначення часу підходу зараженого повітря до об'єкта

Час підходу хмари СДОР до заданого об'єкта залежить від швидкості перенесення хмари повітряним потоком і визначається за формулою:

і = Я_г : V,

де і — час підходу хмари СДОР, год;

і?_г — відстань від джерела зараження до заданого об'єкта, км;

V — швидкість переносу переднього фронту хмари зараженого повітря, км/год (визначається за таблицею Д5).

Приклад № 3

У результаті аварії на об'єкті, розташованому на відстані 5 км від міста, відбулося руйнування ємкості з хлором.

Метеоумови: ізотермія, швидкість вітру — 4 м/с.

Визначити час підходу хмари зараженого повітря до межі міста.

Розв'язання:

Для швидкості вітру в умовах ізотермії, яка дорівнює 4 м/с, за таблицею Д5 знаходимо V = 24 км/год.

Час підходу хмари зараженого повітря до міста:

і = 5/24 = 0,2 год.

Визначення тривалості вражаючої дії СДОР

Тривалість вражаючої дії визначається часом випаровування СДОР з площі розливу за формулою:

Т = ^Н" * . (5)

^2 " ^4 " ^7

Приклад № 4

У результаті аварії відбулось руйнування обвалованої ємкості з хлором. Потрібно визначити час вражаючої дії СДОР.

Метеоумови на момент аварії: швидкість вітру — 4 м/с, температура повітря 0°С, ізотермія. Висота обвалування -1 м. Розв'язання:

За формулою (5) час вражаючої дії:

_Т (Я - 0,2)" * (1 - 0,2)" 1,553

Т — = - = 12 год.

К₂ " К₄ " К₇ 0,052" 2 "1

Визначення можливих втрат людей

Можливі втрати людей, службовців і населення від СДОР, а також структура втрат визначаються за таблицею додатку 6 і залежать від умов перебування людей на зараженій місцевості і ступеня забезпеченості їх протигазами.

Приклад № 5

Визначити можливі втрати і структуру втрат робітників і службовців, які опинилися в зоні зараження СДОР у результаті аварії на об'єкті.

Чисельність зміни N = 300 чол. На момент початку аварії в цехах було 200 чол., поза приміщеннями — 100 чол. Зміна на 80 % забезпечена промисловими протигазами. Протигази знаходяться на робочих місцях.

Розв'язання:

1. За таблицею Д6 втрати відкрито розташованих людей, на 80 % забезпечених протигазами, становлять 25 % або 25 чол., з них уражені:

легкого ступеня — 6 чол.;

середнього і важкого — 10 чол.;

зі смертельними наслідками — 9 чол.

Втрати в цеху 14 % — 28 чол. З них:

легкого ступеня — 7 чол.;

середнього і важкого — 11 чол.;

зі смертельними наслідками — 10 чол.

Содержание