Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Физические и токсические свойства СДЯВ

Г. А. Чернушевич, В. В. Перетрухин, В. В. Терешко

Оценка обстановки

В чрезвычайных ситуациях

Рекомендовано
учебно-методическим объединением по химико-технологическому
образованию в качестве учебно-методического пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям
1-48 01 01 «Химическая технология неорганических веществ,
материалов и изделий»; 1-48 01 02 «Химическая технология
органических веществ, материалов и изделий»; 1-48 01 04
«Технология электрохимических производств»; 1-48 01 05
«Химическая технология переработки древесины»;
1-48 02 01 «Биотехнология»

Минск 2013

УДК 355.58+539.16(075.8)

ББК 68.69я73

Ч-49

Р е ц е н з е н т ы:

кафедра безопасности жизнедеятельности Белорусского
государственного аграрного технического университета (доктор
технических наук, профессор, заведующий кафедрой Л. В. Мисун);

доктор биологических наук, профессор кафедры экологии
Белорусского национального технического университета С. А. Хорева

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или ее части не может быть осуществлено без разрешения учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет».

Чернушевич, Г. А.

Ч-49	Оценка обстановки в чрезвычайных ситуациях: учеб.-метод. пособие для студентов химико-технологических специальностей / Г. А. Чернушевич, В. В. Перетрухин, В. В. Терешко. – Минск: БГТУ, 2013. – 115 с.

isbn 978-985-530-232-3

Учебно-методическое пособие разработано в соответствии с программой курса «Защита населения и объектов от чрезвычайных ситуаций. Радиационная безопасность». В нем приводятся методики расчетов по прогнозированию чрезвычайных ситуаций, возникающих в результате аварий, катастроф, стихийных бедствий, применения современных средств поражения или иных факторов. Оценка возможных ситуаций используется для разработки превентивных мер по защите населения, персонала объектов хозяйствования и окружающей среды от поражающего потенциала современных технических средств и стихийных бедствий.

Студенты получат представление об использовании средств индивидуальной защиты населения, приборов дозиметрического, радиометрического контроля и химической разведки, об оказании первой помощи пострадавшим от поражающих факторов и источников чрезвычайных ситуаций.

УДК 355.58+539.16(075.8)

ББК 68.69я73

isbn 978-985-530-134-0 © УО «Белорусский государственный технологический университет», 2013

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, обеспечения радиационной, химической и биологической безопасности не снижается. Эти сферы деятельности являются составной частью национальной безопасности, непосредственно влияющими на устойчивое развитие и международный престиж страны. Поэтому постоянно совершенствуется и претерпевает существенные изменения существующая государственная система предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (ГСЧС), которая является важнейшим фактором обеспечения стабильности государства.

Приемлемый уровень безопасности и качества жизни населения базируется на основополагающих ценностях: признании на всех уровнях власти и управления абсолютного приоритета человеческой жизни, закреплении прав гражданина в области обеспечения безопасности и формирования правовых механизмов регулирования взаимоотношений между личностью, властью и обществом. Кроме того, предполагается подготовка населения о потенциальных опасностях и готовность его к действиям в чрезвычайных ситуациях природного, техногенного, экологического и биолого-социального характера.

В любом государстве общество вынуждено отвечать на вопросы, какой уровень безопасности может считаться приемлемым, как достичь минимума ущерба или максимума выгод при ограниченных ресурсах, выделенных на устранение различных бедствий.

Принципы достаточной безопасности и приемлемого риска, дополненные социально-экономическими факторами, должны являться основой программ в области безопасности жизнедеятельности. Их реализация на современном этапе требует применения адекватных экономико-математических моделей, отражающих сущность социально-экономических, производственно-хозяйственных, гуманистических явлений, объединенных в единый класс систем защиты населения от чрезвычайных ситуаций природного, техногенного, экологического и биолого-социального характера.

Одной из основных задач системы образования является подготовка специалистов, которые обладают высоким уровнем знаний в области защиты населения и радиационной безопасности.

1. ОЦЕНКА
ХИМИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ
ПРИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

Под оценкой химической обстановки понимается определение масштабов и характера загрязнения воздуха, местности химически опасными веществами (ХОВ) и анализ их влияния на деятельность объектов экономики и населения.

Масштаб химического загрязнения характеризуется:

– радиусом и площадью района аварии;

– глубиной и площадью загрязнения местности с опасными плотностями;

– глубиной и площадью распространения первичного и вторичного облаков химически опасных веществ.

Под глубиной загрязнения понимается максимальная протяженность соответствующей площади загрязнения за пределами района аварии, а под глубиной распространения – максимальная протяженность зоны распространения первичного или вторичного облака химически опасных веществ.

Зоной распространения называется площадь химического загрязнения воздуха за пределами района аварии, создаваемая в результате распространения облака сильнодействующего ядовитого вещества (СДЯВ), аварийно-химически опасного вещества (АХОВ) по направлению ветра.

Зона химического загрязнения, образованная СДЯВ, включает участок разлива ядовитых веществ в поражающих концентрациях.

Под поражающими концентрациями понимается такое содержание в воздухе паров СДЯВ, при которых исключается пребывание людей без противогазов.

Очагом химического поражения называют территорию, на которой в результате воздействия СДЯВ произошли массовые поражения людей и животных.

Размеры зоны химического загрязнения характеризуются глубиной распространения загрязненного воздуха (Г) с поражающими концентрациями, шириной (Ш) и площадью (S).

Оценка последствий химически опасных аварий осуществляется при помощи метода прогнозирования и данных химической разведки местности.

Исходные данные для прогнозирования последствий аварии:

1) характеристика объекта аварии (место и время аварии, тоннаж емкостей, наименование СДЯВ;

2) метеорологические условия (скорость и направление ветра, степень вертикальной устойчивости атмосферы, температура воздуха и подстилающей поверхности);

3) топографические особенности местности (рельеф, наличие лесных массивов, характер застройки).

Знание направления и скорости ветра дает возможность правильно оценить степень угрозы поражения населения парами СДЯВ, распространяющимися по направлению движения потока воздушных масс. От скорости ветра также зависят образование поражающих концентраций, глубина распространения загрязненного воздуха.

На глубину распространения СДЯВ и их концентрацию в атмосфере значительно влияют вертикальные потоки воздуха. Их направление характеризуется степенью вертикальной устойчивости атмосферы. Различают три степени вертикальной устойчивости: инверсию, изотермию, конвекцию.

Инверсия – это повышение температуры воздуха по мере увеличения высоты. Она чаще всего образуется в безветренные ясные ночи в результате интенсивного излучения тепла земной поверхностью. Инверсия препятствует рассеиванию воздуха по высоте и создает наиболее благоприятные условия для сохранения высоких концентраций (застой) СДЯВ.

Изотермия характеризуется стабильным равновесием воздуха. Она наиболее типична для пасмурной погоды и так же, как инверсия, способствует длительному застою паров СДЯВ на открытой местности, в лесу, жилых кварталах населенных пунктов.

Конвекция – это вертикальное перемещение воздуха с одних высот на другие. Более теплый воздух перемещается вверх, а более холодный и более плотный – вниз. Конвекция вызывает сильное рассеивание загрязненного воздуха, поэтому концентрация СДЯВ в воздухе быстро снижается. Отмечается конвекция в весенне-летне-осенний период в ясные дни при отсутствии снежного покрова.

Вертикальную устойчивость воздуха (ВУВ) принято характеризовать термодинамическим критерием. Для определения этого критерия необходимо измерить температуру воздуха на высоте 50 и 200 см от поверхности земли и скорость ветра на высоте 100 см.

По разности температуры на высоте 50 и 200 см вычисляют температурный градиент: , который делят на квадрат скорости ветра на высоте 100 см, и получают термодинамический критерий (ТДК):

. (1)

При этом учитывается знак температурного градиента:

– вертикальная устойчивость воздуха (ВУВ) соответствует конвекции;

– ВУВ соответствует инверсии;

– ВУВ соответствует изотермии.

При скорости ветра более 4 м/с происходит интенсивное перемещение приземного слоя воздуха.

При отсутствии ветра (штиль) ВУВ определяют только по температурному градиенту D T:

если > 0, то ВУВ соответствует конвекции;

если < 0 – инверсии;

при = 0 – изотермии.

Прогнозирование масштабов химического загрязнения при возможных авариях ведется с помощью формул (1)–(16) и данных, приведенных в табл. 1–9.

Эквивалентное количество вещества в первичном облаке определяется по формуле

(2)

где – коэффициент, зависящий от условий хранения СДЯВ (табл. 1); – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого СДЯВ (табл. 1); – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха (для инверсии принимается равным 1, для изотермии – 0,23, для конвекции – 0,08); – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (табл. 1); – количество выброшенного при аварии вещества, т.

Таблица 1

Значения вспомогательных коэффициентов для определения
эквивалентного количества СДЯВ (АХОВ) и времени испарения

Наименование СДЯВ	Значения вспомогательных коэффициентов
K ₁	K ₂	K ₃	K ₇ для температуры воздуха, °С
–40	–20

Аммиак: – хранение под давлением	0,18	0,025	0,04
– изотермическое хранение	0,01	0,025	0,04
Ацетонциангидрин		0,002	0,316			0,3	1,5
Водород: – фтористый		0,028	0,15	0,1	0,2	0,5
– хлористый	0,28	0,037	0,3
– цианистый		0,026				0,4	1,3
Диметиламин	0,06	0,041	0,5
Метил: – бромистый	0,04	0,039	0,5
– хлористый	0,125	0,044	0,056
– меркаптан	0,06	0,043	0,353
Нитрил акриловой кислоты		0,007	0,8	0,04	0,1	0,4	2,4
Окислы азота		0,04	0,4			0,4
Окись этилена	0,05	0,041	0,27
Сернистый ангидрид	0,11	0,049	0,333
Сероводород	0,27	0,042	0,036
Окончание табл. 1

Сероуглерод		0,021	0,013	0,1	0,2	0,4	2,1
Соляная кислота		0,021	0,3		0,1	0,3	1,6
Формальдегид	0,19	0,034
Фосген	0,05	0,061
Хлор	0,18	0,052
Хлорциан	0,04	0,048	0,8

Примечание. Значения коэффициента K ₇ приведены в числителе – для расчета первичного, в знаменателе – для вторичного облака СДЯВ и времени испарения.

Для сжатых газов вычисляется по формуле

(3)

где d – плотность СДЯВ, т/м³ (табл. 2); – объем хранилища, м³.

При авариях на газопроводе рассчитывается из соотношения

, (4)

где n – содержание СДЯВ в природном газе, %; d – плотность СДЯВ, т/м³; – объем секции газопровода между автоматическими отсекателями, м³.

Эквивалентное количество вещества во вторичном облаке находится по следующей формуле:

, (5)

где – коэффициент, зависящий от условий хранения СДЯВ; K ₂ – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств СДЯВ (табл. 1); – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого СДЯВ; K ₄ – коэффициент, учитывающий скорость ветра (табл. 3); – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха (для инверсии принимается равным 1, для изотермии – 0,23, для конвекции – 0,08); K ₆ – коэффициент, зависящий от времени N, прошедшего после начала аварии; – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (табл. 1); – количество выброшенного при аварии вещества, т.; h – толщина слоя СДЯВ, м; d – плотность СДЯВ, т/м³.

Таблица 2

Физические и токсические свойства СДЯВ

Наименование СДЯВ	Плотность СДЯВ, т/м³	Температура кипения, °С	Пороговая токсодоза, мг × мин/л

газ	жидкость
Аммиак: – хранение под давлением	0,0008	0,681	–33,42
– изотермическое хранение	–	0,681	–33,42
Ацетонциангидрин	–	0,932		1,2
Водород: – фтористый	–	0,989	19,52
– хлористый	0,0016	1,191	–85,1
– цианистый	–	0,687	25,7	0,2
Диметиламин	0,0020	0,680	6,9	1,2
Метил: – бромистый	–	1,732	3,6	1,2
– хлористый	0,0023	0,983	–23,76	10,8
– меркаптан	–	0,867	5,95	1,7
Нитрил акриловой кислоты	–	0,806	77,3	0,75
Окислы азота	–	1,491	21,0	1,5
Окись этилена	–	0,882	10,7	2,2
Сернистый ангидрид	0,0029	1,462	–10,1	1,8
Сероводород	0,0015	0,964	–60,35	16,1
Сероуглерод	–	1,263	46,2
Соляная кислота	–	1,198	–
Формальдегид	–	0,815	–19,0	0,6
Фосген	0,0035	1,4332	8,2	0,6
Хлор	0,0032	1,553	–34,1	0,6
Хлорпикрин	–	1,658	112,3	0,02
Хлорциан	–	1,220	12,6	0,75

Таблица 3

Значение коэффициента K ₄в зависимости от скорости ветра

Скорость ветра, м/с
K ₄		1,33	1,67	2,0	2,34	2,67	3,0	3,34	3,67	4,0	5,68

Значение коэффициента K ₆ определяется после расчета продолжительности Т, ч, испарения вещества:

При T < 1 ч K ₆принимается для 1 ч.

Продолжительность поражающего действия СДЯВ определяется временем его испарения c площади разлива.

Время испарения СДЯВ с площади разлива вычисляется по формуле

(6)

где h – толщина слоя СДЯВ, м; d – плотность СДЯВ, т/м³ (табл. 2);
K ₂ – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств СДЯВ; – коэффициент, учитывающий скорость ветра; – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха.

Толщина слоя h жидкости СДЯВ, разлившихся свободно на подстилающей поверхности, принимается равной 0,05 м по всей площади разлива. Для СДЯВ, разлившихся в поддон или обваловку, толщина h определяется следующим образом:

– при разливах из емкостей, имеющих поддон (обваловку):

, (7)

где H – высота поддона (обваловки), м;

– при разливах из емкостей, расположенных группой, имеющих общий поддон (обваловку):

, (8)

где – количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т; F – площадь разлива в поддон (обваловку), м²; d – плотность СДЯВ, т/м³.

Глубина зоны загрязнения первичным (вторичным) облаком СДЯВ при авариях на технологических трубопроводах, емкостях, хранилищах и транспорте оценивается по табл. 4.

Если эквивалентное количество СДЯВ в первичном (вторичном) облаке, рассчитанное по формулам (2) и (5), не соответствует табличным (табл. 4), глубина зоны загрязнения облаком СДЯВ находится интерполированием по следующим формулам:

Г₁ = + ; (9)

Г₂ = + , (10)

где Г₁ и Г₂ – глубина зоны загрязнения первичным (вторичным) облаком СДЯВ, км; – минимально возможная глубина зоны загрязнения первичным (вторичным) облаком СДЯВ, км; – максимально возможная глубина зоны загрязнения первичным (вторичным) облаком СДЯВ, км; – минимально возможное количество СДЯВ в первичном (вторичном) облаке, т; – максимально возможное количество СДЯВ в первичном (вторичном) облаке, т; – эквивалентное количество СДЯВ (т) в первичном облаке, рассчитанное по формуле (2); – эквивалентное количество СДЯВ (т) во вторичном облаке, вычисленное по формуле (5).

Таблица 4

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Воспользуйтесь поиском по сайту: