Вопрос. Химически опасные объекты (ХОО). Химические аварии и их последствия

ХОО- объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют опасные химические вещества (ОХВ), при аварии на котором или при разрушении которого может произойти гибель или химическое заражение людей, с/х животных и растений, а также химическое заражение окружающей природной среды. Число таких объектов на территории РФ более 2,5 тыс.,

По критерию характера воздействия на население ОХВ можно условно разделить на две группы:

аварийно химически опасное вещества (АХОВ) – применяемые в промышленности и сельском хозяйстве химические вещества, при аварийном выбросе (разливе) которых может произойти заражение окружающей природной среды в поражающих живой организм концентрациях;

боевые химически опасные вещества (БХОВ) - химические вещества, способные вызвать поражение населения при их боевом применении или при аварии на объектах их хранения (лекция № 3).

К наиболее распространенным в промышленности и сельском хозяйстве АХОВ следует отнести: аммиак (до 55 % от общей массы АХОВ), хлор (до 35 %), далее синильная кислота, акрилонитрил, сероводород, сернистый ангидрид, фосген, соляная кислота, диоксин и др.

Хотя ОХВ непосредственного влияния на здания, сооружения и технологическое оборудование на промышленных предприятиях не оказывают, однако приводят к их химическому загрязнению, что сказывается на производственной деятельности ОЭ. Персонал цехов и отделов, не прекращающих работу в условиях заражения, должны будут работать в средствах защиты. Там, где возможно остановить производственный процесс, люди укрываются в защитных сооружениях ГО. Производственный процесс возобновляется после нейтрализации (дегазации) ОХВ.

С целью определения наиболее опасных объектов, планирования мероприятий по защите населения от возможных последствий крупных аварий на ХОО заблаговременно производится их классификация по степени опасности.

В основе классификации ХОО лежит количественная оценка степени опасности объекта с учетом следующих характеристик:

масштаба возможных последствий химической аварии для населения, прилегающих к объекту территорий (рассчитывается показатель ПО -1);

типа возможной ЧС в результате аварии на ХОО по наихудшему сценарию (рассчитывается показатель ПО -2);

степени опасности АХОВ, используемых на ХОО (рассчитывается показатель ПО -3);

риска возникновения аварии на ХОО (рассчитывается показатель ПО -4);

пожаро - и взрывоопасности объекта (рассчитывается показатель ПО-5).

Рассчитывают данные показатели по соответствующим методикам. Например, по показателям ПО -1 и ПО – 2 учитываются при расчетах следующие конечные показатели

Определение показателя опасности ХОО по возможному масштабу последствий аварии (ПО₁)

Определение показателя опасности ХОО по типу ЧС, возникающей в результате химической аварии (ПО₂)

Для характеристики общей степени опасности ХОО может быть использован обобщенный показатель опасности (ОПО) (в других источниках он носит название комплексного), который определяется как сумма рассмотренных выше частных показателей опасности:

ОПО = ПО₁ + ПО₂ + ПО₃ + ПО₄ + ПО₅.

По значению обобщенного показателя опасности ХОО делятся на 4 категории опасности.

Определение категории опасности ХОО по обобщенному показателю ОПО)

Наиболее опасным считается ХОО с минимальным значением обобщенного показателя опасности.

На ХОО могут создаваться запасы АХОВ на 3-15 суток работы и составлять тысячи тонн. На производственных площадках АХОВ содержатся в стандартных емкостных элементах. Это могут быть алюминиевые, железобетонные, стальные и комбинированные оболочки, в которых поддерживаются условия соответствующие заданному режиму хранения. Форма и тип емкостных элементов выбираются исходя из масштаба производства или потребления и условия их транспортирования. Вместимость резервуаров бывает разной. Хлор, например, хранится в емкостях от 2 до 1000 тонн, аммиак – от 5 до 30 000 тонн, синильная кислота – от 1 до 200 тонн, окись этилена в шаровых резервуарах вместимостью 800 м³ и более.

Наземные резервуары на складах располагаются, как правило, группами. В каждой группе предусматривается резервная емкость. Вокруг каждой группы наземных резервуаров по периметру предусматривается замкнутое обвалование высотой до 3-5 метров или ограждающая стенка высотой не менее одного метра. Внутренний объем обвалованной территории рассчитывается примерно на 85% объема группы резервуаров. Отдельно стоящие большие резервуары устанавливаются, как правило, в поддоне, либо внутри обвалованной площади.

Для хранения АХОВ в наземных резервуарах и на складах в настоящие время используются следующие основные способы:

хранение сжиженных газов и легкокипящих жидкостей под высоким давлением, равным давлению их паров при температуре окружающей среды (аммиак, хлор, окись этилена, окись углерода, фосгена, сернистый ангидрид, амил, фтористый водород и др.);

хранение сжиженных газов под небольшим избыточном давлением, близким к атмосферному при температуре несколько ниже температуры конденсации данного газа (аммиак, хлор и др.). Необходимые температура и давление газа в хранилище поддерживаются отводом и конденсацией испаряющегося газа (изотермический способ хранения);

хранение жидких АХОВ при температуре окружающей среды в резервуарах, находящихся на открытых площадках или в помещениях (азотная кислота, хлорпикрин, дихлорэтан, сероуглерод, тетраэтилсвинец, гидразин и др.).

хранение твёрдых АХОВ в помещениях или открытых площадках под навесами (диоксин, комовая сера др.).

Для удовлетворения нужд потребителей, использующих АХОВ в качестве исходных продуктов, а также для поставок АХОВ за рубеж используются железнодорожный, автомобильный, речной и морской транспорт, а также трубопроводы. Каждый вид транспорта располагает соответствующими правилами и инструкциями для осуществления задач перевозки данного опасного груза.

Трубопроводный транспорт является достаточно распространенным способом транспортирования АХОВ. Однако следует отметить, что в большинстве следует (за исключением транспортирования аммиака), он используется для транспортирования на небольшие расстояния (между цехами предприятия, между складами и т. п.). При эксплуатации этих трубопроводов возможны крупные аварии (разрывы трубопровода) с выбросом в окружающую среду до 5-10 т АХОВ.

При перевозке опасных грузов на железнодорожном и других видах транспорта зачастую происходят взрывы, пожары цистерн и других вагонов.
Пример. 3 июля 1989 г. в Башкортостане на продуктопроводе, по которому подавалась смесь пропана, метана и бензина произошел взрыв.

Смесь нефтепродуктов, оказавшаяся тяжелее воздуха, образовала сплошную зону загазованности в низменной местности, где проходила железная дорога. Детонатором взрыва послужила искра, образовавшаяся между контактным электропроводом и подошедшим электровозом. Взрыв был настолько силен, что в населенных пунктах, расположенных в 15 км от места взрыва, были выбиты стекла, оконные рамы, разрушены шиферные крыши. Пламя мгновенно охватило огромную территорию. В огненном котле оказались два пассажирских поезда. Разрушено 350 м. пути. Взрывная волна сбросила с полотна 11 вагонов, 7 из которых полностью сгорели. В поездах находилось 1284 пассажира и 84 работника из поездных бригад. Многие погибли, еще больше людей получили ожоги и травмы.
К сожалению, количество аварий на железнодорожном транспорте не сокращается. Ежегодно погибает до 3 тыс. человек, уничтожается имущество, государство несет огромные убытки.

Аварии на ХОО носят название химических аварий.

Химическая авария – авария, сопровождающаяся утечкой или выбросом опасных химических веществ из технологического оборудования или поврежденной тары, способная привести к гибели или заражению людей, животных и растений, либо загрязнению химическими веществами окружающей природной среды в опасных для людей, животных и растений концентрациях.

Для любой аварийной ситуации характерны ста­дии возникновения, развития и спада опасности. На химически опасном объекте в разгар аварии могут действовать, как правило, несколько поражающих факторов – пожар, взрывы, химическое заражение местности и воздуха и другие, а за пределами объек­та – заражение окружающей среды.

Химическое заражение – распространение химически опасных веществ в окружающей природной среде в концентрациях или количествах, создающих угрозу для людей, животных и растений в течение определенного времени.

Территорию, в пределах которой распространилось химическое заражение окружающей среды, называют зоной химического заражении

Зона химического заражения включает территорию, подвергшуюся непосредственному воздействию АХОВ (участок разлива) (при применении химического оружия – район применения) и территорию, над которой распространилось облако ОХВ.

Очагом химического пораженияназывают территорию, в пределах которой в результате воздействия ОХВ произошли массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных и растений.

В зависимости от количества вылившегося ОХВ в зоне химического заражения может быть один или несколько очагов химического поражения. Их границы определяются границами (площадями) населенных пунктов или их частей, оказавшихся в зонах химического заражения.

Способ хранения АХОВ во многом определяет их поведение при авариях (вскрытии, повреждении, раз­рушении оболочек резервуаров).

В случае разрушения оболочки емкости, содержа­щей ОХВ под давлением, и последующего разлива большого количества ОХВ в поддон (обваловку) его поступление в атмосферу может осуществлять­ся в течение длительного времени. Процесс испаре­ния в данном случае можно условно разделить на три периода.

Первый период — бурное, почти мгновенное испарение за счет разности упругости насыщенных паров АХОВ в емкости и парциального давления в воздухе. Данный процесс обеспечивает одномоментное поступление в атмосферу до 80 % и более АХОВ, содержащихся в аварийных емкостях, что обусловливает образование первичного облака с концентрациями АХОВ, значительно превышающими смертельные.

Второй период — неустойчивое испарение ОХВ за счет тепла поддона (обваловки), изменения теплосодержания жидкости и притока тепла от ок­ружающего воздуха. Этот период характеризуется, как правило, резким падением интенсивности испаре­ния в первые минуты после разлива с одновремен­ным понижением температуры жидкого слоя ниже температуры кипения.

Третий период — стационарное испарение ОХВ за счет тепла окружающего воздуха. Испаре­ние в этом случае будет зависеть от скорости ветра, температуры окружающего воздуха и величины жидкого слоя Продолжительность стационарно­го периода в зависимости от типа АХОВ, его количе­ства и внешних условий может составить часы, сутки и более.

В случае разрушения оболочки изотермического хранилищаи последующего разлива большого коли­чества АХОВ в поддон (обваловку) испарения за счет разности упругости насыщенных паров ОХВ в емкости и парциального давления в воздухе в связи с малым избыточным давлением практически не на­блюдается. Для данного типа емкостей характерны периоды нестационарного и стационарного испарения АХОВ. Формирование первичного облака осуществ­ляется за счет тепла поддона (обваловки), изменения теплосодержания жидкости и притока тепла от окру­жающего воздуха. При этом количество вещества, переходящее в первичное облако, как правило, не превышает 3—5% при температуре окружающего воз­духа 25–30° С.

При вскрытии оболочек с высококипящими жид­костямиобразования первичного облака, не происхо­дит. Испарение жидкости осуществляется по стацио­нарному процессу и зависит от физико-химических свойств ОХВ и температуры окружающего воздуха. Учитывая малые скорости испарения таких ОХВ, они будут представлять опасность только для личного состава и населения, находящихся непосредственно в районе аварии.