ПРОТИХІМІЧНИЙ ЗАХИСТ

Цей вид захисту населення включає: заходи із з'ясування та оцінки хімічної обстановки; організацію хімічного контролю; забезпечення засобами індивідуального захисту; організацію і проведення спеціальної обробки.

Щоб завчасно планувати заходи із захисту виробничого персоналу хімічно небезпечних і сусідніх з ними об'єктів та населення, оцінюють хімічну обстановку, що складається під час аварії з викидом в атмосферу СДОР.

Хімічною обстановкою при аваріях на хімічно небезпечних об'єктах називають сукупність наслідків хімічного зараження СДОР, що впливає на життєдіяльність об'єктів господарювання і населення. Небезпека ураження людей, сільськогосподарських тварин, культурних рослин вимагає негайного з'ясування обстановки і проведення заходів із захисту і ліквідації наслідків аварії.

Для того щоб визначити обсяг і спланувати заходи захисту на певній території, де розміщені хімічно небезпечні об'єкти (ХНО), або на самих об'єктах, такі території і об'єкти класифікують за хімічною небезпекою. Критерієм, за яким об'єкт зараховують до того чи іншого ступеня небезпеки, є кількість населення, яке потрапляє в зону зараження, що може утворитися під час викиду СДОР в атмосферу. До першого ступеня небезпеки належать об'єкти, на яких у зону зараження під час аварії може потрапити понад 75 тис. чол., до другого — від 40 до 75 тис, до третього — до 40 тис. чол. До четвертого ступеня небезпеки належать об'єкти, які мають зону зараження в межах своєї території. Зовнішні межі зони зараження СДОР розраховують за пороговою токсичною дозою під час інгаляційної дії на організм людини.

Щоб визначити ступінь небезпеки ХНО, треба спрогнозувати хімічну обстановку. Насамперед визначають максимальну глибину зараження, далі — тривалість уражальної дії СДОР, час підходу зараженого повітря до об'єкта (межі), площу зони фактичного (прогнозованого) зараження. Ці параметри визначають різними методиками. Найпоширенішою є "Методика прогнозування масштабів зараження СДОР при аваріях (руйнуваннях) на хімічно небезпечних об'єктах і на транспорті" (РД 52.04.253-90 від 21.05.90 р.). Ця методика враховує фізико-хімічні властивості СДОР, атмосферні умови, способи зберігання речовин і характер викиду їх в атмосферу. Розраховують параметри за таких припущень: місткості, в яких зберігаються СДОР, повністю руйнуються; товщина шару рідини СДОР, що вільно розлилася, h= 0,05 м на всій площі розливу, а в разі розливання з місткостей, що мають піддон або обвалування,

h = h- 0,2, (6.15)

де н — висота піддону або обвалузання, м; якщо місткості розміщено групою на спільному піддоні, то

h= Q₀/(S_p), (6.16)

де Q₀ — кількість розлитої рідини, т; р — густина рідини, т/м³; S — площа розливу в піддон (обвалування), м².

Під час аварій на газо- і продуктопроводах вважають, що кількість викинутих СДОР дорівнює максимальній кількості їх

у трубопроводі між автоматичними засувками (наприклад, для аміако-проводів це 275...500 т).

Завчасне прогнозування передбачає такі вихідні дані: кількість викинутих в атмосферу СДОР дорівнює кількості їх в одній максимальній за об'ємом місткості (для сейсмонебезпечних районів враховують загальний запас СДОР на об'єкті); метеорологічні умови — температура +20 °С, інверсія, швидкість вітру v_B = 1 м/с. Обстановку після аварії прогнозують за реальними метеоумовами і кількістю викинутої отруйної речовини на термін до 4 год, надалі прогноз уточнюють. Прогнозовані зони зараження (рис. 6.31)наносять на схеми, плани, топокарти у вигляді кола залежно від швидкості вітру v_B. Радіус rкола (сектора) дорівнює глибині зони.

Рис. 6.31. Схема зони хімічного зараження СДОР:

1 — ХНО; 2 — хлібокомбінат; S₁ — площа зони хімічного зараження; S'₁, S'₂ — площі осередків ураження

Якщо за прогнозом швидкість вітру менша ніж 1 м/с, то зона зараження має вигляд кола з джерелом зараження у центрі, а радіус дорівнює глибині зараження. Якщо швидкість вітру за прогнозом дорівнює 1 м/с, то зона забруднення має вигляд напівкола, бісектриса кута 180° збігається із віссю сліду забрудненої хмари й орієнтована в напрямку вітру. Якщо ж за прогнозом швидкість вітру понад 1 м/с, то зона зараження має вигляд сектора: а) при швидкості вітру від 1 до 2 м/с — чверть кола; б) при швидкості вітру > 2 м/с — одна восьма кола. Бісектриса сектора збігається з віссю сліду забрудненої хмари й орієнтована за напрямком вітру; радіус дорівнює глибині зони (див рис 6.31).

Таким чином, щоб провести розрахунки, треба мати такі вихідні дані:

1. Загальну кількість СДОР на об'єкті та спосіб зберігання їх (в місткостях, трубопроводах, у скрапленому або стисненому (ізотермічному) стані).

2. Кількість викинутих в атмосферу СДОР і характер розливу їх на поверхню (вільно, у піддон або в обвалування).

3. Висоту обвалування або піддону.

4. Метеоумови: температуру повітря, швидкість вітру в приземному шарі, ступінь вертикальної стійкості повітря (інверсія, ізотермія, конвекція). Якщо напрямок вітру не обумовлений, то прогнозують для заданої швидкості вітру, а зона буде мати форму кола навколо хімічно небезпечного об'єкта.

Розрахунки параметрів, що характеризують хімічну обстановку після аварії на ХНО. 1.Визначення глибини зони зараження.

Визначаємо тривалість уражальної дії СДОР, год,

де h— товщина шару СДОР, м; р — густина СДОР, т/м³, (табл. 6.16); К₂ — коефіцієнт, що залежить від фізико-хімічних властивостей СДОР (табл. 6.16); К₄ — коефіцієнт, що враховує вплив швидкості вітру; К₇ — коефіцієнт, що враховує вплив температури повітря (табл. 6.16) (для стиснених газів К₇ = 1).

Значення коефіцієнта К₄ залежно від швидкості вітру v_в:

v_в, м/с 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15

К₄ 1,0 1,33 1,67 2,0 2,34 2,67 3,0 3,34 3,67 4,0 5,68

2. Визначення еквівалентної кількості СДОР у первинній хмарі (для скраплених і стиснених газів).

Еквівалентна кількість СДОР — це така кількість хлору, площа зараження від якої при інверсії еквівалентна площі зараження при даному ступені вертикальної стійкості атмосфери кількістю СДОР, що перейшла у первинну (вторинну) хмару:

де К₁ — коефіцієнт, що залежить від умов зберігання СДОР (для стиснених газів К₁ — 1, табл. 6.16); К₃ — коефіцієнт, що дорівнює відношенню порогової токсичної дози хлору до порогової токсичної дози іншої СДОР (табл. 6.16); К₅ — коефіцієнт, що враховує вплив вертикальної стійкості атмосфери: для інверсії — 1,0, ізотермії — 0,23, конвекції — 0,08 (ступінь вертикальної стійкості атмосфери визначають за табл. 6.17); Q₀ — маса викинутої (розлитої) СДОР, т.

Інверсія виникає у вечірній час приблизно за 1 год до заходу сонця і руйнується протягом години після його сходу. Під час інверсії нижні шари повітря холодніші від верхніх, що зумовлює його стійкість, перешкоджає переміщенню по висоті і створює найсприятливіші умови для збереження високих концентрацій зараженого повітря.

Ізотермія характеризується стабільною рівновагою повітря. Найбільш характерна для хмарної погоди, але може виникати вранці і ввечері як перехідний стан від інверсії до конвекції вранці і навпаки — ввечері.

Конвекція спостерігається влітку при ясній погоді через 2 год після того, як зійшло сонце, і руйнується за 2,0-2,5 год до його заходу. Під час конвекції нижні шари повітря нагрітіші, ніж верхні, що сприяє швидкому розсіянню зараженої хмари і зменшенню її уражальної дії.

Якщо аварія виникає в сховищах стисненого газу, то

Q₀ = рV, (6.19)

де v — об'єм сховища, м³.

Якщо аварія трапляється на газопроводі, то

Q₀ = nрV_г/ 100, (6.20)

де п — масова частка СДОР у природному газі, %; V_г— об'єм секції газопроводу між автоматичними засувками, м³.

Таблиця 6.16. Характеристика СДОР і допоміжні коефіцієнти

Примітка: Значення к₇ у чисельнику — для первинної, у знаменнику — для вторинної хмари.

Таблиця 6.17. Визначення ступеня вертикальної стійкості атмосфери за даними прогнозу

Примітка: Ін — інверсія, Із — ізотермія, К — конвекція, літери в дужках — взимку, для снігового по­криву.

3. Визначення еквівалентної маси СДОР у вторинній хмарі (для скраплених газів і рідин, які киплять при температурі, що перевищує температуру навколишнього середовища).

Частина СДОР, що залишається не викинутою в атмосферу, під час аварії розтікається на підстильні поверхні й поступово випаровується. Так утворюється вторинна хмара зараженого повітря. Далі первинна і вторинна хмари об'єднуються і рухаються в напрямку вітру.

Еквівалентна маса СДОР у вітряній хмарі, т,

де К₆ — коефіцієнт, що залежить від часу t_п, який пройшов після початку аварії (значення коефіцієнта розраховують після визначення тривалості Т уражальної дії СДОР: К₆ =t_п^0,8 якщо t_п < Т, і К₆ - Т^0,8 при t_п >= Т. Якщо Т < 1 год, то К₆ беруть як для 1 год).

Значення коефіцієнта K₆ від часу, що сплинув після початку аварії t_п:

t_п,год 1 2 3 4

К₆ 1,0 1,74 2,71 3,03

4. Визначення глибини зони зараження первинною і вторинною хмарами.

Глибину зони зараження визначають за допомогою табл. 6.18 залежно від еквівалентної маси СДОР і швидкості вітру, тобто

Якщо в таблиці немає значень вихідних даних, тоді Г₁ і Г₂ визначають методом лінійної інтерполяції — знаходять проміжні значення величини за деякими її елементами. Нехай значення х належить відрізку (а, b) і відомо значення функції в межах цього відрізка — f(а) і f(Ь) відповідно, тоді значення f(х) визначаємо за формулою лінійної інтерполяції

Сумарна глибина зони зараження, км,

Г = Г ' + 0,5Г ", (6.22)

де Г ' — найбільше, а Г" — найменше із розрахованих значень Г₁ і Г₂.

Отриманий результат порівнюють з гранично можливим значенням глибини переміщення повітряних мас, що відповідає різним швидкостям вітру v_B (табл. 6.18) за чотиригодинну тривалість збереження метеорологічних умов. Остаточно розрахунковою глибиною зони зараження слід вважати меншу із двох порівнюваних.

Час надходження хмари СДОР від джерела зараження до об'єкта, що розміщений на відстані L, км, залежить від швидкості перенесення зараженої хмари v_п, км/год:

t = L/v_п. (6.19)

Швидкість v_п, у свою чергу, залежить (табл. 6.19) від швидкості вітру v_B і стану приземного прошарку атмосфери (Ін, Із, К).

У зону хімічного зараження можуть потрапити об'єкти, що розміщені навколо ХНО, на якому виникла аварія. На зараженій території виникають осередки хімічного ураження — ділянки зараженої території, в межах яких внаслідок уражальної дії СДОР можуть статись масові ураження людей, сільськогосподарських тварин і рослин. У зоні хімічного зараження може бути один або декілька осередків ураження.

Розраховані зони хімічного зараження та осередки ураження наносять на схему, карту або план місцевості. Контури зони відмічають синім кольором, а територію осередку підфарбовують жовтим кольором. Поруч пишуть: синім кольором вид СДОР — масу, час і дату аварії. Напрямок переміщення зараженої хмари задають кутом вітру а — кут в горизонтальній площині між напрямком на північ і напрямком, звідки дме вітер (див. рис. 6.31).

Приклад. На хімічно небезпечному об'єкті 27.04.2000 р. о 10.30 виникла аварія на технологічному трубопроводі, що перебуває під тиском. Внаслідок цього виникло джерело зараження хлором. Кількість рідкого хлору, що витік із трубопроводу, не встановлено. Відомо, що в технологічній системі було 40 т рідкого хлору. На відстані L = 5 км від ХНО розміщено хлібокомбінат. Вітер під час аварії дме з боку ХНО на хлібокомбінат під азимутом 315° (див. рис. 6.31). Метеоумови на момент аварії: температура повітря +10 °С, ізотермія, швидкість вітру 5 м/с.

Таблиця 6.18. Глибини зон можливого ураження СДОР, км

Таблиця 6.19. Швидкість перенесення переднього фронту

хмари зараженого повітря V_п залежно від швидкості вітру v_в