Безопасность в чрезвычайных ситуациях

 

 

 

 

ІІ. Практическая часть

 

 

    На мясокомбинате в 16 часов произошла авария, связанная  с разрушением емкости, содержавшей Q0 = 100 т аммиака, хранившегося под давлением. Емкость с хлором размещалась в поддоне с высотой стенок Н = 1,5 м. При прогнозировании последствий аварии принять следующие метеоусловия: скорость ветра wв = 2 м/с, температура воздуха tв = +10 °С. Плотность населения в городе с населением 250000 человек - Ргор = 1000 чел/км2. Население об аварии не оповещено.

 

    Определить:

 

    1. Количественную характеристику  выброса ОХВ.

 

    2. Глубину распространения  зараженного ОХВ воздуха через  τ = 4 часа после аварии.

 

    3. Степени поражения населения.

 

1. Количественные характеристики выброса АХОВ для расчетов масштабов заражения определяются по их эквивалентным значениям. 
Справочные данные для прогнозирования масштабов заражения АХОВ определены и приведены в таблицах 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 Приложения 1.

Принятые допущения:

1. Емкости, содержащие АХОВ, при  авариях разрушаются полностью;

2. Толщина слоя жидкости:

- для АХОВ (h), разлившихся «свободно» по подстилающей поверхности, принимается h=0,05 м по всей площади разлива;

- для АХОВ, разлившихся в «поддон»  или «обваловку», определяется из  соотношений:

а) при разливах из емкостей, имеющих самостоятельный «поддон» («обвалование»)

h = Н - 0,2        

где: Н – высота «поддона» («обвалования»), м;

       h – толщина слоя жидкости АХОВ в «поддоне» («обваловании»), м;

Количественные характеристики выброса (разлива) АХОВ для расчета масштабов заражения определяются по их эквивалентным значениям Q0 (т).

Под эквивалентным количеством АХОВ принимается такое количество хлора, масштаб заражения которым при инверсии эквивалентен масштабу заражения (при данной степени вертикальной устойчивости воздуха) количеством данного АХОВ, перешедшим в первичное (вторичное) облако.

Эквивалентное количество АХОВ по первичному облаку Qэ1 (т) определяется по формуле:

 

Qэ1= К1·К3·К5·К7 1 ·Q0 ,

 

где: К1- коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ (см. таблицу 1 Приложения 1); для сжатых газов К1=1;

К3- коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе данного АХОВ (см. таблицу 1 Приложения);

К5- коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха К5=1(при инверсии); К5=0,23(при изотермии); 
 
К5=0,08(при конвекции);

К7 1 - коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха на скорость образования первичного облака (см. таблицу 1 Приложения 1); для сжатых газов К7 1 = 1;

Q0 – количество выброшенного (разлившегося) при аварии АХОВ, т.

Степень вертикальной устойчивости воздуха определяется по таблице 2 приложения 1.

 

Решение:

Определим толщину слоя хлора, разлившегося в поддон:

h = Н - 0,2=1,5-0,2=1,3 м.

Определим эквивалентное количество АХОВ по первичному облаку Qэ1:

Qэ1= К1·К3·К5·К7 1 ·Q0=0,18*1*0,23*1*100=4,14т.

 

Эквивалентное количество АХОВ по вторичному облаку (т) определяется по формуле:

                                                                                 Q0

Qэ2= (1 - К1) · К2 · К3 · К4 · К5 · К6 · К7 11 · -------

                                                                                h · d

где: К2 – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ (см. таблицу 1 Приложения 1);

        К4 – коэффициент, учитывающий скорость ветра (см. таблицу 3 Приложения);

        К6 – коэффициент, зависящий от времени N (час), прошедшего после начала аварии (см. таблицу 10 приложения );

        К7 11 – коэффициент, учитывающий влияние температуры окружающего воздуха на скорость образования вторичного облака (см. таблицу 1 Приложения ).

Решение:

Определим эквивалентное количество АХОВ по вторичному облаку Qэ2:

                                                                                                   

Qэ2= (1 - К1) · К2 · К3 · К4 · К5 · К6 · К7 11 ·( Q0/ h · d ) = (1-0,18)*0,052*1*1,33*0,23*3,03*1*(4,14/1,3*0,0062)=0,82*0,0482*513,6476=20,3014т.

                                                                   

2. Определение глубины зоны заражения Г (км).

Основной задачей прогнозирования масштабов заражения АХОВ является определение глубины распространения первичного и вторичного облака зараженного воздуха.

Под первичным облаком понимают облако АХОВ, образующееся в результате мгновенного (1-3 мин.) перехода в атмосферу содержимого емкости с АХОВ при её разрушении.

Вторичное облако – это облако АХОВ, образующееся в результате испарения разлившегося АХОВ с подстилающей поверхности.

Максимальные значения глубины зон заражения по первичному Г1 (км) и вторичному  Г2 (км) облакам АХОВ определяются по таблице 5 Приложения в зависимости соответственно от Qэ1 и (или) Qэ2 и скорости ветра.

Полная глубина зоны заражения ГΣ (км) определяется по формуле:

 

ГΣ = ГI + 0,5 ГI I,       

 

где: ГI - большее из двух значений Г1 и Г2;

       ГI I - меньшее из двух значений Г1 и Г2.

Полученное значение ГΣ сравнивается с возможным предельным значением глубины переноса воздушных масс Гп (км), которое определяется по формуле:

Гп = N · V,       

где: N - время от начала аварии, час;

       V - скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха при данной скорости ветра U (м/с) и степени вертикальной устойчивости воздуха (см. таблицу 5 Приложения ), км/ч.

За окончательную расчетную глубину зоны возможного заражения Г (км) принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений ГΣ и Гп т.е.

                                                                            ГΣ

                                                       Г = min           

                                                                             Гп

Решение:

Г1=7,20 км

Г2=16,44 км

ГΣ = ГI + 0,5 ГI I=16,44+0,5*7,2=20,04 км.

Гп = N · V=14*12=48 км.

                                                                           ГΣ=20,04

                                                         Г = min                            , 

                                                                            Гп=48

Г=20,04 км.

 

3. Определение возможных общих потерь населения в очагах поражения АХОВ.

Структура потерь в очаге поражения АХОВ:

- 35% - безвозвратные потери;

- 40% - санитарные потери средней  и тяжелой степени (с выходом  из строя не менее, чем на 2-3 недели с обязательной госпитализацией);

- 25% - санитарные потери легкой  степени.

Решение:

Площадь определяем по формуле:

Sф.з. = К8 · Г 2 · N 0,2 = 0,133*20,04*1,32=3,52 км2

Определяем количество жителей в городской зоне:

Σг.з. = Δ · Sф.г. = 1000 · 3,52 = 3520 (чел.)

где: Δ  – плотность населения в городской зоне (чел.)

       Σг.з. - общее количество жителей в городской зоне

       Sф.г. - площадь фактическая городской зоны (км 2)

 

Структура потерь:

• легкой степени – 25% = 880 чел.
• средней степени – 40% = 1408 чел.
• со смертельным исходом – 35% = 1232 чел.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Прогностические оценки на ближайшую перспективу показывают, что тенденция повышение вероятности химических аварий в ближайшем будущем будет сохраняться. Для этого есть целый ряд предпосылок: рост сложных производств с применением новых технологий, которые требуют высокую концентрацию энергии и опасных веществ; крупные структурные изменения в экономике страны, приведшие к остановке ряда производств, нарушению хозяйственных связей и сбоям в технологических цепочках; высокий и все прогрессирующий износ основных производственных фондов, достигающих на ряде предприятий 80-100%; падение технологической и производственной дисциплины, уровня квалификации технического персонала; накопление отходов производства, опасных для окружающей среды; снижение требовательности и эффективности работы надзорных органов и др.

По расчетам экспертов затраты на предупреждение аварий во много раз меньше по сравнению с величиной ущерба, к которому они приводят в случае возникновения. Поэтому во всем мире вопросам безопасности химических производств придается очень большое значение.

Понятно, что совершенно необходимо разработать и внедрить в практику новые подходы и принципы обеспечения безопасности химических производств. Главные требования - это исключение особо опасных аварий, способных привести к гибели, поражению людей, к значительному материальному ущербу, оказать существенное влияние на окружающую среду; обеспечение анализируемого, рассчитываемого и контролируемого уровня безопасности. Поскольку многие катастрофы и стихийные бедствия предотвратить нельзя, то борьба за уменьшение ущербов и потерь от них должна быть важным элементом государственной политики страны, в основу которой положены прогнозирование и своевременное предупреждение людей о грозящем бедствии.

Важным элементом устойчивого развития мировой цивилизации является разработка и осуществление превентивных мер, способных уменьшить и смягчить последствия природных и техногенных аварий и катастроф.

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Квасенков И.И. Безопасность жизнедеятельности. - М.: МИСиС, 1992. - 38 с.

2. Мастрюков Б.С. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. - М.: Aкадемия, 2003, 2004, 2005, 2007 и 2008 гг. - 336 с.

3. Безопасность жизнедеятельности. Прогнозирование и оценка последствий техногенных аварий и стихийных бедствий. /О.М. Зиновьева, Б.С. Мастрюков, Т.И. Овчинникова, А.А. Павлов. - М.: МИСиС, 2007. - 122 с.

4. Максимов М.Т. Защита от сильно действующих ядовитых веществ. - М.: Энергоатомиздат, 1993. - 176 с.

5. В.Г. Атаманюк. Гражданская оборона. – М., Высшая школа, 1986 г.

6. С.В. Белов. Безопасность жизнедеятельности. – М., 1999 г.

7. В.А. Владимиров. Аварийно химически опасные вещества. – М., Военные знания, 2000 г.

8. В.А. Владимиров. Методика прогнозирования и оценки обстановки при выбросах в окружающую среду хлора и других аварийно химически опасных веществ. – М., Военные знания, 2000 г.

9. В.П. Репин, Г.Ф. Краскин. Оценка химической обстановки / Методическая разработка на практическое занятие.– Калининград, БГАРФ, 1996 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П Р И Л О Ж Е Н И Я:

 

Характеристики АХОВ и вспомогательные коэффициенты для

определения глубин зон заражения

Таблица 1

№ п/п	Наименование СДЯВ	Плотность СДЯВ т/м3		Температура кипения 0 С	Пороговая токсодоза мг · мин л	Значения вспомогательных коэффициентов
		газ	жид-кость			К1	К2	К3	К7
									Для -400 С	Для -200 С	Для 00 С	Для 200 С	Для 400 С
1	Акролеин	-	0,839	52,7	0,2*	0	0,013	0,75	0,1	0,2	0,4	1	2,2
2	Аммиак: хранение под давлением	0,0008	0,681	-33,42	15	0,18	0,025	0,04	0 0,9	0,3 1	0,6 1	1 1	1,4 1
	изометрия, хранение	-	0,681	-33,42	15	0,01	0,025	0,04	0 0,9	1 1	1 1	1 1	1 1
3	Ацетонитрил	-	0,786	81,6	21,6*	0	0,004	0,028	0,02	0,1	0,3	1	2,6
4	Ацетонциангидрид	-	0,932	120	1,9*	0	0,002	0,316	0	0	0,3	1	1,5
5	Водород мышьяковистый	0,0035	1,64	-62,47	0,2*	0,17	0,054	0,857	0,3	0,5	0,8	1	1,2
6	Водород фтористый	-	0,989	19,52	4	0	0,028	0,15	0,1	0,2	0,5	1	1
7	Водород хлористый	0,0016	1,191	85,10	2	0,28	0,037	0,30	0,64	0,6	0,8	1	1,2
8	Водород бромистый	0,0036	1,490	- 66,77	2,4*	0,13	0,055	6,0	0,2	0,5	0,8	1	1,2
9	Водород цианистый	-	0,687	25,7	0,2	0	0,026	3,0	0	0	0,4	1	1,3
10	Диметиламин	0,0020	0,680	6,9	1,2*	0,06	0,041	0,5	0 0,1	0 0,3	0 0,8	1 1	2,5 1
11	Метиламин	0,0014	0,699	-6,5	1,2*	0,13	0,034	0,5	0 0,3	0 0,7	0,5 1	1 1	2,5 1
12	Метил бромистый	-	1,732	3,6	1,2*	0,04	0,039	0,5	0 0,2	0 0,4	0 0,9	1 1	2,3 1
13	Метил хлористый	0,0023	0,983	-23,76	10,8*	0,125	0,044	0,056	0 0,5	0,1 1	0,6 1	1 1	1,5 1
14	Метилакрилат	-	0,953	80,2	6*	0	0,005	0,025	0,1	0,2	0,4	1	3,1
15	Метилмер-каптан	-	0,867	5,95	1,7*	0,06	0,043	0,353	0 0,1	0 0,3	0 0,8	1 1	2,4 1
16	Нитрил акриловой к-ты	-	0,806	77,3	0,75	0	0,007	0,80	0,04	0,1	0,4	1	2,4
17	Окислы азота	-	1,491	21,0	1,5	0	0,040	0,40	0	0	0,4	1	1
18	Окись этилена	-	0,882	10,7	2,2*	0,05	0,041	0,27	0 0,1	0 0,3	0 0,7	1 1	3,2 1
19	Сернистый ангидрид	0,0029	1,462	-10,1	1,8	0,11	0,049	0,333	0 0,2	0 0,5	0,3 1	1 1	1,7 1
20	Сероводород	0,0015	0,964	-60,35	16,1	0,27	0,042	0,036	0,3 1	0,5 1	0,8 1	1 1	1,2 1
21	Сероуглерод	-	1,263	46,2	45	0	0,021	0,013	0,1	0,2	0,4	1	2,1
22	Соляная к-та (концентр.)	-	1,189	-	2	0	0,021	0,30	0	0,1	0,3	1	1,6
23	Триметиламин	-	0,671	2,9	6*	0,07	0,047	0,1	0 0,1	0 0,4	0 0,9	1 1	2,2 1
24	Формальдегид	-	0,815	-19,0	0,6*	0,19	0,034	1,0	0 0,4	0 1	0,5 1	1 1	1,5 1
25	Фосген	0,0035	1,432	8,2	0,6	0,05	0,061	1,0	0 0,1	0 0,3	0 0,7	1 1	2,7 1
26	Фтор	0,0017	1,512	-188,2	0,2*	0,95	0,038	3,0	0,7 1	0,8 1	0,9 1	1 1	1,1 1
27	Фосфор треххлористый	-	1,570	75,3	3	0	0,010	0,2	0,1	0,2	0,4	1	2,3
28	Фосфора хлорокись	-	1,675	107,2	0,06*	0	0,008	10,0	0,05	0,1	0,8	1	2,6
29	Хлор	0,0062	1,558	-34,1	0,6	0,18	0,052	1,0	0 0,9	0,3 1	0,6 1	1 1	1,4 1
30	Хлорпикран	-	1,658	112,3	0,02	0	0,002	30,0	0,08	0,1	0,3	1	2,9
31	Хлорциан	0,0021	1,220	12,6	0,75	0,04	0,048	0,80	0 0	0 0	0 0,6	1 1	3,9 1
32	Этиленимин	-	0,838	55,0	4,8	0	0,009	0,125	0,05	0,1	0,4	1	2,2
33	Этиленсульфид	-	1,005	55,0	0,1*	0	0,013	6,0	0,05	0,1	0,4	1	2,2
34	Этилмеркантан	-	0,839	35,0	2,2**	0	0,028	0,27	0,1	0,2	0,5	1	1,7