Веществом

При оперативном прогнозе масштабов заражения непосредственно после аварии должны браться конкретные данные о количестве выброшенного (разлившегося) АХОВ и реальные метеоусловия, а также учитываться рельеф местности. В случае распространения зараженного воздуха на открытой местности глубины зон заражения Г_Ʃ (общая или фактическая глубина зоны заражения) и Г_п (глубина зоны возможного поражения) уменьшаются в 3 раза.

Время, на которое прогнозируется возможная обстановка после аварии принимается, как правило, через один час после аварии или к моменту подхода зараженного воздуха к объекту [6].

Выявление химической обстановки методом прогнозирования производится:

- для сжатых газов - только для первичного облака;

-для жидких АХОВ, кипящих при температуре выше окружающей среды (t_кип = 20 °С) - только для вторичного облака;

- для сжиженных газов (изотермическое хранение жидкости) - для первичного и вторичного облаков.

Оценка масштабов заражения АХОВ при аварии производится в следующей последовательности:

1. По формуле (4) вычисляется эквивалентное количество АХОВ, перешедшее в первичное облако:

= К₁·К₃·К₅·К₇·Q₀ (4)

где Q_э1 - эквивалентное количество АХОВ в первичном облаке, т; К₁ – коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ (для сжатых газов К₁ = 1); К₃ – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе АХОВ (табл. 3); К₅ - коэффициент, учитывающий степень вертикальной
устойчивости воздуха (СВУВ) и равный 1 - для инверсии; 0.23 - для изотермии и 0.08 - для конвекции; К₇ –коэффициент,учитывающий влияние температуры воздуха на скорость образования первичного облака (для сжатых газов К₇ = 1); Q₀ - количество выброшенного (разлившегося) при аварии АХОВ, т.

Характеристика АХОВ и значение коэффициентов К₁, К₂, К₃, К₇ - представлены в табл 3.

Таблица 3

Вспомогательные коэффициенты для определения глубины зоны заражения

Наименование АХОВ	К1	К2	К3	К7 для температуры воздуха,ºС
- 40	-20
Аммиак	0.18	0.025	0.04	0/0.9	0.3/1	0.6/1	1/1	1.4/1
Водород хлористый	0.28	0.037	0.30	0.64/1	0.6/1	0.8/1	1/1	1.2/1
Метиламин	0.13	0.034	0.5	0/0.3	0/0.7	0.5/1	1/1	2.5/1
Метил хлористый	0.125	0.044	0.056	0/0.5	0.1/1	0.6/1	1/1	1.5/1
Сернистый ангидрид	0.11	0.049	0.033	0/0.2	0/0.5	0.3/1	1/1	1.7/1
Сероводород	0.27	0.042	0.036	0.3/1	0.5/1	0.8/1	1/1	1.2/1
Фосген	0.05	0.061	1.0	0/0.1	0/0.3	0/0.7	1/1	2.7/1
Хлор	0.18	0.052	1.0	0/0.9	0.3/1	0.6/1	1/1	1.4/1

Примечание. В графе для коэффициента К₇ значение в числителе – для первичного, а в знаменателе – для вторичного облака.

При авариях резервуаров со сжатым газом

Q₀ = d · V_x, (5)

где d -плотность АХОВ, т/м³(табл. 12); V_x - объем резервуара, м³.

При авариях на газопроводе

Q₀ = n · d · V_r /100, (6)

где n - содержание АХОВ в газовой фазе, %; V_r - объем секции газопровода между автоматическими отсекателями, м³.

2. Эквивалентное количество АХОВ, перешедшее во вторичное облако, вычисляется как:

Q_э2 = (1 – К₁) · К₂ · К₃ · К₄ · К₅ · К₆ · К₇ · , (7)

где Q_э2 - эквивалентное количество АХОВ во вторичном облаке, т; К₂ – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ (см табл 3); К₄ – коэффициент, учитывающий скорость ветра (табл 4).

Таблица 4

Значение коэффициента К₄, учитывающего скорость ветра

Скорость ветра,м/с
К4	1.00	1.33	1.67	2.00	2.34	2,67	3.00	3.34	3.67	4.00	5.68

К₆ – коэффициент, зависящий от времени прошедшего после аварии (Т_ав) - определяется по табл.5 или после расчета времени испарений (Т_исп) по уравнению (8).

Время испарения - это продолжительность действия АХОВ:

Т_исп = , (8)

К₆ = .

При Т_исп меньше одного часа К₆ принимается как К₆ для 1 ч, т.е.
К₆ = 1^0.8 = 1

Значение К₆ до 7 ч после аварии представлены в табл. 5.

Таблица 5

Значение К₆ в зависимости от времени, прошедшего после аварии

Время после начала аварии, ч
К6	1.00	1.74	2.41	3.03	3.52	4.80

В случае полного разрушения химически опасного объекта расчет эквивалентного количества АХОВ в облаке ведется как и для вторичного облака:

Q_э = 20 · К₄ · К₅ · К_6i · К_7i · ,(9)

где К _ji - j -е коэффициенты для i -го АХОВ; n - количество одновременно выброшенных в окружающую среду наименований АХОВ; Q_i - запасы i -го АХОВ на объекте, т; d_i - плотность i -го АХОВ, т/м³ (табл. 11).

3. По табл. 6 определяется глубина распространения первичного (Г₁) и вторичного (Г₂) облаков АХОВ. Общую глубину (дальность) распространения (Г_Ʃ) заряженного воздуха вычисляют по формуле (10). Этот расчет осуществляется только для сжиженных газов, образующих при аварии первичное и вторичное облако:

Г_Ʃ = Г' + 0.5Г^", (10)

где Г_Ʃ - общая глубина распространения облака зараженного АХОВ воздуха, км; Г' - большее из значений Г₁ и Г₂, км; Г"- меньшее из значений Г₁ и Г₂, км.

Таблица 6

Глубина зоны заражения, км

Скорость ветра, м/с	Эквивалентное количество АХОВ, т
0.1	0.05	0.1	0.5
1 и менее	0.38	0.85	1.25	3.16	4.75	9.18	12.53	19.20
	0.26	0.59	0.84	1.92	2.84	5.35	7.20	10.83
	0.22	0.48	0.68	1.53	2.17	3.99	5.34	7.96
	0.19	0.42	0.59	1.33	1.88	3.28	4.36	6.46
	0.17	0.38	0.53	1.19	1.68	2.91	3.75	5.53
	0.15	0.34	0.48	1.09	1.53	2.66	3.43	4.88
	0.14	0.32	0.45	1.00	1.42	2.46	3.17	4.49
	0.12	0.26	0.38	0.84	1.19	2.06	2.66	3.76
15 и более	0.10	0.22	0.31	0.69	0.97	1.68	2.17	3.07

Окончание табл. 6

Скорость ветра, мс	Эквивалентное количество АХОВ, т
1 и менее	29.56	38.13	52.67	81.91
	16.44	21.02	28.78	44.09	87.79
	11.94	15.18	20.59	31.30	61.47	84.50
	9.62	12.18	16.43	24.80	48.18	65.92
	8.19	10.38	13.88	20.82	40.11	54.67	83.67
	7.20	9.06	12.14	18.18	34.67	47.09	71.70
	6.48	8.14	10.87	16.17	30.73	41.63	63.16	96.30
	5.31	6.50	8.50	12.54	23.49	31.61	47.53	71.90
15 и более	4.34	5.31	6.86	9.70	17.60	23.50	34.98	52.37

4. Общая глубина распространения облака зараженного воздуха Г_Ʃ сравнивается с возможным предельным значением глубины переноса воздушных масс (Г_п), в километрах, определяемым как

Г_п = Т_ав · V_п, (11)

где Т_ав - время от начала аварии, ч; V_п - скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха (табл. 7).

Таблица 7

Скорость переноса переднего фронта облака
зараженного воздуха в зависимости от скорости ветра, км/ч

Состояние атмосферы (степень вертикальной устойчивости воздуха)	Скорость ветра, м/с
Инверсия					-	-	-	-	-	-
Изотермия
Конвекция					-	-	-	-	-	-

Степени вертикальной устойчивости воздуха (СВУВ) при разной погоде определяется по табл.8.

Таблица 8

Степень вертикальной устойчивости воздуха

Погода	Скорость ветра. м/с
Менее 2	2-3.9	Более 4
Ночь:
- ясно, переменная облачность	ИН	ИЗ	ИЗ
- сплошная облачность	ИЗ	ИЗ	ИЗ
Утро:
- ясно, переменная облачность	ИЗ(ИН)	ИЗ(ИН)	ИЗ (ИН)
- сплошная облачность	ИЗ	ИЗ	ИЗ
День:
- ясно, переменная облачность	К (ИЗ)	ИЗ	ИЗ
- сплошная облачность	ИЗ	ИЗ(ИН)	ИЗ
Вечер: - ясно, переменная облачность - сплошная облачность	ИН ИЗ	ИЗ(ИН) ИЗ	ИЗ ИЗ

Примечания:

1. Обозначения: ИН - инверсия; ИЗ - изотермия; К -конвекция: буквы в скобках – при снежном покрове.

2. Под термином «утро» понимается период времени в течение двух часов после восхода Солнца: под термином «вечер»- в течение двух часов после захода Солнца.

3. Период от восхода до захода Солнца за вычетом двух утренних часов - день, а период от захода до восхода Солнца за вычетом двух вечерних часов - ночь.

4. Скорость ветра и степень вертикальной устойчивости воздуха принимается в расчетах на момент аварии.

Для газообразных АХОВ Г_Ʃвычисляют лишь для первичного облака, а для жидких - для вторичного.

5. Вычисляется площадь зоны возможного заражения АХОВ (S_в) по формуле (12) как для первичного, так и для вторичного облака:

S_в = 8.72 · 10^-3 (Г_п)² · φ^'/60, (12)

где φ' - угловые размеры зоны возможного заражения АХОВ, градусы (половина угла сектора, в пределах которого возможно распространение облака АХОВ с заданной достоверностью Р_R).

Величина φ' зависит от нескольких факторов, основными из которых являются метеорологические и топографические условия. Значения φ' для различной вертикальной устойчивости воздуха в доверительной вероятности приведены в табл. 9.

Таблица 9

Значения φ ' в зависимости от вертикальной устойчивости
воздуха и доверительной вероятности Р_R, градусы

Параметр	СВУВ	Значение РR
0,5	0,75	0,9
Прогнозирование распространения первичного облака АХОВ	Инверсия
Изотермия
Конвекция
Прогнозирование распространения вторичного облака АХОВ при времени испарения АХОВ от 2 до 6 ч	Инверсия
Изотермия
Конвекция
Прогнозирование распространения вторичного при времени испарения АХОВ от 6 до 12ч	Изотермия
Прогнозирование распространения вторичного при времени испарения АХОВ от 12 до 24 ч	Изотермия

Доверительная вероятность Р_R отражает характер решаемых задач. Так, при решении задачи «угрозы» (в интересах раннего предупреждения и оповещения) доверительная вероятность принимается равной 0,9. Если известен весь
набор исходной информации об объекте в условиях выброса, то Р_R =0,5. Во всех остальных случаях Р_R = 0,75.

Кроме того, при определении значения φ', дополнительно учитывается время, за которое оценивается значение угла сектора. Данное время отождествляется с временем испарения АХОВ. При превышении времени испарения на
24 ч оно принимается постоянным (равным 24 часа), а глубина распространения облака АХОВ в этом случае оценивается как максимальная среднесуточная.

6. Вычисляется площадь зоны фактического заражения АХОВ:

S_ф = К₈ · · φ^'/60, (13)

где К₈ - коэффициент, который зависит от степени вертикальной устойчивости воздуха и принимается равным 0,0814 - для инверсии; 0,133 - для изотермии; 0,235 - для конвекции.

7. Вычисляется время подхода облака зараженного воздуха к заданному объекту:

t = (14)

где Х- расстояние от источника заражения до заданного объекта, км; V_в - скорость ветра, м/с.

8. Нанесение зоны возможного заражения на карту (схему):

-определить местоположение источника заражения (точка «О»);

-определить направление распространения АХОВ (V_в):

-провести границу распространения АХОВ радиусом, равным Г_Ʃ, с учетом направления ветра V_в и угла φ с центром в точке «О» (рис. 2).

Зона возможного заражения от облака АХОВ на картах (схемах) ограничена окружностью, полуокружностью или периметром сектора, имеющего угловые размеры φ (рис. 2. а), радиус r равен глубине зоны заражения Г_Ʃ. Угловые размеры сектора (зоны) в зависимости от скорости ветра (С_в) приведены в табл.10.

Таблица 10

Угловые размеры зоны возможного заражения АХОВ
в зависимости от скорости ветра

Св, м/с	<0.5	0.6-1.0	1.1-2.0	>2.0
φ, градусы

При скорости ветра меньше 0.5 м/с зона заражения имеет вид круга. Точка «О» соответствует местоположению источника излучения; угол φ = 360°; радиус круга r равен глубине зоны заражения (см. рис. 2, а). При скорости ветра от 0.5 до 2 м/с угол φ = 180°, зона заражения показана на рис. 2,б. При скорости ветра более 2 м/с угол φ = 45° радиус сектора r равен глубинезоны; биссектриса сектора совпадает с осью облака и направлением ветра (рис. 2. в).

в

Рис. 2. Схема нанесения на карту зон взаимного заражения от облака АХОВ

Площади района аварий и возможного распространения первичного и вторичного облаков АХОВ принято обозначать сплошной линией синего цвета. Рядом с условным знаком делается надпись синим цветом со сведениями об АХОВ, его количестве и времени аварии. Площадь района аварии закрашивается желтым цветом [3].

9. Вычисляются возможные общие потери населения в очаге поражения АХОВ [6]:

Р₀ = S_ф , (15)

где Р₀- общие потери населения в очаге поражения АХОВ, чел.; Г_г - глубина распространения облака, зараженного АХОВ, воздуха в городе, км; ∆, ∆' - средняя плотность населения в городе и загородной зоне соответственно, чел/км²; К,К' - доли незащищенного населения в городе и загородной зоне
соответственно, вычисляемые как

К = 1 – n₁ – n₂; (16)

К^' = 1 - n₁ – n₂, (17)

где n₁,n - доля населения, обеспеченного противогазами, в городе и в загородной зоне соответственно; n ₂, - доля населения, обеспеченного убежищами, в городе и загородной зоне соответственно.

Для оперативных расчетов принимается, что структура людских потерь в очаге поражения АХОВ составит:

• 35 % - безвозвратные потери;

• 40 % - санитарные потери тяжелой и средней форм тяжести (выход людей из строя не менее чем на 2-3 недели с обязательной госпитализацией);

• 25 % - санитарные потери легкой формы тяжести.

Контрольные вопросы

1. Что такое АХОВ?

2. Приведите классификацию опасных химических веществ по степени воздействия их на организм человека.

3. Что такое токсичность и индекс токсичности АХОВ?

4. Перечислите основные характеристики токсичности АХОВ и дайте им определение, назовите единицы измерения токсодоз.

5. Охарактеризуйте способы хранения АХОВ на опасных химических предприятиях.

Глоссарий:

Под разрушением химически опасного объекта следует понимать его состояние после катастрофы или стихийного бедствия, приведшего к полной разгерметизации всех емкостей, содержащих аварийно-химически опасные вещества.

Первичное облако - облако зараженного воздуха, образующееся в результате мгновенного (1-3 мин) перехода в атмосферу всего объема или части содержимого емкости с опасным химическим веществом при ее разрушении.

Вторичное облако - облако зараженного воздуха, образующееся в результате испарения с подстилающей поверхности разлившейся ядовитой жидкости.

Инверсия - состояние приземного слоя воздуха, при котором температура нижнего слоя меньше температуры верхнего стоя (устойчивое состояние атмосферы).

Изотермия - состояние приземного слоя воздуха, при котором температура нижнего и верхнего слоев одинаковы (безразличное состояние атмосферы).