Оценка обстановки в результате аварии с выбросом АХОВ

Для этого определяют: какие объекты попадут в зону возможного заражения; какое количество людей на объектах возможно попадает в зону заражения; какое количество людей фактически попадает под заражение исходя из средней плотности людей в зоне возможного заражения и величины зоны фактического заражения.

Исходя из имеющейся системы оповещения определяют своевременность оповещения людей в зоне возможного заражения с указанием их действий.

Устанавливают, смогут ли люди своевременно покинуть зону возможного заражения и использовать средства коллективной и индивидуальной защиты.

Ориентировочно рассчитывают возможное число людей, которые могут получить поражения различной степени тяжести.

Значения коэффициентов:

К₁ – зависит от условий хранения АХОВ (табл. 2.5), для сжатых газов К₁ = 1;

К₂ – зависит от физико-химических свойств АХОВ (табл. 2.6);

К₃ – отношение пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе данного АХОВ (табл. 2.5);

К₄ – учитывает скорость ветра (табл. 2.3);

К₅ – учитывает степень вертикальной устойчивости атмосферы при: инверсии – 1, изотермии – 0,23, конвекции – 0,08;

К₆ – зависит от времени после начала аварии и определяется после расчета продолжительности полного испарения АХОВ – Т_и. При Т < T_и
K₆ = T_и^0,8; при T > T_и К₆ = Т_и^0,8; при Т_и < 1 ч К₆ принимают для 1 ч (здесь
Т – время, прошедшее после аварии, принимаем T = T_и).

К₇ – учитывает влияние температуры воздуха (табл. 2.5). Для сжатых газов К₇ = 1;

К_в – зависит от степени вертикальной устойчивости воздуха при: инверсии – 0,081, изотермии – 0,133, конвекции – 0,235.

Таблица 2.4

Глубины зон заражения АХОВ, км

Скорость ветра, м / с	Эквивалентное количество АХОВ, т
0,01	0,05	0,1	0,5
	0,38	0,85	1,25	3,16	4,75	9,18	12,53	19,2	29,56	38,13	52,67	65,23	89,91
	0,26	0,59	0,84	1,92	2,84	5,35	7,2	10,83	16,44	21,02	28,73	35,35	44,09	97,8
	0,22	0,48	0,68	1,53	2,17	4,0	5,34	7,96	11,94	15,18	20,6	25,2	31,3	61,47	84,5
	0,19	0,42	0,59	1,33	1,88	3,28	4,36	6,46	9,62	12,18	16,43	20,05	24,8	48,18	65,9
	0,17	0,38	0,53	1,19	1,68	2,91	3,75	5,53	8,19	10,33	13,88	16,9	20,82	40,11	54,67
	0,15	0,34	0,48	1,09	1,53	2,66	3,43	4,88	7,2	9,06	12,14	14,79	18,1	34,67	47,1

Окончание табл. 2.4

Скорость ветра, м / с	Эквивалентное количество АХОВ, т
0,01	0,05	0,1	0,5
	0,14	0,32	0,45	1,0	1,42	2,46	3,17	4,5	6,48	8,14	10,87	13,17	16,17	30,7	41,6
	0,13	0,3	0,42	0,94	1,33	2,3	2,97	4,2	5,92	7,42	9,9	11,98	14,68	27,75	37,5
	0,12	0,28	0,4	0,88	1,25	2,17	2,8	3,96	5,6	6,86	9,12	11,03	13,5	25,39	34,2
	0,12	0,26	0,38	0,84	1,2	2,06	2,66	3,76	5,31	6,5	8,5	10,23	12,54	23,5	31,6
	0,11	0,25	0,36	0,8	1,13	1,96	2,53	3,58	5,05	6,2	8,0	9,61	11,74	21,9	29,4
	0,11	0,24	0,34	0,76	1,08	1,88	2,42	3,43	4,86	5,94	7,67	9,07	11,06	20,58	27,6
	0,1	0,23	0,33	0,74	1,04	1,8	2,37	3,3	4,66	5,7	7,37	8,72	10,48	19,45	26,04
	0,1	0,22	0,32	0,71	1,0	1,74	2,24	3,17	4,5	5,5	7,1	8,4	10,04	18,46	24,7
	0,1	0,22	0,31	0,69	0,97	1,68	2,17	3,07	4,34	5,31	6,86	8,1	9,7	17,6	23,5

Таблица 2.5

Значения коэффициентов К₁, К₂, К₃ , К₇ для некоторых АХОВ

АХОВ	К1	К2	К3	К7 – для первичного / вторичного облака
-40 °С	-20 °С	0 °С	20 °С	40 °С
Аммиак	0,18	0,025	0,04	0 / 0,9	0,3 / 1,0	0,6 / 1,0	1,0 / 1,0	1,4 / 1,0
Хлор	0,18	0,052	1,0	0 / 0,9	0,3 / 1,0	0,6 / 1,0	1,0 / 1,0	1,4 / 1,0
Сероводород	0,27	0,042	0,036	0,3 / 1,0	0,5 / 1,0	0,8 / 1,0	1,0 / 1,0	1,2 / 1,0
Фосген	0,05	0,061	1,0	0 / 0,1	0 / 0,3	0 / 0,7	1,0 / 1,0	1,7 / 1,0
Метиламин	0,13	0,034	0,5	0 / 0,3	0 / 0,7	0,5 / 1,0	1,0 / 1,0	2,5 / 1,0
Водород хлористый	0,28	0,037	0,3	0,64 / 1,0	0,6 / 1,0	0,8 / 1,0	1,0 / 1,0	1,2 / 1,0
Хлорциан	0,04	0,048	0,8	0 / 0	0 / 0	0 / 0,6	1,0 / 1,0	3,9 / 1,0
Сернистый ангидрид	0,11	0,049	0,333	0 / 0,2	0 / 0,5	0,3 / 1,0	1,0 / 1,0	1,7 / 1,0

Таблица 2.6

Физико-химические свойства некоторых АХОВ

АХОВ	rг, т/ м3	rж, т/ м3	Ткип,, 0С	ПДК РЗ, мг / м3	ПДК НП, мг / м3	Пороговая концентрация, мг / л
Аммиак	80 × 10-3	0,681	-33,4		0,04
Хлор	0,032	1,553	-34,1		0,03	0,6
Фосген	3,5 × 10-3	1,432	8,2	0,5		0,6
Хлорциан	2,1 × 10-3	1,22	12,6			0,75
Сероводород	1,5 × 10-3	0,964	-60,3		0,008
Метиламин	1,4 × 10-3	0,699	-6,5			1,2
Хлористый водород	1,6 × 10-3	1,191	-85,1		0,2
Сернистый ангидрид	2,9 × 10-3	1,462	-10,1		0,05	1,8
Акролеин		0,841	52,5	0,2	0,03
Фенол		1,05		0,3	0,03
Диметиламин		0,68	6,9		0,005
Формальдегид		0,82	-19	0,5	0,003

Примечание. СДЯВ, имеющие отрицательные Т_кип, считаются низкокипящими. РЗ – рабочая зона; НП – населенный пункт.

2. 3. Расчет дальности распространения хлорной волны
от места возникновения утечки хлора (при аварии)

В специальном пособии "Техника безопасности при хранении, транспортировании и применении хлора" (М.: Химия, 1990) предложены простые расчетные уравнения для определения дальности распространения хлорной волны при авариях с утечками хлора. Дальность распространения хлорной волны (в м) с предельно допустимой концентрацией (ПДК) хлора в приземном слое атмосферы

Х = [9,23 М / (К × u_в) ]^0,55,

где Х – расстояние от места утечки хлора, м; М – величина утечки хлора, кг / ч; К – предельно допустимая концентрация (ПДК) в приземном слое атмосферы, г / м³; u_в – скорость ветра, м / с.

Утечку газообразного хлора (в кг / ч) определяют по формуле

М = u_г r_г S₀,

где u_г – скорость истечения газа, м /с; r_г – плотность газа, кг / м³; S₀ – площадь поперечного сечения аварийного отверстия, м².

Скорость истечения газа зависит от его температуры и относительной молекулярной массы (для хлора – 71). Если в аварийной емкости отношение рабочего давления к атмосферному превышает 0,55, то скорость истечения газа (в м/с) можно рассчитать по формуле

u_г = 108 × (Т / m)^1/2,

где Т – температура газа, К; m = 71 – относительная молекулярная масса газа.

Расчеты, произведенные по указанным формулам, показывают, что при утечке 1000 кг/ч хлора и скорости ветра u_в = 1 м/с в радиусе до 83 м (9,23 × 1000 / (3 × 1)^0,55 = 83 м) образуется зона летальной для человека концентрации хлора С _лет. = 3 г/м³ или 3000 мг/м³. Можно считать, что на расстоянии до 85 м от места утечки хлора будет сохраняться зона со смертельной концентрацией хлора, т. е. зона, в которой при нескольких вдохах воздуха с концентрацией хлора 3 г/м³ наступает смерть.

Из табл. 2.7 видно, что смертельная для организма человека концентрация хлора (0,7 г/м³) будет сохраняться в течение 5–10 мин на расстоянии радиусом (9,23 × 1000 / 0,7)^0,55 = 184,5 м. Зона, пребывание в которой в течение 0,5–1 ч (концентрация хлора 0,07 г/м³) опасно, ограничена радиусом (9,23 × 1000 / 0,07)^0,55 = 654 м. Зона, концентрация хлора (0,007 г/м³) в которой вполне переносима в течение 0,5–1 ч, сохраняется на расстоянии радиусом (9,23× 1000/0,007)^0,55 = 2325 м.

Таким образом, для определения опасной зоны при аварии с утечкой хлора через аварийное отверстие (в емкости, трубопроводе) необходимо определить величину (площадь) возможного отверстия при аварии. Обычно задаются максимально возможной величиной, т. е. условиями самой тяжелой аварии, последствиями которой является утечка газообразного хлора.

В реальных условиях аварийных ситуаций возможны следующие виды утечек хлора:

· утечка в виде неиспаряющегося потока жидкого хлора;

· в виде жидкого хлора под давлением газовой подушки;

· в виде испаряющегося потока жидкого хлора;

· в виде выброса газообразного хлора.

На практике опаснее утечки жидкого хлора, так как массовый поток жидкого хлора через равные площади отверстий будет во много раз больше, чем газообразного.

На предприятиях, где хранится или используется хлор, целесообразно иметь набор диаграмм на планшетах для быстрого определения концентрации хлора на различных расстояниях от аварийного источника при возможной утечке хлора.

Таблица 2.7

Действие газов и паров на организм человека

Вещество	Смертельно за 5–10 мин	Опасно за 0,5–1 ч	Переносимо за 0,5–1 ч
Концентрация
%	мг/л	%	мг/л	%	мг/л
Аммиак	0,5	3,5	0,25	1,7	0,025	0,17
Анилин					0,013	0,5
Ацетилен
Бензин					1,5
Бензол			0,75		0,3
Окислы азота	0,05		0,01	0,2	0,005	0,1
Окись углерода	0,5		0,2	2,4	0,1	1,2
Сернистый газ	0,3		0,04	1,1	0,01	0,3
Сероводород	0,08	1,1	0,04	0,6	0,02	0,3
Сероуглерод	0,2		0,1		0,05	1,5
Углекислый газ
Синильная кислота	0,02	0,2	0,01	0,1	0,005	0,05
Фосген	0,005	0,2	0,0025	0,1	0,0001	0,004
Хлор	0,025	0,7	0,0025	0,07	0,00025	0,007

Окончание табл. 2.7

Вещество	Смертельно за 5–10 мин	Опасно за 0,5–1 ч	Переносимо за 0,5–1 ч
Концентрация
%	мг/л	%	мг/л	%	мг/л
Хлористый водород	0,3	4,5	0,1	1,5	0,01	0,15
Хлороформ	2,5		1,5		0,5
Четыреххлористый углерод			2,5
Этилен
Фосфористый водород		1,5				0,2
Мышьяковистый водород		0,6				0,01

Таблица 2.8

Ингаляционные токсодозы, мг / (л × мин)

Наименование АХОВ	Летальные	Поражения средней тяжести	С начальными симптомами
Хлор		0,6	0,01
Аммиак			0,25
Фосген		0,6	0,01
Сернистый ангидрид			0,4–0,5
Фтористый водород	7,5		0,4
Цианистый водород	1,5	0,75	0,02–0,04
Сероводород			0,3
Сероуглерод			1,5
Нитрил акриловой кислоты		0,7	0,03

Таблица 2.9

Глубины опасных зон распространения первичного облака АХОВ

Наименование АХОВ	Объем хранения в резервуарах, т	Глубина распространения первичного облака, км
Хлор	30–2000	96 / 26
Аммиак	30–30000	65 / 22
Фосген	1–300	33,5 / 17
Сернистый ангидрид	25–200	19 / 6,6
Цианистый водород	1–300	30 / 19,5
Сероводород	1–300	9,8 / 3,5
Сероуглерод	1–300	1,5 / 0,5
Нитрил акриловой кислоты	1–500	39 / 11

Примечание. В числителе приведены глубины для поражающих концентраций,
в знаменателе – для смертельных. Глубины распространения приведены для случая разрушения емкости с максимальным содержанием вещества.

2.4. Исходные данные для оценки обстановки в результате
аварии с выбросом АХОВ

Таблица 2.10