Оцінка хімічної обстановки

МЕТА: набути практичних знань із розв’язання типових завдань з оцінки хімічної обстановки, формулюванні висновків та визначенні заходів захисту людей в умовах виникнення хімічного забруднення місцевості.

УМОВА: У результаті дії потужних стихійних сил природи відбулись ряд аварій і катастроф на промислових об’єктах регіону. А саме, з найбільших: аварія на ХНО із руйнуванням ємностей з НХР і ін. Ви працюєте на одному із підприємств, яке попадає у зону дії НХР.

ЗАВДАННЯ: Оцінити хімічну обстановку, що може скластися на підприємстві на час N год після аварії і прийняти необхідне рішення для захисту працюючих(згідно з вихідними даними, наведеними в таблиці Д1, відповідно до заданого варіанту).

Під час оцінки хімічної обстановки розв’язати такі задачі:

1. Розрахувати глибину та площу зони хімічного забруднення;

2. Визначити час підходу хмари забрудненого повітря до мікрорайону;

3. Визначити час вражаючої дії НХР;

4. Визначити час перебування людей у засобах індивідуального захисту;

5. Визначити можливі втрати населення.

Роботу оформити за наступною формою:

1. Вихідні дані (із табл. Д1).

2. Алгоритм роботи з розрахунками.

3. Підсумкова таблиця результатів розрахунків (Таблиця Д2).

Прогнозування хімічної обстановки складається з розрахункової частини (оцінка обстановки) та графічного додатку.

1. Оцінка обстановки, яка виникла на об’єкті у надзвичайній ситуації.

У розділі виконуються розрахунки та пояснення до них з таких питань:

- оцінка хімічної обстановки: визначення меж можливих зон хімічного зараження, можливих втрат працівників в осередку хімічного ураження, визначення часу підходу хмари зараженого повітря до певного рубежу та часу уражаючої дії небезпечних хімічних речовин (НХР).

2. Графічний додаток виконується у масштабі на міліметровому папері та повинен мати:

- позначені метеорологічні умови;

- позначення напрямку “північ-південь”;

- графічне зображення обстановки, яка виникла на ОГД.

3. Заходи щодо захисту працівників.

У розділі розглядають рекомендовані заходи, які спрямовані на захист персоналу в обстановці, що виникла на об’єкті у надзвичайній ситуації. Необхідно зафіксувати роботу усіх служб цивільного захисту на підприєм­стві та зробити висновки та дати пропозиції щодо покращення інженерного захисту. Студент вибирає технічні рішення, використовуючи рекомендовану довідкову літературу та нормативні матеріали.

Таблиця Д1. Вихідні дані для прогнозування хімічної обстановки

№ варі-анта	К-сть працюючих, чол.	Тип речовини	К-сть речовини, т	Н,висота обвалування м	Відстань до ХНО, км	Ав, град	Шв-сть вітру, м/с	СВС	tпов, С	Забезп. ЗІЗ, %	N, год.
		NH3		0,0	2,0		1,0	інв.	+20
		HF		1,0	2,5		2,0	ізот.	+40
		HCl		1,5	3,0		3,0	конв.
		CH3-NH2		0,0	2,5		0,5	інв.	-20
		SO2		1,0	2,0		1,5	ізот.
		CS2		1,5	1,5		2,5	конв.	+20
		F2		0,0	2,0		1,0	інв.
		Cl2		1,0	2,5		2,0	ізот.	-20
		NH3		1,5	3,0		3,0	конв.
		HF		0,0	1,5		1,5	ізот.	+20
		HCl		1,4	2,0		2,0	інв.	+40
		CH3-NH2		1,1	2,5		0,5	ізот.	+20
		SO2		1,1	1,5		1,0	конв.
		CS2		1,2	1,0		1,5	інв.	-20
		F2		0,0	1,5		2,0	ізот.
		Cl2		0,8	2,0		2,5	конв.	+20
		NH3		1,0	2,5		3,0	інв.	+40
		HF		1,3	2,0		2,5	ізот.	+20
		HCl		0,0	1,5		2,0	конв.
		CH3-NH2		1,4	1,0		1,5	інв.	-20
		SO2		1,2	0,5		1,0	ізот.
		CS2		0,8	1,0		0,5	конв.	+20
		F2		0,0	1,5		1,0	ізот.	+40
		Cl2		1,0	2,0		1,5	інв.	+20
		NH3		1,2	2,5		2,0	ізот.
		HF		1,4	2,0		2,5	конв.	-20
		HCl		0,8	1,5		3,0	інв.
		CH3-NH2		0,0	1,0		2,5	ізот.	+20
		SO2		1,0	0,5		2,0	конв.	+40
		CS2		1,2	1,0		1,5	інв.	+20

V. МЕТОДИКА ОЦІНКИ ХІМІЧНОЇ ОБСТАНОВКИ, ЯКА СКЛАЛАСЯ НА ОГД В РЕЗУЛЬТАТІ АВАРІЇ НА ХНО

1) Визначають глибину зон можливого зараження Г. Для цього:

а) визначають еквівалентну кількість речовини у первинній хмарі:

Qe₁ =K₁∙K₃∙ K₅ ∙K₇ ∙Q₀, (т) (1)

де:

К₁ - коефіцієнт, який залежить від умов зберігання НХР (табл.1);

К₃ - коефіцієнт, рівний відношенню граничної токсодози хлору до граничної токсодози інших НХР (табл.1);

К₅ - коефіцієнт, який враховує ступінь вертикальної стійкості атмосфери:

під час інверсії К₅=1, під час ізотермії К₅=0.23 та під час конвекції К₅=0.08;

К₇ - коефіцієнт, який враховує вплив температури (табл.1);

Q₀ - кількість викинутої НХР.

б) за табл. 2 визначають глибину зони хімічного зараження первинною хмарою НХР (Г₁).

Глибина зони зараження первинною хмарою НХР визначається залеж­но від еквівалентної кількості речовини у первинній хмарі та швидкості вітру. Для значень еквівалентної кількості речовини, які не наведені в табл.2 Г₁ визначається інтерполяцією двох найближчих значень.

Приклад: Q_e1=1,66 (т)

V_в=5м/с

Г1= 1,68+(2,91-1,68)(1,66-1)/(3-1) = 2,09 (км)

в) Визначають еквівалентну кількість речовини у вторинній хмарі.

Qe₂ = (1-K₁)∙K₂∙K₃∙ K₄ ∙ K₅ ∙K₆ ∙K₇ ∙ Q_e / h ∙d, (т) (2)

де:

К₂ - коефіцієнт, який залежить від фізико-хімічних властивостей НХР (табл. 1);

К₄ - коефіцієнт, який враховує швидкість вітру (табл.3);

К₆ - коефіцієнт, який залежить від часу, що минув після початку аварії та тривалості випаровування речовини;

d - густина НХР, що розлилася, т/м³ (табл. 1);

h – товщина шару розлитої НХР, м (за вільного розливу h=0,05 м), або h = (H – 0,2)м, де Н – висота піддону.

К₆=N^0.8 при N<Т і К₆=Т^0.8 при N>T

де: N - час після аварії, на який оцінюється обстановка (год)

(3)

T - тривалість випаровування речовини, год.

г) для знайденої величини Q_e2 визначають глибину зони хімічного зараження вторинною хмарою (Г₂) з допомогою табл.2.

Отримані значення Г₁ і Г₂ – це максимальні значення зон зараження первинною або вторинною хмарою, що визначається в залежності від еквівалентної кількості речовини і швидкості вітру.

д) повна глибина зони зараження Г_п, що залежить від дії первинної та вторинної хмари НХР, визначається за формулою:

Г_П = Г₁₍₂₎ + 0.5 ∙ Г₂₍₁₎ (4)

де: Г₁₍₂₎ - більша за розміром Г₁ і Г₂;

Г₂₍₁₎ - менша за розміром Г₁ і Г₂;

е) Отримане значення повної глибини зараження Г_п порівнюється з
максимально можливим значенням глибини переносу повітряних мас Г_п^’, що визначається за формулою:

Г ^'_П = N · V_П , (Км) (5)

де: N - час від початку аварії (вихідні дані), год;

V_П - швидкість переносу переднього фронту зараженого повітря при даній швидкості і ступені вертикальної стійкості повітря, км/год (табл. 4).

За кінцеву розрахункову глибину зони зараження приймається менше з величин Г’_п і Г _п .

2) Визначають площу зони можливого зараження хмарою НХР:

S_М = 8.72 ∙ 10^-3 ∙ (Г_П)² ∙ φ, (км²) (6)

де: φ - кутові розміри зони можливого зараження, град. (табл. 5).

3) Площа зони фактичного зараження S_ф розраховується за формулою:

S_Ф =К ₈ · (Г_П)² · N^{0. 2}, (км²) (7)

де: К₈ - коефіцієнт, що залежить від ступеня вертикальної стійкості повітря (під час інверсії – К₈=0.081, під час ізотермії – К₈=0.133, під час конвекції – К₈=0.235).

4) Час підходу хмари НХР до заданого об’єкту залежить від швидкості переносу хмари повітряним потоком і визначається за формулою:

t = x: V_П, (год) (8)

де: x – відстань від джерела зараження до заданого об’єкту (км).

5) Час перебування людей в засобах захисту шкіри визначаються за табл. 6.

6) Можливі втрати робітників і службовців на ОГД визначається з використанням (табл.7). Результати оцінки хімічної обстановки зводять у таблицю.

Таблиця Д2 Результати оцінки хімічної обстановки

Дже­рело зара-ження	Тип НХР	Кіль-кість НХР, т	Глиби-на зони зара-ження, км	Площа зони мож­ли-вого хіміч­ного зара-ження, км2	Площа зони фак­тичного хіміч­ного зара­ження, км2	Час підхо­ду зараже-ного повітря до задано­го об’єк-ту, год	Трива-лість уражаю­чої дії (випаро-вування) НХР, год	Можливі втрати від дії НХР, чол.
~	~	~	~	~	~	~	~	~

ГРАФІЧНИЙ ДОДАТОК

Зона можливого зараження хмарою НХР на картах і схемах обмежена колом, півколом або сектором, який має кутові розміри φ і радіус, рівний глибині зони хімічного зараження Г_п (рис.1), чи Г_ЗХЗ (рис.5.3):

а) за швидкості вітру за прогнозом < 0.5 м/с зона зараження має вигляд кола:

- точка 0 відповідає джерелу зараження;

- φ=360°;

- радіус кола рівний Г_п .

б) за швидкості згідно з прогнозом від 0.6 до 1 м/с зона має вигляд півкола:

- точка 0 відповідає джерелу зараження;

- φ=180°;

- радіус півкола рівний Г_п ;

- бісектриса кола співпадає з віссю сліду хмари і орієнтована за напрямом вітру.

в) за швидкості вітру згідно з прогнозом > 1м/с зона має вигляд сектора:

- точка 0 відповідає джерелу зараження;

г) φ=90° за швидкості вітру згідно з прогнозом від 1.1 до 2 м/с (рис. 1), і φ=45° за швидкості вітру згідно з прогнозом > 2 м/с;

- радіус сектора рівний Г_п ;

- бісектриса сектора співпадає з віссю сліду хмари та орієнтована за напрямом вітру.

Зона фактичного зараження, що має форму еліпса, включається у зону можливого зараження і орієнтована по азимуту вітру в даний момент часу (рис. 2).

На топографічних картах і схемах зона можливого зараження має вигляд (рис. 3).

Рис. 1 Кутові розміри зони можливого зараження НХР

Рис. 2 Можливі напрями вітру (азимути)