ОЦЕНКА ХИМИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ ПРИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

Под оценкой химической обстановки понимается определение масштабов и характера загрязнения воздуха, местности химически опасными веществами (ХОВ) и анализ их влияния на деятельность объектов экономики и населения.

Масштаб химического загрязнения характеризуется:

– радиусом и площадью района аварии;

– глубиной и площадью загрязнения местности с опасными плотностями;

– глубиной и площадью распространения первичного и вторичного облаков химически опасных веществ.

Под глубиной загрязнения понимается максимальная протяженность соответствующей площади загрязнения за пределами района аварии, а под глубиной распространения – максимальная протяженность зоны распространения первичного или вторичного облака химически опасных веществ.

Зоной распространения называется площадь химического загрязнения воздуха за пределами района аварии, создаваемая в результате распространения облака сильнодействующего ядовитого вещества (СДЯВ), аварийно-химически опасного вещества (АХОВ) по направлению ветра.

Зона химического загрязнения, образованная СДЯВ, включает участок разлива ядовитых веществ в поражающих концентрациях.

Под поражающими концентрациями понимается такое содержание в воздухе паров СДЯВ, при которых исключается пребывание людей без противогазов.

Очагом химического поражения называют территорию, на которой в результате воздействия СДЯВ произошли массовые поражения людей и животных.

Размеры зоны химического загрязнения характеризуются глубиной распространения загрязненного воздуха (Г) с поражающими концентрациями, шириной (Ш) и площадью (S).

Оценка последствий химически опасных аварий осуществляется при помощи метода прогнозирования и данных химической разведки местности.

Исходные данные для прогнозирования последствий аварии:

1) характеристика объекта аварии (место и время аварии, тоннаж емкостей, наименование СДЯВ;

2) метеорологические условия (скорость и направление ветра, степень вертикальной устойчивости атмосферы, температура воздуха и подстилающей поверхности);

3) топографические особенности местности (рельеф, наличие лесных массивов, характер застройки).

Знание направления и скорости ветра дает возможность правильно оценить степень угрозы поражения населения парами СДЯВ, распространяющимися по направлению движения потока воздушных масс. От скорости ветра также зависят образование поражающих концентраций, глубина распространения загрязненного воздуха.

На глубину распространения СДЯВ и их концентрацию в атмосфере значительно влияют вертикальные потоки воздуха. Их направление характеризуется степенью вертикальной устойчивости атмосферы. Различают три степени вертикальной устойчивости: инверсию, изотермию, конвекцию.

Инверсия– это повышение температуры воздуха по мере увеличения высоты. Она чаще всего образуется в безветренные ясные ночи в результате интенсивного излучения тепла земной поверхностью. Инверсия препятствует рассеиванию воздуха по высоте и создает наиболее благоприятные условия для сохранения высоких концентраций (застой) СДЯВ.

Изотермияхарактеризуется стабильным равновесием воздуха. Она наиболее типична для пасмурной погоды и так же, как инверсия, способствует длительному застою паров СДЯВ на открытой местности, в лесу, жилых кварталах населенных пунктов.

Конвекция – это вертикальное перемещение воздуха с одних высот на другие. Более теплый воздух перемещается вверх, а более холодный и более плотный – вниз. Конвекция вызывает сильное рассеивание загрязненного воздуха, поэтому концентрация СДЯВ в воздухе быстро снижается. Отмечается конвекция в весенне-летне-осенний период в ясные дни при отсутствии снежного покрова.

Вертикальную устойчивость воздуха (ВУВ) принято характеризовать термодинамическим критерием. Для определения этого критерия необходимо измерить температуру воздуха на высоте 50 и 200 см от поверхности земли и скорость ветра на высоте 100 см.

По разности температуры на высоте 50 и 200 см вычисляют температурный градиент: , который делят на квадрат скорости ветра на высоте 100 см, и получают термодинамический критерий (ТДК):

. (1)

При этом учитывается знак температурного градиента:

– вертикальная устойчивость воздуха (ВУВ) соответствует конвекции;

– ВУВ соответствует инверсии;

– ВУВ соответствует изотермии.

При скорости ветра более 4 м/с происходит интенсивное перемещение приземного слоя воздуха.

При отсутствии ветра (штиль) ВУВ определяют только по температурному градиенту DT:

если > 0, то ВУВ соответствует конвекции;

если < 0 – инверсии;

при = 0 – изотермии.

Прогнозирование масштабов химического загрязнения при возможных авариях ведется с помощью формул (1)–(16) и данных, приведенных в табл. 1–9.

Эквивалентное количество вещества в первичном облаке определяется по формуле

(2)

где – коэффициент, зависящий от условий хранения СДЯВ (табл. 1); – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого СДЯВ (табл. 1); – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха (для инверсии принимается равным 1, для изотермии – 0,23, для конвекции – 0,08); – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (табл. 1); – количество выброшенного при аварии вещества, т.

Таблица 1

Значения вспомогательных коэффициентов для определения
эквивалентного количества СДЯВ (АХОВ) и времени испарения

Наименование СДЯВ	Значения вспомогательных коэффициентов
K1	K2	K3	K7 для температуры воздуха, °С
–40	–20
Аммиак: – хранение под давлением	0,18	0,025	0,04
– изотермическое хранение	0,01	0,025	0,04
Ацетонциангидрин		0,002	0,316			0,3		1,5
Водород: – фтористый		0,028	0,15	0,1	0,2	0,5
– хлористый	0,28	0,037	0,3
– цианистый		0,026				0,4		1,3
Диметиламин	0,06	0,041	0,5
Метил: – бромистый	0,04	0,039	0,5
– хлористый	0,125	0,044	0,056
– меркаптан	0,06	0,043	0,353
Нитрил акриловой кислоты		0,007	0,8	0,04	0,1	0,4		2,4
Окислы азота		0,04	0,4			0,4
Окись этилена	0,05	0,041	0,27
Сернистый ангидрид	0,11	0,049	0,333
Сероводород	0,27	0,042	0,036
Окончание табл. 1
Сероуглерод		0,021	0,013	0,1	0,2	0,4		2,1
Соляная кислота		0,021	0,3		0,1	0,3		1,6
Формальдегид	0,19	0,034
Фосген	0,05	0,061
Хлор	0,18	0,052
Хлорциан	0,04	0,048	0,8

Примечание. Значения коэффициента K₇ приведены в числителе – для расчета первичного, в знаменателе – для вторичного облака СДЯВ и времени испарения.

Для сжатых газов вычисляется по формуле

(3)

где d – плотность СДЯВ, т/м³ (табл. 2); – объем хранилища, м³.

При авариях на газопроводе рассчитывается из соотношения

, (4)

где n – содержание СДЯВ в природном газе, %; d – плотность СДЯВ, т/м³; – объем секции газопровода между автоматическими отсекателями, м³.

Эквивалентное количество вещества во вторичном облаке находится по следующей формуле:

, (5)

где – коэффициент, зависящий от условий хранения СДЯВ; K₂ – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств СДЯВ (табл. 1); – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого СДЯВ; K₄ – коэффициент, учитывающий скорость ветра (табл. 3); – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха (для инверсии принимается равным 1, для изотермии – 0,23, для конвекции – 0,08); K₆ – коэффициент, зависящий от времени N, прошедшего после начала аварии; – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (табл. 1); – количество выброшенного при аварии вещества, т.; h – толщина слоя СДЯВ, м; d – плотность СДЯВ, т/м³.

Таблица 2