Понятия об аварийно химически опасных веществах и химически опасных объектах

Изделия химического производства находят все более широкое распространение. Развитие химической промышленности влечет возрастание техногенных опасностей, приводящих к крупным химическим авариям со значительным материальным ущербом и большими человеческими жертвами.

В России практически во всех крупных городах имеются химически опасные объекты. Через все крупные города проходят железнодорожные магистрали, по которым постоянно перевозятся химически опасные грузы. Таким образом, во всех густонаселенных районах страны существует потенциальная опасность возникновения очагов химического поражения.

При рассмотрении опасностей, связанных с воздействием химических веществ на человека и среду обитания, используют два понятия. Первое - "опасное химическое вещество" (ОХВ) - это вещество, прямое или опосредованное воздействие которого на людей может вызвать острые и хронические заболевания или гибель человека (ГОСТ Р 22.0.05-94). Второе понятие - "аварийно химически опасное вещество" (АХОВ) - опасное химическое вещество, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварийном выбросе (разливе) которого может произойти заражение окружающей среды в поражающих живой организм концентрациях (токсодозах) (ГОСТ Р 22.9.05-95).

К ОХВ относятся практически все вредные химические вещества, используемые в экономике (около 600 тысяч наименований), большая часть из которых в аварийных ситуациях не может привести к массовому поражению людей и заражению окружающей среды. Поэтому из всех опасных химических веществ выделена группа АХОВ, которая при аварийных условиях может привести к возникновению чрезвычайной ситуации с указанными тяжелыми последствиями.

Аварийно химически опасные вещества характеризуются химической опасностью, взрывоопасностью и пожароопасностью.

Пожароопасность вещества - это физико-химическая характеристика, определяющая возможность вещества гореть (возгораться), поддерживать горение, ускорять процесс горения. По пожароопасности АХОВ подразделяются на три группы: негорючие, трудногорючие, горючие.

К негорючим относятся вещества, не способные гореть в атмосфере нормального состава (содержащей 21 % кислорода) при температуре 900 °С: например, азотная кислота, сернистый ангидрид.

К трудногорючим относятся АХОВ, способные возгораться при действии источника огня, но не способные самостоятельно гореть после удаления этого источника (сжиженный аммиак, цианистый водород и др.).

Горючие АХОВ могут самовозгораться, возгораться от источников огня и поддерживать горение после удаления этих источников. К ним относятся, в частности, акрионитрил, газообразный аммиак, сероуглерод.

Взрывоопааюсть вещества* - это его способность к мгновенному превращению (взрыву) в результате выделяющейся тепловой энергии, образованию воздушной ударной волны и резкого скачка избыточного давления (аммиак, окись этилена, нитрил акриловой кислоты, метил хлористый, водород фтористый, сероводород, сероуглерод и др.).

К пожаро- взрывоопасным АХОВ следует отнести также агрессивные вещества из группы компонентов ракетных топлив - гептил и различные окислители. Они в значительных объемах перевозятся по железным дорогам.

Химическая опасность АХОВ - это его химические характеристики, определяющие условия и степень токсического (ядовитого) воздействия на живой организм и окружающую среду.

К основным характеристикам АХОВ, определяющим их химическую опасность, относятся: агрегатное состояние, плотность, температура кипения, растворимость, концентрация и токсическая доза.

Агрегатные состояния вещества — состояния одного и того же вещества, взаимные переходы которых из одного в другое под влиянием внешних условий (температуры и давления) сопровождаются скачкообразными изменениями плотности и других основных физических свойств (без химических изменений).

Агрегатное состояние АХОВ - сжатые газы, сжиженные газы и жидкости, кипящие при температуре выше температуры окружающей среды. Агрегатное, состояние определяет характер аварии и масштабы химического заражения. При производстве, хранении и перевозке хлора и аммиака, как правило, используются сжиженные газы. Это резко сокращает занимаемый объем.

Плотность - массовое содержание вещества в единице объема при данной температуре, г/см³. В случае, когда плотность газообразных АХОВ больше плотности воздуха, они скапливаются в низинах. Если плотность жидких или сжиженных АХОВ больше плотности воды, вещества будут проникать в глубину водоемов, заражая их.

' Более подробное определение взрывоопасное™ приведено в главе 2.

Температура кипения - температура, при которой давление пара жидкости достигает 760 мм рт. ст. (1 атм.). Температура кипения позволяет судить о летучести АХОВ и характеризует его время испарения, а, следовательно, и продолжительность его поражающего действия. Чем выше температура кипения АХОВ, тем медленнее происходит его испарение и больше продолжительность его поражающего действия.

Растворимость - это свойство вещества растворяться в воде или других жидкостях. Хорошая растворимость вещества в воде может привести к заражению водоемов, в то же время она позволяет использовать растворы различных веществ для нейтрализации.

Основными количественными характеристиками токсичности АХОВ являются предельно допустимая концентрация (ПДК) и токсическая доза (ТД). ПДК - это максимальное количество АХОВ в почве, воздушной или водной среде, продовольствии, пищевом сырье и кормах, которое при постоянном контакте с человеком или при воздействии на него за определенный промежуток времени практически не влияет на здоровье и не вызывает неблагоприятных последствий в организме. ПДК измеряется в мг/м3 или мг/л.

Различают следующие предельно допустимые концентрации: ПДК (м.р.) - максимальная разовая концентрация; ПДК (р.з.) - рабочей зоны; ПДК (с.с.) - среднесуточная в атмосферном воздухе населенных пунктов.

ПДК в воздухе рабочей зоны - это концентрация вредного вещества в воздухе, которая при ежедневной работе в течение 8 часов (41 час в неделю) за время всего стажа работы не может вызвать заболеваний, обнаруживаемых современными методами исследований, и не оказывает никаких отрицательных последствий на здоровье настоящего и последующего поколений.

Токсодоза определяется как произведение концентрации АХОВ в данном месте зоны химического заражения на время пребывания человека в этом месте без средств защиты органов дыхания (мг-мин/л). Для оценки токсикологических свойств и последствий действия на организм человека применяют следующие токсодозы:

• средняя пороговая ингаляционная - количество АХОВ, вызывающее при попадании в организм через органы дыхания начальные симптомы поражения у 50 процентов пораженных;

• средняя поражающая ингаляционная - количество АХОВ, вызывающее при попадании в организм через органы дыхания поражение легкой, средней и тяжелой степени у 50 процентов пораженных;

• средняя смертельная ингаляционная - количество АХОВ, вызывающее при попадании в организм через органы дыхания смертельный исход у 50 процентов пораженных.

Некоторые виды жидких АХОВ оказывают поражающее действие при попадании на кожу человека. Для оценки действия таких АХОВ по аналогии используются средние пороговые, поражающие и смертельные кожно-резорбтивные токсодозы (размерность мг • мин/кг).

В настоящее время на территории России спасателям приходится сталкиваться чаще всего с АХОВ 21 наименования. Самыми распространенными из них являются сжиженные хлор и аммиак. Из общего числа химически опасных объектов примерно на 60% объектов хранят, производят, перерабатывают и транспортируют аммиак и на около 30% объектов -хлор, поэтому при авариях с выбросом (выливом) АХОВ по числу случаев с гибелью людей на первом месте стоят хлор и аммиак.

Аммиак (NH₃) - бесцветный газ с резким удушливым запахом нашатырного спирта, в 1,7 раза легче воздуха, хорошо растворяется в воде, при выходе в атмосферу дымит. При температуре 33,4 °С ниже нуля кипит и при температуре 77,8 °С ниже нуля затвердевает (при обычном давлении).

Горюч, взрывоопасен в смеси с воздухом. Концентрационные пределы воспламенения составляют от 15 до 28% содержания аммиака в воздухе.

Аммиак используется при производстве азотной кислоты, соды, синильной кислоты, удобрений, при крашении тканей, в качестве хладагента в холодильниках, в медицине.

Опасное содержание аммиака в воздухе:

• порог ощущения - 0,037 г/м³;

• предельно-допустимая концентрация (ПДК) в рабочей зоне (среднесуточная) - 0,02 г/м³.

Газообразный аммиак при концентрации 1,5-2,7 г/м³ приводит к смертельному исходу при воздействии в течение 0,5-1 часа. Сжиженный аммиак при испарении охлаждается, его соприкосновение с кожей может вызвать обморожение различной степени.

В высоких концентрациях аммиак возбуждает центральную нервную систему и вызывает судороги. Чаще смерть наступает через несколько часов или суток после отравления от отека легких и гортани.

Перевозится в сжиженном состоянии под давлением.

Хлор (С1₂) - зелено-желтый газ с резким раздражающим запахом, в 2,5 раза тяжелее воздуха. Облако зараженного воздуха скапливается в низких участках местности, может проникать в нижние этажи и подвальные помещения зданий. Газ плохо растворяется в воде, но хорошо - в некоторых органических растворах. Температура кипения 34,1 °С ниже нуля, при обычном давлении затвердевает при 101 °С ниже нуля, не горюч, но пожароопасен в контакте с горючими материалами. Один килограмм жидкого хлора при испарении дает 315 литров газа.

Находит широкое применение в промышленности, в том числе для отбеливания тканей и бумажной массы, в производстве пластмасс, каучу-ков, растворителей, в цветной металлургии, а также в коммунально-бытовом хозяйстве для обеззараживания питьевой воды.

В первую мировую войну использовался в качестве отравляющего вещества удушающего действия. При воздействии на человека поражает легкие, раздражает слизистые и кожу.

Первые признаки отравления - резкая загрудинная боль, резь в глазах, слезоотделение, сухой кашель, рвота, нарушение координации, одышка.

Содержание хлора в воздухе:

• ПДК в рабочих помещениях-0,001 г/м³;

• порог ощущения - раздражающее действие при концентрации 0,01 г/м³;

• смертельные отравления возможны при концентрации 0,25 г/м и вдыхание в течение 5 минут.

Основные характеристики наиболее часто используемых АХОВ приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1