Терміни та визначення

2 Терміни та визначення

Наведені терміни та визначення використовуються в Методиці прогнозування наслідків виливу небезпечних хімічних речовин при аваріях на промислових об'єктах і транспорті.

Небезпечна хімічна речовина (далі - НХР) – хімічна речовина, безпосередня чи опосередкована дія якої може спричинити загибель, гостре чи хронічне захворювання або отруєння людей і завдати шкоди довкіллю.

Хімічно небезпечний об'єкт (далі - ХНО) - промисловий об'єкт або його структурні підрозділи, на якому знаходяться в обігу одна або декілька НХР.

Аварія з НХР – це подія техногенного характеру, що сталася на хімічно небезпечному об'єкті внаслідок виробничих, конструктивних, технологічних чи експлуатаційних причин або випадкових зовнішніх впливів, що призвела до пошкодження технологічного обладнання, пристроїв, споруд, транспортних засобів з виливом (викидом) НХР в атмосферу і реально загрожує життю, здоров'ю людей.

Хмара НХР – суміш парів і дрібних капель НХР з повітрям в обсягах, небезпечних для довкілля.

Первинна хмара НХР – це параподібна частина НХР, яка є в будь-якій ємності над поверхнею зрідженої НХР і яка входить в атмосферу безпосередньо при руйнуванні ємності без випару з підстильної поверхні.

Вторинна хмаоа НХР – це хмара НХР, яка виникає протягом певного часу внаслідок випару НХР з підстильної поверхні.

Зона можливого хімічного забруднення (далі - ЗМХЗ) – територія, у межах якої під впливом зміни напряму вітру може виникнути переміщення хмари НХР з небезпечними для людини конценраціями.

Зона хімічного забруднення НХР – територія, яка включає осередок хімічного забруднення, де фактично розлита НХР, і ділянки місцевості, над якими утворилась хмара НХР.

Прогнозована зона хімічного забруднення – розрахункова зона в межах ЗМХЗ, параметри якої приблизно визначаються за формою еліпса.

3 Вплив метеоумов на поведінку НХР в атмосфері

Основними метеорологічними умовами, які впливають на поведінку небезпечно хімічних речовин в атмосфері є: температура, тиск, хмарність, вологість, опади, швидкість вітру, а також ступінь вертикальної стійкості повітря.

Наведемо деякі приклади впливу метеоумов. На випаровування пари НХР великий вплив має вітер, тому, в населених пунктах, лісах, на перехрестній місцевості стійкість зараження ними буде вище, ніж на відкритій. Чим вища температура, тим швидше відбувається дифузія частинок НХР з повітрям, що приводить до швидкого випаровування.З одного боку це добре, бо концентрація НХР зменшується, але з іншого боку – це призводить до утворення більшої площі розповсюдження НХР. Якщо під час аварії випадали опади у вигляді дощу, то це могло привести до того, що деякі НХР можуть сполучатися з водою і утворювати похідні сполуки, які стають набагато небезпечними.

Глава І

Довгострокове (оперативне) прогнозування наслідків можливої

аварії на хімічно небезпечному об'єкті з виливом цианістого водню

 

Завдання

На ХНО, який розташований на відстані 3 км від певного населеного пункту є джерело хімічної небезпеки з ціаністим воднем кількістю 5 тонн в певних виробничих умовах:

-  Чисельність робочої зміни:максимальна–160 чол.,мінімальна–130 чол.

-  Забезпеченність робочих протигазами – 60 %.

-  Число мешканців населеного пункту – 800 чол.

-  Число мешканців, що проживає в радіусі ЗМХЗ – 3000 чол.

Метеоумови:

-  Швидкість вітру в приземному шарі – 1 м/с.

-  Температура повітря - 20ºС.

-  Ступінь вертикальної стійкості повітря – інверсія.

Примітка:

-  Азимут напрямку домінуючого в районі розміщення ХНО вітру –

135º, умовно заданий населений пункт знаходиться на осі напряму

вітру.

-  Умови виробничого процесу – розлив: «вільний».

Розрахунки

Ціаністий водень або синільна кислота являється важливим промисловим продуктом та може бути отримана каталітичною взаємодією аміака, метану та кисню повітря:

СН₄ + NH₃ H – C  N

Синільна кислота – легколетюча рідина без кольору з запахом гіркого мигдалю. Володіє слабкими кислотними властивостями Кα = 4,9 · 10^-10, температура кипіння – t = 26,7 ºС, температура плавлення - t = 13,3 ºС. Густина рідкої синільної кислоти при температурі 18 °С рівна 0,7 г/см³, тобто вона легша за воду; з водою змішується у всіх відносинах, легко розчинна в органічних розчинниках, фосгені. Пари синільної кислоти легші за повітря. Максимальна їх концентрація при температурі 20°С - 873 міліграм/л. Висока летючість синильної кислоти дозволяє створювати концентрації, що забезпечують швидку поразку живої сили. Ціаністий водень використовується для виготовлення акрілонітрила, метилметакрилата та ін. і являється сильною отрутою, що паралізує дихальні центри.

Отруєння синільною кислотою може відбутися при вдиханні її пари, резорбції через шкіру отрути в газоподібному і рідкому стані, а також при попаданні рідкої синільної кислоти в шлунково-кишковий тракт (із зараженою водою або їжею).

При отруєнні через рот смертельною дозою синильної кислоти для людини є 1 міліграм на 1кг мас тіла людини.

1)  Визначаємо глибину зони можливого хімічного забруднення:

-  Г_таб.- таблична глибина зони забруднення, що береться із значення глибини розповсюдження хмари забрудненого повітря хлором, яке відповідає умовам, за яких виникла аварія з ціаністим воднем, і множиться на коефіцієнт для даної речовини.

Г_таб.(хлор) = 12,8 км, К = 0,97, тоді Г_таб. = 12,8 · 0,97 = 12,42 км

-  Г_к – глибина зони з урахуванням значення коефіцієнта зменшення глибини зони, з урахуванням умов розливу ціаністого водню.

Для умови розливу «вільно», К_з = 1, тоді:

Г_к = Г_таб./ К_з = 12,42 км

-  Г_макс. – глибина максимального значення переносу повітряних мас:

Г_макс. = 4 · V,

де V – швидкість хмари забрудненого повітря, яку вибираємо по таблиці залежно від швидкості повітря та ступеня вертикальної стійкості повітря.

V = 5 км/год , тоді Г_макс. = 4 · 5 = 20 км

-  Г_мін. – глибина зони, яка дорівнює меншому значенню з Г_макс та Г_таб. Отже, Г_таб.< Г_макс, тоді Г_мін. = 12.42 км

2)  Визначаємо час підходу забрудненого повітря до заданого населеного пункту:

t = X / V = 3 / 5 = 0,6 год = 36 хв

де X – відстань від певного населеного пункту до ХНО, V – швидкість хмари забрудненого повітря

3)  Визначаємо час випаровування ціаністого водню, що може бути розлитим внаслідок аварії:

Т = (h - d) / (К₂ · К₄· К₇)

де h – висота шару вилитого ціаністого водню, що дорівнює 0,05 м; d – густина ціаністого водню, що рівна 0,687 т/км²; К₂ - коефіцієнт, який залежить від фізико-хімічних властивостей – 0.055; К₄ – коефіцієнт, який враховує швидкість вітру – 1; К₇ – коефіцієнт, який враховує температуру повітря – 1.

Т = (0,05 · 0,687) / (0,055 · 1· 1) = 0, 624 год = 37,5 хв

4)  Визначаємо площу зони можливого хімічного забруднення:

S_ЗМХЗ = 8,72 · 10^-3 · Г_мін.² ·φ

де φ – коефіцієнт, який умовно дорівнюється кутовому розміру зони і приймається рівним 360º

S_ЗМХЗ = 8,72 · 10^-3 · 12,42 ² ·360 = 484,24 км²

5)  Визначаємо площу прогнозованої зони хімічного забруднення :

S_ПЗХЗ = К· Г_мін.² · N^0,2

де К – коефіцієнт, який залежить від ступеня вертикальної стійкості повітря, К= 0,081; N – час, на який розраховується глибина ПЗХЗ, N = 4 год.

S_ПЗХЗ = 0,081· 12,42 ² · 4^0,2 = 16,487 км²

6)  Визначаємо ширину прогнозованої зони хімічного забруднення при інверсії:

Ш = 0,3 · Г_мін.^0,6 = 0,3 · 12,42 ^0,6 = 1,36 км

7)  Визначаємо можливі втрати серед робітників об'єкту та населення і їх структуру в умовах можливої аварії з розливом ціаністого водню:

Керуючись відношенням забезпеченності протигазами та умовами перебування людей можна зробити висновок: якщо процент забезпечення протигазами становить 60%, то можливі загальні втрати на відкритій місцевості – 40%, а в будівлях – 22%.

Нехай 50% населення використовують ватно-марлеві пов'язки, тоді:

800 чоловік

400 чоловік використали 400 чоловік не використали

40% втрат 50% втрат