Поширення у навколишньому середовищі сильнодіючих отруйних речовин (СДОР) утворює зону хімічного зараження та осередок хімічного ураження.
Зоною хімічного зараження називається територія, на якій склалася вражаюча концентрація СДОР.
Осередок хімічного ураження це територія, на якої внаслідок хімічної аварії виникли масові ураження людей, сільськогосподарських тварин та рослин.
Зона хімічного зараження і осередок хімічного ураження характеризуються розмірами, а також типом СДОР, концентрацією, щільністю зараження і стійкістю. Концентрація – це кількість хімічної речовини в одиниці об’єму повітря. Вимірюється в міліграмах хімічної речовини, яка знаходиться в літрі повітря (мг/л), або(що чисельно те ж саме – в грамах на кубічний метр повітря). Концентрацію, за якої виявляються уражаючі властивості отруйної речовини, називають бойовою концентрацією, величина її залежить від токсичності хімічної речовини.
Щільність зараження – це кількість небезпечної хімічної речовини, яка припадає на одиницю площі. Вимірюється в грамах хімічної речовини на квадратний метр поверхні (г/м2). Щільність зараження характеризується зараженістю території, ґрунту, будов, споруд. Таке зараження нерівномірне, залежить від умов застосування чи аварійного потрапляння хімічної речовини і може бути від кількох до десятків грамів на 1 м2.
Стійкість хімічної речовини на місцевості – це тривалість уражаючої дії на людей, сільськогосподарських тварин, рослини і лісові насадження, які знаходяться на зараженій території.
Межі зони хімічного зараження та осередку хімічного ураження визначаються пороговими токсичними концентраціями СДОР, які викликають початкові симптоми ураження і залежать від багатьох чинників:
розміру району розливу СДОР;
кількості вилитої СДОР;
рельєфу місцевості;
щільності забудови;
стану атмосфери;
напрямку та швидкості вітру;
наявності та характеру зелених насаджень.
Заражене повітря з парами і аерозолями затримується в населених пунктах, лісах, садах, високостеблових сільськогосподарських культурах, у долинах, ярах. Тому при організації захисту населення це потрібно враховувати.
Всю територію осередку хімічного ураження можна умовно розділити на дві зони: зону безпосереднього потрапляння в навколишнє середовище отруйних речовин, токсинів, фітотоксикантів чи СДОР і зону поширення парів і аерозолів цих речовин.
У зоні безпосереднього потрапляння небезпечних речовин виділяються пари і аерозолі, утворюючи первинну хмару зараженого повітря. Поширюючись у напрямку вітру, вона здатна уражати людей, тварин і рослини на території в кілька разів більшій, ніж безпосередньо уражена хімічною речовиною. Частина небезпечних хімічних речовин осідає на місцевості у вигляді крапель і під час випаровування утворює повторну хмару зараженого повітря, яка переміщується за вітром і створює зону поширення парів отруйних або сильнодіючих отруйних речовин. Тривалість уражаючої дії первинної хмари зараженого повітря відносно невелика, але на місцевості можуть створюватися ділянки застою зараженого повітря. У таких випадках тривалість вражаючої дії зберігається більш тривалий час.
Поведінка небезпечних хімічних речовин у повітрі на місцевості характеризується їх стійкістю.
Стійкість визначається часом (хвилини, години, доби), що минув з моменту надходження хімічної речовини, після закінчення якого ця речовина вже не є небезпечною для рослин, тварин, а люди можуть перебувати в осередку хімічного зараження без засобів захисту.
Стійкість хімічних речовин залежить від температури повітря, наявності атмосферних опадів, фізичних і хімічних властивостей речовини.
Розрізняють стійкість за дією парів і дією крапель хімічних речовин.
Хімічні речовини, які перебувають у повітрі у вигляді пари і туману, виявляють уражаючу дію доти, поки їх концентрація не знизиться до безпечної.
Небезпечні хімічні речовини в краплинно-рідинному стані зберігають свої уражаючі властивості значно довше: від кількох годин до кількох місяців. Влітку стійкість таких речовин може коливатися від кількох годин до кількох діб, а в холодний час року – від кількох тижнів до кількох місяців.
На стан хімічного осередку зараження і стійкість небезпечних хімічних речовин дуже впливають метеорологічні умови (температура, вітер, опади).
Від температури залежить швидкість випаровування отруйних речовин із зараженої території. З підвищенням температури швидкість випаровування краплинно-рідинних хімічних речовин збільшується і, відповідно, тривалість дії їх на місцевості зменшується.
Внаслідок зниження температури випаровування відбувається повільніше і, відповідно, стійкість хімічної речовини на забруднений дільниці збільшується.
Тривалість існування осередку хімічного зараження також залежить від фізичних властивостей хімічних речовин і, зокрема, від температури їх кипіння. Чим вища температура кипіння хімічної речовини, тим повільніше вона випаровується і, відповідно, тим вища її стійкість на місцевості. Чим вища леткість хімічної речовини, тим вища концентрація її пари в повітрі. Але хмара зараженого повітря під впливом тих же температурних умов швидко розсіюється, початкова концентрація небезпечної речовини в ній весь час знижується, і з часом вона втрачає свої уражаючі властивості.
На процес розсіювання зараженої хмари дуже впливає вертикальний стан атмосфери.
Розрізняють три різновиди вертикальної стійкості повітря: конвекція, інверсія та ізотермія.
При конвекції нижні шари повітря нагріваються сильніше, ніж верхні (йдеться про висоту 1…30 метрів). Конвекція виникає при ясній погоді, невеликої швидкості вітру вдень. Цей режим сприяє швидкому розсіюванні хмари зараженого повітря.
Інверсія спостерігається коли верхні шари повітря тепліші, піж приземні шари. Інверсія виникає вночі при ясній погоді, малій швидкості вітру; цей режим перешкоджає розповсюдженню хмари зараженого повітря по висоті і сприяє збереженню високих концентрацій СДОР в приземних шарах повітря.
Ізотермія характеризується рівномірною температурою повітря по висоті і спостерігається в хмарну і (або) вітряну погоду.
Вид вертикальної стійкості повітря можна встановити за даними таблиці 2.15.
Таблиця 2.15 – Категорія стійкості атмосфери
| Швидкість (V10) вітру на висоті 10 м, м/с | Час доби | |||||
| День | Ніч | |||||
| Наявність хмарності | ||||||
| Відсутня | Середня | Суцільна | Відсутня | Середня | Суцільна | |
| 0…0,5 | Ін | Ін | Із | К | К | Із |
| 0,6…2 | Ін | Ін | Із | К | К | Із |
| 2,1…4 | Ін | Із | Із | К | Із | Із |
| Більше 4 | Із | Із | Із | Із | Із | Із |
Позначення: К – сильно нестійка (конвекція); Із – нейтральна (ізотермія); Ін – дуже стійка (інверсія)
Напрямок і швидкість вітру значно впливають на тривалість збереження і дальність поширення зараженого повітря. Сильний вітер (понад 6 м/с) швидко розсіює заражену хмару і збільшує випаровування краплинно-рідинних хімічних речовин із зараженої ділянки. У результаті цього концентрація парів хімічної речовини в повітрі й тривалість дії отруйних речовин на ділянці місцевості зменшується. При слабкому вітрі (до 4 м/с) і відсутності висхідних потоків повітря заражена хмара поширюється за вітром, зберігаючи уражаючі концентрації на значну глибину до (кількох десятків кілометрів).
Великий дощ, механічно вимиваючи хімічні речовини з ґрунту й змиваючи їх із поверхні, може за порівняно короткий строк значно знизити щільність зараження. Сніг, який випав на заражену ділянку, створює умови для тривалого зберігання уражаючих властивостей небезпечних хімічних речовин.
Підвищення рельєфу перешкоджає руху зараженого повітря, але суттєво не впливає на стійкість зараження. Загальне підвищення місцевості в напрямку руху хмари зменшує глибину поширення парів хімічної речовини. У глибоких видолинках, ярах при вітрі, спрямованому перпендикулярно до них, заражене повітря застоюється. Якщо ж напрямок вітру близький до осі яру, хмара, переміщуючись вздовж нього, проникає на велику глибину.
Якщо хмара зараженого повітря рухається через ліс, то глибина поширення хімічних речовин різко зменшується, так само як і їхня концентрація.
У лісі, на полях з високостебловими сільськогосподарськими культурами можуть утворюватися зони тривалого застою хімічних речовин. Таке явище може бути і в населених пунктах: заражене повітря, обтікаючи населений пункт, розсіюється в ньому і може на тривалий час утворювати застій зараженого повітря.
На ґрунті, поверхні будов, споруд, техніці краплі отруйних речовин починають випаровуватися, вбиратися, що, у свою чергу, впливає на тривалість їхньої дії на зараженій ділянці. На твердому ґрунті випаровування хімічних речовин із зараженої поверхні прискорюється. На пухкому ґрунті, а також на шпаруватих матеріалах відбувається вбирання або всмоктування небезпечних речовин, що призводить до підвищення їх стійкості. Але одночасно відбувається повільне розкладання хімічних речовин за рахунок взаємодії з вологою (гідроліз), яка завжди є в ґрунті і часто в шпаруватих матеріалах.
