Краткая характеристика АХОВ и районов химического заражения

Оценка химической обстановки

При чрезвычайных ситуациях

На химически опасных объектах экономики

Цель занятия

1. Ознакомиться с характеристикой аварийно химически опасных веществ (АХОВ), районов химического заражения и очагов химического поражения.

2. Ознакомиться с методикой анализа химической обстановки, складывающейся при выбросе (проливе) АХОВ, с основными способами и средствами защиты людей от действия АХОВ.

3. Получить навыки в проведении анализа обстановки при аварии на химически опасном объекте с выбросом (проливом) АХОВ.

Краткая характеристика АХОВ и районов химического заражения

при их выбросе (проливе)

К аварийно химически опасным веществам (АХОВ) относят группу химических веществ или соединений (акролеин, аммиак, ацетонитрил, хлор и др.),
а также некоторых продуктов горения (окись углерода и др.), способных при определенных условиях вызывать массовые поражения людей, животных и растений [3, 4].

АХОВ на промышленных и других объектах экономики (предприятиях, учреждениях, организациях) хранят в емкостях (цистернах, баках и др.), технологических установках и коммуникациях под давлением, в газообразном или жидком состоянии.

Выброс АХОВ в воздух (при авариях, стихийных бедствиях, диверсиях и др.) происходит в газообразном или аэрозольном состоянии. При этом АХОВ воздействует на людей (животных) через органы дыхания, глаза, кожу.

По виду воздействия на людей АХОВ подразделяют на раздражающие, удушающие и общеядовитые.

Количественной характеристикой АХОВ является их концентрация в воздухе или жидкости – С_В(Ж), мг/м³ (мг/л), плотность на местности – g, мг/м².

Тяжесть поражения людей (животных) зависит от физических, химических и токсикологических свойств АХОВ, их концентрации, плотности и времени действия.

По степени опасности АХОВ подразделяют на 4 класса (табл. 1).

При выбросе (проливе) АХОВ образуются первичное и вторичное облака зараженного воздуха и районы химического заражения местности (РХЗМ),
а в них – очаги химического поражения (рис. 1). Первичное облако образуется в результате мгновенного (1–3 минут) перехода в атмосферу части АХОВ,
вторичное – в результате испарения АХОВ, разлившихся на подстилающую поверхность.

Таблица 1

Классы опасности АХОВ

 

Наименование показателей	I	II	III	IV
Максимальная разовая ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м3	Менее 0,1	0,1-1,0	1,1 -10,0	Более 10
Средняя смертельная концентрация в воздухе, мг/м3	Менее 500	500-5 000	5 001-50 000	Более 50 000
Средняя смертельная доза при попадании в желудок, мг/кг	Менее 15	15-50	151-5 000	Более 5 000
Средняя смертельная доза при попадании на кожу, мг/кг	Менее 100	100-500	501-2 500	Более 2 500

 

 

Рис. 1. Район ХЗМ при аварии на химически опасном объекте экономики (ХООЭ) с выбросом (проливом) АХОВ: Ц.А – центр химической аварии; ОХП-1 и ОХП-2 – очаги химического поражения; ЧОЗ - чрезвычайно опасное заражение; ОЗ – опасное заражение; подзоны ТП, СрП,
ЛП – подзоны тяжелых, средних и легких поражений; Г_з(см) - глубина зоны со смертельной концентрацией, Г_з(пор) – глубина зоны с поражаю-
щей концентрацией, Г_з - глубина района заражения АХОВ

 

В районах химического заражения местности (ХЗМ) выделяют участки непосредственного выброса (пролива) АХОВ и участки распространения зараженного воздуха с зонами смертельной (С_СМ) и поражающей (С_ПОР) концентрациями, в которой выделяют подзоны (примерно равной длины) с легкими, средними и тяжелыми поражениями людей.

Форма участка непосредственного выброса (пролива) АХОВ – окружность, участка распространения зараженного воздуха – вытянутый (по направлению приземного ветра) эллипс:

· правильной формы – при нормальных метео- и топоусловиях (устойчивом по направлению и скорости ветре, ровной, открытой местности и т.п.);

· неправильной формы – при ненормальных метео- и топоусловиях (переменном по направлению и скорости ветре, застроенной территории и т.п.).

Линейные размеры участков непосредственного выброса АХОВ и распространения зараженного АХОВ воздуха (длина, ширина, площадь) при нормальных топо- и метеоусловиях определяют по формулам или таблицам справочников по оценке химической обстановки, при ненормальной – по результатам инструментальных измерений концентрации АХОВ в атмосферном воздухе (плотности на местности) [7, 8].

В районе ХЗМ может располагаться одни или несколько очагов химического поражения (ОХП) – населенных пунктов, объектов экономики с фактическими или прогнозируемыми массовыми поражениями людей, животных, растений.

Для заблаговременного проведения мероприятий по защите населения от АХОВ и обеспечения их безопасности на картах (схемах, планах) местности строят районы, зоны и подзоны возможного (прогнозируемого) химического заражения местности (ВХЗМ) в виде окружности, полуокружности или сектора
(в зависимости от скорости приземного ветра), в пределах которых с 90%-ной вероятностью должны располагаться реальные районы (зоны, подзоны) ХЗМ, занимая примерно 1/3 площади района, зоны, подзоны ВХЗМ.

При этом центры окружностей, полуокружностей и секторов ВХЗМ совпадают с источниками выбросов (проливов) АХОВ, а биссектрисы – с осями следов ХЗМ по направлению приземного ветра (рис. 2).

Радиусы (глубины заражения – Г_з) районов ВХЗМ с поражающей концентрацией зависят от типа и количества выброшенного (пролитого) АХОВ, способа его хранения, метео- и топоусловий.

 

j0 = 360°; vПВ £ 0,5 м/с	j0 = 180°; vПВ = 0,6 ­­–1,0 м/с	j0 = 90°; vПВ = 1,1–2,0 м/с	j0 = 45°; vПВ > 2 м/с

 

Рис. 2. Формы районов ВХЗМ при авариях с выбросом (проливом) АХОВ

 

Метеоусловия в данном случае характеризуются степенью вертикальной устойчивости воздуха (конвекция, инверсия, изотермия), зависящей от времени суток, скорости приземного ветра и характера погоды (табл. 2).

Таблица 2

Степень вертикальной устойчивости воздуха (ВУВ)

Скорость приземного ветра, м/с	Ночь	День
Ясно	Полуясно	Пасмурно	Ясно	Полуясно	Пасмурно
≤ 0,5	Инверсия		Конвекция
0,6...2
2,1...4		Изотермия
> 4,0		Изотермия

 

Направление ветра характеризуется так называемым обратным азимутом (a₂) – углом между направлением на север и направлением, откуда дует ветер.

Фактические площади заражения S_Ф равны примерно 1/3 от прогнозируемых площадей:

 

S_Ф = 1/3 S_ВхзМ. (1)

 

Глубины районов ВХЗМ со смертельной концентрацией составляют примерно 10–20% от глубин с поражающей концентрацией

 

Г_З(СМ) = (0,1...0,2) Г_З(ПОР). (2)

 

Время подхода облака с АХОВ к ОЭ (населенному пункту) определяется по формуле

 

t_подх = R/60W_пер, мин, (3)

 

где R – расстояние от места аварии до ОЭ (населенного пункта), м; W_пер – скорость переноса облака, м/с.

Глубину районов ВХЗМ от действия АХОВ определяют одним из следующих способов:

1) по формулам с использованием значений эквивалентного (по хлору)
количества выброшенного (пролитого) АХОВ для первичного и вторичного облаков;

2) по таблицам «Справочника по оценке химической обстановки», с использованием значений фактического количества выброшенного (пролитого) АХОВ (табл. 3–9).

Первый метод более точен, но требует более сложных расчетов и применяется, как правило, при построении районов ВХЗМ до чрезвычайной ситуации (ЧС).

Второй метод применяется, как правило, при построении районов ВХЗМ непосредственно после ЧС.

Таблица 3

Глубина районов возможного ХЗМ (км) на открытой местности

(вне застройки, лесных массивов) при выбросе (проливе) АХОВ (т)

(емкость не обвалована, скорость ветра 1 м/с)

 

Наименование АХОВ	Глубина (км), при выбросе АХОВ (т)
При инверсии
Хлор, фосген					Более 80
Цианистый водород				52,3		Более 80
Аммиак		3,5	4,5	6,5	9,5			35,5
Сернистый ангидрид	2,5		4,5			12,5	17,5	58,3
Сероводород		5,5	7,5	12,5			61,6	Более 80
При изотермии
Хлор, фосген	1,8	4,6		11,5
Цианистый водород	1,2	3,2	4,8	7,9		14,5	16,5
Аммиак	0,4	0,7	0,9	1,3	1,9	2,5		6,7	11,5
Сернистый ангидрид	0,5	0,8	0,9	1,4		2,5	3,5	7,9
Сероводород	0,6	1,1	1,5	2,5			8,8	4,5
При конвекции
Хлор, фосген	0,47		1,4	1,96	2,4	2,85	3,15	3,6	4,32
Цианистый водород	0,36	0,7	1,1	1,58	1,8	2,18	2,47	3,8	4,16
Аммиак	0,12	0,21	0,27	0,39	0,5	0,62	0,66	1,14	1,69
Сернистый ангидрид	0,15	0,24	0,27	0,42	0,52	0,65	0,77	1,34	2,04
Сероводород	0,18	0,33	0,45	0,65	0,88	1,1	1,5	2,18	2,4

 

Примечания:

1. Поправочные коэффициенты для учета влияния глубин распространения АХОВ при других скоростях ветра приведены в табл. 5.

2. Для обвалованных и заглубленных емкостей глубина распространения
АХОВ уменьшается в 1,5 раза.

Таблица 4

Глубина районов возможного ХЗМ (км) на закрытой местности

при выбросе (проливе) АХОВ (т) (емкость не обвалована, скорость ветра 1 м/с)

 

Наименование АХОВ	Глубина (км), при выбросе АХОВ (т)
При инверсии
Хлор, фосген	2,57	6,57		22,85	41,14	48,85		Более 80
Цианистый водород	1,71	4,57	6,85	15,22	22,85			Более 80
Аммиак	0,57		1,28	1,85	2,71	3,42	4,28	10,14	22,85
Сернистый ангидрид	0,71	1,14	1,28		2,85	3,57		15,14	22,85
Сероводород	0,85	1,57	2,14	3,57	5,71	7,14	17,6	37,28	51,42
При изотермии
Хлор, фосген	0,51	1,31		3,28	4,57	5,43		10,28	15,43
Цианистый водород	0,34	0,91	1,37	2,26	3,43	4,14	4,7	10,86	15,43
Аммиак	0,114	0,2	0,26	0,37	0,54	0,68	0,86	1,92	3,28
Сернистый ангидрид	0,142	0,23	0,26	0,47	0,57	0,71	1,1	2,26	3,43
Сероводород	0,171	0,31	0,43	0,71	1,14	1,13	2,51	4,14	5,72
При конвекции
Хлор, фосген	0,15	0,4	0,52	0,72		1,2	1,32	1,75	2,31
Цианистый водород	0,1	0,273	0,411	0,59	0,75	0,91	1,03	1,85	2,23
Аммиак	0,034	0,06	0,08	0,11	0,16	0,2	0,26	0,5	0,72
Сернистый ангидрид	0,043	0,07	0,08	0,12	0,17	0,21	0,3	0,59	0,75
Сероводород	0,051	0,093	0,13	0,21	0,34	0,43	0,65	0,91	1,264

 

Примечания:

1. Поправочные коэффициенты для учета влияния глубин распространения АХОВ при других скоростях ветра приведены в табл. 5.

2. Для обвалованных и заглубленных емкостей глубина распространения АХОВ уменьшается в 1,5 раза.

 

Таблица 5

Поправочные коэффициенты к табл. 3, 4

для различных скоростей ветра в приземном слое

Состояние приземного слоя воздуха	Коэффициенты при скорости ветра, м/с
Инверсия		0,8	0,45	0,38	–	–	–	–	–	–
Изотермия		0,71	0,55	0,51	0,45	0,41	0,38	0,36	0,34	0,32
Конвекция		0,7	0,62	0,55	–	–	–	–	–	–

Таблица 6

Средняя скорость переноса воздушным потоком облака,

зараженного АХОВ (м/с) при удалении от места аварии (км)

 

Скорость ветра, м/с	Средняя скорость (м/с) при удалении от места аварии (км)
до 10	более 10	до 10	более 10	до 10	более 10
инверсия	изотермия	конвекция
		2,2	1,5		1,5	1,8
		4,5				3,5
			4,5		4,5
	–	–			–	–
	–	–	7,5		–	–
	–	–			–	–
	–	–	10,5		–	–
	–	–			–	–
	–	–			–	–
	–	–			–	–

 

Примечания:

1. Облако зараженного воздуха распространяется на значительную высоту, где скорость ветра больше, чем у поверхности земли. Вследствие этого средняя скорость распространения АХОВ будет больше, чем скорость ветра на высоте 1 м.

2. Конвекция и инверсия при скорости ветра более 3 м/с наблюдаются в редких случаях.

Таблица 7

Время испарения некоторых АХОВ (ч) для различных условий

их выброса (пролива) (скорость ветра 1 м/с)

 

Наименование АХОВ	Время испарения, ч
необвалованная емкость	обвалованная емкость
Хлор	1,3
Фосген	1,4
Цианистый водород	3,4
Аммиак	1,2
Сернистый ангидрид	1,3
Сероводород

Таблица 8

 

Поправочные коэффициенты, учитывающие время испарения АХОВ

при различных скоростях ветра

 

Скорость ветра, м/с
Поправочный коэффициент К		0,7	0,55	0,43	0,37	0,32	0,28	0,25	0,22	0,20

 

 

Таблица 9

 

Возможные общие потери производственного персонала и населения от АХОВ

в очаге химического поражения, при обеспеченности противогазами (%)

 

Условия нахождения людей	Потери, при обеспеченности людей противогазами (%)
На открытой местности	90...100
В простейших укрытиях, зданиях

 

Примечание. Ориентировочная структура потерь людей в очаге поражения составит: легкой степени – 25%, средней и тяжелой степени (с выходом из строя не менее чем на 2–3 недели и нуждающихся в госпитализации) – 40%, со смертельным исходом – 35%.