Визначення параметрів хімічної обстановки

Хімічна обстановка при аваріях на хімічно-небезпечних об’єктах – це ступінь хімічного забруднення атмосфери і місцевості небезпечними хімічними речовинами, які впливають на діяльність об’єктів господарської діяльності, життєдіяльність населення і проведення аварійно-рятувальних та відновлюваних робіт.

Небезпека ураження населення, робітників і службовців СДОР вимагає швидкого виявлення небезпечних речовин, оцінки хімічної обстановки й обліку її впливу на організацію рятувальних та інших невідкладних робіт, а також на виробничу діяльність в умовах зараження.

Прогнозування масштабів зон зараження небезпечними хімічними речовинами (НХР) при аваріях на технологічному обладнанні та ємностях при транспортуванні, а також у випадку руйнування хімічно небезпечних об’єктів проводиться за допомогою “Методики прогнозування наслідків виливу (викиду) небезпечних хімічних речовин при аваріях на промислових об’єктах і транспорті”, затвердженої наказом МНС № 73/82/64/122 від 27.03.2001р.

Методика застосовується для НХР, що перебувають у рідкому або газоподібному стані та при потраплянні в атмосферу переходять у газоподібний стан і утворюють хмару зараженого повітря. Розрахунки передбачається проводити для приземного шару повітря до висоти 10м над поверхнею землі. Методика може бути використана для довгострокового і оперативного прогнозування при аваріях на ХНО і транспорті.

Довгострокове прогнозування здійснюється заздалегідь для визначення можливих масштабів зараження, сил і засобів, які залучатимуться для ліквідації наслідків аварії, складення планів роботи та інших довгострокових (довідкових і прогнозних) документів і матеріалів.

Оперативне (аварійне) прогнозування здійснюється під час виникнення аварії за даними розвідки для визначення можливих наслідків аварії і порядку дій в зоні можливого зараження. Таке прогнозування здійснюється на термін не більше ніж 4 години, після чого розрахунки уточнюються.

Прогнозування і оцінка хімічної обстановки має на меті визначення наступних параметрів:

• напрямку осі сліду хмари викиду хімічних речовин внаслідок аварії або руйнування технологічного обладнання чи ємностей для зберігання СДОР за метеорологічними даними;

• розмірів зон забруднення місцевості за очікуваними значеннями доз ураження;

• прогнозування глибини зони ураження СДОР;

• визначення площі ураження СДОР;

• визначення часу підходу зараженого повітря до об’єкту і тривалості дії ураження СДОР;

• встановлення можливих хімічних уражень людей, що знаходяться в осередку ураження;

• порядок нанесення зон ураження на карти і схеми.

Вихідними даними для прогнозування і оцінки хімічної обстановки є:

- координати місця розташування ХНО;

- загальна кількість СДОР на об’єкті і дані про їх розміщення і запаси в ємностях, трубопроводах та технологічному обладнанні;

- кількість СДОР, викинутих в атмосферу і характер розливу на підстилку поверхні («вільно», «в піддон» або «в обвалування»);

- висота піддона або обвалування складських ємностей;

- метеорологічні умови (температура повітря, швидкість вітру на висоті 10м (на висоту флюгеру), ступінь вертикальної стійкості повітря).

Зовнішні межі зони зараження розраховують відносно вражаючої токсичної дози при інгаляційній дії на організм людини. Вражаюча токсодоза – це найменша кількість СДОР в одиниці об’єму зараженого повітря, яка може спричинити відчутний негативний фізіологічний ефект за певний час.

1.2.2.1. Визначення еквівалентної кількості СДОР ( ) у первинній хмарі

Під час аварії на ХНО або в разі його руйнування частина СДОР, що знаходилась у місткостях під тиском, унаслідок викиду в атмосферу миттєво переходить у довкілля, утворюючи первинну хмару зараженого повітря. Еквівалентна кількість речовини у первинній хмарі:

,

де - коефіцієнт, що залежить від умов зберігання СДОР (для стиснутих газів (додаток 1.3)); - коефіцієнт, що дорівнює відношенню значення вражаючої токсодози хлору до значення вражаючої токсодози іншої СДОР (додаток 3); - коефіцієнт, що враховує ступінь вертикальної стійкості атмосфери (для інверсії – 1; ізотермії – 0,23; конвекції – 0,08); - коефіцієнт, що враховує вплив температури повітря (додаток 1.3); - початкова маса викинутої (розлитої) СДОР, т.

При аваріях на сховищах стиснутого газу:

,

де - густина СДОР, т/м³; - об’єм місткості, м³.

При аваріях на газопроводі:

,

де - частка СДОР у природному газі, %; - густина СДОР, т/м³; - об’єм секції газопроводу між автоматичними відсічками, м³.

Визначаючи для стиснутих газів, що не увійшли до додатків, приймають значення , а , де - питома теплоємність рідкої СДОР, ; - різниця температури рідкої СДОР до і після руйнування ємності, °С; - питома теплота випаровування рідкої СДОР при температурі випаровування, кДж/кг.

1.2.2.2. Визначення тривалості дії фактора зараження

Визначення проводиться за формулою:

,

де - густина СДОР, т/м³; - товщина шару розлитої СДОР, м; - коефіцієнти з попередніх розрахунків.

1.2.2.3. Визначення еквівалентної кількості СДОР ( ) у вторинній хмарі

Частина СДОР, що залишається не викинутою в атмосферу, поширюючись по підстилаючій поверхні, поступово випаровується. Еквівалентна кількість речовини у вторинній хмарі:

,

де - коефіцієнт, що залежить від фізико-хімічних властивостей СДОР (додаток 1.3); - коефіцієнт, що враховує швидкість вітру у приземному шарі (додаток 1.4); - густина СДОР, т/м³; - товщина шару розлитої СДОР, м (товщину шару рідини для СДОР, що вільно розлилася, беруть 0,05 м (5 см) на всій площі розливу, а для СДОР, що розлита в піддон (обвалування), визначають співвідношенням , де Н – висота піддону, м); - коефіцієнт, що залежить від часу, що пройшов після аварії N і тривалості випаровування речовини Т.

Коефіцієнт визначають після розрахунків тривалості випаровування речовини Т. При значення , при - , при .

Для речовин, що не включені до додатку, значення , а , де М – молекулярна маса речовини; Р – тиск насиченої пари речовини при заданій температурі повітря, мм. рт. ст.

1.2.2.4. Визначення глибини зони зараження при аварії на ХНО

Максимальне значення глибини зони зараження первинною (Г₁) чи вторинною (Г₂) хмарами СДОР за додатком 1.2. Повна глибина зони зараження (Г, км) визначається наступним чином:

,

де - більший, а - менший із розмірів Г₁ і Г₂.

Одержаний результат порівнюють з максимально можливим значенням глибини переносу повітряних мас на даний час, що визначається за формулою:

,

де - час від початку аварії, год; - швидкість перенесення переднього фронту хмари зараженого повітря при заданій швидкості вітру та ступеня вертикальної стійкості атмосфери, км/год (додаток 1.5).

Остаточно розрахунковою глибиною зони зараження слід вважати менше із двох порівнюваних між собою значень.

1.2.2.5. Визначення площі зони можливого зараження СДОР

Зона можливого хімічного зараження СДОР – це площа кола або його частини з радіусом, що дорівнює глибині поширення хмари повітря з вражаючою концентрацією СДОР:

,

де - площа зони зараження СДОР, км²; Г – повна глибина зараження, км; - коефіцієнт, що залежить від швидкості вітру (табл. 1.2).

Таблиця 1.2