Происшествия с выбросом химически опасных веществ
Тема 3 Происшествия с выбросом химически опасных веществ
3.1. Химически опасные вещества Понятие о химически опасных веществах
Техногенная чрезвычайная ситуация (техногенная ЧС) - состояние, при котором в результате возникновения источника техногенной ЧС на объекте, определенной территории или аварии, нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству и окружающей природной среде.
Химически опасный объект (ХОО) - объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют опасные химические вещества, при аварии на котором или при разрушении которого может произойти гибель или химическое заражение людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также химическое заражение окружающей природной среды.
Аварийно химически опасное вещество (АХОВ) - опасное химическое вещество, применяемое в промышленности, сельском хозяйстве, при аварийном выбросе (проливе) которого может произойти заражение окружающей среды в поражающих живые организмы концентрациях (токсодозах).
Опасное химическое вещество (ОХВ) - химическое вещество, прямое или опосредствованное воздействие которого на людей может вызвать острые и хронические их заболевания или гибель.
Химическая авария - авария на ХОО, сопровождающаяся проливом или выбросом ОХВ, способная привести к гибели или химическому заражению (отравлению) людей, продовольствия, пищевого сырья и кормов, сельскохозяйственных животных и растений или химическому заражению окружающей природной среды.
Выброс ОХВ - выход (испарение) ОХВ за короткий промежуток времени, при разгерметизации технологических установок, емкостей для хранения или при транспортировании в количестве, способном вызвать химическую аварию (заражение).
Пролив ОХВ - вытекание ОХВ при разгерметизации из технологических установок, емкостей для хранения и транспортировании в количестве, способном вызвать химическую аварию (заражение).
Химическое заражение - распространение ОХВ в окружающей природной среде в концентрациях или количествах, создающих угрозу для людей, сельскохозяйственных животных и растений в течение определенного времени.
Зона химического заражения - территория или акватория, в пределах которой распространены или куда привнесены ОХВ в концентрациях или количествах, создающих опасность для жизни и здоровья людей, для сельскохозяйственных животных и растений, в течение определенного времени.
Зона заражения АХОВ - территория, на которой концентрация АХОВ достигает значений, опасных для жизни людей.
Предельно допустимая концентрация ОХВ (ПДК) - максимальное количество опасных химических веществ в почве, воздушной или водной среде, продовольствии, пищевом сырье и кормах, измеряемое в единице объема или массы, которое при постоянном контакте с человеком или при воздействии на него за определенный промежуток времени практически еще не влияет на здоровье людей и не вызывает неблагоприятных последствий.
Токсодоза (пороговая, поражающая или смертельная) - произведение концентрации ОХВ в данном месте зоны химического заражения на время пребывания человека в этом месте без средств защиты органов дыхания, в течение которого проявляются различные степени токсического воздействия ОХВ на человека: возможны лишь первые слабые признаки отравления (пороговая токсодоза), происходит существенное отравление организма с соответствующими симптомами (поражающая токсодоза) и, наконец, наступает кома (смертельная токсодоза).
Под прогнозированием масштаба заражения АХОВ понимается определение глубины и площади зоны заражения АХОВ.
Под аварией понимается нарушение технологических процессов на производстве, повреждение трубопроводов, емкостей, хранилищ, транспортных средств, приводящее к выбросу АХОВ в атмосферу в количествах, которые могут вызвать массовое поражение людей и животных.
Под разрушением химически опасного объекта следует понимать результат катастроф и стихийных бедствий, приведших к полной разгерметизации всех емкостей и нарушению технологических коммуникаций.
Первичное облако - облако АХОВ, образующееся в результате мгновенного (1 - 3 мин) перехода в атмосферу части АХОВ из емкости при ее разрушении.
Вторичное облако - облако АХОВ, образующееся в результате испарения разлившегося вещества с подстилающей поверхности.
Инверсия - такое распределение температур приземного воздуха с высотой, при которой нижние слои воздуха холоднее верхних.
Изотермия - приземный слой воздуха, в котором температура почти не меняется с высотой.
Конвекция - нижний слой воздуха нагрет сильнее верхнего, вследствие чего происходит подъем и перемешивание воздуха в приземном слое.
В промышленности, сельском хозяйстве и быту используется множество разнообразных химических веществ. Некоторые из этих соединений токсичны и вредны: при проливе или выбросе в окружающую среду они способны вызвать массовые поражения людей, животных, приводят к заражению воздуха, почвы, воды, растений. Их называют химически опасными веществами (ХОВ).
Определенные виды ХОВ находятся в больших количествах на предприятиях, их производящих или использующих в производстве. Крупными запасами ядовитых веществ располагают предприятия химической, целлюлозно-бумажной, оборонной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, черной и цветной металлургии, промышленности минеральных удобрений. Значительные количества ХОВ сосредоточены на объектах пищевой, мясо-молочной промышленности, в жилищно-коммунальном хозяйстве.
Наиболее распространенными ХОВ являются хлор, аммиак, сероводород, сероуглерод, сернистый ангидрид, азотная и серная кислоты и др.
Классификации химически опасных веществ
По виду воздействия химически опасные вещества условно делят на следующие группы:
• вещества с преимущественно удушающим действием с выраженным и слабым прижигающим эффектом (хлор, фосген, хлорпикрин и др.);
• вещества, преимущественно общеядовитого действия (окись углерода, цианистый водород и др.);
• вещества, обладающие удушающим и общеядовитым действием (амил, акрилонитрил, азотная кислота и окислы азота, сернистый ангидрид, фтористый водород и др.);
• вещества, действующие на генерацию, проведение и передачу нервных импульсов – нейротропные яды (сероуглерод, тетраэтилсвинец, фосфорорганические соединения и др.);
• вещества, обладающие удушающим и нейротропным действием (аммиак, гептил, гидразин и др.);
• метаболические яды, нарушающие обмен веществ в живых организмах (окись этилена, дихлорэтан, диоксин и др.).
По скорости воздействия на организм различают быстродействующие и медленнодействующие ХОВ. При поражении быстродействующими ХОВ картина отравления развивается быстро, при поражении медленнодействующими имеет место латентный, или скрытый, период (до проявления картины отравления проходит несколько часов).
По своей стойкости химические вещества подразделяются на стойкие и нестойкие. Стойкость и способность заражать поверхности зависит от температуры кипения вещества. Нестойкие ХОВ с температурой кипения ниже 130°С заражают местность на минуты или десятки минут. Стойкие ХОВ с температурой кипения выше 130°С сохраняют свойства, а следовательно, и поражающее действие, от нескольких часов до нескольких месяцев.
По продолжительности поражающего эффекта условно выделяют 4 группы химически опасных веществ:
• нестойкие быстродействующие (синильная кислота, аммиак, оксид углерода);
• нестойкие замедленного действия (фосген, азотная кислота);
• стойкие быстродействующие (фосфорорганические соединения, анилин);
• стойкие замедленного действия (серная кислота, диоксин и др.).
По показателям токсичности и опасности химические вещества делят на 4 класса:
• чрезвычайно опасные (LC50 менее 0,5 г/м3)3;
• высокоопасные (LC50 до 5 г/м3);
• умеренно опасные (LС50до 50 г/м3);
• малоопасные (LC50 более 50 г/м3).
LC50 – концентрация, вызывающая гибель 50% животных, подвергнутых воздействию. Первая буква в обозначении происходит от лат. letalis – летальный, смертельный исход.
С учетом путей поступления вещества в организм различают:
• ХОВ ингаляционного действия (поступают через органы дыхания);
• ХОВ перорального действия (поступают через рот, желудочно-кишечный тракт);
• ХОВ кожно-резорбтивного действия (воздействуют через кожу, рану).
По агрегатному состоянию в условиях производства, хранения и транспортировки АХОВ делятся на: 1. сжатые газы, 2. сжиженные газы, 3. жидкости, 4. твердые вещества.
По способам хранения и перемещения все опасные химические вещества, в том числе АХОВ, можно разделить на пять основных категорий.
Первая категория - вещества, у которых критическая температура ниже температуры окружающей среды. Эти вещества часто называют “криогенными”. К ним относятся сжиженный природный газ (метан), окись азота и др. При резкой разгерметизации емкостей с этими веществами происходит быстрое их превращение в первичное паро-аэрозольное облако.
Вторая категория - вещества, у которых критическая температура выше, а точка кипения ниже температуры окружающей среды. К ним относятся АХОВ, хранящиеся в сжиженном состоянии (аммиак, закись азота, сернистый ангидрид, сероводород, хлор, хлористый водород). При разгерметизации емкостей с этими веществами часть их быстро (за 2-3 мин) переходит в паро-аэрозольное состояние, остальная масса испаряется за более продолжительное время.
Третья категория - вещества, у которых критическое давление выше атмосферного и точка кипения выше температуры окружающей среды. К ним относятся АХОВ, имеющие относительно невысокую температуру кипения (четырехокись азота, фосген, окись этилена, фтористый водород, хлорциан, и др.) При повышенных температурах (30-50 °С и выше) эти вещества по своему поведению будут приближаться к веществам второй категории.
Четвертая категория - вещества, находящиеся в обычных условиях (при атмосферном давлении и температуре окружающей среды от - 60 °С до +60 °С) в жидком состоянии. К ним относится значительная часть АХОВ (несимметричный диметилгидразин, концентрированные серная, соляная и азотная кислоты, ацетонитрил, ацетонциангидрин, нитрил акриловой кислоты, хлор окись фосфора, хлорпикрин и др.).
Пятая категория - вещества, хранящиеся в твердом состоянии (диоксины, комовая сера, нитрофоска, соли тяжелых металлов и др.). Многие из них становятся опасными при пожарах, другие - при попадании в грунт и воду.
Воздействие химически опасных веществ на организм человека
Данные о воздействии некоторых ХОВ на организм человека приведены в табл. 4. Таблица 4 Характер воздействия на организм человека некоторых ХОВ
Основным параметром зараженного воздуха является концентрация ХОВ — количество вещества (в единицах веса), отнесенное к единице объема воздуха; измеряется в мг/м3 или мг/л. Важной характеристикой ХОВ является токсодоза. Она определяется как произведение концентрации химического вещества и времени пребывания в зараженном воздухе. В табл. 5 приведены данные о токсодозах для некоторых химически опасных веществ.
Таблица 5 Токсодозы для некоторых ХОВ
4.2. Химически опасные объекты и аварии на них
Аварии на химически опасных объектах и их классификации
Химически опасным объектом (ХОО) называется объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют химически опасные вещества, при аварии на котором или разрушении которого может произойти гибель или химическое заражение людей, животных и растений, а также загрязнение окружающей природной среды.
Под химической аварией понимается нарушение технологических процессов на производстве, повреждение трубопроводов, емкостей, хранилищ, транспортных средств при осуществлении перевозок и т. п., приводящие к выбросу химических опасных веществ в атмосферу в количествах, представляющих опасность массового поражения людей и животных.
По степени сложности восстановления объекта выделяют две категории аварий:
• категория 1 — аварии в результате взрывов, вызывающих разрушение технологической схемы, инженерных сооружений и полное или частичное прекращение выпуска продукции, при этом для восстановления производства требуются специальные ассигнования от вышестоящих организаций;
• категория 2 — аварии, в результате которых повреждено основное или вспомогательное технологическое оборудование, полностью или частично прекращен выпуск продукции, но для восстановления производства не требуются специальные ассигнования.
По масштабам последствий аварии классифицируют следующим образом:
• частная – авария, не связанная с выбросом ХОВ либо связанная с незначительной утечкой ядовитых веществ;
• объектовая – авария, связанная с утечкой ХОВ из технологического оборудования или трубопроводов; глубина пороговой зоны менее радиуса санитарно-защитной зоны вокруг предприятия;
• местная – авария, связанная с разрушением большой единичной емкости или целого склада ХОВ; облако достигает зоны жилой застройки, проводится эвакуация из ближайших жилых районов и другие соответствующие мероприятия;
• региональная – авария со значительным выбросом ХОВ; наблюдается распространение облака в глубь жилых районов;
• глобальная – авария с полным разрушением всех хранилищ с ХОВ на крупных химически опасных предприятиях (в случае диверсии, в военное время или в результате стихийного бедствия).
Зоны химического поражения
В зоне химического заражения (ЗXЗ) может оказаться само предприятие и прилегающая к нему территория. В соответствии с этим выделяют 4 степени опасности химических объектов:
I степень — в зону возможного заражения попадают более 75 тыс. человек;
II степень — в зону возможного химического заражения попадают 40–75 тыс. человек;
III степень — в зону возможного химического заражения попадают менее 40 тыс. человек;
IV степень — зона возможного химического заражения не выходит за границы объекта.
Размеры очага химического заражения в основном зависят от количества разлившегося ХОВ, метеоусловий и токсичности вещества. Форма и размеры зоны заражения в значительной мере зависят от скорости ветра. Так, при скорости ветра от 0 до 0,5 м/с зона заражения будет представлять собой круг, при скорости от 0,6 до 1 м/с – полукруг, при скорости от 1,1 до 2 м/с – сектор с углом 90°, при скорости более 2 м/с – сектор с углом в 45°.
Скорость ветра определяет не только форму зоны заражения, но и скорость движения зараженного облака. Так, при скорости ветра 1 м/с за 1 ч облако удалится от места аварии на 5–7 км, при 2 м/с – на 10–14 км, а при 3 м/с – на 16–21 км. Значительное увеличение скорости ветра (6–7 м/с и более) способствует быстрому рассеиванию облака.
Глубина зоны заражения зависит от метеорологических условий, вертикальной устойчивости атмосферы и колебаний направления ветра.
Различают три степени вертикальной устойчивости атмосферы: инверсию, изотермию, конвекцию.
Инверсия — это повышение температуры воздуха по мере увеличения высоты. Толщина приземных инверсий составляет десятки и сотни метров. Этот слой является в атмосфере задерживающим. Под ним накапливается водяной пар, пыль, что способствует образованию дыма и тумана. Инверсия способствует сохранению высоких концентраций ХОВ в приземном слое воздуха.
Изотермия характеризуется равновесием воздуха и типична для пасмурной погоды. Она также возникает в утренние и вечерние часы. Изотермия, как и инверсия, способствует застою паров ХОВ в приземном слое.
Конвекция характеризуется вертикальным перемещением воздуха с одной высоты на другую. Такие перемещения воздуха приводят к рассеиванию зараженного облака, снижают концентрацию ХОВ и препятствуют их распространению. Наиболее часто подобное явление наблюдается в летние ясные дни.
Если рассмотреть в качестве примера аварию с разрушением 100-тонной емкости с ХОВ при скорости ветра 2 м/с, то:
• в случае инверсии опасное воздействие паров аммиака может сказываться на расстоянии порядка 4 км, хлора – до 20 км;
• в случае изотермии опасное воздействие паров аммиака может сказываться на расстоянии порядка 1,3 км, хлора – до 4 км;
• в случае конвекции опасное воздействие паров аммиака может сказываться на расстоянии порядка 0,5 км, хлора – до 2 км. 4.3. Аварийно-спасательные работы на химически опасных объектах
Безопасность функционирования ХОО зависит от физико-химических свойств АХОВ, характера технологического процесса, условий хранения, использования и транспортировки веществ. В зависимости от данных параметров при крупных авариях на ХОО могут возникать ЧС четырех основных типов, отличающиеся друг от друга характером воздействия поражающих факторов, организацией и технологией ведения аварийно-спасательных и других неотложных работ:
1) с образованием только первичного облака АХОВ;
2) с образованием пролива, первичного и вторичного облаков АХОВ;
3) с образованием пролива и только вторичного облака АХОВ;
4) с заражением территории (грунта, воды) малолетучими АХОВ.
Первый тип ЧС может возникнуть в случае мгновенной разгерметизации (например в результате взрыва) емкостей или технологического оборудования с газообразными (под давлением), криогенными, перегретыми сжиженными АХОВ, в результате чего образуется первичное парогазовое или аэрозольное облако АХОВ с высокой концентрацией токсичного вещества в воздухе. Пролива жидкой фазы, как правило, при этом не происходит или пролитое вещество быстро (за несколько минут) испаряется за счет тепла окружающей среды. В зависимости от метеоусловий облако АХОВ распространяется на прилегающую к аварийному объекту территорию, неся смертельную опасность для проживающего на ней населения. Примером ЧС первого типа может служить авария в 1984 г. на химическом предприятии в городе Бхопал (Индия) с выбросом первичного облака паров метилизоцианата в количестве 43 т, в результате чего погибло 3150 человек и более 200 тысяч получили отравления различной тяжести.
Первый тип ЧС является наиболее опасным как с точки зрения интенсивности воздействия поражающих факторов, так и трудности быстрого реагирования на ЧС для предотвращения или снижения потерь. Основным поражающим фактором при этом является ингаляционное воздействие на людей высоких (смертельных) концентраций паров АХОВ. При этом масштабы поражения зависят от размеров первичного облака (количества выброшенного в воздух АХОВ), концентрации ядовитого вещества в нем, скорости ветра, состояния приземного слоя атмосферы (инверсия или конвекция), плотности паров вещества (легче или тяжелее воздуха), времени суток (ночное или дневное), характера местности (сельская местность или городская застройка), плотности населения, проживающего в вероятной зоне химического заражения и др. В этих условиях аварийно-спасательные работы необходимо организовать и провести в возможно короткие сроки.
Второй тип ЧС может возникнуть при аварийных проливах АХОВ на ХОО, использующих сжиженные ядовитые газы (аммиак, хлор и др.), перегретые летучие токсичные жидкости с температурой кипения ниже температуры окружающей среды (окись этилена, фосген, окислы азота, сернистый ангидрид, синильная кислота и др.). При разгерметизации емкостей или технологического оборудования с указанными АХОВ часть вещества (обычно не более 10%) мгновенно испаряется, образуя первичное облако паров со смертельными концентрациями, а часть выливается в обваловку или на подстилающую поверхность и постепенно испаряется за счет тепла окружающей среды, создавая вторичное облако паров с поражающими концентрациями. В зависимости от времени года, метеоусловий, характера и геометрических размеров пролива время испарения может составить от десятков минут до нескольких суток. Примером второго типа ЧС была авария в 1989 г. в городе Ионава (Литва) на хим.пред.-ии в хранилище жидкого аммиака.
Поведение облака АХОВ в воздухе зависит от его плотности по отношению к воздуху, концентрации и скорости ветра. Хлор, сернистый ангидрид тяжелее воздуха, поэтому облака данных веществ распространяются по ветру, прижимаясь к земле. В городах и населенных пунктах вследствие нагревания домов наблюдается распространение облака по магистральным улицам от периферии к центру. Это способствует проникновению АХОВ во дворы, тупики и создает опасность поражения людей.
Второй тип ЧС характеризуется ингаляционным поражающим воздействием (кратковременно) первичным облаком АХОВ со смертельными концентрациями паров и более продолжительное время (часы и сутки) вторичным облаком с опасными поражающими концентрациями паров. Кроме того, пролитый продукт может заражать грунт и воду. Указанный тип ЧС также очень опасен для населения, но в отличие от первого позволяет по времени привлечь достаточное количество сил и средств для эффективного проведения аварийно-спасательных работ.
Третий тип ЧС может возникнуть при крупных авариях на ХОО в результате больших проливов в поддон (обваловку) или на подстилающую поверхность сжиженных или жидких АХОВ с температурой кипения ниже или близкой к температуре окружающей среды, когда, вследствие испарения пролитого продукта, образуется только вторичное облако паров токсичного вещества с поражающими концентрациями, которое, при благоприятных метеоусловиях,может распространиться на значительные расстояния от места аварии. Указанный тип ЧС может возникнуть, например, при аварийном проливе фосгена или компонента ракетного топлива - четырехокиси азота и др. К этому типу ЧС могут быть отнесены и случаи крупномасштабного горения нитрофоски (пример: пожар на складе этого удобрения в городе Ионава) или комковой серы с образованием вторичного облака токсичных продуктов горения.
Третий тип ЧС менее опасен для населения, чем первые два, так как позволяет по времени принять эффективные меры по защите населения и ликвидации последствий аварии. Основными поражающими факторами при указанном типе ЧС являются ингаляционное воздействие вторичного облака АХОВ и заражение грунта и воды на месте пролива. В зависимости от физических свойств АХОВ, характера и размеров пролива, метеоусловий и эффективности работ по локализации и обезвреживанию пролива АХОВ, время его испарения может составлять от нескольких часов до нескольких суток, следовательно, будет достаточно времени для защиты населения и успешного проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ.
Четвертый тип ЧС - при крупных авариях на ХОО может возникнуть в результате аварийного выброса (пролива) значительного количества мало летучего АХОВ (жидкого с температурой кипения значительно выше температуры окружающей среды или твердого), в связи с чем может произойти заражение местности (грунта, воды) с опасными последствиями для живых организмов и растительности. Вторичного облака паров с поражающими концентрациями при этом не образуется, но длительное пребывание на зараженной территории без средств индивидуальной защиты органов дыхания при определенных метеоусловиях может привести к ингаляционному отравлению. Основным поражающим фактором при указанном типе ЧС является возможное пероральное или в ряде случаев резорбтивное воздействие на организм.
К числу АХОВ, которые могут при авариях на ХОО стать причиной ЧС четвертого типа, могут быть отнесены несимметричный диметилгидразин, фенол, сероуглерод, ацетонитрил, диоксины, металлическая ртуть, соли синильной кислоты, ряд боевых отравляющих веществ и др.
При четвертом типе ЧС опасность поражения людей может быть сведена к минимуму, так как зона заражения при этом, как правило, невелика и может быть быстро локализована, если своевременно будут проведены работы по локализации и ликвидации последствий аварии. Наибольшую опасность при указанной ЧС представляет заражение АХОВ рек и водоемов, которые служат источниками питьевой воды для населения.
Указанные типовые варианты ЧС, особенно второй и третий, могут быть осложнены взрывами и пожарами, что станет причиной возникновения дополнительных поражающих факторов, таких, как ударная волна, обрушение зданий и сооружений с образованием завалов, прямое воздействие огня, тепловое излучение, задымление, образование токсичных продуктов горения и др. Взрывоопасны - окислы азота, гидразины, аммиак; пожароопасны - хлор и фосген. При горении серы выделяется сернистый ангидрид; полиуретана - синильная кислота; герметика - фосген, окись углерода и т.д. Таким образом, авария может носить комплексный характер, что может увеличить потери и ущерб от аварии на ХОО, а также значительно осложнить проведение аварийно-спасательных работ.
АНАЛИЗ ИСТОРИИ АВАРИЙ НА ХОО И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ
Анализ аварийных ситуаций на ХОО показывает, что имевшие место аварии происходили либо из-за отказа техники, либо из-за ошибочных действий производственного персонала. Аварийные ситуации при этом целесообразно классифицировать по двум основным группам: авариина производственных площадках и на транстортных коммуникациях ( в основном железных дорогах).
Наиболее типичными причинами аварийных ситуаций с выбросом (выливом) АХОВ на производственных площадках являются:
выбросы через санитарную колонку или свечу до зажигания;
разрыв трубопроводов из-за коррозии, повреждений при ремонтных работах и т.п.;
неисправности вентилей, прокладок и другой арматуры;
взрывы в компрессорах нагнетательных линий;
ошибки при монтаже оборудования и выборе материалов;
нарушение ваккуума в электролизерах хлорных производств;
разрушение арматуры наливных станций.
Как правило, в указанных выше аварийных ситуациях выливы (выбросы) АХОВ имеют ограниченные размеры, однако и в этих случаях часто наблюдаются как поражения производственного персонала, в том числе с летальным исходом, так и поражение населения прилегающих районов из-за того, что очень много предприятий расположено в населенных пунктах или в непосредственной близости от них.
Наибольшая потенциальная опасность аварийных ситуаций на промплощадках ХОО имеет место на складах и наливных станциях, где сосредоточены сотни и даже тысячи тонн основных видов АХОВ (г. Дзержинск Нижегородской обл., Волгоград, Стерлитамак и многие другие).
Частота возникновения аварийных ситуаций на ХОО, связанных с выбросом или выливом АХОВ, может быть проиллюстрирована данными табл. 1 по количеству вызовов газоспасательной службы на четырех химических предприятиях.
Таблица 1. Количество вызовов газоспасательной службы
|
Наименование
предприятия
|
Годы
|
Общее
число
вызовов
|
Вызовы по причине выбросов или
выливов АХОВ
|
|
Калужское ПО
“Хлорвинил”
|
1986
1987
|
74
50
|
54
38
|
|
Сумгаитское ПО
“Химпром”
|
1986
1987
|
73
71
|
70
70
|
|
Чебоксарское
ПО “Химпром”
|
1986
1987
|
19
18
|
19
16
|
|
Саратовское
ПО “Нитрон”
|
1986
1987
|
64
139
|
23
21
|
Как следует из приведенных данных, хотя число выливов (выбросов) АХОВ достаточно велико (73,0 ± 11,1 %), ликвидация аварий и их последствий была выполнена силами газоспасателей и ремонтных служб предприятий. Масштабы воздействия АХОВ при таких авариях, как правило, ограничивается территорией предприятий. Однако есть примеры и другого рода, когда персонал предприятий не получал поражений, а облако АХОВ проникло в санитарно-защитную зону, где были поражены люди (отравление хлором сборщиков хлопка при аварии на Яванском ПО “Татжикхимпром” в 1986 г.).
Аварийные ситуации при транспортировке АХОВ сопряжены с более высокой степенью опасности, так как масштабы перевозки этих веществ остаются весьма большими. Например, только жидкого хлора одновременно на железных дорогах страны находится более 700 цистерн, в каждой из которых около 60 тонн продукта. Кака правило, в сборные маршруты может входить от 2 до 8 и более цистерн. Согласно данным за 1986, 1987 гг., из 17 зарегестрированных серьезных аварий с АХОВ 12 произошли на железных дорогах.
Наиболее характерными причинами аварийных выбросов (выливов) АХОВ на железных дорогах являются:
опрокидывание цистерн с нарушением герметизации;
трещины в сварных швах;
разрыв оболочки новых цистерн;
разрушение предохранительных мембран;
неисправность предохранительных клапанов и протечка из арматуры.
В течении 1985 - 1987 годов на железных дорогах стран СНГ произошли аварийные случаи с выливом следующих химически опасных веществ: хлор (6 случаев), хлорвинил (2 случая), окись этилена, азотная кислота и олеум, хлорпикрин, сернистый ангидрид, четыреххлористый титан, хлористый сульфурил и ряд других. При этом только случайность в ряде ситуаций не привела к катастрофическим последствиям. Так, например, в мае 1986 года в 1,5 км от НПО “Найрит” в черте г. Еревана сошли с рельсов 4 цистерны с хлором, но остались не поврежденными. В другом случае выброс в течении 10 минут около тонны газообразного хлора через предохранительный клапан цистерны из-за неисправности мембраны на ст. Аннаву Ашхабадской обл. В июле 1987 г. вызвал поражения различной степени тяжести примерно у 150 человек.
Анализ аварийной ситуации с АХОВ показывает, что варианты ожидаемой химической обстановки могут быть весьма многообразными, но содержат целый ряд поддающихся количественной оценке составляющих, которые необходимо классифицировать по нескольким группам показателей. Эти показатели могут лечь в основу перечня необходимой информации при организации и проведении работ по ликвидации последствий аварий.
Основные группы таких показателей могут иметь следующую информацию:
1. По месту аварии:
- промплощадка (цех, склад, внутризаводской трубопровод);
- железная дорога (станция, тупик, полоса отчуждения);
- магистральный трубопровод;
- автодорога (населенный пункт, трасса и т.п.);
- морское или речное побережье.
2. По типу очага химического заражения:
- активный источник заражения (вылив или выброс продолжается);
- пассивный источник заражения (разлив АХОВ в поддон или обваловку, на грунт и т.д.);
- скрытый источник заражения (АХОВ в толще грунта, подземных водах, в канализационных сетях, под слоем пены или другого материала).
3. По масштабу аварии:
- заражение атмосферы в пределах промплощадки;
- заражение атмосферы до границы жилой застройки;
- заражение атмосферы в жилой застройке;
- заражение грунта или грунтовых вод;
- заражение открытых водоемов (пруда, озера, реки, водохранилища, воды морского побережья).
4. По характеру локализации:
- только атмосферы (окись этилена, фтористый водород и т.п.);
- атмосферы и грунта (воды);
- в результате соединения или разложения (термического, гидролитического) первоначально нетоксичных веществ.
5. По степени опасности для людей:
- только ингаляционное воздействие;
- смешанное (ингаляционное и кожно-резорбтивное);
- пероральное (с зараженными продуктами и водой).
6. По критериям опасности АХОВ для людей:
- по скорости поражающего действия;
- по глубине распространения зараженного воздуха с пороговыми (поражающими) концентрациями;
- по времени действия (существования) очага химического поражения.
В настоящее время трудно ожидать, что вся необходимая для ликвидации последствий аварии с АХОВ информация может быть собрана и передана за короткое время после аварии. Однако уже сейчас существуют 130 “аварийных карточек” примерно на 550 ОХВ и продуктов, в которых содержится часть указанной выше информации. Следовательно, для более целенаправленных и успешных действий по ликвидации последствий аварий с АХОВ необходимо осуществлять разработку “информационных аварийных карт” нового типа в виде базы данных, включенных в сеть Интернета. Такие карты явились бы практическим пособием при организации и проведении спасательных и восстановительных работ, что особенно актуально в случаях, когда воспользоваться готовыми рекомендациями не представляется возможным.
Объем информации по каждому ОХВ или продукту в банке данных должен быть значительношире, чем в настоящее время имеется в “аварийных карточках” или содержится в регламентирующих документах, например, “Правилах перевозки опасных грузов”, так как эти документы предназначены, прежде всего, для организации определенных видов работ с ОХВ. По современным представлениям, достаточно полная информация в таких случаях на АХОВ и другие токсичные или опасные вещества должна содержать, кроме подробных физико-химических и токсикологических характеристик, информацию о способах и средствах нейтрализации и дегазации, средствах индикации и защиты, прогнозе их сохранения в атмосфере, почве и воде при различных метеорологических и климатических условиях, адреса заводов-изготовителей и потребителей этой продукции, а также организациях и отдельных лицах, способных представить недостающую или специфическую информацию для конкретных условий.
По опыту ликвидации аварий на ХОО наиболее часто к тяжелым последствиям с гибелью людей (причем не только рабочих и служащих, но и людей, находящихся вне производственной площади, на других объектах или личного состава подразделений, участвующих в ликвидации последствий аварии) приводили выбросы следующих АХОВ: аммиака, хлора, окиси углерода, окиси этилена, хлористого водорода, цианистого водорода, фтористого водорода, сернистого ангидрида, фосгена, хлорпикрина, треххлористого фосфора, изоцианитов, тринитротолуола, гидразина и его производных, этилендиамина, фосфороорганических пестицидов и их полупродуктов. Из этих веществ на первом месте по числу случаев с гибелью людей стоят хлор и аммиак, т.е. наиболее опасными являются те АХОВ, которые наиболее широко и в значительных объемах обращаются в производстве и способны в достаточных количествах переходить в атмосферу, а не которые наиболее токсичны.
Исходя из масштабов реальной опасности, зависящей не только от токсичности продукта, но и от величины их запасов и характера распространения в атмосфере, перечень АХОВ, от воздействия которых необходимо обеспечить защиту, можно ограничить следующими веществами: хлором, аммиаком, фосгеном, сернистым ангидридом, цианистым водородом, сероуглеродом, сероводородом, фтористым водородом, нитрилом акриловой кислоты.
3.5. Состояние химически опасных объектов в России
В РФ функционирует более 3,3 тыс. объектов экономики, располагающих ХОВ, суммарный запас которых составляет более 700 тыс. т. Более 50% предприятий используют аммиак и хлор (хладагенты и дезинфекторы на водопроводных станциях), 5% предприятий – соляную и серную кислоты. Кроме того, в 7 арсеналах РФ хранится около 47 тыс. т химического оружия.
В крупных городах или возле них сосредоточено свыше 70% предприятий химической и почти все предприятия нефтехимической и нефтеперабатывающей промышленности. Общая площадь территории РФ, которая может подвергнуться химическому заражению, составляет 300 тыс. км2 с охватом более 59 млн человек, так как все указанные выше объекты и предприятия находятся в городах с населением более 100 тыс. человек. Особенно много таких объектов размещено на территории Московской, Ленинградской, Нижегородской, Кемеровской областей, на Северном Кавказе, в Поволжье, на Урале.
Надо отметить, что на предприятиях, расположенных нередко в черте городов или в непосредственной их близости, могут одновременно храниться до нескольких тысяч тонн ХОВ. Только на водопроводных станциях, где в качестве средства очистки воды используется хлор, его запасы могут составлять 200-400 т.
В нашей стране эксплуатируется около 350 тыс. км промысловых нефтепроводов, 300 тыс. км газопроводов, 100 тыс. км нефтепродуктовых трубопроводов и 850 компрессорных и нефтеперекачивающих станций. При этом более 70% труб давно выработали допустимый ресурс и требуют замены. По причине использования аварийного оборудования на нефтегазопроводах ежегодно происходит до 40 тыс. аварий.
Наиболее неблагоприятная ситуация сложилась в Челябинской и Оренбургской областях, где в зоне потенциальной опасности проживает более миллиона человек. На их территории располагается около 100 химически опасных объектов с возможным запасом ХОВ свыше 40 тыс. т, а также газонефтепроводы протяженностью более 12 тыс. км.
Большое количество ХОВ ежедневно перевозится различными видами транспорта, что увеличивает опасность их разлива в результате транспортных аварий или повреждений емкостей. Химически опасные вещества транспортируются в железнодорожных цистернах грузоподъемностью от 20 до 57 т или в автоцистернах грузоподъемностью от 2 до 6 т. В целях обеспечения безопасности при транспортировке ХОВ перевозящие их машины оборудуются проблесковыми маячками, цистерны окрашиваются яркими, хорошо заметными цветами.
Способы защиты от химически опасных веществ
Химическая защита населения — комплекс организационных, инженерно-технических и специальных мероприятий по предупреждению и ослаблению воздействия на жизнь и здоровье людей боевых отравляющих и химически опасных веществ.
Общие требования к организации и проведению аварийно-спасательных работ при авариях на химически опасных объектах устанавливает ГОСТ 22.8.05–99. Общая схема организации спасательных работ приведена на рис. 2.
Рис. 2. Способы защиты от химически опасных веществ
Организация и проведение аварийно-спасательных работ
Аварийно-спасательные работы (АСР) начинаются немедленно после принятия решения на проведение неотложных работ. Они проводятся с использованием средств индивидуальной защиты органов дыхания и кожи, соответствующих характеру химической обстановки, непрерывно днем и ночью в любую погоду с соблюдением соответствующего обстановке режима деятельности спасателей до полного завершения работ.
Предварительно проводится разведка аварийного объекта и зоны заражения, масштабов и границ зоны заражения, уточнение состояния аварийного объекта, определение типа ЧС.
Главными задачами химической разведки являются:
• уточнение наличия и концентрации отравляющих веществ на объекте работ, границ и динамики изменения химического заражения;
• получение необходимых данных для организации аварийно-спасательных работ и мер безопасности населения и сил, ведущих АСР;
• постоянное наблюдение за изменением химической обстановки в зоне ЧС, своевременное предупреждение о резком изменении обстановки.
Химическая разведка аварийного объекта и зоны заражения ведется путем осмотра, с помощью приборов химической разведки, а также наблюдением за обстановкой и направлением ветра в приземном слое.
Одновременно в зоне заражения ведутся поисково-спасательные работы. Поиск пострадавших проводится путем сплошного визуального обследования территории, зданий, сооружений, цехов, транспортных средств и других мест, где могли находиться люди в момент аварии, а также путем опроса очевидцев и с помощью специальных приборов в случае разрушений и завалов.
При спасении пострадавших на ХОО учитывается характер, тяжесть поражения, место нахождения пострадавшего. При этом в соответствии с ГОСТ РФ 22.8.05–99 осуществляются следующие мероприятия:
• деблокирование пострадавших, находящихся под завалами разрушенных зданий и технологических систем, а также в поврежденных блокированных помещениях;
• экстренное прекращение воздействия ХОВ на организм путем применения средств индивидуальной защиты и эвакуации из зоны заражения;
• оказание первой медицинской помощи пострадавшим;
• эвакуация пораженных в медицинские пункты и учреждения для оказания врачебной помощи и дальнейшего лечения.
Первая медицинская помощь пораженным должна оказываться на месте поражения, при этом необходимо:
• обеспечить быстрое прекращение воздействия ХОВ на организм путем удаления капель вещества с открытых поверхностей тела, промывания глаз и слизистых;
• восстановить функционирование важных систем организма путем простейших мероприятий (восстановление проходимости дыхательных путей, искусственная вентиляция легких, непрямой массаж сердца);
• наложить повязки на раны и иммобилизовать поврежденные конечности;
• эвакуировать пораженных к месту оказания первой врачебной помощи и последующего лечения.
Одним из важнейших мероприятий является локализация чрезвычайной ситуации и очага поражения в зависимости от типа ЧС, наличия необходимых технических средств и нейтрализующих веществ. Локализацию, подавление или снижение до минимального уровня воздействия возникших при аварии на ХОО поражающих факторов осуществляют следующими способами:
• прекращением выбросов ХОВ способами, соответствующими характеру аварии;
• постановкой жидкостных завес (водяных или нейтрализующих растворов) в направлении движения облака ХОВ;
• созданием тепловых потоков в направлении движения облака ХОВ;
• рассеиванием и смещением облака ХОВ газовоздушным потоком для ограничения площади пролива и интенсивности испарения ХОВ;
• сбором (откачкой) ХОВ в резервные емкости;
• охлаждением пролива ХОВ твердой углекислотой или нейтрализующими веществами;
• засыпкой пролива нейтрализующими веществами;
• загущением пролива специальными веществами с последующей нейтрализацией;
• выжиганием пролива.
Средства индивидуальной защиты
Спасательные работы в зоне заражения проводятся с обязательным использованием средств индивидуальной защиты кожи и органов дыхания.
Основным видом защиты от воздействия ХОВ являются: изолирующая одежда, промышленные изолирующие противогазы марки ИП-4М, ИП-5 (в них дыхание обеспечивается за счет кислорода, находящегося в самом противогазе в расчете от 45 мин до 3 ч) и фильтрующие противогазы ППФ-95, ПП ФМ-92, ПФМ 95М. При суммарной концентрации ядовитых паров и газов не более 0,5% возможно применение респиратора РПГ-67КД.
Время пребывания в средствах индивидуальной защиты существенно зависит от температуры окружающей среды (табл. 6).
Таблица 6
Продолжительность работы в зараженной местности в изолирующей одежде
3.4. Мероприятия по снижению последствий аварий на химически опасных объектах
Профилактика аварий и снижение ущерба от них обеспечиваются комплексом организационных, правовых и технических мероприятий:
• использование безопасных технологий;
• осуществление организационных, технических, специальных и других мер, обеспечивающих высокую эксплуатационную надежность объектов;
• ограничение распространения ХОВ за пределы санитарно-защитной зоны при авариях и разрушениях;
• рациональное размещение ХОО с учетом возможных последствий аварий;
• проведение специальных мероприятий по защите и обеспечению населения, позволяющих снизить масштабы вредного воздействия.
Важную роль в деле профилактики аварий на ХОО играет повышение уровня автоматизации и механизации технологических процессов, оснащенности их быстродействующими техническими средствами защиты, системами взрыво предупреждения и локализации аварий, а также совершенствование профессиональной подготовки производственного персонала.
С целью повышения стойкости (прочности) хранилищ может проводиться их заглубление в грунт или размещение под землей.
Для химически опасных предприятий предусматривается организация санитарно-защитной зоны, в которой запрещается размещение жилых зданий, детских и лечебнооздоровительных учреждений, а также других объектов, не относящихся к этим предприятиям.
2. Выполнение работ по ликвидации источников заражения ахов