Оценка химической обстановки
Оценка химической обстановки
В данном разделе производится оценка химической обстановки на территории института, в котором проходит дипломное проектирование. Необходимость проведения такой оценки обусловлена тем, что на соседнем объекте экономики процесс производства связан с применением сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ), а именно аммиака. В непосредственной близости от института используются, складируются и транспортируются огромных количества СДЯВ. Авария на предприятии, использующем аммиак, может привести к образованию очагов поражения и значительному числу пострадавших людей.
Люди могут получать поражения при воздействии на них сильнодействующих ядовитых веществ, поступающих во внешнюю среду при разрушении мест их хранения или в результате аварий на предприятии, производящего или применяющего такие вещества.
Сильнодействующие ядовитые вещества - это химические вещества, предназначенные для применения в различных промышленных и хозяйственных целях, которые при выливе или выбросе способны вызывать массовые поражения людей, животных и растений.
Некоторые из СДЯВ в обычном состоянии являются газами, другие - жидкостями, образующими при испарении ядовитые пары. Те и другие действуют на человека в основном через органы дыхания, пищеварения, раздражают слизистые оболочки носа и горла, действуют на глаза. Некоторые СДЯВ при определенных концентрациях раздражают кожу.
Весовое количество СДЯВ в единице объема воздуха называют его концентрацией, которая выражается в миллиграммах вещества на кубический метр или литр воздуха.
При определении степени воздействия СДЯВ на человека концентрацию вещества в воздухе связывают с продолжительностью пребывания людей в зараженной атмосфере, т.е. с экспозицией. Одна и та же концентрация вещества при различных экспозициях оказывает различное действие на человека. Различают предельно допустимые, поражающие и смертельные концентрации. Основным способом защиты населения от токсичных веществ является укрытие в убежищах и загерметизированных помещениях, а также строгое ограничение времени пребывания на открытой местности и использование средств индивидуальной защиты с учетом того, какое вещество является источником заражения.
На рассматриваемом объекте экономики используется аммиак - бесцветный газ с резким удушливым запахом, взрывоопасный, токсичный. Газ хранится в герметических емкостях в сжиженном виде под давлением собственных паров и подается по трубопроводам в технологические цеха.
В результате аварии СДЯВ распространяется на местности и образует зоны химического заражения и очаги химического поражения.
Зона химического заражения включает территорию, подвергшуюся непосредственному воздействию вещества, и территорию, над которой распространилось облако, зараженное отравляющими веществами с поражающими концентрациями. В зону химического заражения входит участок разлива и территория, над которой распространились пары этих веществ с поражающими концентрациями.
Зона заражения характеризуется типом СДЯВ, размерами, расположением относительно объектов экономики, степенью зараженности воздушной среды и местности и изменением этой зараженности во времени. Границы зоны определяются значениями пороговых токсических доз, вызывающих начальные симптомы поражения, и зависят от размеров района разлива СДЯВ, метеорологических условий, рельефа местности.
На скорость рассеивания паров вещества и на площадь их распространения влияет вертикальная устойчивость приземных слоев атмосферы. Инверсия и изотермия способствуют сохранению высоких концентраций вещества в приземном слое воздуха. Конвекция вызывает сильное рассеяние зараженного воздуха.
При повышении температуры воздуха и почвы испарение веществ увеличивается, а продолжительность их действия уменьшается. При сильном ветре (более 6 м/с) облако быстро рассеивается, а испарение жидких отравляющих веществ увеличивается, что также способствует ускорению обеззараживания местности. При слабом ветре (до 4 м/с) и при отсутствии восходящих потоков воздуха облако зараженного воздуха распространяется по ветру, сохраняя поражающие концентрации на значительную глубину (до десятков километров). Дождь механически вымывает токсичные вещества из атмосферы и из поверхностных слоев почвы, часть веществ гидролизуется водой. При выпадении снега на зараженный участок жидкие СДЯВ сохраняются более продолжительное время. Растительный покров и рельеф местности (овраги, лощины) способствуют застою зараженного воздуха и увеличению длительности заражения. Зараженный воздух застаивается в кварталах густой застройки населенных пунктов.
Под оценкой химической обстановки понимают определение масштаба и характера заражения отравляющими и сильнодействующими ядовитыми веществами, анализ их влияния на деятельность объектов, сил гражданской обороны и населения.
Основными исходными данными при оценке химической обстановки являются:
n тип СДЯВ;
n количество вылившихся ядовитых веществ;
n метеоусловия и топографические условия местности;
n степень защищенности людей, укрытия техники и имущества.
При выявлении химической обстановки, возникшей в результате вытекания СДЯВ, определяют:
n глубину зоны химического заражения;
n ширину зоны химического заражения;
n площадь зоны химического заражения;
n время подхода зараженного облака к объекту экономики;
n время действия поражающих концентраций СДЯВ.
В данной работе будут использованы следующие исходные данные:
n ядовитое вещество - аммиак;
n количество вытекшего вещества - 50 тонн;
n размещение хранилища - обвал;
n тип местности - открытая;
n вертикальная устойчивость атмосферы - инверсия;
n скорость приземного ветра - 4 м/c;
n расстояния до объекта экономики - 1800 м;
n токсодоза - 72 мг*мин/л.
Глубина зоны заражения определяется по
формуле:
/ 2
3/ G
Г = К2 * К3 * К4 * 34,2 * Ö ------- , (5.1)
2 2
D * V
где G - количество СДЯВ, кг;
D - токсодоза, мг*мин/л (D = C * T, здесь С - поражающая концентрация, мг/л, Т - время экспозиции, мин);
V - скорость ветра в приземном слое воздуха;
К2, К3, К4 - коэффициенты, зависящие от вертикальной устойчивости атмосферы, типа хранилища и типа местности соответственно.
Для выше приведенных исходных данных коэффициенты имеют следующие значения:
К2 = 1 К3 = 2/3 К4 = 1
Время экспозиции для аммиака составляет 360 мин.
Тогда по (5.1) можем рассчитать глубину зоны химического заражения:
/ 2
3/ 50000
Г = 1 * 2/3 * 1 * 34,2 * Ö ---------
2 2
72 * 4
Г = 710 м.
Ширина зоны заражения определяется по формуле :
Ш = К1 * Г, (5.2)
К1 - коэффициент, зависящий от вертикальной устойчивости атмосферы, равный в случае инверсии 0,03.
Следовательно:
Ш = 0,03 * 710 = 21,3 м.
Площадь зоны заражения рассчитывается как
Sз = 0,5 * Г * Ш, (5.3)
Sз = 0,5 * 710 * 21,3 = 7561,5 м2.
Время подхода зараженного облака:
L
tп = ------, (5.4)
W * 60
где L - расстояние от места аварии до объекта экономики, м,
W - скорость переноса облака, зараженного СДЯВ, которая определяется как W = К6 * V, м/с, К6 - коэффициент, зависящий от метеорологических условий, равный для инверсии 2.
W = 2 * 4 = 8 м/с,
tп = 1800 / (8 * 60) = 3,75 мин.
Время действия поражающих концентраций определяется по формуле:
tпор = К5 * t, (5.5)
где t - время испарения СДЯВ в зависимости от оборудования хранилища (открытое или обвалованное), час, для обвалованного хранилища с аммиаком оно равно 20 часов при скорости ветра 1 м/с,
К5 - коэффициент, зависящий от скорости ветра и для данного варианта равный 0,43,
tпор = 0,43 * 20 = 8,6 час.
На основании проведенных расчетов можно представить схему зоны химического заражения. Схема приведена на рис.5.1.
|  |