Аварии на химически опасных объектах
Широкое использование химических производств в экономике может привести к авариям с выбросом химически опасных веществ (ХОВ) и химическому загрязнению окружающей среды.
Безопасность функционирования химических предприятий зависит от физико-химических свойств сырья и продуктов, характера технологического процесса, конструкции и надежности оборудования, условий хранения и транспортировки ХОВ, состояния контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации, подготовленности и практических навыков персонала, эффективности средств противоаварий-ной защиты.
Химическое загрязнение как поражающий фактор выбросов химически опасных веществ. Утечка ХОВ происходит вследствие взрывов, разрушений и повреждений резервуаров и технологических трубопроводов, что приводит к загрязнению воздушного и водного бассейнов, больших территорий и может вызвать гибель либо тяжелые заболевания людей и животных.
ХОВ проникают в организм человека через органы дыхания (ингаляционный путь) и кожу (резорбтивный путь). Возможно попадание ХОВ в организм через раневые поверхности и желудочно-кишечный тракт (перорально). ХОВ разносятся кровью ко всем органам и тканям, что может привести к патологическим изменениям, потере работоспособности и гибели человека.
Важнейшая характеристика ХОВ — токсичность. Токсичность — степень ядовитости, характеризующаяся пороговой концентрацией, пределом переносимости, смертельной концентрацией или смертельной дозой. Пороговая концентрация — это количество вещества, которое может вызвать негативный физиологический эффект: ощущаются лишь первичные признаки поражения, при этом работоспособность сохраняется. Предел переносимости — это максимальная концентрация, которую человек может выдержать определенное время без устойчивого поражения.
В промышленности пределом переносимости является ПДК, регламентирующая допустимую степень загрязнения ХОВ воздуха рабочей зоны. ПДК — это предельно допустимая концентрация ХОВ, которая при постоянном воздействии на человека в течение рабочего дня не вызывает даже через длительный промежуток времени патологических изменений или заболеваний.
Количественно токсичность ХОВ оценивают дозой. Доза, вызывающая определенный токсический эффект, называется токсодозой. Средняя смертельная токсодоза (LD50) — это количество ХОВ, вызывающее при пероральном поступлении смерть 50% пораженных. Средняя смертельная концентрация (LC50) — это количество ХОВ, вызывающее при ингаляционном поступлении смертельный исход 50% пораженных. Измеряются они соответственно мг/кг, мг/л и мг/м3.
По степени воздействия на организм ХОВ подразделяются на четыре класса опасности: I — чрезвычайно опасные, II — высокоопасные, III — умеренно опасные и IV — малоопасные вещества. Класс опасности ХОВ устанавливают по самому жесткому показателю, характерному для данного вещества (табл. 5.3).
Таблица 5.3
Характеристика классов опасности химических веществ (ГОСТ 12007-76)
Наименование показателей |
Норма для класса опасности |
|||
I |
II |
III |
IV |
|
Предельно
допустимая концентрация вредных веществ в воздухе
рабочей зоны, мг/м3 |
Менее
0,1 |
0,1-1 |
1,1-10 |
Более
10 |
Средняя
смертельная доза при попадании в желудок, мг/кг |
Менее
15 |
15-150 |
151-5000 |
Более
5000 |
Средняя
смертельная доза при попадании на кожу, мг/кг |
Менее
100 |
100-500 |
501-2500 |
Более
2500 |
Средняя
смертельная концентрация в воздухе, мг/м3 |
Менее
500 |
500-5000 |
5001-50
000 |
Более
50 000 |
Для городов и городских районов степень опасности от химически опасных объектов оценивается по доле территории (населения), попадающей в зону химического заражения (3X3). Первая степень химической опасности для города, когда в 3X3 попадает 50% территории (населения), вторая — от 30 до 50 и третья — от 10 до 30%.
Основным физико-химическим показателем, определяющим размеры опасной для людей зоны распространения вредных веществ, является их фазовое состояние при данных метеоусловиях. Опыт показывает, что разрушение емкостей с ХОВ или применение боеприпасов с ХОВ в твердом или жидком состоянии приводит к локальному действию, т. е. в месте разрушения емкости (взрыва боеприпаса) или ближайших окрестностях. Пары и газы, а также неоседающий аэрозоль распространяются на многие километры, что значительно увеличивает масштабы опасности.
Характеристика некоторых химических веществ по степени их ингаляционной опасности приведена в табл. 5.4. Данные табл. 5.4 свидетельствуют о том, что наибольшую опасность для населения представляют аварии с сжиженными газами и ХОВ, кипящими при низкой температуре. При попадании ХОВ в водоемы опасными характеристиками, влияющими на степень загрязненности воды, будут такие, как токсичность, растворимость, удельная масса.
Поражающие концентрации ХОВ определяются их физико-химическими свойствами — агрегатное состояние вещества, растворимость его в воде и органических растворителях, плотность и летучесть вещества, удельная теплота испарения и теплоемкость жидкости, давление насыщенных паров, температура кипения и др. Эти характеристики необходимы при оценке безопасности производства, хранения и перевозок ХОВ, прогнозировании и оценке последствий химически опасных аварий.
В обычных условиях ХОВ могут быть в твердом, жидком или газообразном состоянии. Газ (пар) занимает большой объем, поэтому при производстве, использовании, хранении и перевозках газообразные ХОВ могут переводиться в сжиженное состояние или находиться под давлением. Это может значительно увеличить количество ХОВ, выбрасываемых при аварии в атмосферу, и повлиять на фазово-дисперсный состав образующегося при этом облака.
Таблица 5.4
Характеристика химических веществ по степени их опасности (ГОСТ 12007-76)
Химические вещества |
Т,
°С |
С20
макс, мг/м3 |
LC50,
мг/м3 |
ПДК,
мг/м3 |
Хлор |
-34,0 |
19 640 000 |
360 |
1,0 |
Аммиак |
-33,0 |
5 800 000 |
4500 |
20,0 |
Сернистый
ангидрид |
-10,1 |
8 390 000 |
1580 |
10,0 |
Фосген |
8,2 |
6 400 000 |
100 |
0,5 |
Окись
этилена |
10,7 |
119 885 000 |
1500 |
1,0 |
Фтористый
водород |
19,9 |
1 875 000 |
400 |
0,5 |
Тетраоксид
азота |
21,0 |
3 617 000 |
900 |
5,0 |
Синильная
кислота |
26,0 |
952 000 |
50 |
0,3 |
Изопрен |
34,0 |
1 700 000 |
144 000 |
40,0 |
Сероуглерод |
46,0 |
1 255 ООО |
30 000 |
1,0 |
Несимметричные
диметилгидразины |
64,0 |
386 000 |
80 |
0,1 |
Акрилонитрил |
77,0 |
249 000 |
350 |
0,5 |
Бензол |
80,0 |
320 000 |
45 000 |
5,0 |
Дихлорэтан |
83,0 |
341 000 |
35 000 |
10,0 |
Зарин |
151,0 |
11 300 |
5,0 |
0,00002 |
Зоман |
190,0 |
3100 |
0,4 |
0,00002 |
Ви-экс |
314,0 |
1,6 |
0,2 |
0,000001 |
Классификация аварий на химически опасных объектах. В химических отраслях аварии подразделяются на две категории:
1) аварии в результате взрывов, вызывающих разрушение технологической схемы, инженерных сооружений и полное или частичное прекращение выпуска продукции; для восстановления производства требуются специальные ассигнования от вышестоящих организаций;
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 вышестоящих инстанций.
Характер воздействия химического загрязнения на население и окружающую среду. При авариях на химических производствах и при транспортировке ХОВ, а также при применении химического оружия масштабы опасности будут определяться токсичностью вещества и размерами зоны его распространения. Размеры зоны распространения зависят от физико-химических свойств вещества, тоннажа (массы) разлитого вещества, степени разрушения емкости, метеорологических условий и характера местности
Критерием для определения химической опасности объекта является количество населения, попадающего в зону возможного химического загрязнения (ЗВХЗ), которая представляет собой круг радиусом, равным наибольшей глубине распространения облака загрязненного воздуха с пороговой концентрацией.
Полезная информация: