2.9.2. Химически опасные вещества.

Химически опасное вещество (ХОВ) – простое вещество или сложное химическое соединение, выброс которого в окружающую среду вследствие аварии на производстве, складе или при транспортировке может привести к образованию очага поражения, а также загрязнению почвы и открытых водоисточников. По критерию характера воздействия на население химически (ХОВ) можно условно разбить на три группы: аварийно химически опасные вещества (АХОВ), используемые в эко­номике, способные вызвать массовые поражения населе­ния при авариях на объектах; постоянно действующие химически опасные вещества (ПД ХОВ), систематически оказывающие вредное воздействие на организм человека и боевые химически опасные вещества (БХОВ), способ­ные вызвать поражения населения при их боевом приме­нении возможным противником или при авариях на объ­ектах их временного^ хранения и на предприятиях по уничтожению (рис.1)

В условиях безаварийного функционирования объ­ектов с БХОВ наибольшую опасность для населения представляют аварии на химически опасных объектах в сфере экономики с выбросом АХОВ.

Аварийно химически опасные вещества. АХОВ — это опасное токсическое вещество, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварий­ном выбросе (разливе) которого может произойти зара­жение окружающей среды в поражающих живой орга­низм концентрациях (токсодозах) (ГОСТ Р22.9.05 —95).

Основными путями проникновения АХОВ внутрь ор­ганизма- являются органы дыхания (ингаляционный путь) и кожа (резорбтивный путь). Кроме того, возможно попадание АХОВ в организм через желудочно-кишеч­ный тракт (перорально) и через поверхности ран. Наибо­лее опасным из них является ингаляционный путь.

Перечень наиболее распространенных аварийно химически опасных веществ ингаляционного дейст- вия (АХОВИД), заражение которыми требует реше- ния задач по защите населения и нормализации .хими- ческой обстановки; включает в настоящее время 21 на- именование (табл.1). Массовые потери при ингаляционном и резоротивном воздействии АХОВ возможны только при поступ­лении их в организм из зараженной атмосферы. При этом в атмосфере они могут находиться в виде па­ра или газа, а также в аэрозольном состоянии и в капельно-жидком виде. Такое состояние АХОВ, при ко­тором они могут вызывать массовые потери, называет­ся поражающим состоянием.

Химически опасные вещества делятся на:

• Аварийно химически опасные вещества (АХОВ) - производство, использование в технологических процессах, переработка, хранение и транспортировка АХОВ;

• Постоянно действующие химически опасные вещества (ПД ХОВ) – объекты экономики (промышленность, энергетика, с/х, транспорт);

• Боевые химически опасные вещества (БХОВ) - химическое оружие (артиллерийские боеприпасы, боевые части ракет, авиационные приборы) и объекты хранения, уничтожения и транспортировки БХОВ (базы, склады, заводы по уничтожению).

Таблица1

Характеристика аварийно химически опасных веществ

№ п/п	Наименование АХОВ	Физические свойства			Токсические свойства			Защита
		агрегатное состояние при 20° С	Плотност ь жидкости г/см3	Температура кипения оС	пороговая токсодоза	ПДК Мг/м3		промьшленные противогазы
					мг-мин/л	рабочей зоны	населенных пунктов
1	Азотная кислота	жидкость	1,51	83,8	1,5.	5,0	0,15	В,ГП- 5+ППГ
2	Аммиак	газ	0,68	-33,4	15	20,0	0,04	ГП- 5+ППГ
3	Ацетононит рил	жидкость	0,786	81	21,6	10,0	0,002	А, ГП-5, ГП-7
4	Ацетоциан-гидрин	жидкость	0,93	120	0,54	0,9	0,001	А, В, ГП-5, ГП-7, ПМК
5	Водород хлористый	газ	1,64	-85	2	5,0	0,01	А, В, ГП-5, ГП-7, ПМК
6	Водород фтористый	газ	0,99	19,5	4	0,5	0,005	А, В, БКФ
7	Водород цианистый	жидкость	0,69	25,7	0,75	0,3	0,01	В, ГП-5, ГП-7, ПМК
8	Ди метилами н	газ	0,68	6,9	1,8	1,0	0,005	А, Г, ГП-5, ГП-7, ШуШ
9	Метиламин	газ	0,7	-6,5	4,8	1,0	-	А, Г, ГП-5, ГП-7, ПМК
10	Метил Бромистый	газ	1,73	3,6	90	1,0	-	А, ГП-5
11	Метил Хлористый	газ	0,98	-23,7	90	20,0	-	ГП-5+ППГ
12	Нитрил Акриловой Кислоты	жидкость	0,8	77,3	0,75	0,5	0,03	А, ГП-5, ГП-7, ПМК
13	Окись Этилена	газ	0,9	10,7	. 2,2	1,0	0,3	М, ГП-5+ППГ
14	Сернистый Ангидрид	газ	1,46	-10,1	20	10,0	0,05	В
15	Сероводород	ГАЗ	0,964	-50,4	16,1	10,0	0,008	КД, ГП-5, ГП-7, ПМК
16	Сероуглерод	жидкость	1,26	46,2	135	1,0	0,005	ГП-5, ГП-7 ПМК
17	Соляная Кислота	жидкость	1,2	108,6	2	5,0	0,2	В, ГП-5, ГП-7, ПМК
18	Формаль­дегид	ГАЗ	0,81	-19	0,6	0,5	0,003	А, ГП-5, ГП-7, ПМК
19	Фосген	газ	1,43	8,2	0,6	0,5	-	ГП-7, ПШ
20	Хлор	газ	1,56	-34	0,6	1,0	0,03	А, В, Г, ГП-5, ГП-7 ПМК
21	Хлорпикрин	жидкость	1,66	112	0,02	0,7	0,007	А, ГП-5, ГП-7, ПМК

Способность АХОВ переходить в основное пора­жающее состояние и создавать поражающие концент­рации определяется их физико-химическими свойст­вами. Наибольшее значение при этом имеют 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. Все эти характеристики необходимы при оценке безопасности производства и хранения перевозок АХОВ, при прогнозировании и оценке по­следствий химически опасных аварий.

Классификация аварийно химически опасных веществ

Классификация АХОВ может быть проведена по следующим признакам. -

По основным физико-химическим свойствам и усло­виям хранения:

1. Жидкие и летучие, хранящиеся под давлением (сжатые и сжиженные газы) — хлор, аммиак, серо­водород, фосген и др.

2. Жидкие и летучие, хранящиеся в емкостях без дав­ления — синильная кислота, нитрилакриловой кислоты, хлорпикрин и др.

3. Дымящие кислоты — серная, азотная, соляная и др.

4. Сыпучие и твердые нелетучие при температуре хранения до 40 °С, — сулема, фосфор желтый, мышьяковистый ангидрид и др.

5. Сыпучие и твердые летучие, при температуре хра­нения до 40 °С — соли синильной кислоты, меркураны и др.

По классу опасности (степень воздействия на орга- низм человека):чрезвычайно опасные, высоко опасные, умеренно опасные, мало опасные {табл.2).

Таблица 2

Классификация АХОВ по классу опасности (степень воздействия на организм человека)

Наименование показателей	Норма для класса опасности
	Чрезвычайно опасные (1)	Высоко : опасные (II)	Умеренно опасные (III)	Мало-опасные (IV)
ПДК 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/см2	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
Коэффициент воз­можности ингаляци­оного отравления (КВИО)*	более 300	300-30	29-3	менее 3

* КВИО — отношение максимальной концентрации паров при t = 20°С к средней смертельной концентрации паров, показывающее способность АХОВ (БХОВ) к быстрому созданию смер­тельных концентраций даже на открытом воздухе.

По характеру воздействия на организм человека:

1. Раздражающие — хлор, сернистый ангидрид, хлор­пикрин и др.,

2. Прижигающего действия — аммиак, соляная кис­лота и др.

3. Удушающего действия - хлорпикрин, фосген.

4. Общетоксического действия — синильная кислота, сероводород, сероуглерод, ацетонитрил.

5. Психогенного действия — формальдегид, бромистый и хлористый метил.

6. Метаболические яды — оксид этилена, дихлорэтан.

По cmenenи горючести:

1. Негорючие вещества — фосген, диоксин.

2. Негорючие, пожароопасные вещества - хлор, азотная кислота,угарный газ, фтористый водород, хлорпикрин. . '

3. Трудногорючие вещества — сжиженный аммиак, цианистый водород.

4. Горючие вещества —- газообразный аммиак, гептил, сероуглерод, дихлорэтан, оксиды азота, гидразин и др.

Характеристика наиболее распространенных АХОВ. Хлор, С1₂ — зеленовато-желтый газ с резким раздражающим запахом. В 2,5 раза тяжелее воздуха, вследствие чего распространяется непосредственно у земли, может скапливаться в низинах, подвалах и проч. Мало растворим в воде. Сильный окислитель. Температура кипения' {t°_Kiin) ~ 34^оС-Хранится и пере­возится в сжиженном виде под давлением собствен­ных паров (до 18 кг/см²). Негорюч, но пожароопасен в контакте с горючими материалами. Емкости с хло­ром могут взрываться при нагревании. ПДК — 0,001 г/м³ , раздражающее действие проявляется при концентрации 0,01 г/м³, смертельные отравления воз­можны при концентрации 0,25 г/м³ и вдыхании в тече­ние 5 мин. Широко используется в промышленности и в быту. Около 900 (30 %) химически опасных объектов в РФ используют хлор.

В первую мировую войну применялся в качестве отравляющего вещества удушающего действия. Поражает легкие, раздражает слизистые и кожу. Первые признаки отравления – резкая загрудинная боль, резь в глазах, слезотечение, сухой кашель, рвота, нарушение координации, одышка. Соприкосновение с парами хлора вызывает ожоги слизистой оболочки дыхательных путей, глаз, кожи.

Оказание первой помощи: как можно быстрее вынести пострадавшего из очага поражения, дать дышать кислородом, промыть участки кожи, куда попал хлор, 2% раствором соды, в глаза – 0,5% раствор дионина по 2-3 капли, затем 1-3 капли вазелинового масла. При кашле – дионин. Для предотвращения отека легких дают дышать парами спирта (кислород перед вдыханием пропускают через спирт), укрывают, согревают. Транспортировка только в лежачем положении.

Аммиак, NH₃ — бесцветный газ с резким характер­ным запахом, в 1,7 раза легче воздуха, хорошо раство­рим в воде, горюч, взрывоопасен в смеси с воздухом. Хранится и перевозится в сжиженном виде под давле­нием собственных паров (до 18 кг • с/см²) и при низ­ких температурах. T_кип = 33,4 °С. Порог ощущения ам­миака — 0,037 г/м³. Концентрация 0,35 — 0,7 г/м³ опас­на для жизни, смерть может наступить от сердечной слабости и остановки дыхания. Широко используется в промышленности, сельском хозяйстве ивбыту. В России с использованием аммиака связаны около 1900 (60 %) всех химически опасных объектов.

Аммиак вызывает поражение дыхательных путей. Его признаки: насморк, кашель, затрудненное дыхание, удушье, при этом учащается сердцебиение, нарушается частота пульса. Пары сильно раздражают слизистые оболочки и кожные покровы, вызывают жжение, покраснение и зуд кожи, резь в глазах, слезотечение. При соприкосновении жидкого аммиака и его растворов с кожей возникает обморожение, жжение, возможен ожог с пузырями, изъязвления.

Оказание первой помощи: пострадавшего вынести из очага на чистый воздух, обеспечить тепло, покой; кожу и слизистые промыть водой или 2% раствором борной кислоты. В глаза закапать 2-3 капли 30% альбуцида, в нос – теплое растительное масло (лучше оливковое). Транспортировка в лежачем положении.

Соляная кислота (концентрированная), НС1 — негорю­чая агрессивная жидкость с t_кип= 110 °С. На воздухе дымит, образуя туман (аэрозоль), который и поражает органы дыхания и кожу. При 0,015 г/м³ — раздражение верхних дыхательных путей; концентрации 0,05— 0,07 г/м³ перено­сятся с трудом. ПДК — 0,005 г/м³. Обладая высокими токсическими свойствами, при проливах может образовывать очаги поражения на больших территориях. 5 % химически опасных производств вырабатывают или ис­пользуют соляную кислоту.

Азотная кислота (концентрированная), HN0₃ — негорючая жидкость с резким запахом, содержащая примесь диоксида азота. На воздухе дымит, пары тя­желее воздуха, t⁰_кип = 83,4 °С. Сильный окислитель. При соприкосновении со многими горючими материалами может вызывать их воспламенение. При термическом разложении образует токсичные оксиды азота. Признаки поражения при небольших концентрациях паров (0,1-0,2 г/м³) и непродолжительном контакте с ними (10-15 мин) – жжение и резь в глазах, носоглотке и в области грудины, слезотечение, кашель, общая слабость. При концентрациях 0,2-0,4 г/м³ – отек легких, при 0,4-0,5 г/м³ – быстрая смерть. ПДК – 0,005 г/м³.

Оксид углерода (угарный газ), СО – бесцветный газ без запаха и вкуса, тяжелее воздуха, плохо растворим в воде, негорюч.t_кип.= 191^оС Смесь двух объемов СО с одним объемом кислорода при наличии открытого пламени взрывается. Смертельные поражения угарным газом могут быть получены: при концентрациях 6 мг/м³ – за 5-10 мин, при 2 мг/м³ – за 30-60 мин.

Характер воздействия АХОВ (ОХВ) на население. АХОВ (ОХВ) оказывает химическое воздействие на ферменты организма (химические и биохимические вещества, играющие важную роль в обмене веществ как внутри, так и между ним и внешней средой), приводящее к торможению или прекращению ряда жизненных функций организма и его пора жению в различной степени. Наиболее часто отравле­ния АХОВ происходят в результате ингаляционного поступления его в организм человека. Этому спо­собствует большая поверхность легочной ткани (-130 м²), быстрота проникновения АХОВ в кровь, повышенная легочная вентиляция и усиление крово­тока в легких при работе, особенно физической. Ме­нее распространенными являются отравления в ре­зультате перорального поражения АХОВ, например с водой из зараженного источника и тем более при резорбтивном воздействии. Поэтому в последую­щем вопросы защиты населения рассматриваются в основном в результате ингаляционного воздействия АХОВ.

Во всех случаях АХОВ, поступая в организм, разно­сятся кровью ко всем органам и тканям, что может привести к общим поражениям и гибели живого орга­низма. Чаще всего нарушения в организме проявляют­ся в виде острых и хронических отравлений.

Характеристика некоторых опасных химических веществ по степени их ингаляционной опасности при- ведена в табл. 3

Таблица 3

Характеристика наиболее распространенных АХОВ по степени их опасности

Химические вещества	* tкип	** С20макс мг/м3-	LC50 мг/м3	ПДК мг/м3	КВИО	Класс опасности
Хлор	-34,0	19 640 000	360	1,0	54 560	Чрезвычайно опасен
Аммиак	-33,0	5 800 000	4500	20,0	1290	Чрезвычайно опасен
Сернистый ангидрид	-10,1	8 390 000	1580	10,0	5310	Чрезвычайно опасен
Фосген	8,2	6 400 000	100	0,5	64 000	Чрезвычайно опасен
Окись этилена	10,7	11985.000	1500	1,0	1320	Чрезвычайно опасен
Фтористый водород	19,9	1 875 000	400	0,5	400	Чрезвычайно опасен
Сероуглерод	46,0	1 255 000	30 000	1,0	72	Высоко опасен
Синильная кислота	26,0,	952 000	50	0,3	50	Чрезвычайно опасен

*t_{кип – температура} кипения

**С²⁰_{макс –} максимальная концентрация газа (пара) 20^о

Характер воздействия АХОВ (ОХВ) на окружающую среду. При авариях на ХОО с выбросом (проливом) АХОВ происходит химическое заражение окружающей среды с различной степенью концентрации АХОВ, про­должительностью от нескольких часов до нескольких суток в зависимости от конкретных условий — состояния погоды, времени года, местности, а также характера при­меняемых мер по ликвидации аварии.

Основным физико-химическим показателем, опре­деляющим, размеры опасной для людей зоны распро­странения вредных веществ, является их фазовое со­стояние при данных метеоусловиях, При этом наи­большую опасность для населения будут представлять аварии со сжиженными газами и АХОВ, кипящими при низкой температуре,

Пары и газы, а также неоседающий аэрозоль, образу­ющиеся при авариях со сжиженными или газообразными АХОВ, могут распространяться на многие, километ­ры, что существенно увеличивает масштабы опасности..

При этом образуется зона химического заражения, представляющая собой территорию, в пределах которой создается опасности химического поражения.

Она включает в себя очаг химического, заражения и зону распространения зараженного воздуха с опасными концентрациями АХОВ (БХОВ) (при неоседающих АХОВ), а также зону заражения территорий (при наличии оседающих примесей). Внешние границы зоны химического заражения соответствуют пороговому значению токсодозы АХОВ при ингаляционном воздействии на человека (рис.2)