Оценка химической обстановки на объекте методом прогнозирования

Практическая работа № 16

Оценка химической обстановки на объекте методом прогнозирования

1. Исходные данные для оценки химической обстановки

К химическим опасным объектам (ХОО) относятся предприятия химической, нефтеперерабатывающей, нефтеперегонной промышленности, предприятия, использующие в производстве аварийно химически опасные вещества (АХОВ), склады и базы ядохимикатов и др. Особенно широко в производстве используются химические вещества как аммиак и хлор.

Аммиак используется не только в отдельных видах производства, например, для производства удобрений, но и в промышленных холодильных установках, которые используются на предприятиях мясомолочной и пищевой промышленности. Хлор используется на станциях очистки воды, для отбеливания тканей и в производстве бумаги.

Для проведения оценки химической обстановки необходимо задаться следующими исходными данными:

• тип и количество ХВ на объекте;

• условия хранения;

• метеоусловия;

• топографические условия местности;

• степень защищенности рабочих, служащих, населения (обеспеченность защитными сооружениями и СИЗ);

• расстояние от химически опасного объекта до рассматриваемого района или объекта.

2. Методика оценки химической обстановки

Оценка химической обстановки методом прогнозирования заключается в определении зоны распространения зараженного воздуха в случае аварии на химически опасном объекте (ХОО).

При обстановке оценки исходят из таких метеоусловий (степени вертикальной устойчивости, направление и скорость ветра), при которых глубина зоны заражения будет наибольшей. Направление и скорость ветра принимают самые неблагоприятные, т.е. считают, что в момент аварии ветер дул со стороны химически опасного объекта и при этом в результате аварии произошел разлив всего количества химических веществ.

В приземном слое воздуха могут наблюдаться следующие степени вертикальной устойчивости.

Инверсия – это такое состояние воздуха, когда отсутствуют восходящие потоки, а температура поверхности почвы ниже температуры воздуха. Возникает инверсия ночью, примерно за час до восхода солнца и удерживается час после восхода солнца, при малых (до 4 м/с) скоростях ветра и ясной погоде.

Конвекция – состояние воздуха, при котором сильно развиты восходящие потоки и температура поверхности почвы выше температуры воздуха, примерно, через два часа после восхода солнца и разрушается через 2-2,5 часа после захода.

Изотермия – промежуточное состояние воздуха, при котором восходящие потоки воздуха развиты очень слабо, а температура поверхности почвы и воздуха практически равны. Наблюдаются в любое время года и суток при пасмурной погоде.

При снежном покрове следует ожидать изотермию, реже инверсию. Степень вертикальной устойчивости приземного слоя воздуха можно определить по данным прогноза погоды с помощью таблицы 1. Более точно степень вертикальной устойчивости приземного слоя воздуха можно определить по скорости ветра на высоте 1 м (V₁) и температурному градиенту .

(1)

где t 50 – температура воздуха на высоте 50 см;

t 200 – температура воздуха на высоте 200 см от поверхности земли.

При - инверсия;

- изотермия;

- конвекция.

Таблица 1

График для определения степени вертикальной устойчивости воздуха по данным прогноза погоды

Скорость ветра	Ночь			День
	ясно	полуясно	пасмурно	ясно	полуясно	пасмурно
0,5
0,6-2,0	Инверсия			Конвенция
2,1-4,0			Изотермия			Изотермия
4

Большое значение для определения величины зоны заражения имеют условия хранения емкостей ХВ. Они могут находиться на открытых местах, могут быть обвалованы или заглублены. В случае, если емкость обвалована или заглублена, глубина распространения облака воздуха, зараженного ХВ будет в 1,5 раза меньше, по сравнению с глубиной распространения ХВ при разрушении емкости, находящейся на открытом месте. Также на глубину ХВ оказывает значение топографические условия местности. На закрытой местности, например в лесу, глубина распространения ХВ будет в 3,5 раза меньше, по сравнению с открытой местностью.

Химическая обстановка оценивается следующими показателями:

1. глубиной зоны распространения воздуха зараженного в поражающей концентрации (Г);

2. шириной зоны распространения (Ш);

3. высотой подъема облака в районе аварии (Н);

4. возможными потерями рабочих, служащих и населения от ХВ в очаге поражения;

5. стойкостью (время испарения) ХВ;

6. временем подхода ХВ к соседним объектам (Т_подх).

Глубина распространения облака зараженного воздуха с поражающей концентрацией ХВ на открытой местности в значительной мере зависит от степени вертикальной устойчивости приземного слоя воздуха и определяется по формулам или по Приложению 2.

Глубина зоны со смертельной концентрацией ХВ составляет примерно ¼ часть глубины зоны с поражающей концентрацией.

Г_смк=¼ Г_пк

При скоростях ветра отличных от 1 м/с, значение глубины необходимо умножить на поправочный коэффициент приведенный в табл. 2.

Таблица 2

Скорость ветра, м/с	1	2	3	4	5	6
Поправочный коэффициент
Инверсия	1	0,6	0,45	0,38	-	-
Изотермия	1	0,71	0,55	0,5	0,45	0,41
Конвенция	1	0,7	0,62	0,55	-	-

Ширина зоны распространения облака воздуха зараженного ХВ, также зависит от степени вертикальной устойчивости воздуха и определяется:

• при инверсии Ш=0,03 Г, км;

• при изотермии Ш=0,15 Г, км;

• при конвенции Ш=0,8 Г, км, где Г – глубина распространения.

Высота подъема облака в районе аварии определяется по формулам:

• при инверсии Н=0,01 Г, км;

• при изотермии Н=0,03 Г, км;

• при конвекции Н=0,14 Г, км.

Возможные потери рабочих, служащих и населения от ХВ в очаге поражения зависит от степени защищенности (обеспеченности противогазами убежищами) рабочих и служащих объекта и населения, проживающих поблизости и определяются по табл. 3.

Таблица 3

Возможные потери рабочих, служащих и населения от ХВ в очаге поражения, %

Условия нахождения людей	Без противогазов	Обеспеченность людей противогазами, %
		20	30	40	50	60	70	80	90	100
На открытой местности	90-100	75	65	58	50	40	35	25	18	10
В простейших укрытиях, зданиях	50	40	35	30	27	22	18	14	9	4

Ориентировочная структура потерь людей в очаге поражения: легкая степень – 25%, средняя и тяжелая степень (с выходом из строя не менее чем на 2-3 недели и нуждающихся в госпитализации) – 40%, со смертельным исходом – 35%.

Стойкость (время испарения) ХВ определяет время его поражающего действия в очаге и определяется по табл. 4.

Таблица 4

Время испарения ХВ, час при V_I=I м/с

Наименование ХВ	Вид хранилища
	Не обвалованное	Обвалованное
Хлор	1,3	22
Аммиак	1,2	20
Сернистый ангидрид	1,3	20
Сероводород	1,0	19

При значениях скорости ветра отличных от I м/с, для определения времени испарения водится поправочный коэффициент, приведенный в табл. 5.

Таблица 5

Поправочный коэффициент на скорость ветра

Скорость ветра, м/с	1	2	3	4	5	6
Поправочный коэффициент	1	0,7	0,55	0,43	0,37	0,32

Время выхода облака зараженного воздуха к соседним объектам определяется по формуле:

, мин (2)

где: Т – время подхода, мин;

R – расстояние от места аварии до объекта, м;

U – средняя скорость переноса облака воздушным потоком на высоте, м/с.

Средняя скорость переноса облака воздушным потоком на высоте подъема облака зависит от скорости ветра в приземном слое и удалении объекта от места аварии и определяется по Приложению 3.

По результатам оценки химической обстановки, проведенной методом прогнозирования, на схему или карту местности наносится (желтым цветом) зона заражения ХВ, т.е. глубина и ширина распространения облака зараженного воздуха в поражающей и смертельной концентрациях, отмечаются очаги поражения, время подхода облака к ним и возможные потери рабочих служащих и населения в этих очагах. Составляется план мероприятий, которые в случае аварии, помогут обеспечить населению наиболее эффективную защиту.

К мероприятиям, проводимым на объектах при аварии на АХОВ относятся:

1. оповещение рабочих, служащих объекта;

2. ведение химической разведки для уточнения масштабов аварии;

3. оценка химической обстановки по данным разведки;

4. оповещение соседних объектов и населения о времени подхода облака зараженного воздуха (в первую очередь детских учреждений и больниц);

5. организация охраны границ с поражающей и смертельной концентрацией ХВ;

6. использование СИЗ и убежищ;

7. поиск, вынос пораженных и оказание им первой медицинской помощи;

8. эвакуация рабочих и служащих из очага поражения;

9. локализация и ликвидация очага химического поражения.

Пользуясь расчетными формулами и примером расчета оценки химической обстановки, приведенным в Приложении 1, оценить химическую обстановку, если получены исходные данные:

1. произошла авария на химически опасном объекте (ХОО), который расположен от учебного корпуса академии на Руставели, 31;

2. химически опасный объект (ХОО) имеет емкость, в которой хранится 30 т хлора;

3. емкость с хлором обвалована;

4. местность открытая;

5. сотрудники и студенты средств индивидуальной защиты не имеют;

6. расстояние от ХОО до учебного корпуса, расположенного на проспекте Руставели, 31 составляет 2,5 км.

литература (46, 50, 65, 67).