9.4. Методика прогнозирования заражений

окружающей среды при авариях на объектах, обладающих высокой химической опасностью

В число объектов, обладающих наиболее высокой химической опасностью, принято включать объекты, где производятся, используются или хранятся ава­рийно химически опасные вещества (АХОВ).

Как уже отмечалось выше, в настоящее время принято в качестве количест­венной меры токсичности АХОВ использовать величины их концентраций и доз вещества. Причем наиболее часто пользуются такими характеристиками, как: пороговая концентрация, предел переносимости, смертельная концент­рация, значения токсических доз, соответствующих определенному эффекту поражения.

Значения токсодоз являются постоянными лишь для сравнительно кратко­временных экспозиций, не превышающих 40—60 минут. При более продолжи­тельных воздействиях или при малых концентрациях имеют большее значение величины пороговых токсодоз, особенно для тех АХОВ, которые частично вы­водятся из организма. В общем случае при авариях на объектах, производя­щих, потребляющих или хранящих АХОВ, в составе выбросов может быть не одно, а несколько АХОВ. При таких условиях оценка суммарного эффекта представляет достаточно сложную задачу, так как результат от комбинирован­ного воздействия нескольких АХОВ может быть не равным сумме эффектов раздельного действия. С учетом этих соображений при анализе и оценке воз­можной химической обстановки и создании системы мониторинга целесооб­разно исходить из условия:

¹ + ² +•••+ ⁿ ^ 1, (9 6)

(PCx₅o)! (PCx₅o)₂ (PCx₅o)' ^(9.6)

где: Di, D₂,^, D_n — ожидаемые дозы АХОВ при ингаляци-

онном воздействии; (PCx₅₀)₁,(PCx₅₀)₂, (PCx₅₀)_n — пороговые токсодозы АХОВ.

При указанном условии комбинированное воздействие n-го числа АХОВ приведет лишь к появлению начальных симптомов поражения у 50 % людей.

Следует отметить, что, хотя основными токсикологическими характери­стиками, по которым оценивается поражающее воздействие АХОВ, являются токсические дозы, доступными для измерения и вместе с тем достаточно пред­ставительными параметрами служат концентрации АХОВ. При прогнозирова­нии и оценке химической обстановки используется пороговая смертельная концентрация, а также концентрация, соответствующая пределу переносимо­сти. В табл. 9.4 приведены значения предела переносимости и средней смерте­льной концентрации для АХОВ различных классов токсичности.

В таких аварийных ситуациях, когда воздушная среда заражается несколь­кими АХОВ, допустимые концентрации компонентов определяются исходя из условия:

ПДК1 + ПДК 2 ⁺""⁺ пдк₁

^^1, (9.7)

где: ПДК1, ПДК2,..., ПДК_п — предельно-допустимые концентрации компо­нентов.

Если последнее условие выполняется, то Ci,C2,--,C_n могут считаться до­пустимыми. Высказанные соображения относятся к случаю, когда все АХОВ однонаправленного действия. Если в выбросе содержатся токсичные вещест­ва, не обладающие однонаправленным характером действия, то эффект дейст­

вия АХОВ оценивается по наиболее токсичному веществу и критериальной величиной является его предельно-допустимая концентрация. Критериаль­ные значения концентраций АХОВ различных классов токсичности пред­ставлены в табл. 9.4. Все вышеизложенное о критериальных концентрациях АХОВ имеет важное значение при обосновании структуры химического мони­торинга.

К пространственно-временным параметрам химической обстановки, фор­мирующейся при аварийных выбросах АХОВ, следует отнести:

• размеры и конфигурацию зон заражения территорий и объектов с опас­ными плотностями АХОВ;

• размеры и конфигурацию зон распространения первичного и вторично­го облака зараженного АХОВ воздуха;

— продолжительность поражающего действия АХОВ.

Зона заражения АХОВ с опасными плотностями включает площадь района аварии и площадь заражения территории и объектов за пределами аварийной зоны, где произошло осаждение АХОВ из облака выброса при его перемеще­нии в приземном слое атмосферы.

Пространственно-временные параметры химической обстановки, склады­вающейся при авариях на объектах с АХОВ, оказывают влияние на функцио­нальную структуру химического мониторинга и учитываются при его разра­ботке.

Как известно, одной из важных функций системы мониторинга является прогнозирование химического заражения окружающей среды.

Анализ современных взглядов на прогнозирование химического заражения окружающей среды АХОВ показывает, что его основным содержанием в сис­теме мониторинга должно быть:

— определение глубины зоны заражения АХОВ;

• определение площади зоны заражения АХОВ;

• определение времени подхода зараженного воздуха к наиболее важным

объектам и продолжительности поражающего действия АХОВ.

Проведение расчетов по определению указанных выше параметров осно­вывается на теории турбулентной диффузии в приземном слое атмосферы и ее приложении к процессам формирования и распространения первичного и вторичного облаков АХОВ, а также теории бурного, неустойчивого и стаци­онарного испарения химических веществ, происходящего при вскрытии или разрушении емкостей, магистральных трубопроводов и т.п. Эти расчеты могут проводиться с помощью математических моделей процессов выбросов АХОВ из оболочек, формирования и распространения облаков, содержащих эти ве­щества в газообразном, парообразном, аэрозольном виде, или упрощенных формул, включающих заранее рассчитанные коэффициенты для учета тех или иных факторов, а также таблиц.

Как уже ранее отмечалось, в настоящее время существует достаточно боль­шое количество математических моделей, адекватно отражающих реальные процессы распространения примесей. Однако для решения задач прогнозиро­вания заражения окружающей среды АХОВ удобно пользоваться упрощенной методикой, рекомендуемой в руководящем документе Госгидромета СССР и Гражданской обороны СССР РД 52.04.253-90, приведенной в приложении 2.

В соответствии с этим документом при прогнозировании глубины зоны за­ражения АХОВ предусматривается определение количественных характери­стик выброса АХОВ в первичном и вторичном облаках по эквивалентным зна­чениям по отношению к хлору и с использованием таблиц. При этом под эк­вивалентным количеством АХОВ понимается такое количество хлора, масш­таб заражения которым при инверсии эквивалентен масштабу заражения при данной степени вертикальной устойчивости атмосферы количеством АХОВ, перешедшим в первичное (вторичное) облако. Что очень важно, методикой предусматривается расчет глубины зоны заражения как при аварии на химиче­ски опасном объекте, так и при разрушении такого рода объекта.

Определение площади зоны заражения АХОВ включает расчеты по упро­щенным формулам площади зоны возможного заражения для первичного (вторичного) облака АХОВ и площади фактического заражения. Под площа­дью возможного заражения АХОВ в этом случае понимается площадь террито­рии, в пределах которой под воздействием изменения направления ветра мо­жет перемещаться облако АХОВ, под площадью зоны фактического зараже­ния АХОВ — площадь территории, зараженной АХОВ в опасных для жизни пределах.

Определение времени подхода зараженного воздуха к объекту основывает­ся на данных по скорости переноса переднего фронта облака зараженного воз­духа, выбираемых из таблицы. Продолжительность поражающего действия АХОВ оценивается по времени его испарения с площади разлива.