Стисла характеристика техногенних небезпек

Зростання масштабів виробництва і концентрація великій промислових комплексів, використання у виробництві потенційно небезпечних речовин збільшує вірогідність техногенних небезпек, що містять у собі загрозу для людей, економіки і природною середовища та здатні створити її внаслідок вибуху, пожежі, затоплення і т. ін.

В наслідок аварій [Аварія - небезпечна подія техногенного характеру, що створює на території або акваторії загрозу для життя і здоров'я людей, і призводить до руйнації будівель, споруд, обладнання і транспортних засобів, порушення виробничо-транспортного процесу чи завдає шкоди довкіллю) і катастроф (катастрофа – великомасштабна аварія чи інша подія, що призводить до тяжких, трагічних наслідків) виникнути надзвичайна ситуація, то призводить (може призвести) до значних соціально-економічних збитків, необхідності захисту людей, проведення рятувальних робіт, евакуаційних заходів, ліквідації наслідків цих аварій.

Надзвичайні ситуації (НС) виникають, як правило, на потенційно-небезпечних виробництвах, до яких відносять:

1. хімічно-небезпечні об’єкти (ХНО)

2. радіаційно-небезпечні об'єкти (РНО)

3. вибухо- і пожежо-небезпечні об'єкти (ВПНО)

4. гідродинамічно-небезпечні об'єкти (ГДНО)

Аварії на цих об'єктах виникають при подіях екстремального характеру, що викликаються різким і значним відхиленням параметрів технологічних процесів від їх нормального значення.

Аварії з викидами шкідливих речовин в навколишнє середовище

Україна має велику кількість небезпечних виробництв, які зберігають в собі постійну загрозу виходу із під контролю людини.

Техногенні небезпеки, аварії і катастрофи класифікуються:

• за масштабами наслідків;

• за типами і видами аварій;

• за галузевою ознакою (в будівництві, промисловості, тощо)

Типи аварій:

а) транспортні аварії;

б) аварії з викидом в навколишнє середовище небезпечних хімічних, радіоактивних, біологічних речовийн;

в) аварії, що супроводжуються вибухами і пожежами;

г) аварії на інженерних спорудах і мережах;

д) аварії на гідродинамічних об’єктах.

В свою чергу типи аварій можуть поділятись на види, наприклад, транспортні аварії поділяють на такі види, як аварії па залізничному, річковому, автомобільному транспорті, тощо.

Аварії на хімічно-небезпечних об'єктах (хно)

ХНО - це об'єкти, що використовують або зберігають небезпечні хімічні речовини НХР (СДОР) при аваріях на яких можуть виникнути масові враження людей і зараження навколишнього середовища.

НХР - (СДОР) - це хімічна речовина, безпосередня чи опосередкована дія якої може спричинити загибель, гостре та хронічне захворювання або отруєння людей, завдати шкоди довкіллю.

До ХНО відносяться:

а) заводи (підприємства) хімічних галузей промисловості;

б) підприємства з холодильними установками; з) водонапірні станції та очисні споруди; г) склади і бази отрутохімікатів та інші.

На території України налічується більш ніж 1,5 тис ХНО, запаси НХР на яких складають більше 280 тисяч тон.

Через 8 областей України проходить аміакопровід «Тольяті-Одеса», на кожному кілометрі якого знаходиться 55 тон аміаку під тиском 90 атм. Багато НХР перевозиться різними видами транспорту.

Уражаюча дія НХР проявляється при концентрації, що перевищує граничнодопустиму (ГДК) і відповідній токсодозі.

Основним параметром, за яким практично оцінюють ступінь зараження атмосфери, є концентрація парів НХР у повітрі.

НХР за ступенем токсичності поділяють на 4 класи.

Критерієм, що зазначає клас токсичності НХР є середньо-смертельна концентрація (токсодоза), яка призводить до загибелі 50% людей при інгаляційній дії протягом 2-х - 4-х годин, (таблиця 1).

Таблиця 1

Клас токсичності	Найменування	Середня смертельні концентрація, С мг/л
I	Надзвичайно токсичні	< 1
II	Високотоксичні	1-5
III	Сильнотоксичні	6-10
IV	Помірно токсичні	21-30

Головним уражаючим фактором при аваріях на ХНО є хімічне зараження приземного шару атмосфери, що приводить до виникнення зон хімічного зараження (територія, в межах якої існує небезпека ураження незахищених людей) і осередків хімічного ураження (територія, де в наслідок аварії виникли масові ураження людей, с/г тварин і рослин).

ХНО в залежності від кількості населення, яке може потрапити є зону можливого хімічного ураження і площа кола навколо ХНО з уражаючими концентраціями, класифікуються за ступенями хімічної небезпечності (табл. 2).

Таблиця 2

І ступінь	в зону зараження потрапляє більше 3,0 тис чол.
П ступінь	в зону зараження потрапляє від 300 до 3,0 тис чол.
Ш ступінь	в зону зараження потрапляє від 100 де 300 чол.
IV ступінь	в зону зараження потрапляє менше 100 чол.

Примітка: Глибину поширення хмари зараженого повітря, якою визначається радіус зони можливого хімічного зараження визначають при слідуючих параметрах: температура повітря +20С, швидкість вітру 1 м/с., ступінь вертикальної стійкості повітря - інверсія.

Безпосередніми причинами аварій на ХНО може бути:

а) порушення правил зберігання і транспортування НХР;

б) недотримання правил експлуатації і безпеки;

в) вихід зі строю агрегатів, трубопроводів, пошкодження ємкостей та ін.

Аналіз структури ХНО показує, що в їх технологічних лініях обертається незначна кількість НХР , а основна частіша знаходиться на складах.

Тому при аваріях в цехах має місце локальне зараження повітря і враження обслуговуючого персоналу, а при аваріях на складах, де зберігається велика кількість НХР, зараження може поширюватися далеко за межі об'єкту і викликати масові враження людей, що проживають поблизу ХНО.

Існує класифікація аварій на ХНО за якою їх поділяють на:

Часткова – без викиду або з незначним викидом НХР;

Об’єктова – з викидом в НХР в межах санітарно-захисної зони (СЗЗ);

Місцева – пов’язана із зруйнуванням великої ємкості, коли хмара НХР досягає житлової зони з якої проводиться евакуація людей;

Регіональна – аварія із значним викидом НХР та розповсюдження хмари зараженого повітря в глибину житлових районів.

Первинною називається хмара НХР, що утворилася внаслідок миттєвого (1-3 хв.) переходу в атмосферу частини НХР при зруйнуванні (ушкодженні) ємкості в якій вона знаходилась.

Вторинною називається хмара НХР, що утворилася в наслідок випаровування НХР; площі (повертай) її розливу.

Статистичний аналіз причин аварій з викидом НХР показує, що найчастіше вони трапляться при зберіганні НХР на складах, або їх перевезеннях.

На складах НХР можуть зберігатись:

1) в резервуарах під високим тиском;

2) в ізотермічних (штучно охолоджуємих) сховищах;

3) в закритих ємкостях при температурі навколишнього середовища.

В залежності від способу зберігання НХР на складах можна передбачити картину аварійної ситуації.

При першому способі зберігання НХР відбувається вилив НХР з піддон або обваловку і випаровування в атмосферу (особливо бурхливе на початку аварії) за рахунок вирівнювання тиску з атмосферним.

При зберіганні НХР в ізотермічних сховищах відбувається випаровування НХР за рахунок різниці температур.

При пошкодженні резервуару із НХР, яка має високу температуру кипіння, що перевищує температуру повітря — первинна хмара не утворюється, тому небезпека існує для людей, що знаходяться поблизу.

Якщо НХР зберігається в газоподібному стані, то не утворюється вторинна хмара. Треба мати на увазі що багато НХР відносяться до легкозаймистих речовин (аміак, синільна кислота, окис етилену), котрі при аваріях можуть спричинити пожежу в ході якої в навколишнє середовище може виділитись багато токсичних сполук. Багато НХР належать до вибухонебезпечних речовин (гідразин, окиси азоту), а деякі відносяться до пожежо-небезпечних (хлор, фосген,сірчистий ангідрид).

Хід аварії значною мірою залежить від метеорологічної обстановки, яка активізує хмару НХР або, навпаки, перешкоджає її поширенню. Глибина поширення хмари НХР, а значить і площа зараження залежить від ряду чинників, таких як­:

• тип і кількість НХР;

• початкова концентрація;

• ступінь вертикальної стійкості повітря (СВС);

• рельєф місцевості;

• наявність рослинності;

• щільність забудови.

Особливий вплив на глибину поширення хмари зараженого повітря має СВС. Вона характерна для приземного шару повітря (Н=0-10 м) і поділяється на 3 ступеня:

• інверсію;

• ізотермію;

• конвекцію.

Інверсія	Ізотермія	Конвекція
t1<t2	t1=t2	t1>t2

Для інверсії характерне підвищення температури з висотою, тобто холодне повітря знаходиться внизу, біля поверхні землі. Інверсія виникає при ясній погоді, малих до 4м/с швидкостей повітря (як правило в безвітряні ночі) приблизно за одну годину до заходу сонця і припиняється на протязі однієї години після сходу сонця. Вертикального переміщення повітря не відбувається, що створює найбільш сприятливі умова для збереження високих концентрацій НХР. При інверсії глибина поширення хмари зараженого повітря максимальна.

Ізотермія характеризується стабільною по висоті температурою повітря (t1=t2). Найбільш типова для пасмурної погоди. Сприяє тривалому застою парів в лісі і населених пунктах.

При конвекції нижній шар повітря нагрітий сильніше верхнього, тому відбувається його інтенсивне перемішування: тепле повітря піднімається вгору, холодне - вниз, завдяки чому хмара НХР швидко розсіюється. Глибина поширення хмари зараженого повітря мінімальна. Конвекція виникає при ясній погоді, малих (до 4 м/с швидкостях вітру приблизно через 2 години після сходу сонця і припиняється за 2-2,5 години до його заходу. На глибину поширення хмари зараженого повітря впливає рельєф місцевості і наявність рослинності.

Кожні 100 м. підвищення місцевості знижують глибину поширення хмари НХР на 1_,5-км

В понижених місцевостях (низини, балки, яри, підвали) відбувається застій НХР з їх значними концентраціями

Ліс значно знижує глибину поширення хмари зараженого повітря. 1 км. лісу зменшує глибину поширення на 2.5 км. До факторів, що обумовлюють глибину поширення хмари НХР відносяться і температура повітря і грунту.

На прийняття рішення про захист населення при аваріях на ХНО значно впливає тривалість вражаючої дії НХР (стійкість НХР), яка залежить від ряду факторів, таких як тип НХР, характер виливу, швидкість вітру, температура повітря, а також час підходу хмари зараженого повітря від місця аварії до визначеного населеного пункту.

Тривалість вражаючої дії НХР визначається часом її випаровування і площею розливу і розраховується за формулою:

, де

Т – тривалість вражаючої дії, год.

h – товщина шару НХР, м

d – питома вага НХР

- допоміжні коефіцієнти

Таблиця 3

Характеристика НХР і допоміжні коефіцієнти

Найменування НХР	Питома вага, т/м3	Температура кипіння	Вражаюча токсодоза (мг хв.)/д	К1	К3
					-40˚C	-20˚C	0˚C	20˚C	40˚C
Хлор	1,553	-34,1	0,6	0,052	0/0,9	0,3/1	0,6/1	1/1	1,4/1
Аміак	0,681	-33,4	15	0,025	0/0,9	0,3/1	0,6/1	1/1	1,4/1
Ціаністий водень	0,687	23,7	0,2	0,026	0	0	0,4	1	1,3
Оксид азоту	1,491	21	1,5	0,04	0	0	0,1	1	1
Сірчаний ангідрид	1,462	-10	1,0	0,049	0/0,2	0/0,5	0,3/1	1/1	1,7/1
Фосфін	1,432	8,2	0,6	0,061	0/0,1	0/0,3	0/0,7	1/1	2,7/1

Примітка: чисельник – первинна хмара (для К3), знаменник – вторинна хмара.

Значення коефіцієнту (К2) залежить від швидкості вітру.

Таблиця 4

Швидкість вітру, м/с	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	15
К2	1	1,33	1,67	2	2,34	2,67	3	3,34	3,67	4	5,7