4. Методы радиационного контроля Выявление и оценка химической обстановки

АХОВ ( аварийно химически опасные вещества) — это токсичные химические вещества, применяющиеся в народнохозяйственных целях и способные при утечке из разрушенных и поврежденных технологиче­ских емкостей, хранилищ и оборудования вызвать массовые поражения людей. Их, как правило, хранят в герметичных емкостях в сжиженном виде под давлением собственных паров (6...12 атм) и подают по трубоп­роводам в технологические цехи.

Химически опасный объект (ХОО) — объект народного хозяйства (ОНХ), при авариях и разрушениях которого могут произойти массовые поражения людей, животных и растений АХОВ.

АХОВ классифицируют:

• по физико-химическим свойствам;

• виду воздействия;

• токсичности.

Физико-химические свойства определяют способность вещества пе­реходить в поражающее состояние и создавать поражающие концентра­ции. К ним относятся:

• агрегатное состояние: твердое, жидкое, газообразное — при хране­нии и, как правило, пар, газ, аэрозоли — при выбросе. Газ — агре­гатное состояние вещества, в котором кинетическая энергия теплового движения его частиц (атомов, молекул, ионов) значи­тельно превосходит потенциальную энергию взаимодействий меж­ду ними, в связи с чем частицы движутся свободно, равномерно заполняя весь предоставленный им объем. Пар — вещество в газо­образном состоянии в условиях, когда оно может находиться в рав­новесии с тем же веществом в конденсированном состоянии ^жидком или твердом). Аэрозоли различают тонко- и грубодисперсные. Аэрозоли тонкодисперсные — гетерогенные (неоднородные) системы, состоящие из взвешенных в воздухе, практически неосе­дающих, твердых или жидких частиц вещества размерами от 0,01 до 10 мкм. Аэрозоли грубодисперсные — гетерогенные системы, состоящие из взвешенных в воздухе быстрооседающих твердых или жидких частиц вещества размерами более 100 мкм;

• растворимость в воде (хорошая растворимость — можно производить дегазацию водой, но, с другой стороны, — хорошо заражаются водоемы);

• плотность, т.е. массовое содержание вещества в единице объема (например, аммиак имеет d=0,77, хлор—3,214, воздух — 1,293 кг/м );

• гидролиз (реакция обмена химического вещества с водой, т.е. раз­ложение водой; подверженные гидролизу АХОВ проще всего и, наверное, дешевле дегазировать водой);

• летучесть — способность переходить в парообразное состояние (хоро­шая летучесть, с одной стороны, быстро создает опасные для живых организмов концентрации в воздухе, а с другой — также быстро происходит естественная дегазация зараженной местности).

По виду воздействия АХОВ условно делят на группы:

• вещества с преимущественно удушающим действием (наиболее ха­рактерные представители: хлор. фосген, хлорпикрин);

• вещества преимущественно общеядовитого действия (окись угле­рода, цианистый водород);

• вещества, обладающие удушающим и общеядовитым действием (амил, акрилонитрил, азотная кислота и окислы азота, сернистый ангидрид, фтористый водород);

• вещества, действующие на генерацию, проведение и передачу нервных импульсов — нейротропные яды (сероуглерод, тетраэтилсвинец, фосфорорганические соединения);

• вещества, обладающие удушающим и нейротропным действием (ам­миак, гептил, гидразин);

• метаболические (нарушающие обмен веществ в живых организмах) яды (окись этилена, дихлорэтан, диоксин, полихлорированныебензофураны).

Токсичность — свойство АХОВ, определяющее его ядовитость, т.е. способность поражать человека.

В качестве количественной характеристики поражающего действия различ­ных токсичных для людей и животных соединений используют понятие токсодозы.

При поступлении АХОВ через органы дыхания токсодозу определяют как произведение концентрации С этого вещества в воздухе на.время воздействия t:

D = С ·t, (мг * мин/л).

При проникновении АХОВ через кожу, желудочно-кишечный тракт или кровяной поток токсодоза измеряется количеством этого вещества, приходящегося на килограмм живой массы человека или животного Е) (мг/кг).

В большинстве случаев ядовитые вещества поступают в организм - через органы дыхания; для более полной характеристики такого воздей­ствия применяют 3 понятия токсодозы:

• LCt₅₀ — средняя смертельная токсодоза, вызывающая летальный исход у 50% пораженных;

• ICt₅₀ — средняя, выводящая из строя 50% пораженных;

• РCt₅₀— средняя пороговая токсодоза, вызывающая начальные сим­птомы поражения у 50% пораженных..

По токсичности все химические вещества делят на 6 групп:

• чрезвычайно токсичные— ICt₅₀ меньше 1 мг* мин/л (производ­ные мышьяка, производные ртути, цианистые соединения и т.п.);

• высоко токсичные— ICt₅₀ от 1 до 5 мг* мин/л (хлор, хлориды, фосген и др.);

• сильно токсичные — ICt₅₀ от 6 до 20 мг*мин/л (аммиак, серная, соляная и азотная кислоты);

• умеренно токсичные — ICt₅₀ от 21 до 80 мг* мин/л;

• мало токсичные — ICt₅₀ от 81 до 160 мг*мин/л;

• практически нетоксичные — ICt₅₀ больше 160 мг*мин/л.

В промышленной токсикологии из общего числа ядов (химических веществ, представляющих в производственных условиях опасность острых и хронических интоксикаций) АХОВ считаются те, смертельные дозы которых для человека LD₅₀ не превышают 100 мг/кг. С учетом токсичности и среднего времени воздействия до принятия мер защиты в случае выброса (разлива) этих химических веществ к сильнодействую­щим ядовитым можно отнести первые три из приведенных выше групп.

В больших количествах АХОВ находятся на предприятиях, их произ­водящих или потребляющих. Крупными запасами таких веществ распо­лагают предприятия химической, целлюлозно-бумажной, оборонной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, цвет­ной и черной металлургии, промышленности минудобрений. Значи­тельные запасы АХОВ сосредоточены также на объектах агропрома и в жилищно-коммунальном хозяйстве. Только на территории бывшего СССР находятся более двух тысяч крупных химически опасных предприятий с общим запасом всевозможных АХОВ свыше 1 млн т. Наиболее распро­страненными являются хлор и аммиак; по количеству этих (или им аналогичных) АХОВ, производимых или используемых в технологиче­ских процессах, различают предприятия 1, 2 и 3-й степени опасности. Предприятие 1-й степени опасности —химически опасный объект (ХОО), на котором одновременно находятся более 250 т хлора или более 2 500 т аммиака; 2-й степени опасности — от 50 до 250 т хлора или от 500 до 2 500 т аммиака; 3-й степени опасности — от 0,8 до 50 т хлора или от 10 до 500 т аммиака.

Классификация аварий на ХОО может производиться по масштабам последствий, продолжительности химического заражения, степени опас­ности и другим признакам.

По масштабам последствий аварии на ХОО могут быть локальными (частными), объектовыми, местными, региональными, национальными и, в редких случаях, глобальными. -

Локальная (частная) — авария на ХОО, либо вообще не связанная с выбросом (разливом) АХОВ, либо связанная с его незначительной утечкой.

Объектовая — авария на ХОО, связанная с утечкой АХОВ из тех­нологического оборудования или трубопроводов. Ее последствия огра­ничиваются пределами предприятия, объекта.

Местная — авария на ХОО, связанная с разрушением одной боль­шой емкости или даже целого склада АХОВ. Химическая опасность сохраняется до шести часов. Последствия ограничиваются пределами города, района, области. Такая авария требует срочного проведения эвакуации из ближайших жилых районов (населенных пунктов) и дру­гих-мероприятий по экстренной защите населения.

Региональная — авария на ХОО со значительным, иногда много­кратным, выбросом АХОВ, локализовать которую не удается в течение шести часов. Последствия ограничиваются пределами нескольких обла­стей или территорией суверенного государства. Химическая опасность распространяется на многие населенные пункты.

Национальная или глобальная — авария с полным разрушением всех хранилищ АХОВ крупного ХОО или нескольких химически опас­ных объектов. Такие аварии возможны в случае крупной диверсии, в результате стихийного бедствия, при чрезвычайных ситуациях на сосед­них объектах (взрывоопасных, гидродинамически опасных) или при воздействии средствами поражения противника во время войны. По­следствия охватывают пределы нескольких независимых государств, значительную часть территории содружества или даже выходят за его пределы.

Продолжительность химического заражения — время естественной дегазации — зависит от времени испарения АХОВ, а следовательно, и от условий хранения, силы вара, температуры окружающей среды, наличия осадков и др.

Степень опасности химического заражения характеризуется возмож­ным количеством пораженных в зоне аварии и в зоне распространения АХОВ, а это, в свою очередь, зависит от времени года, дня недели, времени суток и ряда других факторов.

По степени опасности химического заражения территории и воздуш­ного пространства. окружающих предприятие, аварии разделяют:

• на 1-й степени химической опасности — аварии, связанные с воз­можностью массового поражения производственного персонала ХОО и населения близлежащих районов;

• 2-й степени химической опасности — аварии, связанные с возмож­ностью массового поражения производственного персонала ХОО;

• химически безопасные — аварии, при которых образуются локаль­ные очаги поражения АХОВ, не представляющие опасности для про­изводственного персонала предприятии и населения.

Территорию, подвергшуюся воздействию АХОВ в результате аварии на ХОО, разделяют на несколько зон.

Зона смертельных токсодоз (чрезвычайно опасного заражения) — зона, на внешней границе которой 50% людей получают смертельные поражения.

Зона поражающих токсодоз (опасного заражения) — зона, на внеш­ней границе которой 50% людей выходят из строя, т.е. оказываются неработоспособными, им требуется медицинская помощь или даже гос­питализация.

Дискомфортная (пороговая) зона — зона, на внешней границе ко­торой люди испытывают дискомфорт, у них начинаются обострения хронических заболеваний или появляются первые признаки интоксикации.

Зона химического заражения — площадь, в пределах которой про­являются опасные воздействия вышедших из-под контроля (разливших­ся) ядовитых веществ — включаетв себя зоны смертельных, поражающих и дискомфортных токсодоз, а также очаг аварии, район аварии и зону распространения АХОВ.

Очаг аварии — территория, включающая место аварии и прилегаю­щую к нему площадь растекания (разбрасывания) АХОВ.

Район аварии — территория, в пределах которой облако АХОВ обла­дает наибольшими поражающими возможностями. Размеры района за­висят от типа АХОВ, условий хранения, температуры окружающей среды и вида аварии.

Зона распространения — площадь химического заражения возду­ха за пределами района аварии, создаваемая в результате движения облака паров (или аэрозолей) АХОВ по направлению ветра и ограничен­ная изолинией средних пороговых значений экспозиционной дозы (по­роговое значение экспозищюннойдозы соответствует возможности появления в 50% случаев начальных симптомов поражения, не приводящих к потере работоспособности людей). '

Масштабы и продолжительность заражения АХОВ при аварии на ХОО обусловливаются:

• физико-химическими свойствами АХОВ;

• количеством АХОВ, выброшенных на местность, в атмосферу и в источники воды;

• метеорологическими условиями;

• оперативностью оповещения и принятия мер;

• подготовленностью обслуживающего персонала к ликвидации по­следствий разлива АХОВ;

• характеристиками объектов заражения (для местности — наличи­ем и характером растительного покрова, местами возможного за­стоя воздуха; для источников воды — площадью поверхности, глубиной, скоростью течения, наличием грунтовых вод, состоянием берегов, характеристикой прибрежных грунтов; для населения — степенью защищенности от поражения АХОВ, характером деятельности; для материальных средств — характеристикой материалов, подверг­шихся заражению, в том числе их пористостью, наличием и соста­вом лакокрасочных покрытий).

Продолжительность химического заражения приземного слоя возду­ха парами и тонкодисперсными аэрозолями АХОВ, при их отсутствии на местности в жидком или твердом состояниях, может колебаться от де­сятков минут до нескольких суток. Продолжительность заражения мес­тности, техники и других материальных средств АХОВ в грубодисперсном аэрозольном, капельножидком, жидком состояниях может оказаться в пределах от нескольких часов до нескольких месяцев. И в этом не по­следнюю роль играет такой метеорологический фактор, как степень вертикальной устойчивости воздуха.

Степень вертикальной устойчивости воздуха характеризуется следу­ющими состояниями атмосферы в приземном слое:

• инверсия (нижние слои воздуха холоднее верхних) возникает при ясной погоде, малых (до 4 м/с) скоростях ветра; примерно за 1 ч до захода солнца и разрушается в течение 1 часа после восхода; при •инверсии практически отсутствует перемешивание воздуха по вер­тикали, т.е. все вредности (газы, пары, аэрозоли АХОВ и других веществ) накапливаются у поверхности земли;

• конвекция (нижние слои воздуха нагреты сильнее верхних; проис­ходит перемешивание его по вертикали) возникает при ясной пого­де и малых (до 4 м/с) скоростях ветра, примерно через 2 ч после восхода солнца и разрушается за 2...2,5 ч до захода, конвекция — наиболее благоприятное состояние атмосферы, при ней происходит относительно быстрая естественная дегазация приземных .слоев воз­духа;

• изотермия (температура воздуха в пределах до 20.. .30 м от земной поверхности почти одинакова) обычно наблюдается в пасмурную погоду, при снежном покрове, при скорости ветра больше 4 м/с; занимает промежуточное положение между инверсией и конвек­цией; при изотермии вертикальное перемешивание воздуха прак­тически отсутствует, но в горизонтальном направлении вредности, как правило, рассеиваются на большие площади и поэтому границы зоны распространения опасных концентраций АХОВ оказываются на сравнительно небольших расстояниях от источника (поврежден­ной емкости).

Опасные концентрации АХОВ в непроточных источниках воды могут сохраняться от нескольких часов до двух месяцев; в реках, каналах, ручьях — в течение одного часа; в устьях рек — от двух до четырех суток. Продолжительность заражения источников воды отдельными АХОВ (например, диоксином) может достигать нескольких лет.

Поражение людей и животных происходит вследствие вдыхания за­раженного воздуха (ингаляционно), контакта с зараженными поверхно­стями (контактно-резорбтивно), через желудочно-кишечный тракт (перорально) в результате употребления зараженных продуктов пита­ния и фуража, через кожные покровы, слизистые оболочки и раневые поверхности (резорбтйяно) и другими путями. В результате воздействия АХОВ на организм человека, помимо непосредственных поражений, могут наблюдаться и отдаленные генетические последствия, вероятность воз­никновения которых определяется степенью заражения организма.

Профилактика возникновения аварий на ХОО и снижение ущерба от них обеспечиваются комплексом мероприятий:

• использованием безопасных технологий, осуществлением органи­зационных, технических, специальных и других мер, обеспечива­ющих высокую эксплуатационную надежность объектов, а также ограничение распространения АХОВ за пределы СЗЗ при авариях и разрушениях;

• рациональным размещением ХОО с учетом возможных последст­вий аварий;

• специальными мероприятиями по защите населения, позволяющими снизить масштабы вредного воздействия.

Практически ничего из этого не было выполнено на заводе американ­ской фирмы «Юнион Карбайд» в Бхопале (Индия). В результате — утечка 43 т ядовитого газа метилизоцианата в декабре 1984 г. привела к гибели 3 150 чел. и полной инвалидности около 20 тыс. Более 200 тыс. чел. получили поражения многих жизненно важных центров: органов дыхания, глаз, печени, почек.

Важное значение в деле профилактики аварий на ХОО имеет повы­шение уровня автоматизации и механизации технологических процес­сов, оснащенности их быстродействующими техническими средствами защиты, в том числе автоматическими отсечными устройствами, систе­мами взрывопредупреждения и локализации аварий, а также совершен­ствование профессиональной подготовки производственного персонала.

С целью повышения стойкости (прочности) хранилищ может прово­диться их обваловка, заглубление в грунт или размещение под землей. Перспективным направлением являются разработка и сооружение спе­циальных защитных оболочек вокруг крупных хранилищ.

Для химически опасных предприятий предусматривается организа­ция СЗЗ, в которой запрещается размещение жилых зданий, детских и лечебно-оздоровительных учреждений, а также других объектов, не отно­сящихся к этим предприятиям.

Согласно «Санитарным нормам проектирования промышленных пред­приятий» (СН 245-71) установлены следующие размеры СЗЗ: 1 000м — для предприятий I класса по санитарной классификации, 500 м — для пред­приятий II класса, 300 м — III, 100 м — IV и 50 м — для предприятий V класса.

Абсолютное большинство ХОО имеет размеры СЗЗ не менее 300 м.