Понятие о химической обстановке и основы её оценки

Последствия химически опасных аварий характеризуются масштабом, степенью опасности и продолжительностью хи-мического загрязнения.

Масштаб химического загрязнения характеризуется:

• радиусом R_а и площадью S_а района аварии;

• глубиной Г_м и площадью S_м загрязнения местности с опас-ными плотностями;

• глубиной Г₁ и площадью S₁ зоны распространения первич-ного облака АХОВ;

• глубиной Г₂ и площадью S₂ зоны распространения вторич-

ного облака АХОВ.

Под глубиной загрязнения понимается максимальная про-тяженность соответствующей площади загрязнения за преде-лами района аварии, а под глубиной распространения – мак-симальная протяженность зоны распространения первичного или вторичного облака АХОВ.

Под зоной распространения понимается площадь химиче-ского загрязнения воздуха за пределами района аварии, созда-ваемая в результате распространения облака АХОВ по на-правлению ветра от подветренной границы района аварии.

Степень опасности химического загрязнения характеризу-ется:

• возможным количеством П_ра (%) пораженных в районах аварии;

• возможным количеством П_зр (%) пораженных в зонах рас-пространения АХОВ;

• количеством N_т загрязненной техники, требующей прове-дения специальной обработки;

• количеством N_обм загрязненных комплектов средств защиты и обмундирования.

Продолжительность химического загрязнения характеризу-ется:

60

Защита медицинских учреждений и населения

• условиях радиационных и химических катастроф

• временем испарения АХОВ в районе аварии с поверхности земли (поддона, обваловки), в течение которого существует опасность поражения людей при отсутствии средств защи-ты;

• временем химического загрязнения воздуха в зонах распро-странения АХОВ на различном удалении от района аварии;

• временем химического загрязнения открытых источников воды;

• временем естественной дегазации техники;

• временем подхода облака АХОВ к заданному рубежу.

Все указанные количественные показатели последствий

химически опасных аварий являются первичными информа-ционными данными, подлежащими анализу с учетом конкрет-ной обстановки. Суть такого анализа состоит в получении обобщенных количественных показателей масштабов и по-следствий аварий, пригодных для оценки складывающейся химической обстановки и принятия соответствующих реше-ний.

Оценка химической обстановки – это комплекс организа-ционно-технических мероприятий направленный на определе-ние оптимальных вариантов деятельности персонала на тер-ритории, подвергшейся загрязнению ТХВ.

Прежде всего, оценка последствий химически опасных ава-рий осуществляется методом прогнозирования. Исходными данными для прогнозирования последствий аварий служат:

- характеристики объекта аварии (предприятия, транспорт-ные средства);

- сведения о предприятиях (учреждениях и т.п.), которые мо-гут оказаться в районе аварии и зонах распространения АХОВ;

• метеорологические условия;

• топографические особенности местности.

К характеристикам объекта аварии относятся:

• место и время аварии;

61

Защита медицинских учреждений и населения

• условиях радиационных и химических катастроф

• тоннаж емкостей хранения (перевозки), способ хранения АХОВ;

• наименования АХОВ.

• сведениям о предприятиях, необходимым в первую оче-редь для оценки степени опасности химического загрязнения, относятся:

• линейные размеры промышленной площадки предприятий и их удаленность от района аварии;

• степень защищенности персонала предприятий (наличие индивидуальных и/или коллективных средств защиты);

• данные о составе, расположении и возможностях различ-ных подразделений по ликвидации последствий аварий. Данные о метеорологических условиях, в значительной ме-

ре определяющих степень реализации поражающих возмож-ностей АХОВ, включают:

• скорость и направление ветра у поверхности земли;

• вертикальную устойчивость воздуха (инверсию, изотер-мию, конвекцию);

• температуру воздуха и подстилающей поверхности.

Существенное влияние на поражающее действие АХОВ оказывают топографические особенности местности. Их соче-тание характеризует тип местности (рельеф, растительность, водоемы и др.). Вся эта информация может быть получена от соответствующих должностных лиц предприятий или желез-ной дороги, органов Гражданской обороны, гидрометеороло-гической службы, а также в ходе проведения химической раз-ведки. Кроме того, оценка типа местности может быть прове-дена по картам, аэрофотоснимкам и непосредственным изуче-нием местности, прилегающей к районам аварий. При прове-дении оценки пользуются данными ранее проведенных иссле-дований, сведенных в таблицы, а также компьютерными про-граммами.

62

Защита медицинских учреждений и населения в условиях радиационных и химических катастроф

Методика оценки химической обстановки

Район аварии ограничивается радиусом R_а, определяющим площадь окружности, в пределах которой облако АХОВ обла-дает наибольшими поражающими возможностями.

Радиус района аварии зависит от вида АХОВ и условий его хранения (использования) и может достигать 0,5-1 км. При проведении практических расчетов рекомендуется значение радиуса принимать равным:

• для АХОВ с низкой температурой кипения при разрушении технологических емкостей до 100 т – 0,5 км, в остальных случаях – 1 км;

• для высококипящих АХОВ: при разрушении технологиче-ских емкостей до 100 т – 200-300 м;

• в остальных случаях – 0,5 км.

При возникновении пожаров во время химических аварий

радиус района аварии рекомендуется увеличивать в 1,5-2 раза, что обосновывается возможностью выбросов в этих условиях большего количества АХОВ, а также разброса АХОВ за счет взрыва.

Как правило, при химических авариях загрязнение АХОВ оборудования, зданий, сооружений, техники и местности име-ет место лишь в районе аварии. В связи с этим глубина загряз-нения для большинства АХОВ отсутствует. Вместе с этим при выбросе некоторых высокотоксичных соединений (диоксина и других) глубина загрязнения может достигать значительных размеров.

Одним из главных показателей, характеризующих масшта-бы загрязнения при химически опасных авариях, является глубина распространения первичного облака АХОВ. В общем случае ее можно определить с помощью таблиц или аналити-ческих соотношений.

Глубина распространения вторичного облака АХОВ так же, как и первичного, может определяться с использованием таб-личных данных и аналогичных аналитических соотношений.

63

Защита медицинских учреждений и населения в условиях радиационных и химических катастроф

Учет влияния топографии местности при определении глу-бины распространения вторичного облака АХОВ осуществля-ется аналогично, как и в случае распространения первичного облака.

Прогнозирование показателей опасности химического за-грязнения

Прогнозирование показателей опасности химического за-грязнения является достаточно сложной задачей, так как зави-сит от токсикологических характеристик АХОВ, времени воз-действия, концентрации АХОВ в воздухе, нередко быстро ме-няющихся в конкретной обстановке.

Вместе с тем при рассмотрении района аварии следует счи-тать, что все 100 попавших в него людей могут быть пораже-ны, если они не будут обеспечены необходимыми средствами защиты. При 100% обеспечении людей средствами защиты число пораженных не превысит 3-5%, что определяется воз-можной технической неисправностью средств защиты.

При распространении АХОВ наибольшие концентрации будут наблюдаться при прохождении первичного облака. Они обусловят и наибольшее количество пораженных. При нали-чии средств защиты процент пораженных (за счет технической неисправности этих средств) не превысит 1-3%.

• тех случаях, когда первичное облако АХОВ отсутствует, поражение людей будет наблюдаться, как правило, лишь в районе аварии. Обмундирование, снаряжение персонала, дей-ствовавшего в районе аварии, или населения, попавшего в район, подлежит замене, так как может быть загрязнено в опасной степени. Вопрос же о загрязненности техники, еѐ де-газации, о замене обмундирования и снаряжения персонала, а также одежды населения, действовавших или попавших в рай-оны распространения первичного и вторичного облаков АХОВ, должен решаться в каждом случае индивидуально в зависимости от типа АХОВ и результатов лабораторного хи-мического анализа.

64

Защита медицинских учреждений и населения в условиях радиационных и химических катастроф

Продолжительность поражающего действия АХОВ зави-сит от многих факторов, и, прежде всего от физико-химических свойств АХОВ, метеорологических условий, под-стилающей поверхности и т.д. Например, продолжительность химического загрязнения приземного слоя атмосферы в рай-оне аварии определяется временем испарения АХОВ.

Особенности прогнозирования масштабов химического за-грязнения приземного слоя атмосферы в условиях города Прогнозирование масштабов химического заражения воз-

духа в условиях города тесно связано с его климатом, причем климат города нельзя рассматривать изолированно, так как он является статистической совокупностью множества ежеднев-ных погодных событий, происходящих на территории города.

Погодные условия на любой местности регулируются крупномасштабными атмосферными явлениями. В то же вре-мя каждый из городских районов изменяет в большей или меньшей степени локальные условия приграничного слоя ат-мосферы. В определенных погодных условиях могут домини-ровать либо крупномасштабные процессы, либо локальные, хотя во всех случаях присутствуют и те и другие. В случае сильного ветра, облачности и осадков, влиянием локальных условий можно пренебречь. В тех случаях, когда скорость ветра мала, небо днем и ночью безоблачно, влияние локаль-ных условий, обусловленное городом, превалирует над синоп-тическими процессами и ими пренебрегать нельзя.

Наибольшее влияние город оказывает на температуру воз-духа, что приводит к возникновению внутри города «островов тепла». Их наличие в совокупности с рельефом подстилающей поверхности оказывает значительное влияние на скорость и направление ветра у поверхности земли и состояние верти-кальной устойчивости воздуха, которые могут не совпадать с таковыми на открытой местности. «Остров тепла» обуславли-вает формирование в ночных условиях неустойчивых страти-фикаций, вызывающих подъем воздушных масс, на смену ко-

65

Защита медицинских учреждений и населения в условиях радиационных и химических катастроф

торым от окраин будут двигаться более холодные массы воз-духа. Особенности распространения АХОВ тесно связаны с рассмотренными процессами и должны определяться в каж-дом случае конкретно с учетом свойств хранимого вещества и условий его хранения.

• случае разрушения емкости хранения со сжиженным га-зом или низкокипящими жидкими АХОВ превалирование гра-витационных факторов в начальный момент распространения АХОВ приведет к тому, что направление движения облака и скорость его перемещения будут в основном определяться рельефом местности. Вследствие застоя АХОВ в низинах и подвалах городских зданий могут создаваться значительные концентрации, приводящие к поражению всех попавших в данную зону. В последующем распространение АХОВ будет определяться скоростью и направлением ветра. Оно будет, как правило, совпадать с городскими магистралями. В ночное время возможно затекание облака АХОВ в центр города с движущимися к центру города более холодными массами воз-духа от окраин. В случае совпадения направления движения облака АХОВ с направлением городских транспортных маги-стралей, глубину распространения следует оценивать по таб-лицам для равнинной местности. В случае несовпадения на-правления ветра с направлением городских магистралей или при отсутствии последних (в городах с беспорядочной за-стройкой) оценку глубины распространения облака АХОВ не-обходимо производить как для случая лесистой местности.

Вертикальная устойчивость воздуха и ее значение Выявление химической обстановки осуществляется путем

проведения химической разведки, которая устанавливает вид

• количество химических веществ, попавших в окружающую среду, ориентировочную площадь загрязнения, а с помощью приборов химической разведки (ВПХР, ПХР-МВ или других)

• тип АХОВ.

66

Защита медицинских учреждений и населения в условиях радиационных и химических катастроф

Направление и скорость ветра в приземном слое атмосфе-ры, температуру воздуха и почвы определяют наблюдатель-ные посты. Различие температуры воздуха на высоте 2 м и температуры почвы позволяет судить о степени вертикальной устойчивости приземного слоя атмосферы, существенным об-разом влияющий на глубину распространения облака загряз-нѐнного воздуха и в целом на опасность химической обста-новки.

Выделяют три степени вертикальной устойчивости: инвер-сию, изотермию и конвекцию.

Под инверсией понимают такое состояние приземного слоя атмосферы, когда температура почвы ниже температуры воз-духа на высоте 2 м (отрицательный температурный градиент). При инверсии облако загрязнѐнной атмосферы нисходящими воздушными потоками прижимается к поверхности земли.

Изотермия характеризуется одинаковой температурой поч-вы и воздуха на высоте 2 м (нулевой температурный гради-ент). При изотермии в приземном слое атмосферы не проис-ходит вертикального перемещения воздушных масс, но так как пары АХОВ в подавляющем большинстве случаев имеют большую по сравнению с воздухом плотность, то облако за-грязнѐнного воздуха концентрируется в приземном слое.

Конвекция – это такое состояние приземного слоя атмосфе-ры, когда температура почвы выше температуры воздуха на высоте 2 м (положительный температурный градиент). При конвекции создаются восходящие потоки воздуха, что приво-дит к быстрому перемешиванию воздуха и снижению концен-трации АХОВ в облаке загрязнѐнной атмосферы.

Степень вертикальной устойчивости атмосферы зависит от времени суток, состояния облачности и скорости ветра. Эта зависимость отражена в следующей таблице 2.1.

67

Защита медицинских учреждений и населения в условиях радиационных и химических катастроф

Таблица 2.1

Вертикальная устойчивость приземных слоев атмосферы

Ско-		НОЧЬ			ДЕНЬ
		Перемен-			Перемен-
рость
	Яс-	ная	Пас-	Яс-	ная	Пас-
ветра
	но	облач-	мурно	но	облач-	мурно
м/с
		ность			ность
до 0,5
0,6-2	ИНВЕРСИЯ			КОНВЕКЦИЯ
2,1-4,0
более 4,0			ИЗОТЕРМИЯ

ПРИМЕЧАНИЕ: При снежном покрове следует ожидать изо-термию и реже инверсию.

Наиболее опасная химическая обстановка возникает при инверсии и в меньшей степени – изотермии. В условиях кон-векции облако отравленной атмосферы восходящими потока-ми воздуха отрывается от поверхности земли и размывается и роль химической обстановки значительно уменьшается.

68

Защита медицинских учреждений и населения в условиях радиационных и химических катастроф