Чрезвычайные ситуации. Часть III. Чрезвычайные ситуации техногенного характера. Учебное пособие
.pdf
Продолжение таблицы 1
1 |
2 |
Примечания.
1.Аварии категорий А01, А02, А03 характеризуются превышением максимального проектного предела повреждения твэл.
2.Уровни А и Б критериев для принятия неотложных решений в
|
|
начальный период аварии соответствуют НРБ-99. |
|
||
А04 |
|
Выброс в окружающую среду радиоактивных веществ, в результате |
|||
Авария |
в |
которого в пределах санитарно-защитной зоны превышен основной |
|||
пределах АС |
|
дозовый предел облучения лиц из населения 1 мЗв в год. |
|||
|
|
Однократное внешнее и/или внутреннее облучение отдельных лиц |
|||
|
|
из персонала, доза которого превышает потенциально опасную (200 |
|||
|
|
мЗв). |
|
|
|
|
|
Повреждение твэлов, при котором предел безопасной эксплуатации |
|||
|
|
по количеству и размеру дефектов твэлов превышен, а |
|||
|
|
максимальный проектный предел не превышен |
|
||
|
|
|
Происшествия |
|
|
П01 |
|
Поступление в помещение (помещения) постоянного пребывания |
|||
Серьезное |
|
персонала, на площадку АС или в окружающую среду |
|||
происшествие |
радиоактивных |
веществ, произошедшее из-за отказов систем |
|||
|
|
(элементов), |
недостатков |
эксплуатационных |
процедур, |
|
|
неправильных действий персонала, в результате которого: |
|||
-загрязнение помещения (помещений) постоянного
пребывания персонала достигло бета-активными нуклидами 10000 част/(мин·см2) и/или альфа-активными нуклидами 200 част/(мин·см2);
-загрязнение санитарно-защитной зоны привело к созданию дозы облучения, которая не превышает 1 мЗв в год.
Однократное внешнее и/или внутреннее облучение отдельных лиц из персонала, доза которого превышает основной дозовый предел, но не более потенциально опасной (200 мЗв).
П02 Нарушение пределов безопасной эксплуатации (кроме радиационных).
ПОЗ Нарушение условий безопасной эксплуатации.
П04 Неработоспособность одного или нескольких каналов систем безопасности, выявленная при регламентном опробовании или осмотре при эксплуатации блока АС.
П05 Срабатывание системы безопасности, связанное с необходимостью выполнения функции безопасности при эксплуатации блока АС и сопровождающееся дополнительными по сравнению с учитываемыми при проектных авариях отказами элементов систем безопасности сверх единичного отказа и/или неправильными действиями персонала.
11
Окончание таблицы 1
1 |
2 |
П06 |
Срабатывание системы безопасности, связанное с необходимостью |
|
выполнения функции безопасности при эксплуатации блока АС и |
|
не сопровождающееся дополнительными по сравнению с |
|
учитываемыми при проектных авариях отказами элементов систем |
|
безопасности сверх единичного отказа и/или неправильными |
|
действиями персонала |
П07 |
Срабатывание системы безопасности или канала системы |
|
безопасности, не связанное с выполнением функции безопасности, |
|
в том числе той части системы пожаротушения, которая |
|
обеспечивает условия для функционирования систем безопасности. |
П08 |
Останов реакторной установки или отключение блока от сети без |
|
срабатывания аварийной защиты при эксплуатации блока АС, |
|
вызванный отказом систем (элементов), и/или неправильными |
|
действиями персонала, или внешним воздействием. |
П09 |
Снижение нагрузки блока АС на 25% и более от уровня мощности, |
|
непосредственно ей предшествовавшего, вызванное отказом систем |
|
(элементов), и/или неправильными действиями персонала, или |
|
внешним воздействием |
П10 |
Падение и/или повреждение ТВС, твэл при операциях со свежим |
|
или отработавшим ядерным топливом, вызванные отказом систем, |
|
элементов (в том числе грузоподъемного оборудования АС, |
|
используемого при обращении с ядерным топливом) и/или |
|
неправильными действиями персонала. |
П11 |
Повреждения или дефекты элементов АС 1-го и 2-го классов |
|
безопасности, произошедшие или выявленные при эксплуатации |
|
блока АС, но не приведшие к исходному событию. |
Всоответствии со шкалой МАГАТЭ происшествия П02 ÷ П04 можно отнести к категории происшествий средней тяжести, П05 ÷ П11 – к незначительным происшествиям.
Врадиационной аварии различают четыре фазы развития: начальную, раннюю, промежуточную и позднюю (восстановительную).
Начальная фаза аварии является периодом времени, предшествующим началу выброса (сброса) радиоактивности в окружающую среду или периодом обнаружения возможности облучения населения за пределами санитарнозащитной зоны предприятия. В отдельных случаях подобная фаза может не существовать вследствие своей быстротечности.
Ранняя фаза аварии (фаза «острого» облучения) является периодом собственно выброса радиоактивных веществ в окружающую среду или
12
периодом формирования радиационной обстановки непосредственно под влиянием выброса (сброса) в местах проживания или нахождения населения. Продолжительность этого периода может быть от нескольких минут до нескольких часов в случае разового выброса (сброса) и до нескольких суток в случае продолжительного выброса (сброса).
Вэтот период люди будут подвергаться внешнему облучению – от радиоактивного облака и радиоактивного загрязнения местности и внутреннему
–за счет ингаляционного поступления радионуклидов в организм человека, которое является наиболее опасным видом облучения.
Промежуточная фаза аварии охватывает период, в течение которого нет дополнительного поступления радиоактивности из источника выброса в окружающую среду и в течение которого принимаются решения о введении или продолжении ранее принятых мер радиационной защиты на основе проведенных измерений уровней содержания радиоактивных веществ в окружающей среде и вытекающих из них оценок доз внешнего и внутреннего облучения населения.
Промежуточная фаза начинается с нескольких первых часов с момента выброса (сброса) и длится до нескольких суток, недель и больше, она зависит от масштаба аварии, наличия сил и средств по проведению мероприятий по защите населения и объема этих мероприятий. Для разовых выбросов (сбросов) протяженность промежуточной фазы прогнозируют равной 7-10 суток.
Вэтот период основное воздействие радиации на человека будет включать внешнее облучение от загрязненной радионуклидами местности и, частично, внутренне облучение за счет поступления радионуклидов в организм с пищевыми продуктами местного производства и водой из местных источников водоснабжения.
Поздняя фаза (фаза восстановления) характеризуется периодом возврата к условиям нормальной жизнедеятельности населения и может длиться от нескольких недель до нескольких лет в зависимости от мощности и радионуклидного состава выброса, характеристик и размеров загрязненного района, эффективности мер радиационной защиты.
Здесь основную опасность для населения будет представлять поступление радионуклидов в организм человека с продуктами местного производства, а также внешнее облучение, когда люди будут находиться на загрязнѐнной территории по производственной или личной надобности.
Последствия радиационных аварий и, прежде всего, радиоактивные загрязнения окружающей среды имеют сложную зависимость от исходных параметров радиационно опасных объектов (типа объекта, типа и мощности ядерной или радиоизотопной установки, ядерного боеприпаса, характера радиохимического процесса и т.д.) и метеоусловий.
Для лучшей организации защиты персонала и населения проводится заблаговременное зонирование территории вокруг радиационно опасного
объекта. Устанавливаются следующие зоны:
- зона экстренных мер защиты – территория, на которой доза облучения
13
всего тела за время формирования радиоактивного следа или доза внутреннего облучения отдельных органов может превысить верхний предел,
установленный для эвакуации;
- зона предупредительных мероприятий – территория, на которой доза облучения всего тела за время формирования радиоактивного следа или доза облучения внутренних органов может превысить верхний предел,
установленный для укрытия и йодной профилактики;
- зона ограничений – территория, на которой доза облучения всего тела или отдельных его органов за год может превысить нижний предел для потребления пищевых продуктов. Зона вводится по решению государственных
органов.
3 АВАРИИ С ВЫБРОСОМ (УГРОЗОЙ ВЫБРОСА) АВАРИЙНО ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ
3.1 Общие понятия
Аварии с выбросом (угрозой выброса) химически опасных веществ (ХОВ) происходят на химически опасных объектах, под которыми понимается объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют опасные химические вещества, при аварии на котором или при разрушении которого может произойти гибель или химическое заражение людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также химическое заражение окружающей природной среды [2].
К таким объектам относятся:
-предприятия химической и нефтехимической промышленности, производящие и потребляющие АХОВ;
-предприятия целлюлозно-бумажной, текстильной, металлургической, пищевой и других видов промышленности, использующие в своих технологиях АХОВ;
-промышленные холодильные установки, водоочистные сооружения, железнодорожные станции, порты, терминалы и склады временного хранения АХОВ;
-транспортные средства (контейнеры и наливные поезда, автоцистерны, речные и морские танкеры, трубопроводы и т.п.);
-склады временного хранения боевых химически опасных веществ;
-предприятия по уничтожению боевых химически опасных веществ. Химическая авария ‒ это авария на химически опасном объекте,
сопровождающаяся проливом или выбросом опасных химических веществ, способная привести к гибели или химическому заражению людей, продовольствия, пищевого сырья и кормов, сельскохозяйственных животных и
14
растений, или к химическому заражению окружающей природной среды.
Выброс опасного химического вещества - выход при разгерметизации за короткий промежуток времени из технологических установок, емкостей для хранения или транспортирования опасного химического вещества или продукта в количестве, способном вызвать химическую аварию [2].
Пролив опасных химических веществ - вытекание при
разгерметизации из технологических установок, емкостей для хранения или транспортирования опасного химического вещества или продукта в количестве, способном вызвать химическую аварию [2].
Опасное химическое вещество (ОХВ) - химическое вещество, прямое или опосредованное, воздействие которого на человека может вызвать острые и хронические заболевания людей или их гибель.
Аварийно химически опасное вещество (АХОВ) – опасное химическое вещество, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварийном выбросе (разливе) которого может произойти заражение окружающей среды в поражающих живой организм концентрациях (токсодозах).
Токсодоза - значение заражения, равное произведению концентрации ОХВ на время пребывания человека в данном месте без средств защиты органов дыхания, в течение которого проявляются различные степени токсического воздействия ОХВ на человека (первые слабые признаки отравления - пороговая токсодоза; существенное отравление - поражающая токсодоза; кома - смертельная токсодоза) [16].
Зона химического заражения ‒ территория или акватория, в пределах которой распространены или куда привнесены опасные химические вещества в концентрациях или количествах, создающих опасность для жизни и здоровья людей, для сельскохозяйственных животных и растений в течение определенного времени.
Критерием для определения категории химической опасности объекта является количество населения, попадающего в зону возможного химического заражения, которая представляет собой площадь круга, очерченного радиусом, равным наибольшей глубине распространения облака зараженного воздуха с пороговой концентрацией.
Существует четыре категории степени опасности химически опасных объектов:
-первая, когда в зону возможного химического заражения попадает более 75 тысяч человек;
-вторая, когда в зону возможного химического заражения попадает от 40 до 75 тысяч человек;
-третья, когда в зону возможного химического заражения попадает менее 40 тысяч человек;
-четвѐртая, когда зона возможного химического заражения не выходит за пределы территории объекта или его санитарно-защитной зоны.
15
3.2 АХОВ и их воздействие на человека и окружающую среду
К химическим веществам, рассматриваемым в первую очередь при идентификации промышленных установок как источников опасных крупных производственных аварий, в РФ относят: азотная кислота (концентрир.), акролеин, аммиак, ацетонитрил, ацетонциангидрин, бромистоводородная кислота, водород мышьяковистый, фтористый водород, хлористый водород, цианистый водород (синильная кислота), диметиламин, диоксин, дихлорэтан, метилакрилат, метиламин, метил бромистый, метил хлористый, метилмеркаптан, нитрил акриловой кислоты, окись этилена, окислы азота, сернистый ангидрид (диоксид серы), сероводород, сероуглерод, соляная кислота (концентрир.), формальдегид, фосген, ртуть, фтор, треххлористый фосфор, хлорпикрин, хлор, хлорокись фосфора, этиленимин, этиленсульфид, этилмеркаптан. По количеству веществ, находящихся на химически опасных объектах в РФ, на первом месте стоят аммиак и хлор.
По основным физико-химическим свойствами и условиям хранения АХОВ можно разделить на:
1)Жидкие и летучие, хранящиеся под давлением (сжатые и сжиженные газы) – хлор, аммиак, сероводород, фосген и др.
2)Жидкие и летучие, хранящиеся в ѐмкостях без давления, – синильная кислота, антиловая кислота, хлорпикрин и др.
3)Дымящие кислоты – серная, азотная, соляная и др.
4)Сыпучие и твердые нелетучие, при температуре хранения до 40 °С – сулема, мышьяковистый ангидрид и др.
5)Сыпучие и твердые летучие, при температуре хранения до 40 °С – соли синильной кислоты, меркураны и др.
По классу опасности (степени воздействия на организм человека) АХОВ делят на: чрезвычайно опасные, высоко опасные, умеренно опасные, мало опасные (таблица 2).
Таблица 2 – Классификация АХОВ по классу опасности
|
|
|
Норма для класса опасности |
|
|||
Наименование показателей |
Чрезвычайно |
Высоко |
Умеренно |
|
Мало |
||
|
|
|
опасные |
опасные |
опасные |
|
опасные |
|
|
|
(I) |
(II) |
(III) |
|
(IV) |
ПДК в воздухе рабочей зоны, |
Менее 0,1 |
0,1 ÷ 1 |
1,1 ÷ 10 |
|
Более 10 |
||
мг/м3 |
|
|
|
|
|
|
|
Средняя |
смертельная |
доза |
Менее 15 |
15 ÷ 150 |
151 ÷ 5000 |
|
Более 5000 |
при попадании в желудок, |
|
|
|
|
|
||
мг/см2 |
|
|
|
|
|
|
|
Средняя |
смертельная |
доза |
Менее 100 |
100 ÷ 500 |
501 ÷ 2500 |
|
Более 2500 |
при попадании на кожу, мг/кг |
|
|
|
|
|
||
Средняя |
смертельная |
Менее 500 |
500 ÷ 5000 |
5001÷ |
|
Более |
|
16
концентрация в воздухе, мг/м3 |
|
|
50 000 |
50 000 |
Коэффициент возможности |
Более 300 |
300 ÷ 30 |
29 ÷ 3 |
Менее 3 |
ингаляционного отравления |
|
|
|
|
Кпервому классу опасности относятся: фтористый водород, хлорокись фосфора, этиленимин, ртуть.
Ко второму классу опасности относятся: акролеин, мышьяковистый водород, синильная кислота, диметиламин, сероуглерод, фтор, хлор и др.
Ктретьему классу опасности относятся: хлористый водород, бромистый водород, сероводород, триметиламин и др.
Кчетвѐртому классу опасности относятся: аммиак, метиакрилат, ацетон. По физиологическому воздействию на организм человека АХОВ можно
разделить на следующие группы [17]:
а) вещества с преимущественно удушающим действием:
- с выраженным прижигающим действием – хлор, треххлористый фосфор, оксихлорид фосфора;
- со слабым прижигающим действием – фосген, хлорпикрин, хлорид серы, гидразин;
б) вещества общеядовитого действия: оксид углерода, синильная кислота, водород мышьяковистый, динитрофенол, динитроортокрезол, этиленхлоргидрин, акролеин;
в) вещества, обладающие удушающим и общеядовитым действием:
сернистый ангидрид, сероводород, оксиды азота, акрилонитрил; г) нейротропные яды, т.е. вещества, воздействующие на генерацию и
передачу нервного импульса: метилмеркаптан, оксид этилена, сероуглерод, фосфорорганические соединения;
д) вещества, обладающие удушающим и нейротропным действием:
аммиак, ацетонитрил, кислота бромистоводородная, метил бромистый, метил хлористый;
е) метаболические яды – вещества, нарушающие процессы метаболизма вещества в организме: оксид этилена, дихлорэтан;
ж) вещества, нарушающие обмен веществ: диметалсульфат, диоксин,
формальдегид.
Квеществам с преимущественно удушающим действием относятся токсические соединения, для которых главным объектом воздействия на организм являются дыхательные пути. При действии паров ряда веществ в высоких концентрациях возможен быстрый летальный исход от шокового состояния, вызванного химическим ожогом открытых участков кожи, слизистых оболочек верхних дыхательных путей и легких.
Квеществам преимущественно общеядовитого действия относятся соединения, способные вызывать острое нарушение энергетического обмена, которое и является в тяжелых случаях причиной гибели пораженного. Эти вещества можно разделить на яды крови и тканевые яды.
Тканевые яды делятся на ингибиторы ферментов дыхательной цепи
(цианиды, сероводород, акрилонитрил), разобщители окисления и
17
фосфорилирования (динитрофенол, динитроортокрезол) и вещества, истощающие запасы субстратов для процессов биологического окисления (этиленхлоргидрин, этиленфторгидрин).
К веществам, обладающим удушающим и общеядовитым действием, относится значительное количество АХОВ, способных при ингаляционном воздействии вызывать токсический отек легких, а при резорбции нарушать энергетический обмен. Многие соединения этой группы обладают сильнейшим прижигающим действием, что значительно затрудняет оказание помощи пострадавшим.
Основными путями проникновения АХОВ внутрь организма являются органы дыхания (ингаляционный путь) и кожа (резорбтивный путь). Возможно также попадание АХОВ в организм через желудочно-кишечный тракт, например, с водой из зараженного источника, и через поверхности ран. Наиболее опасным из них является ингаляционный путь.
Ингаляционное и резорбтивное поражение возможно только при попадании АХОВ в атмосферу. При этом в атмосфере АХОВ могут находиться в виде пара или газа, в аэрозольном состоянии и капельно-жидком виде.
АХОВ оказывают химическое воздействие на ферменты организма, приводящее к торможению или прекращению ряда жизненно важных функций организма и его поражению в различной степени, включая гибель. Чаще всего нарушения в организме проявляются в виде острых и хронических отравлений.
Поражающие состояния АХОВ в атмосфере представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Поражающие состояния АХОВ в атмосфере
Вид состояния |
Размеры микрочастиц, |
Особенности |
|
|
|
мкм |
распространения в воздухе |
Газ или пар |
|
Менее 0,001 |
|
Аэрозоль |
неоседающий |
0,001 ÷ 30 |
Неоседающие примеси |
(туман, дым) |
|
|
|
Аэрозоль |
оседающий |
|
|
(морось, крупные частицы |
30 ÷ 500 |
Оседающие примеси |
|
дыма) |
|
|
|
Аэровзвеси |
(капельно- |
Более 500 |
|
жидкие фракции) |
|
|
|
При авариях на химически опасных объектах с выбросом (проливом) АХОВ происходит химическое заражение окружающей среды с различной степенью концентрации АХОВ, продолжительностью от нескольких часов до нескольких суток, в зависимости от конкретных условий: состояния погоды, времени года, местности, характера применяемых мер по ликвидации аварии.
Наибольшую опасность для населения представляют аварии со сжиженными газами и АХОВ, кипящими при низкой температуре.
18
Пары и газы, а также неоседающий аэрозоль, образующиеся при авариях со сжиженными или газообразными АХОВ, могут распространяться на многие километры, что увеличивает масштабы опасности. При этом образуется зона химического заражения, включающая в себя очаг химического заражения, зону распространения заражѐнного воздуха с опасными концентрациями АХОВ (при неоседающих АХОВ), а также зону заражения территории при наличии оседающих примесей. Внешние границы зоны химического заражения соответствуют пороговому значению токсодозы АХОВ при ингаляционном воздействии на человека.
3.3 Характеристика аварий на химически опасных объектах
При химической аварии на химически опасных объектах может действовать комплекс поражающих факторов:
-непосредственно на объекте аварии – токсическое воздействие АХОВ,
ударная волна при наличии взрыва, тепловое воздействие и воздействие продуктами сгорания на пожаре;
-вне объекта аварии – в районах распространения зараженного воздуха только токсическое воздействие как результат химического заражения окружающей среды.
Основным поражающим фактором при авариях на химически опасных объектах является токсическое воздействие АХОВ как непосредственно при аварийном выбросе (проливе), так и при химическом заражении окружающей среды.
Неконтролируемые выбросы АХОВ характеризуются частичным или полным разрушением технологического оборудования, систем защиты, оболочек резервуаров. Они могут сопровождаться пожарами и взрывами газо- и пылевоздушных смесей, обуславливающими повторные разрушения оборудования и повреждения соседних объектов.
Характер аварий на химически опасных объектах и поведение АХОВ при аварии во многом зависят от способа хранения АХОВ на этих объектах, которые могут быть:
-в резервуарах под давлением собственных паров (16 – 18 кг/см2);
-в изотермических хранилищах (ѐмкости искусственно охлаждаются) при давлении, близком к атмосферному (сжиженные газы);
-при температуре окружающей среды и давлении 0,7 – 30 кг/см2 (сжатые
газы);
-в закрытых ѐмкостях при атмосферном давлении и температуре окружающей среды (жидкости).
Сжиженные АХОВ содержатся в емкостных элементах, изготовленных в виде алюминиевых, железобетонных, стальных или комбинированных резервуаров, в которых поддерживаются условия, соответствующие заданному режиму хранения.
19
Наземные резервуары на складах располагаются, как правило, группами с одним резервным резервуаром на группу. Вокруг каждой группы резервуаров по периметру предусматривается замкнутое обваловывание или ограждающая стенка. У некоторых отдельно стоящих резервуаров могут быть поддоны или подземные железобетонные резервуары.
Твердые АХОВ хранят в специальных помещениях или на открытых площадках под навесами. На близкие расстояния АХОВ перевозят автотранспортом в баллонах, контейнерах (бочках) или автоцистернах. По железной дороге АХОВ перевозят в баллонах, контейнерах (бочках) и цистернах. Водным транспортом АХОВ перевозятся в баллонах и контейнерах, ряд судов оборудованы специальными резервуарами вместимостью до 10 000 тонн.
В зависимости от вида выброшенных (вылившихся) ОХВ (скорости их испарения) могут возникнуть четыре типа ЧС, отличающихся характером поражающих факторов [16].
Первый тип ЧС (при выбросе легко испаряющихся ОХВ) – практически мгновенно возникает первичное облако ОХВ, распространяющееся на большое расстояние.
Второй тип ЧС (при выбросе ЧС средней летучести) – практически мгновенно возникает первичное облако ОХВ, а также пролив ОХВ и вторичное облако по мере испарения пролива.
Третий тип ЧС (при выбросе мало летучих ОХВ) – возникает пролив ОХВ и вторичное облако по мере его испарения.
Четвертый тип ЧС (при выбросе стойких ОХВ) – образуется пролив
ОХВ.
Первичное облако – облако АХОВ, образующееся в результате мгновенного (1 – 3 мин.) перехода в атмосферу части содержимого емкости с АХОВ при ее разрушении.
Вторичное облако – облако АХОВ, образующееся в результате испарения разлившегося вещества с подстилающей поверхности.
П е р в ы й т и п Ч С может возникнуть в случае мгновенной разгерметизации (например, в результате взрыва) емкостей или технологического оборудования с газообразными (под давлением), криогенными, перегретыми сжиженными АХОВ, в результате чего образуется первичное парогазовое или аэрозольное облако АХОВ с высокой концентрацией токсичного вещества в воздухе.
Пролива жидкой фазы, как правило, при этом не происходит или пролитое вещество быстро (за несколько минут) испаряется за счет тепла окружающей среды. В зависимости от метеоусловий облако АХОВ распространяется на прилегающую к аварийному объекту территорию, неся смертельную опасность для проживающего на ней населения. Первый тип ЧС является наиболее опасным как с точки зрения интенсивности воздействия поражающих факторов, так и трудности быстрого реагирования на ЧС органов управления и сил РСЧС для предотвращения или снижения потерь.
20
