54

2.Источники аварийно- химически опасных веществ на химически опасных объектах экономики причины возникновения чс

Опасное химическое вещество (ОХВ) - химическое вещество, прямое или опосредственное действие которого на человека может вызвать острые и хронические заболевания людей или их гибель (5).

Аварийно-химически опасное вещество (АХОВ) - ОХВ, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварийном выбросе (выливе) которого может произойти заражение окружающей среды с поражающими живой организм концентрациями (токсодозами) (6).

АХОВ ингаляционного действия (АХОВИД) - аварийно-химически опасное вещество, при выбросе (выливе) которого могут произойти массовые поражения людей ингаляционным путем (6).

Из всех вредных веществ, используемых в настоящее время в промышленности (более 600 тысяч наименований), только немногим более 100 можно отнести к АХОВ, 34 из которых получили наибольшее распространение. Полный перечень АХОВ приведен в документах ( 11,17).

Способность любого вещества легко переходить в атмосферу и вызывать массовые поражения определяется его основными физико-химическими и токсическими свойствами. Наибольшее значение из физико-химических свойств имеют агрегатное состояние, растворимость, плотность, летучесть, температура кипения, гидролиз, давление насыщенных паров, коэффициент диффузии, теплота испарения, температура замерзания, вязкость, коррозионная активность, температура вспышки и температура воспламенения. Ниже рассмотрены важнейшие физико-химические свойства АХОВ, а также возможное влияние этих свойств на масштабы и последствия химического заражения при авариях и катастрофах.

Агрегатное состояние. В основном все АХОВ могут находиться, в зависимости от внешних условий, в трех агрегатных состояниях: газообразное, жидкое и твердое. В большинстве случаев при обычных (нормальных) условиях АХОВ находятся в газообразном и жидком состояниях. Под нормальными условиями понимаются следующие условия: температура 273,15⁰ К (0⁰С) и давление 1 атм (760 мм рт. ст.). В тоже время в процессе производства, использования, хранения и перевозки агрегатное состояние АХОВ может заметно отличаться от состояния в нормальных условиях, что в свою очередь может оказать существенное влияние на развитие аварии и особенности загрязнения окружающей среды.

Переход вещества из жидкого состояния в газообразное называется парообразованием. Если парообразование происходит с поверхности жидкости, то такая разновидность его называется испарением. Если парообразование происходит из всего объема жидкой фазы, то такая разновидность его называется кипением. Испарение жидкости происходит при различных температурах окружающей среды, кипение - только при температурах, для которых давление насыщенного пара достигает величины внешнего давления. Процесс испарения вещества с поверхности твердой фазы называется сублимацией.

Давление насыщенного пара - давление пара, находящегося в равновесии с жидкостью (или с твердым телом). По величине давления насыщенного пара можно судить о летучести АХОВ и продолжительности поражающего действия.

Летучесть - способность вещества переходить в парообразное состояние. Количественной характеристикой летучести АХОВ является максимальная концентрация паров над жидкой или твердой фазой при данной температуре (мг/л; г/л; г/м²).

Температура кипения - температура, при которой давление пара над жидкостью равно внешнему (атмосферному) давлению. Температура кипения позволяет косвенно судить о летучести АХОВ и продолжительности его поражающего действия. Чем выше температура кипения АХОВ, тем медленнее идет испарение.

Плотность - массовое содержание вещества в единице объема при данной температуре. В случае, когда плотность АХОВ больше плотности воздуха, данные вещества скапливаются в низинах. Если плотность АХОВ больше воды, то данные вещества будут с большей вероятностью отлагаться в глубине водоемов.

Растворимость - свойство вещества растворяться в воде или других жидкостях. Хорошая растворимость АХОВ в воде часто приводит к быстрому и равномерному заражению различных водоисточников и водоемов. В тоже время хорошая растворимость в воде или органических растворителях позволяет использовать эти растворители или водные растворы различных веществ для удаления или нейтрализации АХОВ.

Многие АХОВ являются горючими и образуют с воздухом взрывоопасные смеси. Одними из величин, характеризующими способность АХОВ образовывать с окислителем горючие смеси, являются нижний и верхний температурные пределы воспламенения, а взрывоопасные смеси - верхний и нижний температурные пределы взрываемости. Нижний температурный предел воспламенения - температура, при которой происходит воспламенение газов и насыщенных паров от источника зажигания. Верхний температурный предел воспламенения - температура, выше которой смеси газов и насыщенных паров не способны воспламеняться. Концентрация газов и паров при нижнем и верхнем температурном пределах соответствует нижнему и верхнему концентрационным пределам воспламенения. Чем ниже значения концентрационных пределов воспламенения и шире значения диапазона взрываемости, тем более пожаро и взрывоопасными являются данные АХОВ.

Гидролиз - разложение химического вещества (соединения) водой. Он определяет условия хранения, состояние в воздухе водной среде и на местности, а также стойкость АХОВ в случае его аварийного выброса (утечки). Чем меньше АХОВ подвержено гидролизу, тем более продолжительнее во времени его поражающее действие.

Коэффициент диффузии является характеристикой распространения (диффузии) АХОВ в окружающей среде и численно равен количеству вещества, переходящего через сечение площадью 1 м² в секунду, при градиенте концентраций на расстоянии 1 метр равном единице. Чем выше коэффициент диффузии, тем больше скорость испарения и распространения в окружающей среде АХОВ.

Теплоемкость представляет собой отношение количества тепла, сообщаемого системе в каком либо процессе, к соответствующему изменению ее температуры. Под удельной теплоемкостью понимают отношение количества тепла, которое необходимо передать единице массы вещества, для того чтобы поднять его температуру на 1 градус. Теплоемкость позволяет косвенно судить о характере выброса и скорости испарения АХОВ с поверхности.

Теплота испарения - количество теплоты, поглощаемое веществом при изотермическом испарении жидкости, равновесной со своим паром. Под удельной теплотой испарения понимается количество тепла, которое необходимо передать единице массы вещества, для того чтобы перевести его в пар. Данная величина определяет характер выброса и последующую скорость испарения АХОВ.

Температура замерзания - температура, при которой жидкость теряет подвижность и загустевает на столько, что при наклоне пробирки с продуктом под углом 45^о его уровень остается неизменным в течение 1 минуты. Данная физическая величина определяет характер поведения АХОВ при низких температурах.

Вязкость - свойство жидких и газообразных сред оказывать сопротивление их течению под действием внешних сил. Вязкость позволяет косвенно судить о характере растекания, дробления и впитывания АХОВ на поверхности разлива.

Коррозионная активность - свойство АХОВ разрушать оболочки, в которых они хранятся или транспортируются. Коррозионная активность позволяет правильно определить материалы для хранения и перевозки АХОВ.

Температура вспышки - самая низкая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать в воздухе от постороннего источника зажигания.

Температура воспламенения - наименьшая температура, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие газы и пары с такой скоростью, что после их зажигания внешним источником возникает самостоятельное пламенное горение данного вещества.

Температура самовоспламенения - самая низкая температура вещества (или его оптимальной смеси с воздухом), при нагреве до которой в условиях специальных испытаний происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению пламенного горения.

Основные физико-химические характеристики наиболее распространенных АХОВ приведены в табл.3. Более полные сведения о физико-химических свойствах АХОВ изложены в источниках (17,18,27,29) а также соответствующих монографиях.

Механизм токсического действия АХОВ заключается в следующем. Внутри человеческого организма, а также между ним и внешней средой, происходит интенсивный обмен веществ. Наиболее важная роль в этом обмене принадлежит ферментам (биологическим катализаторам). Ферменты - это химические (биохимические) вещества или соединения, способные в ничтожно малых количествах управлять химическими и биологическими реакциями в организме.

Токсичность тех или иных АХОВ заключается в химическом взаимодействии между ними и ферментами, которое приводит к торможению или прекращению ряда жизненных функций организма. Полное подавление тех или иных ферментных систем вызывает общее поражение организма, а в некоторых случаях его гибель.

Для оценки токсичности АХОВ используеют ряд характеристик, основными из которых являются: концентрация и токсическая доза.

Концентрация - количество вещества (АХОВ) в единице объема, массы (мг/л, г/кг, г/м³ и т.д.).

Пороговая концентрация- это минимальная концентрация, которая может вызвать ощутимый физиологический эффект. При этом пораженные ощущают лишь первичные признаки поражения и сохраняют работоспособность.

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны - концентрация вредного вещества в воздухе, которая при ежедневной работе в течение 8 часов в день (41 часа в неделю) за время всего стажа работы не может вызвать заболеваний или отклонений состояния здоровья работающих, обнаруживаемых современными методами исследований, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.

Таблица 3