5.2.3. Зберігання і транспортування хнр

Створювані на хімічно небезпечних об'єктах мінімальні (нестискувані) запаси в середньому розраховані на 3 доби, а для підприємств по виробництву мінеральних добрив ці запаси доводяться до 10-15 діб. В результаті на великих підприємствах можуть одночасно зберігатися сотні і навіть тисячі тонн ХНР. Причому на значній частині об'єктів харчової м'ясо-молочної промисловості, в холодильниках торговельних баз і особливо на підприємствах водоочистки, розташованих у великих містах, міститися значні їх запаси. Наприклад, на овочевих базах міститься до 150 тонн зрідженого аміаку, а на водопровідних станціях - від 100 до 400 тонн зрідженого хлору.

На багатьох підприємствах ХНР є початковою сировиною, проміжним і кінцевим продуктом або побічною продукцією. Усі запаси цих речовин зберігаються в резервуарах базисних і витратних складів, містяться в технологічній апаратурі, транспортних засобах (у трубопроводах, залізничних цистернах, контейнерах). Зберігання небезпечних продуктів регламентується санітарними нормами, будівельними правилами і спеціальними відомчими документами, виходячи з їх агрегатного стану.

Наземні резервуари можуть розташовуватися групами і стояти окремо. Для кожної групи резервуарів або окремих сховищ по периметру обладналося замкнуте обвалування або стіна, що захищає. Під складськими резервуарами підприємств хімічної і інших галузей промисловості обладнаються піддони для збору рідини, що розлилася. Глибина піддону розраховується так, щоб в ньому могли розміститися запаси, що містяться, в найбільшому резервуарі (групі резервуарів) на 0,2 м нижче від верхнього рівня піддону або обвалування.

Для тимчасового зберігання ХНР перед відправкою на базисні і витратні склади споживачів використовуються залізничні склади, що розташовуються не ближче 300 метрів від житлових і громадських будівель. В цьому випадку отруйні речовини знаходяться в спеціальних цистернах. Термін зберігання при цьому не повинен перевищувати 2-3 діб. Проте гранична допустима кількість ХНР, що знаходяться на таких складах, не встановлено, що нерідко призводить до безконтрольного скупчення на залізничних станціях безлічі цистерн, використовуваних як тимчасові сховища.

Залізничний транспорт є основним видом перевезення ХНР. Вантажопідйомність залізничних цистерн : для хлору - 47,55 і 57 т; аміаку - 30 і 45 т; соляної кислоти - 52 і 59 т; фтору - 20 і 25 т.

Автомобільним транспортом ХНР перевозяться в цистернах вантажопідйомністю 2 -6 т. Окрім цистерн використовуються різні контейнери місткістю від 0,1 до 0,8 м³.

По території великих хімічно небезпечних об'єктів ХНР перевозять залізничними цистернами або транспортують по трубопроводах.

Для перекачування зрідженого аміаку є єдиний трансграничний магістральний трубопровід Тольятті - Одеса, протяжність якого складає 2,1 тис. км.

5.2.4. Особливості виникнення і розвитку аварій на хімічно небезпечних об'єктах

Теоретично будь-яка хімічна речовина може знаходитися в 3-х фазових станах: рідина, газ (пара) і твердий стан.

Залежно від співвідношення критичної температури, температури зовнішнього середовища і умов зберігання усе ХНР можна розділити на 4 основних групи.

I група. Речовини, що мають критичну температуру набагато нижче за температуру довкілля (метан, кисень, етилен та ін.). Речовини цієї групи у великих кількостях зберігаються на об'єктах господарської діяльності при температурах нижче за критичних. При розгерметизації ємностей з рідинами цієї категорії незначна частина рідини (близько 5 %) "миттєво" випарується за рахунок тепла піддону і довкілля, утворюючи первинну хмару пари ХНР. Частина рідини, що залишилася, перейде в режим стаціонарного кипіння.

Швидкість кипіння (швидкість утворення вторинної хмари) є функцією підведення тепла від довкілля і деяких фізико-хімічних властивостей ХНР. Найбільш небезпечні джерела вражаючих чинників в даному випадку - вторинна хмара пари ХНР, а в деяких випадках - пожежі і вибухи.

У разі розгерметизації ємностей з цією групою ХНР, що зберігаються в газоподібному стані, практично увесь вміст місткості утворює первинну хмару. Небезпека вражаючої дії первинної хмари в даному випадку залежить не лише від типу, кількості, фізико-хімічних і токсичних характеристик ХНР, але і від міри руйнування місткостей і метеоумов. Найбільш небезпечні вражаючі чинники в даному випадку - первинна хмара пари ХНР, а в деяких випадках - пожежі і вибухи.

II група. Речовини у яких критична температура вища, а температура кипіння нижче температури довкілля (аміак, хлор та ін.). При розгерметизації ємностей з рідинами цієї категорії процес утворення газових хмар залежить від умов зберігання ХНР.

Якщо ХНР зберігаються в рідкій фазі в місткості під високим тиском і при температурі вище за температуру кипіння, але нижче за температуру довкілля, то при розгерметизації місткості частина ХНР (10-40%) "миттєво" випарується, утворюючи первинну хмару пари ХНР, а частина, що залишилася, випаровуватиметься поступово за рахунок тепла довкілля, утворюючи вторинну хмару пари ХНР. Найбільшу небезпеку в даному випадку представлятиме первинна хмара пари ХНР за рахунок того, що процес його утворення протікає дуже інтенсивно (протягом 5 - 10 хв.) з розбризкуванням значної частини рідини у вигляді піни і крапель, утворенням первинних важких хмар ХНР. При цьому можливі вибухи пожежонебезпечних аерозолів. Частина рідкої фази ХНР, що залишилася, охолодиться до температури кипіння і перейде в режим стаціонарного кипіння аналогічно ХНР першої групи.

Якщо ХНР зберігаються в ізотермічних сховищах при температурі зберігання нижче температури кипіння, то у разі розгерметизації ємності первинного випару значної частини рідини не спостерігається. У первинну хмару переходить тільки 3 - 5% від загальної кількості ХНР. Частина рідини, що залишилася, перейде в режим стаціонарного кипіння. Найбільш небезпечні вражаючі чинники в даному випадку - вторинна хмара пари ХНР, переохолодження, а в деяких випадках - пожежі і вибухи.

ІІІ група. Речовини, у яких критична температура і температура кипіння вище температури довкілля, тобто речовини, що зберігаються при атмосферному тиску в рідкій або твердій фазі (тетраетилсвинець, діоксин, кислоти і так далі). В даному випадку при руйнуванні місткостей відбувається розлив (розсип) ХНР. Первинна хмара пари ХНР практично відсутня, проте існує небезпека поразки людей вторинною газовою хмарою (хмарою пилу), забруднення ґрунту і вододжерел.

IV група. Речовини, що відносяться до III групі, але що знаходяться при підвищеній температурі і тиску. При руйнуванні ємностей з ХНР в даному випадку процес утворення газових хмар відбувається аналогічно, як для речовин II групи у разі зберігання їх під високим тиском і температурі вище за температуру кипіння, але нижче за температуру довкілля. Проте внаслідок швидкої передачі тепла первинною хмарою в довкілля, а також з урахуванням фізико-хімічних властивостей ХНР, вони постійно конденсуються, і осідають на місцевості у вигляді плям по сліду поширення хмари в атмосфері. У наступному, можливо, їх повторний випар і перенесення (міграція) на значні відстані від місця первинного осадження.

Найскладніше протікає процес випару у другої групи речовин, що зберігаються при підвищеному тиску. Увесь процес випару рідини при руйнуванні місткості в даному випадку можна умовно розділити на 3 періоди.

Перший період - бурхливий, майже миттєвий випар рідини за рахунок різниці пружності тиску насиченої пари ХНР в місткості і парціального тиску в атмосфері. В результаті температура рідкої фази знижується до температури кипіння. Тривалість першого періоду складає до 3-5 хвилин.

Другий період - нестійкий випар за рахунок тепла піддону і тепла довкілля. Тривалість другого періоду може досягати до 5-10 хв.

Третій період - стаціонарний випар ХНР за рахунок підведення тепла від довкілля. Тривалість третього періоду залежить від фізико-хімічних властивостей ХНР, його кількості, метеоумов і може доходити до декількох діб.

Частина рідини, що перейшла в парову фазу в перший і другий періоди випару, утворює первинну хмару пари ХНР, а в третій період - вторинну хмару. Найбільш небезпечним періодом аварії в даному випадку є перший період. Аерозоль, що утворюється в цей період, у вигляді важких хмар вмить піднімається вгору, а потім під дією власної сили тяжіння опускається на грунт. При цьому хмара здійснює невизначені рухи, які важко передбачувані.

У разі руйнування оболонки ізотермічного резервуару (зберігання ХНР при тиску близькому до атмосферного) і розливу ХНР в піддон перший період випару практично відсутній. В результаті в первинну хмару переходить всього біля 3-5 % рідини (за рахунок тепла піддону і довкілля), що зберігається, протягом 5-10 хв. У разі вільного розливу кількість ХНР, що перейшла в первинну хмару, залежатиме ще і від площі розливу. Частина рідини, що залишилася, перейде в режим стаціонарного кипіння, аналогічно розглянутому раніше.

У разі руйнування оболонок висококиплячих рідин утворення первинної хмари пари практично не відбувається. Випар рідини здійснюється по стаціонарному процесу і залежить від фізико-хімічних властивостей ХНР, ії кількості і метеоумов, площі дзеркала розливу і так далі

Основними джерелами небезпеки у разі аварій на хімічно небезпечних об'єктах являються:

- залпові викиди ХНР в атмосферу з наступним зараженням повітря, місцевості і вододжерел;

- скидання ХНР у водоймища;

- "хімічна" пожежа зі вступом ХНР і продуктів їх горіння в довкілля;

- вибухи ХНР, сировини для їх отримання або початкових продуктів;

- утворення зон задимлення з наступним осадженням ХНР, у вигляді "плям" по сліду поширення хмари зараженого повітря, сублімацією і міграцією.

Кожне з вказаних вище джерел небезпеки (ураження) по місцю і часу може проявлятися окремо, послідовно або у поєднанні з іншими джерелами, а також багаторазово повторене в різних комбінаціях. Усе залежить від фізико-хімічних характеристик ХНР, умов аварії, метеоумов і особливостей місцевості.

Таким чином, у разі виникнення аварій на хімічно небезпечних об'єктах з викидом ХНР осередок хімічного ураження матиме наступні особливості:

1. Утворення хмар пари ХНР і їх поширення в довкіллі є складними процесами, які визначаються діаграмами фазового стану ХНР, їх основними фізико-хімічними характеристиками, умовами зберігання, метеоумовами, рельєфом місцевості і так далі, тому прогнозування масштабів хімічного зараження (забруднення) дуже ускладнене.

2. В розпал аварії на об'єкті діє, як правило, декілька вражаючих чинників: хімічне зараження місцевості, повітря, водоймищ; висока або низька температура; ударна хвиля, а поза об'єктом - хімічне зараження довкілля.

3. Найбільш небезпечний вражаючий чинник - дія пари ХНР через органи дихання. Він діє як на місці аварії, так і на великих відстанях від джерела викиду і поширюється із швидкістю вітрового перенесення ХНР.

4. Небезпечні концентрації ХНР в атмосфері можуть існувати від декількох годин до декількох діб, а зараження місцевості і води - ще більше тривалий час.

5. Летальний результат залежить від властивостей ХНР, токсичної дози і може наставати як миттєво, так і через деякий час після отруєння.