19

Державний вищий навчальний заклад

«Запорізький національний університет»

Міністерство освіти та науки України

РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНА РОБОТА

З ДИСЦИПЛІНИ «ЦИВІЛЬНА ОБОРОНА»

НА ТЕМУ: «ЗАХИСТ НАСЕЛЕННЯ ПРИ АВАРІЯХ НА ХІМІЧНО-НЕБЕЗПЕЧНИХ ОБ'ЄКТАХ»

ВАРІАНТ № 7

Виконав:

Перевірила:

Григорова Наталія Володимирівна

Кузьміна Ірина Анатоліївна

Запоріжжя

2010

ЗМІСТ

1 ХАРАКТЕРИСТИКА ХЛОРУ ТА МЕТОДИ ЗАХИСТУ ВІД

НЬОГО.....................................................................................................................3

2 ВИХІДНІ ДАННІ................................................................................................10

3 ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА.................................................................................12

4 ВИСНОВКИ ТА ОЦІНКА ХІМІЧНОЇ ОБСТАНОВКИ.................................14

5 НАКАЗА ФОРМУВАННЯ ЦИВІЛЬНОЇ ОБОРОНИ.....................................16

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ.........................................................................................1

Характеристика хлору та методи захисту

Загальні відомості:

Хлор (від греч. - «зелений») - елемент головної підгрупи сьомої групи, третього періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва, з атомним номером 17. Позначається символом Cl (лат. Chlorum). Хімічно активний неметал. Входить до групи галогенів з малярною масою 35,452 і будовою орбіталей 3s₂3p₅. За нормальних умов - отруйний газ жовтувато-зеленого кольору, з різким запахом. Молекула хлору двоатомна (формула Cl₂).

Розповсюдження в природі:

У природі зустрічаються два ізотопи хлору 35Cl і 37Cl. У земній корі хлор найпоширеніший галоген. Хлор дуже активний - він безпосередньо з'єднується майже зі всіма елементами періодичної системи. Тому в природі він зустрічається тільки у вигляді з'єднань у складі мінералів: галіта NACI, сильвіна KCl, сильвініта KCl · NaCl, бішофіта MgCl₂ · 6H₂O, карналіта KCl · MgCl₂ · 6Н₂O, каїніту KCl · MgSO₄ · 3Н₂О. Найбільші запаси хлора містяться у складі солей вод морів і океанів (вміст в морській воді 19 г/л[3]). Хлора припадає на частку 0,025 % від загального числа атомів земної кори, кларковє число хлору - 0,017 %, а людський організм містить 0,25 % іонів хлору по масі. У організмі людини і тварин хлор міститься в основному в міжклітинних рідинах (зокрема в крові) і грає важливу роль в регуляції осмотичних процесів, а також в процесах, пов'язаних з роботою нервових клітин.

Фізичні і фізико-хімічні властивості:

За нормальних умов хлор - жовто-зелений газ із задушливим запахом. Газоподібний хлор відносно легко зріджується. Починаючи з тиску в 0,8 Мпа хлор буде рідким вже при кімнатній температурі. При охолоджуванні до температури в :34 °C хлор теж стає рідким при нормальному атмосферному тиску. Рідкий хлор - жовто-зелена рідина, що володіє дуже високою корозійною дією (за рахунок високої концентрації молекул). Підвищуючи тиск, можна добитися існування рідкого хлору аж до температури в +144 °C (критичної температури) при критичному тиску в 7,6 Мпа.

При температурі нижче 3101 °C рідкий хлор кристалізується в орторомбічної грати з просторовою групою Cmca і параметрами a=6,29 Е b=4,50 Е, c=8,21 Е [6]. Нижче 100 До орторомбічної модифікація кристалічного хлору переходить в тетрагон, має просторову групу P42/ncm і параметри грат a=8,56 Е і c=6,12 Е. Ступень дисоціації молекули хлору Cl₂ 4 2Cl. При 1000 До рівна 2,07Ч1044%, а при 2500 До 0,909 %. Поріг сприйняття запаху в повітрі рівний 0,003 (міліграм/л).

По електропровідності рідкий хлор займає місце серед найсильніших ізоляторів: він проводить струм майже в мільярд разів гірше, ніж вода, що дистилює, і в 1022 раз гірше за срібло. Швидкість звуку в хлорі приблизно в півтора рази менше, ніж в повітрі.

Способи отримання:

1. Промислові методи:

а) Спочатку промисловий спосіб отримання хлору ґрунтувався на методі Шєєле, тобто реакції піролюзіта з соляною кислотою:

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O

б) У 1867 році Діконом був розроблений метод отримання хлору каталітичним окисленням хлороводню киснем повітря. Процес Дікона в даний час використовується при рекуперації хлору з хлороводню, що є побічним продуктом при промисловому хлоруванні органічних сполук.

4HCl + O₂ → 2H₂O + 2Cl₂

в) Сьогодні хлор в промислових масштабах отримують разом з гідроксидом натрію і воднем шляхом електролізу розчину куховарської солі:

2NaCl + 2H₂О → H₂↑ + Cl₂↑ + 2NaOH

Анод: 2Cl− — 2е− → Cl₂⁰↑

Катод: 2H₂O + 2e− → H2↑ + 2OH⁻

г) Застосовується три варіанти електрохімічного методу отримання хлору. Два з них електроліз з твердим катодом: діафрагмовий і мембранний методи, третій - електроліз з рідким ртутним катодом (ртутний метод виробництва). У ряді електрохімічних методів виробництва найлегшим і зручнішим способом є електроліз з ртутним катодом, але цей метод наносить значна шкода навколишньому середовищу в результаті випаровування і витоків металевої ртуті.

2. Лабораторні методи:

У лабораторіях для отримання хлору зазвичай використовують процеси, засновані на окисленні хлороводню сильними окислювачами (наприклад, оксидом марганцю (IV), перманганатом калію, дихроматом калію):

2KMnO₄ + 16HCl → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂↑ +8H₂O

K₂Cr₂O₇ + 14HCl → 3Cl₂ + 2KCl + 2CrCl₃ + 7H₂O

Зберігання хлору:

Вироблюваний хлор зберігається в спеціальних «танках» або закачується в сталеві балони високого тиску. Балони з рідким хлором під тиском мають спеціальне забарвлення - болотяний колір. Слід зазначити що при тривалій експлуатації балонів з хлором в них накопичується надзвичайно вибуховий трьоххлористий азот, і тому час від часу балони з хлором повинні проходити планову промивку і очищення від хлориду азоту.

Застосування хлору:

1. У виробництві полівінілхлориду, пластикатів, синтетичного каучуку, з яких виготовляють: ізоляцію для проводів, віконний профіль, пакувальні матеріали, одяг і взуття, лінолеум і грамплатівки, лаки, апаратуру і пінопласти, іграшки, деталі приладів, будівельні матеріали. Полівінілхлорид проводять полімеризацією вінілхлоріда, який сьогодні найчастіше отримують з етилену збалансованим по хлору методом через проміжний 1,2-дихлорэтан.

2. Вибілюючі властивості хлору відомі з давніх часів, хоча не сам хлор «вибілює», а атомарний кисень, який утворюється при розпаді хлорнуватистою кислоти: Cl₂ + H₂O 5 HCl + HClO 5 2HCl + O•. Цей спосіб вибілювання тканин, папери, картону використовується вже декілька століть.

3. Виробництво хлорорганічних інсектицидів - речовин, що вбивають шкідливих для посівів комах, але безпечні для рослин. На отримання коштів захисту рослин витрачається значна частина вироблюваного хлору. Один з найважливіших інсектицидів - гексахлорциклогексан (часто званий гексахлораном). Ця речовина вперше синтезована ще в 1825 р. Фарадєєм, але практичне застосування знайшло тільки через 100 з гаком років - в 30-х роках ХХ сторіччя.

4. Використовувався як бойова отруйлива речовина, а також для виробництва інших бойових отруйливих речовин: Іприт, фосген.

5. Для знезараження води - «хлорування». Найбільш поширений спосіб знезараження питної води; заснований на здатності вільного хлора і його з'єднань пригноблювати ферментні системи мікроорганізмів окисно-відновні процеси, що каталізують. Для знезараження питної води застосовують: хлор, двоокис хлору, хлорамін і хлорне вапно. Санпін 2.1.4.1074-01 [1] встановлює наступні межі (коридор) допустимого вмісту вільного залишкового хлору в питній воді централізованого водопостачання 0.3 - 0.5 міліграм/л. Ряд учених і навіть політиків в Росії критикують саму концепцію хлорування водопровідної води, але альтернативи дезінфікуючій післядії з'єднань хлору запропонувати не можуть. Матеріали, з яких виготовлені водопровідні труби, по різному взаємодіють з хлорованою водопровідною водою. Вільний хлор у водопровідній воді істотно скорочує термін служби трубопроводів на основі поліолефінів: поліетиленових труб різного вигляду, зокрема зшитого поліетилену, великі відомого як ПЕКС (PEX, PE-X). У США для контролю допуску трубопроводів з полімерних матеріалів до використання у водопроводах з хлорованою водою вимушені були прийняти 3 стандарти: ASTM F2023 стосовно труб із зшитого поліетилену (PEX) і гарячої хлорованої води, ASTM F2263 стосовно поліетиленових труб всім і хлорованій воді і ASTM F2330 стосовно багатошарових (металополімерним) труб і гарячої хлорованої води. У частині довговічності при взаємодії з хлорованою водою позитивні результати демонструють мідні водопровідні труби.

6. У харчовій промисловості зареєстрований як харчова добавка E925.

7. У хімічному виробництві соляної кислоти, хлорної винищити, бертолетової солі, хлоридів металів, отрут, ліків, добрив.

8. У металургії для виробництва чистих металів: титану, олова, танталу, ніобію.

9. Як індикатор сонячних нейтрино в хлор-аргонних детекторах.

Багато розвинених країн прагнуть обмежити використання хлору в побуті, зокрема тому, що при спалюванні хлорвмісного сміття утворюється значна кількість діоксину.

Біологічна роль:

Хлор відноситься до найважливіших біогенних елементів і входить до складу всіх живих організмів.

У тварин і людини, іони хлору беруть участь в підтримці осмотичної рівноваги, хлорид-іон має оптимальний радіус для проникнення через мембрану кліток. Саме цим пояснюється його сумісна участь з іонами натрію і калію в створенні постійного осмотичного тиску і регуляції водний-сольового обміну. Під впливом ГАМК (нейромедіатор) іони хлору надають гальмуючий ефект на нейрони шляхом зниження потенціалу дії. У шлунку іони хлору створюють сприятливе середовище для дії протеолітичних ферментів шлункового соку. Хлорні канали представлені в багатьох типах кліток, мітохондріальних мембранах і скелетних м'язах. Ці канали виконують важливі функції в регуляції об'єму рідини, трансепітеліальному транспорті іонів і стабілізації мембранних потенціалів, беруть участь в підтримці рН кліток. Хлор накопичується у вісцелярній тканині, шкірі і скелетних м'язах. Всмоктується хлор, в основному, в товстому кишечнику. Всмоктування і екскреція хлору тісно пов'язані з іонами натрію і бікарбонатами, у меншій мірі з мінералокортикоїдами і активністю Na⁺/K⁺ - АТФ-ази. У клітках акумулюється 10-15 % всього хлору, з цієї кількості від 1/3 до 1/2 - в еритроцитах. Близько 85 % хлору знаходяться в позаклітинному просторі. Хлор виводиться з організму в основному з сечею (90-95 %), калом (4-8 %) і через шкіру (до 2 %). Екскреція хлору пов'язана з іонами натрію і калію, і реципрокно з HCO₃ (кислотно-лужний баланс).

Людина споживає 5-10 г NaCl в добу. Мінімальна потреба людини в хлорі складає близько 800 міліграма в добу. Немовля отримує необхідну кількість хлору через молоко матері, в якому міститься 11 ммоль/л хлору. NaCl необхідний для вироблення в шлунку соляної кислоти, яка сприяє травленню і знищенню хвороботворних бактерій. В даний час участь хлору у виникненні окремих захворювань у людини вивчена недостатньо добре, головним чином через малу кількість досліджень. Досить сказати, що не розроблені навіть рекомендації по нормі добового споживання хлору. М'язова тканина людини містить 0,20-0,52 % хлору, кісткова - 0,09 %; у крові - 2,89 г/л. У організмі середньої людини (маса тіла 70 кг) 95 г хлору. Щодня з їжею чоловік отримує 3-6 г хлору, що з лишком покриває потребу в цьому елементі.

Іони хлору життєво необхідні рослинам. Хлор бере участь в енергетичному обміні у рослин, активуючи окислювальне фосфоритування. Він необхідний для утворення кисню в процесі фотосинтезу ізольованими хлоропластами, стимулює допоміжні процеси фотосинтезу, перш за все ті з них, які пов'язані з акумуляцією енергії. Хлор позитивно впливає на поглинання корінням кисню, з'єднань калію, кальцію, магнію. Надмірна концентрація іонів хлору в рослинах може мати і негативну сторону, наприклад, знижувати зміст хлорофілу, зменшувати активність фотосинтезу, затримувати зростання і розвиток рослин.

Але існують рослини, які в процесі еволюції або пристосувалися до засолення ґрунтів, або в боротьбі за простір зайняли порожні солончаки на яких немає конкуренції. Рослини виростають на засолених ґрунтах називаються - галофіти, вони накопичують хлориди протягом вегетаційного сезону, а потім позбавляються від надлишків за допомогою листопада або виділяють хлориди на поверхню листя і віток і отримують подвійну вигоду притіняючи поверхні від сонячного світла.

Серед мікроорганізмів, так само відомі галофіли - галобактерії - які мешкають в сильносолених водах або ґрунтах.

Особливості роботи і запобіжного засобу:

Хлор - токсичний задушливий газ, при попаданні в легені викликає опік легеневої тканини, задуху. Дратівлива дія на дихальні шляхи надає при концентрації в повітрі близько 0,006 міліграма/л (тобто в два рази вище за поріг сприйняття запаху хлору). Хлор був однією з перших хімічних отруйливих речовин, використаних Німеччиною в Першу світову війну. При роботі з хлором слід користуватися захисним спецодягом, протигазом, рукавичками. На короткий час захистити органи дихання від попадання в них хлору можна ганчірковою пов'язкою, змоченою розчином сульфіту натрію Na₂SO₃ або тіосульфату натрію Na₂S₂O₃.

Гранично допустима концентрація хлору в атмосферному повітрі наступні: середньодобова - 0,03 мг/м³;

2 ВИХІДНІ ДАНІ

Варіант 7:

Місце аварії: Енергодар;

СДОР: Хлор;

Кількість (т): 8000 т;

Характер впливу і Н: 0,9 м;

Напрямок і швидкість вітру 350°, 4 м/с

Температура повітря: -20° С;

СВС: із.;

Кількість робітників (тис): 3,2 тис.;

Забезпеченість ІЗЗ (%): 60%;

Населений пункт: Канєв.

Таблиця 2.1 - Значення коефіцієнтів

Коеф.	RA (км)	φ1 (°)	φ2 (°)	Г1т (км)	Кт1	Qзад /Qтаб	Г2т (км)	Кт2	Ки	Nур. (%)	K2
Значення	0,5	20	25	17	0,5	2,2	4,6	0,6	0,25	20-30	2

Таблиця 2.2 - Характеристика СДОР і допоміжні коефіцієнти

№	СДОР	Питома вага d (т/м3)	Температура кипіння	Вражаюча токсодоза	К1	К3
7	Сl2	1,553	-34,1	0,6	0,052	0,3

Масштаб хімічного зараження характеризується:

1. Радіусом R_A та площею S_A аварії;

2. Глибиною Г₁ і площею S₁ зони поширення первинної хмари СДОР;

3. Глибиною Г₂ і площею S₂ зони поширення вторинної хмари СДОР.

Зона зараження – це територія, яка внаслідок аварії заражена СДОР у небезпечних для життя людей концентраціях.

Вона включає район викиду(виливу) СДОР та територію, над якою поширились пари цих речовин з уражаючими концентраціями.

Первинна хмара – це хмара СДОР, яка утворюється внаслідок миттєвого (1 – 3 хв.) переходу в атмосферу частини СДОР при руйнуванні ємності в який СДОР знаходився.

Вторинна хмара – це хмара СДОР, що утворюється внаслідок випаровування СДОР з площі(поверхні) її розливу при аварії.

Схематично це може бути виражено, як зображено на рис. 1.

Рисунок 2.1 – Зони хімічного зараження.