Розв’язання задач. Оцінити хімічну обстановку на машинобудівному заводі, що може скластися у разі аварійного руйнування бака з небезпечною хімічною речовиною

Вихідні дані:

– тип і кількість вилитої НХР: хлор, Q = 100 т;

– бак обвалований, висота обвалування Н = 2 м;

– місцевість закрита: на відстані 2 км від ХНО лісовий масив довжиною L = 3 км.

Метеоумови:

– температура повітря +20 °С;

– швидкість вітру V = 3 м/с;

– напрямок – із заходу (азимут вітру b_в = 270°);

– СВСП – інверсія.

Ступінь вертикальної стійкості повітря можна визначити за табл. 21, якщо відомі швидкість вітру, період доби і хмарність.

Машинобудівний завод (0,5?0,5 км) розташований за азимутом _о = 90° (на сході від ХНО) на відстані R_о = 5 км; кількість працівників – 100 осіб; забезпеченість протигазами типу ГП-5 – 80 %.

Таблиця 21. Графік орієнтовної оцінки ступеня вертикальної стійкості повітря (СВСП)

Швидкість вітру, м/с	День			Ніч
	Ясно	Напів’ясно	Хмарно	Ясно	Напів’ясно	Хмарно
0,5
0,6–2,0		Конвекція			Інверсія
2,1–4,0			Ізотермія			Ізотермія
Більше 4,0

Примітка. Інверсія – такий стан атмосфери, коли нижні шари повітря холодніші за верхні, що перешкоджає переміщенню його по висоті і створює сприятливі умови для поширення зараженого повітря на великі відстані. Ізометрія – однакова температура повітря до висоти 20–30 м від поверхні землі; сприяє тривалому застою пари НХР на місцевості, в лісі, населеному пункті і поширенню зараженого повітря на значні відстані. Конвекція – нижні шари повітря нагріваються сильніше, ніж верхні, відбувається переміщення повітря по вертикалі (тепле – вгору, холодне – вниз), що викликає сильне розсіювання хмари НХР і зниження їх концентрації.

Розв’язання задач

Задача 1. Визначення параметрів та площі зони хімічного зараження.

1. Визначаємо глибину прогнозованої зони хімічного зараження. Розрахункова глибина Г_р для закритої місцевості становить

де Г_т – табличне значення глибини зони (за табл. 12) для умов: місцевість відкрита, швидкість вітру V_в = 1м/с, баки необваловані, температура повітря 0 °С з урахуванням реальної температури t = 20 °C: Г_т = 78,7 + + (78,7 / 100) · 5 = 82,6 км (див. прим. до табл. 12);

К_в – поправковий коефіцієнт на вітер V = 3 м/с за табл. 13;

К_сх – коефіцієнт зменшення глибини поширення хмари НХР залежно від умов зберігання НХР. У разі виливу «у піддон» (баки обваловані, Н = 2 м) за табл. 14 К_сх = 2,4;

Г_зм – зменшення глибини поширення хмари для закритої частини місцевості (L = 3 км лісу). За табл. 6.15 К_зм = 1,8, тоді Г_зм = L – (L / К_зм) = = 3 – (3 / 1,8) = 1,34 км.

Порівнюємо розраховану глибину Г_р = 14 км із граничною глибиною поширення хмари НХР за 4 год: Г_п = 64 км (табл. 16). Найменше беремо за глибину прогнозованої зони зараження, тобто Г_ПЗХЗ = 14 км, і наносимо на план місцевості (рис. 6).

2. Визначаємо ширину прогнозованої зони хімічного зараження за інверсії:

а) у кінці зони

Ш_ПЗХЗ = 0,2 Г_ПЗХЗ = 0,2 · 14 = 2,8 км;

б) у місці розташування машинобудівного заводу (на відстані R₀ = 5 км від місця аварії)

Ш₀ = 0,2 R₀ = 0,2 · 5 = 1 км,

тобто максимальну відстань, яку потрібно подолати у разі евакуації людей (у напрямку, перпендикулярному до напрямку вітру).

3. Знаходимо площу зони можливого хімічного зараження:

S_ЗМХЗ = 8,72 · 10^–3 Г²  = 8,72 · 10^–3 · 14² · 45 = 76,9 км²,

де  = 45 для швидкості вітру більше ніж 2 м/с.

4. Визначаємо площу прогнозованої зони хімічного зараження:

S_ПЗХЗ = 0,5 Г_ПЗХЗ Ш_ПЗХЗ = 0,5 · 14 · 2,8 = 19,6 км².

Задача 2. Визначення часу наближення хмари забрудненого повітря НХР до машинобудівного заводу.

Час наближення хмари розраховуємо за формулою

t_набл = R_о / W = 5/16 = 0,31 · 60 = 18 хв,

де R_о – відстань від ХНО до ОГ, км; W – швидкість переміщення переднього фронту хмари за інверсії, V = 3 м/с (за табл. 17).

Евакуація можлива, якщо час наближення хмари становить більше 20 хв.

Задача 3. Визначення часу уражальної дії НХР.

Час уражальної дії НХР розрахуємо за табл. 18:

t_ур = t_вип = 53,8 · 0,6 = 32,3 год,

де К = 0,6 – поправковий коефіцієнт на швидкість вітру V = 3 м/с (примітка до табл. 18), К = 0,6; або розрахунком за формулою

Задача 4. Визначення можливих утрат людей в осередку ураження (на машинобудівному заводі) площею 0,50,5 км².

Ураховуючи, що забезпеченість людей протигазами становить 80 %, за даними табл. 20 маємо:

а) у разі перебування людей у будівлях і простіших укриттях

В = 100 · 0,14 = 14 осіб;

б) у разі перебування людей на відкритій місцевості

В = 100 · 0,25 = 25 осіб.

Установлюємо структуру втрат (за приміткою до табл. 20):

– легкого ступеня: 25 · 0,25 = 6 осіб;

– середньої тяжкості: 25 · 0,4 = 10 осіб;

– смертельного ураження: 25 · 0,35 = 9 осіб.

Результати розрахунків заносимо у табл. 22 для аналізу.

Загальні висновки

1. Машинобудівний завод може опинитися в зоні хімічного зараження (R_о < Г_Пзхз, вітер з боку ХНО).

2. Хмара зараженого повітря наблизиться до заводу через 18 хв, що не дозволяє своєчасно вивести людей із зони зараження.3. Тривалість дії уражального фактора НХР досить велика – понад 30 год.

3. Тривалість дії уражального фактора НХР досить велика – понад 30 год.

4. Основні заходи щодо захисту людей:

– негайно оповістити виробничий персонал про загрозу хімічного зараження;

– терміново зупинити виробництво та укрити людей у сховищі на 30 год. Систему повітропостачання ввімкнути в режим «фільтровентиляції»;

– вести хімічну розвідку на об’єкті безперервно.

Надалі забезпечити всіх працівників машинобудівного заводу протигазами ГП-5 на 100 %.

Таблиця 22. Результати оцінювання хімічної обстановки на машинобудівному заводі

Джерело забруднення	Тип НХР, кількість, т	Глибина П3X3, км	Ширина ПЗХЗ, км	Площа ПЗХЗ, км2	Площа ЗМХЗ км2	Площа осередку хімічного ураження (машинобудівного заводу), км2	Тривалість уражальної дії, год	Час наближення хмари НХР до об’єкта, хв	Втрати людей, структура втрат, осіб (на відкритій місцевості)
Зруйнований бак НХР на ХНО	Хлор 100	14	2,8	19,6	79,6	0,25	32,5	18	25, із них смертельні – 9 середні – 10 легкі – 6