9.2. Поражающие факторы источников чс природного и техногенного характера

Источники чрезвычайных ситуаций природного и техно­генного характера имеют свои поражающие факторы. Пора­жающий фактор — это физическое, химическое или биологи-

9.2. Поражающие факторы источников ЧС природного и техногенного хар-ра 183

ч еское действие, которое определяется или выражается соот­ветствующими параметрами.

Поражающее действие источника ЧС заключается в нега­тивном влиянии одного поражающего фактора или их сово­купности на жизнь и здоровье людей, сельскохозяйственных животных и растений, объекты экономики и окружающую среду.

Основными поражающими факторами источников ЧС явля­ются: воздушная ударная волна, световое (тепловое) излучение, ионизирующее излучение и токсическое воздействие.

Воздушная ударная волна возникает при взрывах. Взрыв — это весьма быстрое изменение химического (или физического) состояния вещества, сопровождающееся выделением в милли­онные доли секунды большого количества тепла и образовани­ем большого количества газов (создающих ударную волну), которые своим давлением могут вызвать разрушения. Газооб­разные продукты взрыва, соприкасаясь с воздухом, нередко воспламеняются, что может вызвать пожар.

Воздушная ударная волна — это область резко сжатого воз­духа, распространяющегося во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью.

Основными параметрами воздушной ударной волны явля­ются:

• избыточное давление во фронте ударной волны;

• давление скоростного напора во фронте ударной волны.

Избыточное давление во фронте ударной волны — это разность между максимальным давлением во фронте и нор­мальным атмосферным давлением перед фронтом. За единицу избыточного давления в системе СИ принят Паскаль (Па), внесистемная единица - килограмм-сила на квадратный сан­тиметр (кгс/см²). При встрече с преградой ударная волна об­разует давление отражения, которое, взаимодействуя с избы­точным давлением, может увеличить его в 2 и более раза.

Роль избыточного давления и скоростного напора в по­вреждении и разрушении зависит от размеров, конструкции объекта и степени его связи с земной поверхностью. Так, разрушение дымовых труб, опор линий электропередач, мос­товых ферм, столбов или им подобных объектов происходит под действием скоростного напора.

184

Гл. 9. Чрезвычайные ситуации мирного и военного времени

Поражения, наносимые людям ударной волной, принято разделять на:

• л егкие — 20—40 кПа (0,2—0,4 кгс/см²) — скоропроходя- щие нарушения функций организма (звон в ушах, голо­ вокружение, головная боль, возможные вывихи и ушибы);

• средние — 40—60 кПа (0,4—0,6 кгс/см²) — вывихи конеч­ ностей, контузия головного мозга, повреждение органов слуха, кровотечение из носа и ушей;

• тяжелые — 60—100 кПа (0,6—1 кгс/см²) — сильные конту­ зии всего организма, потеря сознания, переломы конеч­ ностей, возможны повреждения внутренних органов;

• крайне тяжелые — более 100 кПа (1 кгс/см²) — переломы конечностей, внутренние кровотечения, сотрясение мозга, потеря сознания, возможны смертельные исходы [6].

Оценка разрушений элементов объекта, вызванных воз­душной ударной волной, проводится по степени их разрушения. Для большинства элементов объекта экономики, как правило, рассматриваются три степени разрушений:

1. слабое — объект не выходит из строя, необходим незначи­ тельный ремонт (при действии нагрузок 8-10 кПа);

2. среднее — разрушены главным образом второстепенные элементы объекта, основные элементы могут быть восста­ новлены путем проведения среднего и капитального ре­ монта (10-20 кПа);

3. сильное — разрушены основные элементы объекта и объект не может быть восстановлен (20—40 кПа).

4. Полное разрушение жилых и промышленных зданий (40— 60 кПа).

Объем разрушений в городе и объекта экономики зависит от характера строений, их этажности и плотности застройки.

Величины давления фронта ударной волны, при которых наносятся слабое, среднее и сильное разрушения элементам объекта, приводятся в таблицах или определяются по формулам.

Остекление зданий разрушается при давлении во фронте ударной волны равном 2—7 кПа [6].

Световое (тепловое) излучение возникает при сильных по­жарах, которые нередко сопровождаются взрывами. Пожар — это горение, в результате которого уничтожаются или повреж­даются . материальные ценности, создается опасность для жизни и здоровья людей.

9.2. Поражающие факторы источников ЧС природного и техногенного хар-ра 185

В обычных условиях горение представляет процесс окис­ления горючего вещества кислородом воздуха, сопровождаю­щийся выделением газа, тепла и света. В то же время некото­рые вещества, например сжатый ацетилен, хлористый азот, взрывчатые вещества, могут гореть и детонировать без кисло­рода, создавая при этом высокие температуры и пламя. Горе­ние может проходить в трех формах — собственно горение, взрыв, детонация, что определяется скоростью горения. При собственно горении скорость распространения пламени не превышает десятков метров в секунду, при взрыве — сотни метров в секунду, а при детонации — тысячи метров в секунду [21].

Горение происходит с наиболее малой скоростью, если в воздухе содержится 14—15% кислорода. По мере увеличения концентрации кислорода процесс горения убыстряется. Обычно различают полное и неполное горение. Полное горение дости­гается при достаточном количестве кислорода, а неполное — при его нехватке. При неполном горении, как правило, обра­зуются едкие, ядовитые и взрывоопасные смеси.

Расчетами установлено, что для сгорания 1 кг древесины необходимо 5,04 м³ воздуха, а для 1 кг нефтепродукта — 11,6. Воздуха во время пожара расходуется в два — три раза больше. Необходимыми компонентами возникновения и развития процесса горения являются горючее, окислитель и источник возгорания. Горение прекращается при отсутствии одного из них. Так, при тушении горючих жидкостей пенами поступле­ние паров горючего в зону горения прекращается и пожар ло­кализуется.

Процесс окисления некоторых веществ сопровождается выделением тепла и при определенных условиях может автоге-нерироваться. Такой процесс самоускорения реакции окисле­ния с переходом ее в фазу горения называется самовоспламе­нением. Температура самовоспламенения зависит от состава вещества, его агрегатного состояния, давления и т.д. Газы и жидкости в основном воспламеняются в диапазоне температур от 400 до 700° С, а твердые тела (дерево, уголь, торф и др.) — 250—450° С. При увеличении содержания кислорода в вещест­вах и уменьшении содержания углерода температура самовос­пламенения снижается [21].

Для горения и воспламенения важное значение имеет кон­центрация газов и паров в воздухе. Характеристикой взрывоо-

186

Гл. 9. Чрезвычайные ситуации мирного и военного времени

пасности горючих веществ являются нижний и верхний преде­лы взрываемости. Нижний предел взрыва характеризуется на­именьшей концентрацией газов и паров воздуха, при котором возможен взрыв, а верхний — наибольшей их концентрацией, при которой еще возможен взрыв.

В оспламенение горючего вещества вызывает ударная волна, создаваемая при резком сжатии горючей смеси за счет увеличения давления. Этот фактор учитывается при оценке взрывоопасности горючих веществ.

Ударная волна, проходя во взрывоопасной среде, вызыва­ет внезапное скачкообразное повышение параметров состоя­ния газов — давления, температуры, плотности, что является причиной возникновения детонационного горения. Темпера­тура газов при этом может повышаться до температур, приво­дящих к самовоспламенению, а во взрывоопасной среде вы­зывает химические реакции. Сочетание явления ударной волны с наличием зоны химической реакции порождает дето­национную волну, в итоге чего происходит детонация. При де­тонации скорость распространения пламени достигает 1000— 4000 м/с, что превышает скорость распространения звука.

Все горючие жидкости пожароопасны. Они горят в возду­хе при определенных условиях, создаваемых концентрацией их паров. Горючие жидкости постоянно испаряются, образуя над поверхностью насыщенные взрывоопасные пары.

Горючие жидкости по температуре вспышки подразделя­ются на два класса. Жидкости, вспыхивающие при температуре менее 45°С, относятся к первому классу (бензин, керосин, эфир и т.д.), а имеющие температуру вспышки выше 45°С — ко второму (масла, мазуты и др.). Первый класс жидкостей называется легковоспламеняющимися (ЛВЖ), второй — горючи­ми (ГЖ). Пожароопасны также пыли и пылевоздушные смеси горючих веществ. В воздухе они могут образовывать взрывоо­пасные смеси.

Взрывоопасными являются пыль сахара, крахмала, на­фталина — при концентрации в воздухе до 15 г/м³; торф, кра­сители и т.п. — при концентрации от 15 до 65 г/м³.

Горение нефти и нефтепродуктов может происходить в резервуарах, производственной аппаратуре и при их разливе на открытых площадках. При пожаре нефтепродуктов в резе­рвуарах могут происходить взрывы, вскипание горючих ве­ществ и их выброс, в результате которых имеют место разливы

9.2. Поражающие факторы источников ЧС природного и техногенного хар-ра 187

г орящей жидкости. При вскипании резко возрастает темпера­тура порядка до 1500° С и высота пламени. Для таких пожаров характерно бурное горение вспененной массы горючего вещества. Пламя при непосредственном воздействии на людей вызы­вает ожоги, которые по тяжести поражения организма разде­ляют на четыре степени:

• ожоги первой степени (при 2—4 кал/см²) выражаются в болезненности, покраснении и припухлости кожи;

• ожоги второй степени (при 4—10 кал/см²) характеризуют­ ся образованием пузырей;

• ожоги третьей степени (при 10—15 кал/см²) — омертвлени­ ем кожи с частичным поражением росткового слоя;

• ожоги четвертой степени (при более 15 кал/см²) — обугли­ ванием кожи и подкожной клетчатки.

Пораженные с ожогами первой и второй степени обычно выздоравливают, а с третьей и четвертой, при значительной части поражения кожного покрова, могут погибнуть[6].

К основным поражающим факторам радиационной ава­рии относятся радиационное воздействие и радиационное за­грязнение.

Радиационное воздействие на человека состоит в иониза­ции тканей его тела ионизирующими излучениями и возник­новении лучевой болезни различных степеней. При этом в первую очередь поражаются кроветворные органы, в результа­те чего наступает кислородный голод тканей, резко снижается иммунная защищенность организма, ухудшается свертываемость крови. При радиоактивном загрязнении природной среды практически трудно создать условия, предохраняющие людей от облучения. Поэтому при действиях на местности, загряз­ненной радиоактивными веществами, устанавливаются допус­тимые дозы на тот или иной промежуток времени, которые, как правило, не должны вызывать у людей радиационного поражения.

Главный поражающий фактор при авариях на ХОО — хи­мическое заражение приземного слоя атмосферы и местности, приводящее к токсическому поражению людей и животных, находящихся в зоне действия аварийно химически опасных веществ.

188 . Гл. 9. Чрезвычайные ситуации мирного и военного времени