Выявление и оценка обстановки в чрезвычайных ситуациях

Классификация дозиметрических приборов

Все дозиметрические приборы (средства измерения ИИ) подразделяются на четыре группы:

Краткая характеристика основных дозиметрических приборов

Индикаторы-сигнализаторы

Индикатор-сигнализатор ДП-64 предназначен для подачи звуковой и световой сигнализации о наличии g-излучения. Прибор работает в следящем режиме и обеспечивает сигнализацию по достижении мощности дозы g-излучения 0,2 Р/ч. Он состоит из пульта сигнализации и датчика с кабелем. Пульт устанавливается у дежурных ОЭ, а датчик - на территории объекта. Вспышки неоновой лампочки и синхронные щелчки динамика указывают на наличие $$\black \gamma$$-излучения в месте установки датчика.

Измерители мощности дозы

Измеритель мощности дозы ДП-5В предназначен для измерения мощности экспозиционной дозы над радиоактивно зараженной местностью, а также для измерения заражения поверхностей различных предметов по $$\black \gamma$$-излучению. Он позволяет измерять мощности дозы в диапазоне от 0,5 до 200 Р/ч и степень радиоактивного заражения по $$\black \gamma$$-излучению от 0,05 до 5000 мР/ч. Диапазон измерений разбит на 6 поддиапазонов.

Прибор состоит из измерительного пульта и блока детектирования (зонда), соединенных гибким кабелем.

Порядок измерений. При определении мощности дозы экран зонда устанавливается в положение Г и зонд должен располагаться на расстоянии 0,7-1 м от измеряемой поверхности. При определении степени радиоактивного заражения объектов зонд располагается на расстоянии 1см от поверхности объекта.

Для обнаружения $$\black \beta$$-зараженности поверхности объекта экран зонда устанавливается в положение Б и зонд также должен находиться на расстоянии 1 см от поверхности объекта. Увеличение показаний прибора свидетельствует о наличии $$\black \beta$$-заражения.

Измеритель мощности дозы ИМД-1 предназначен для измерения мощности экспозиционной д$$\black \gamma$$-излучения, а также обнаружения $$\black \beta$$-излучения.

Диапазон измерений прибора от 0,01 мР/ч до 999 Р/ч, который разбит на 2 поддиапазона - в мР/ч и Р/ч.

Сцинтилляционный разведочный прибор СРП-68-01 предназначен для определения активности пород при геологоразведочных работах.

Диапазон измерений прибора от 0 до 3000 мкР/ч. Он разбит на 5 поддиапазонов: 0-30; 0-100; 0-300; 0-1000; 0-3000 мкР/ч.

Учитывая высокую чувствительность прибора, он может быть использован для поиска источников ИИ при радиационных авариях.

Измерители мощности дозы, используемые населением для оценки радиационной обстановки на местности, а также загрязнения РВ продуктов питания и воды.

Для решения этих задач населением используются приборы:

Оценка радиоактивного загрязнения продуктов питания и воды проводится методом прямого измерения на расстоянии 1-5 см от исследуемого объекта массой не менее 1 кг или объемом не менее 1 л по разности результатов измерений излучения от объекта и радиационного фона.

Измерители дозы

Комплект индивидуальных дозиметров ДП-22В предназначен для измерения индивидуальных доз g-излучения с помощью дозиметров карманных прямопоказывающих ДКП-50А. Диапазон измерений ДКП-50А от 2 до 50 Р.

В комплект ДП-22В входят 50 индивидуальных дозиметров ДКП-50А и зарядное устройство ЗД-5.

ДКП-50А состоит из ионизационной камеры, микроскопа со шкалой, электроскопа и конденсатора. Ионизационный ток уменьшает заряд электроскопа и конденсатора на величину, пропорциональную дозе излучения. Нить (ее тень) электроскопа, перемещаясь по шкале, показывает величину дозы излучения.

Комплект индивидуальных дозиметров ДП-24 отличается от ДП-22В тем, что в его состав входит 5 дозиметров ДКП-50А.

Измеритель дозы ИД-1 предназначен для измерения поглощенных доз гамма- и смешанного гамма-нейтронного излучения. Диапазон измерения поглощенных доз от 20 до 500 рад.

В состав комплекта входят: 10 дозиметров ИД-1 и зарядное устройство ЗД-6. Конструкция дозиметров ИД-1 в основном аналогична конструкции ДКП-50А.А.

Измеритель дозы ИД-11 предназначен для измерения поглощенных доз гамма- и смешанного гамма-нейтронного излучения с целью первичной диагностики степени радиационных поражений. Диапазон измерений поглощенной дозы ИД-11 - от 10 до 1500 рад.

В состав комплекта входят 500 индивидуальных измерителей дозы ИД-11 и измерительное устройство ГО-32.

Принцип работы ИД-11. При воздействии ИИ на детектор в нем образуются центры люминесценции, количество которых пропорционально поглощенной дозе. При освещении детектора ультрафиолетовым светом центры люминесцируют оранжевым светом с интенсивностью, пропорциональной поглощенной дозе, что и фиксируется в измерительном устройстве.

Измеритель дозы ДК-02 предназначен для измерения экспозиционной дозы гамма излучения. Диапазон измерений - от 10 до 200 мР. В состав комплекта входят 10 индивидуальных дозиметров ДК-02. Установка на "ноль" дозиметра осуществляется с помощью устройства ЗД-5 или ЗД-6. Принцип действия аналогичен ДКП-50.

Индивидуальный химический измеритель дозы ДП-70МП предназначен для регистрации поглощенной дозы гамма-нейтронного излучения.

ДП-70МП представляет собой стеклянную ампулу с бесцветным раствором, помещенную в металлический футляр. При воздействии на измеритель дозы гамма-нейтронного излучения первоначально бесцветный раствор в ампуле меняет свою окраску до пурпурной, интенсивность которой пропорциональна поглощенной дозе.

Диапазон измерений ДП-70МП - от 50 до 600 рад.

Измерение дозы облучения производится с помощью полевого колориметра ПК-56М, который состоит из корпуса, диска с 11 светофильтрами, ампулодержателя, призмы с окуляром и отсчетного окна. При совпадении интенсивности окраски раствора ампулы с каким-либо светофильтром судят о полученной дозе (величина которой показывается в отсчетном окне).

Индивидуальные измерители дозы носят, как правило, в нагрудном кармане и их показания учитывают облучение и накопление излучения в теле человека.

Приборы химической разведки

Методы индикации ОХВ и ОВ

Опасные химические и отравляющие вещества, в отличие от ИИ, можно определить органолептически. Они имеют запах, цвет, вкус и т. д., т. е. их присутствие в окружающей природной среде можно обнаружить по внешним признакам. Однако высокая токсичность ОХВ и ОВ исключает эту возможность. При первых признаках присутствия в воздухе или на местности ОХВ и ОВ необходимо немедленно надеть противогаз и только после этого с помощью средств химической разведки определять наличие этих веществ.

Основными методами индикации ОХВ и ОВ являются:

На ОЭ широкое распространение получили приборы химической разведки на основе химического и биохимического методов обнаружения ОХВ и ОВ.

Химический метод основан на регистрации изменения окраски реактива после его реакции с ОХВ (ОВ).

Биохимический метод основан на подавлении ОВ нервно-паралитического действия активности фермента холинэстеразы, осуществляющей гидролиз ацетилхолина. Не прореагировавший ацетилхолин можно определить колориметрически в виде ацетилгидроксамовой кислоты, которая с солями трехвалентного железа дает красное окрашивание. В присутствии ФОВ активность холинэстеразы падает, в результате чего происходит прекращение гидролиза ацетилхолина.

Краткая характеристика приборов химической разведки

Войсковой прибор химической разведки (ВПХР) предназначен для определения в воздухе, на местности, технике и оборудовании паров (газов) ОВ и ОХВ.

Прибор состоит из корпуса с крышкой, насоса с насадкой, бумажных кассет с индикаторными трубками, грелки с патронами, противодымных фильтров, защитных колпачков.

Индикаторные трубки представляют собой запаянные стеклянные трубки, внутри которых помещены реактивы и наполнители.

В комплект входят индикаторные трубки:

Кроме перечисленных трубок, в комплект прибора могут входить:

Принцип работы ВПХР основан на изменении окраски наполнителя индикаторной трубки после просасывания через нее ручным поршневым насосом анализируемого воздуха.

Полуавтоматический прибор химической разведки (ППХР) предназначен для решения практически тех же задач, что и ВПХР. Принцип его работы аналогичен принципу работы ВПХР. Отличие состоит в том, воздух в ППХР через индикаторные трубки просасывается с помощью ротационного насоса с электрическим приводом.

Универсальный газоанализатор (УГ-2, УГ-3) предназначен для измерения концентраций паров ОХВ в воздухе рабочей зоны производственных помещений и на территории объекта. Он позволяет обнаруживать аммиак, ацетон, ацетилен, бензин, бензол, ксилол, окислы азота, окись углерода, сернистый ангидрид, сероводород, толуол, хлор, этиловый эфир.

С помощью УГ-3 определяют бром, диэтиламин, метилакрилат, озон, уксусную кислоту, спирты (Н-бутиловый, изобутиловый, изопропиловый).

УГ состоит из воздухозаборного устройства и комплекта индикаторных средств, в состав которых входят измерительные шкалы, индикаторные трубки, ампулы с индикаторными порошками и др.

Принцип работы УГ основан на изменении окраски слоя индикаторного порошка в индикаторной трубке после просасывания через нее воздухозаборным устройством анализируемого воздуха.

По длине окрашенного слоя индикаторного порошка в трубке определяют концентрацию (мг/м³) ОХВ в воздухе.

Более сложными приборами, позволяющими обнаруживать присутствие паров ОХВ в воздухе, являются автоматические приборы циклического действия - газоанализаторы и газосигнализаторы.

Газоанализаторы типа "Сирена" представляют собой оптические (фотоколориметрические) промышленные стационарные автоматические приборы циклического действия. В качестве первичного измерительного преобразователя в них многократно используется индикаторный порошок.

Газоанализатор состоит из датчика, блока управления и потенциометра.

Время работы в автоматическом режиме без замены индикаторного порошка при концентрации не выше ПДК: "Сирена-2" - 30 суток, "Сирена-4" - 14 суток. "Сирена" - определяет сероуглерод, "Сирена-2" - аммиак, "Сирена-4" - фосген.

Другие газоанализаторы определяют: "ЭХА-221" и "Миндаль" - синильную кислоту; "УФА-1" - хлор; "Нитрон" - окислы азота; "ФЛ-5501М" - сернистый ангидрид, аммиак, хлор; "ГКП-1" - сернистый ангидрид.

Газосигнализатор автоматический ГСП-11 предназначен для непрерывного контроля зараженности воздуха ФОВ, кроме того, может быть использован для обнаружения фосфорорганических пестицидов в воздухе. При обнаружении в воздухе паров ФОВ прибор подает световой и звуковой сигналы.

По принципу действия ГСП-11 является фотоколориметрическим прибором. Фотоколориметрированию подвергается индикаторная лента после смачивания ее растворами и просасывания через нее контролируемого воздуха. При наличии ОВ в воздухе красная окраска на ленте сохраняется до момента контроля, при отсутствии - изменяется до желтой.

Индикаторные пленки и ленты при появлении паров ОХВ (ОВ) в воздухе меняют свой цвет. Они в некоторой степени компенсируют недостаток приборов химической разведки. Так, минимальное время работы с одной индикаторной трубкой составляет 1-2 мин., а индикаторные пленки и ленты практически мгновенно определяют ОХВ (ОВ) в воздухе. В настоящее время индикаторные клейкие пленки имеются только на ФОВ, а ленты на многие ОХВ: азотную кислоту, аммиак, бромводород, гидразин, двуокись азота, сернистый ангидрид, сероводород, хлор, цианистый водород и др. (более 70 ОХВ).

3.2. Выявление и оценка радиационной обстановки

Опасность поражающего действия радиоактивного заражения на производственную деятельность объектов экономики и жизнедеятельность населения (персонала ОЭ) требует быстрого выявления и оценки радиационной обстановки (РО), которая может сложиться (или сложилась) на территории объекта или населенного пункта.

Весьма важным обстоятельством является тот факт, что чрезвычайные ситуации, обусловленные РЗМ, возможны как в мирное время при авариях на РОО, так и в военное время при применении противником ЯО.

Открытие атомной энергии явилось крупным событием начала ХХ в. Использование этой энергии в мирных целях приносит огромный экономический эффект. В 1954 г. была пущена в эксплуатацию первая в мире атомная станция в г. Обнинске, а через три года со стапелей сошло первое в мире судно с атомной энергетической установкой - ледокол "Ленин".

Если в начале 50-х гг. атомная техника делала лишь первые шаги по использованию атомной энергии в мирных целях, то в настоящее время энергия атома используется во многих отраслях народного хозяйства: атомной энергетики, медицине, геологии, машиностроения, химии, металлургии и т. д.

Аварии на РОО и применение противником ядерного оружия ведут к заражению местности и воздуха радиоактивными веществами.

Выявление радиационной обстановки

Радиационная обстановка (РО) - обстановка в зоне РЗМ представляет собой совокупность параметров, характеризующих степень опасности радиоактивного заражения для персонала промышленных объектов, сил ГО и населения. Основными параметрами радиационной обстановки являются: характер и степень зараженности объектов и сред; масштабы радиоактивного заражения местности.

Характер РЗМ подразумевает: фазовое состояние, дисперсность, физико-химические свойства, нуклидный состав радиоактивных загрязнений.

Степень зараженности характеризуется мощностью экспозиционной дозы на РЗМ и активностью (поверхностной, объемной, удельной) зараженных объектов.

Масштабы определяются конфигурацией и размерами зон РЗМ.

Радиационная обстановка определяется в основном характером радиационной аварии или видом и мощностью ядерного взрыва, а также метеоусловиями (направление и скорость среднего ветра, наличие осадков).

Выявление и оценка обстановки производятся либо методом прогноза, либо по данным разведки.

Выявление радиационной обстановки, т. е. определение параметров, ее характеризующих, осуществляется методом прогнозирования с использованием математических моделей или методом измерения фактической зараженности местности и объектов в ходе радиационной разведки. Возможная радиационная обстановка на объекте прогнозируется, как правило, заблаговременно по специальным методикам, а при возникновении ЧС уточняется по данным разведки.

Выявление радиационной обстановки методом прогнозирования

Исходными данными для выявления радиационной обстановки являются:

при ядерном взрыве:

при радиационной аварии:

Радиационную обстановку отображают на картах (схемах) в виде прогнозируемых или фактических зон радиоактивного загрязнения (заражения), ограниченных изолиниями доз или мощностей доз.

Прогнозируемые зоны заражения (загрязнения) местности при наземных ядерных взрывах и авариях на АЭС с однократным выбросом радионуклидов или многократных, но в течение короткого промежутка времени, отображаются в виде правильных эллипсов (рис. 3.1).

При ядерных взрывах на следе облака отображают четыре зоны радиоактивного заражения - А, Б, В, Г, а при авариях на АЭС дополнительно отображается пятая зона - М. Характеристики границ этих зон приведены в табл. 3.2 и 3.3.

Из таблиц 3.2 и 3.3 видно, что переход от границ зон М к А, А к Б и Б к Г сопровождается десятикратным увеличением дозы или мощности экспозиционной дозы (МЭД), а от Б к В - трехкратным. Для определения МЭД в середине зон М и А граничные значения следует умножить на 10^0,5 = 3,16, а в зонах Б и В на 3^0,5 = 1,73.

Динамика спада мощностей доз излучения, как ранее отмечалось, описывается уравнениями:

при ядерных взрывах P = P_о x t ^-0,2;

при радиационных авариях P = P_о x t ^-0,5.

Очень важным моментом для управлений и отделов по делам ГОЧС различных уровней является определение времени начала формирования следа облака. В зависимости от этого могут быть организованы следующие защитные мероприятия:

Время начала выпадения радиоактивных веществ из облака можно определить расчетом:

t_вып = X/V,

где X - расстояние от эпицентра взрыва, км;

V - средняя скорость ветра на высоте подъема радиоактивного облака.

Размеры (длину и ширину) зон радиоактивного заражения при прогнозе РО определяются по специальным таблицам исходя из вида и мощности ядерного взрыва, а также скорости среднего ветра.

Так, для наземного ядерного взрыва мощностью 100 кт при скорости среднего ветра 25 км/час размеры зон составят:

Размеры зон радиоактивного загрязнения при разрушении на АЭС реактора РБМК-1000 с выбросом 50% загрузки при изотермии и скорости ветра 5 м/с составят:

После нанесения зон радиоактивного заражения на карту (схему) можно определить, в каких зонах заражения оказались промышленные объекты или какие зоны предстоит преодолевать формированиям ГЗ.

Выявление радиационной обстановки по данным разведки

Данные о реальной радиационной обстановке (т. е. о фактических мощностях дозы) могут поступать в штаб ГОЧС объекта от специальных датчиков радиоактивности, постов радиационного и химического наблюдения, наземных и воздушных дозоров радиационной разведки, а также из вышестоящего штаба ГОЧС.

Сведения о мощностях доз излучения, времени и месте (координатах) их измерения, заносятся в журнал радиационной разведки и наблюдения (РР и Н) по следующей форме:

Для графического отображения реальной радиационной обстановки на схеме (плане, карте) необходимо нанести границы зон радиоактивного загрязнения (изолинии мощностей дозы). Предварительно измеренные мощности дозы излучения приводят к стандартному времени, как правило, к одному часу после взрыва (аварии).

Для пересчета мощностей доз радиации на 1 час после ядерного взрыва необходимо величину измеренной МД умножить на коэффициент К_t = t^1,2, а радиационной аварии К_t = t^0,5.

Значения коэффициента К_t могут быть определены по таблицам (см. табл. 3.4 и 3.5).

Оценка радиационной обстановки

Оценка радиационной обстановки проводится с целью минимизации дозовых нагрузок на население, персонал промышленных объектов и личный состав формирований гражданской обороны действующих на радиоактивной зараженной (загрязненной) местности.

Оценка радиационной обстановки - определение последствий воздействия радиации на людей и объекты - производится путем:

Основными исходными данными при этом являются:

В ходе оценки радиационной обстановки обычно определяются:

Рассмотрим решение некоторых задач.

Определение дозы облучения при размещении на РЗМ

Доза облучения (Д) рассчитывается по формуле:

где Р_н и Р_к - мощности дозы на момент начала и конца облучения, рад/ч;

t_обл - продолжительность облучения, час;

К_осл - коэффициент ослабления радиации, значения которого приведены в табл. 3.6.

Определение дозы облучения при преодолении зон заражения РВ

Доза облучения за время движения рассчитывается по формуле (3.3).

(3.3)

где Р_ср= (P₁+P₂+...P_n)/n, рад\ч;

L - длина маршрута движения, зараженного РВ, км;

V = скорость движения, км/ч;

К_t - коэффициент пересчета мощности дозы на заданное время.

Определение допустимого времени начала преодоления зон радиоактивного заражения.

В данном случае по формуле (3.2) решается обратная задача. Исходными данными являются: заданная допустимая доза облучения (Д_доп), длина маршрута (L, км), скорость движения (V, км/ч), Косл транспортного средства, мощности дозы в нескольких точках на маршруте движения, приведенные к 1 часу после взрыва.

Определяют дозу облучения, которая может быть получена, если преодоление начать через час после взрыва, по формуле:

(3.4)

Делением полученной дозы на допустимую дозу определяют степень превышения дозы К_t = D₁/D_доп. Следовательно, для получения личным составом дозы Д_доп, необходимо начать преодоление не через 1 ч после взрыва, а позже, когда уровень радиации уменьшится в К_t раз. Это время находят по таблице или по формуле:

t = K_t^0,83 (для ядерного взрыва);

t = K_t² (для аварии на РОО).

Определение степени заражения объекта

Степень зараженности техники (Рт) и одежды (Ро) при первичном заражении радиоактивной пылью в сухую погоду приближенно может быть рассчитана по формулам:

Р_т = 0,1 Р_м;

Р_о = 0,05 Р_м,

где Р_м - уровень загрязнения местности, рад\ч.

Определение возможных радиационных потерь

Влияние радиоактивного загрязнения на производственную деятельность объекта экономики и жизнедеятельности населения определяется по табл. (3.8) с учетом остаточной доли k от полученной ранее дозы излучения (табл. 3.7).

Определив дозы излучения с учетом остаточных (Д_ост = Д_полxК_t), определяют вероятные потери (табл. 3.8).

Радиационные потери при заражении поверхности тела и одежды PB можно определить по таблице 3.9.

Выводы из оценки радиационной обстановки

Завершающим этапом оценки радиационной обстановки является формулирование выводов, в которых указывается:

1. Влияние радиоактивного загрязнения местности на производственную деятельность объекта экономики, ведение АСДНР и жизнедеятельность населения.

2. Наиболее целесообразные варианты действий формирований ГЗ при проведении АСДНР.

Например, в пределах зоны радиационной опасности "М" целесообразно ограничить пребывание производственного персонала объекта, не привлекаемого к проведению АСДНР. В зонах "А" и "Б" формирования ГО должны действовать на технике с высокими коэффициентами ослабления, а в зоне "В" - с использованием радиационноустойчивой, радиоуправляемой специальной техники. В зоне "Г" АСДНР, как правило, не проводятся.

3. Мероприятия и режимы защиты населения, производственного персонала и формирований ГЗ. Выявив реальные масштабы радиоактивного загрязнения местности, председатель КЧС объекта и его штаб оценивают степень их влияния на производственный персонал, население, формирования ГЗ и выбирают оптимальные режимы их деятельности (табл. П3 и П4).

Таким образом, выводы из оценки радиационной обстановки являются основой для организации защиты персонала и формирований ГЗ, действующих в условиях радиоактивного загрязнения.

3.3. Выявление и оценка химической обстановки

Прогнозирование масштабов заражения опасными химическими веществами при авариях (разрушениях) на ХОО производится по "Методике прогнозирования масштабов заражения OXВ (СДЯВ) при авариях (разрушениях) на ХОО и транспорте" (М., 1990), а при применении противником ХО - по специальным методикам и таблицам.

По результатам прогнозирования масштабов заражения АХОВ (ОВ) производится оценка химической обстановки, т. е. оценка влияния химического заражения на жизнедеятельность персонала объектов экономики и населения с учетом обеспеченности средствами индивидуальной и коллективной защиты, а также уточняются задачи органам разведки.

Прогнозирование химической обстановки при аварии (разрушении) на ХОО

Общие положения и понятия

Руководящим документом по прогнозированию масштабов зон заражения на случай пролива или выброса АХОВ в системе МЧС в настоящее время являются "Методические рекомендации по прогнозированию масштабов заражения АХОВ при авариях (разрушениях) на ХОО и транспорте" РД 52.04.253-90, М., 1991 (далее Методика). Она позволяет, в зависимости от физико-химических свойств и агрегатного состояния, прогнозировать:

Площадь зоны возможного заражения - площадь территории, в пределах которой под воздействием изменения направления ветра может перемещаться облако АХОВ. Зона возможного заражения наносится в виде сектора. Данный сектор характеризует территорию, на которой должны приниматься меры по обеспечению безопасности персонала ХОО и населения, т. к. в этом секторе с большой вероятностью (до 100%) будет располагаться зона фактического заражения.

Площадь зоны фактического заражения - площадь территории, зараженной АХОВ в опасных для жизни концентрациях.

Прогнозирование масштабов заражения АХОВ может производиться заблаговременно и непосредственно после аварии на ХОО или его разрушения.

При заблаговременном прогнозировании расчеты проводятся на случаи производственной аварии (пролива-выброса АХОВ из максимальной емкости) и катастрофы (разрушения всех емкостей и коммуникаций с АХОВ на объекте). В этих случаях принимается: разлив АХОВ - свободный; метеоусловия: скорость ветра 1 м/с, степень вертикальной устойчивости воздуха (СВУВ) - инверсия. Различают три степени вертикальной устойчивости воздуха (СВУВ): инверсию, изотермию и конвекцию.

Инверсия возникает обычно в вечерние часы примерно за 1 час до захода солнца и разрушается в течение часа после его восхода. При инверсии нижние слои воздуха холоднее верхних, что создает условия для распространения зараженного воздуха в приземных слоях и сохранения высоких концентраций АХОВ.

Изотермия характеризуется равновесным состоянием воздуха и температуры по вертикалям. Она наиболее характерна для пасмурной погоды, но может возникать также и в утренние, и в вечерние часы как переходное состояние между инверсией и конвекцией.

Конвекция возникает обычно через 2 часа после восхода солнца и разрушается примерно за 2-2,5 часа до его захода. Она обычно наблюдается в летние ясные дни. При конвекции нижние слои воздуха нагреты сильнее и возникают восходящие потоки воздуха, которые способствуют быстрому рассеиванию зараженного воздуха.

Степень вертикальной устойчивости воздуха можно определить по формуле:

(3.5)

где K - температурный градиент;

t₅₀ и t₂₀₀ - температура воздуха °С на высотах 50 и 200 см от поверхности земли;

V - скорость ветра, м/с.

СВУВ зависит от K: при K > 0,1 - конвекция;

при K -0,1 < K < 0,1 - изотермия;

при K < -0,1 - инверсия;

по таблице:

Примечания:

Из таблицы следует, что при скорости ветра 4 м/с и более может быть только изотермия, независимо от времени суток и состояния облачности.

Принято считать, что глубина распространения облака заражения воздуха в 3 раза больше при инверсии и в 3 раза меньше при конвекции по сравнению с изотермой.

При прогнозировании масштабов заражения после аварии берутся конкретные данные о количестве пролившихся АХОВ и реальные метеоусловия, а при катастрофе - общее содержание АХОВ в емкостях и коммуникациях, метеоусловия - реальные, разлив - свободный.

Масштабы заражения в зависимости от физических свойств и агрегатного состояния АХОВ рассчитываются по первичному и вторичному облаку:

Первичное облако - облако АХОВ с поражающими концентрациями, образующееся в результате мгновенного (1-3 мин.) перехода в атмосферу части содержимого емкости с АХОВ при ее разрушении. Это относится к жидким АХОВ с температурой кипения (tкип) ниже 20°С.

Вторичное облако - облако АХОВ с поражающими концентрациями, образующееся в результате испарения разлившегося вещества (с tкип больше 20°С) с подстилающей поверхности.

Внешние границы зон заражения АХОВ рассчитываются по пороговой токсодозе при ингаляционном воздействии на организм.

Исходными данными для прогнозирования масштабов заражения являются:

В Методике приняты следующие допущения:

при разливах из емкостей, расположенных группой, имеющих общий поддон (обваловку)

где Q₀ — количество разлившегося при аварии АХОВ, т;

S — реальная площадь разлива в поддон (обваловку), м²;

d — плотность АХОВ, т/м².

Сущность Методики прогнозирования масштабов заражения АХОВ

Масштабы заражения, в основном, зависят от количества пролившегося (выброшенного) АХОВ. Учитывая многообразие АХОВ, количественные характеристики пролива (выброса) определяются по их эквивалентным значениям к другому АХОВ.

Под эквивалентным количеством АХОВ (Q_Э) понимается такое количество хлора, масштаб заражения которым при инверсии эквивалентен масштабу заражения при данной степени вертикальной устойчивости воздуха количеством данного вещества, перешедшим в первичное - Q_Э1, вторичное - Q_Э2 облако.

Эквивалентные количества Q_Э1 и Q_Э2, время испарения Т, площади зон возможного S_B и фактического S_ф заражения определяются с помощью коэффициентов, которые учитывают условия хранения, физико-химические свойства АХОВ, метеоусловия и другие параметры (см. табл 3.10).

Примечания к табл. 3.10:

Коэффициенты, используемые в методике

К₁ - зависит от условий хранения АХОВ, определяется по табл. 3.10, для сжатых газов = 1;

К₂ - зависит от физико-химических свойств АХОВ, определяется по табл. 3.10;

К₃ - дает отношение пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого АХОВ, определяется по табл. 3.10;

К₄ - учитывает скорость ветра, определяется по табл. 3.11;

К₅ - учитывает СВУВ и равен: при инверсии - 1; изотермии - 0,23; конвекции - 0,08;

К₆ - зависит от времени, прошедшего после начала аварии N и определяется в зависимости N от T (время испарения АХОВ, час.);

При N > Т - глубина зоны заражения определяется за время полного испарения АХОВ;

при N < Т - глубина зоны заражения определяется за время, прошедшее после аварии;

К₇ - учитывает влияние температуры воздуха, определяется по табл. 3.10, причем: первое значение - для первичного, а второе значение - для вторичного облака, для сжатых газов = 1;

К₈ - зависит от СВУВ и принимается равным: при инверсии - 0,081, изотермии - 0,133, конвекции - 0,235.

Порядок прогнозирования масштабов заражения АХОВ

а) Прогнозирование масштабов заражения АХОВ при аварии на ХОО

Определение эквивалентного количества АХОВ по первичному облаку:

где Q₀ - количество пролившегося (выброшенного) при аварии АХОВ, т.

Определение продолжительности поражающего действия (времени испарения) АХОВ:

(3.7)

где d - плотность АХОВ, т/м³ (определяется по табл. 3.10).

Такая последовательность необходима потому, что коэффициент К₆, входящий в формулу при определении Q_Э2, определяется в зависимости от Т.

Определение эквивалентного количества АХОВ во вторичном облаке:

Определение глубины зоны заражения

Глубины зон первичного (Г₁) и вторичного (Г₂) облака определяются в зависимости от Q_Э1 и Q_Э2 и скорости ветра по табл. П1 (см. приложение 1).

Полная глубина зоны заражения Г' определяется по формуле:

где Г'' - наибольший, а Г''' - наименьший из размеров Г₁ и Г₂.

Следует учитывать, что теоретически рассчитанное значение глубины зоны заражения (Г'), образованной за время N, не может превосходить глубины переноса (Гп) воздушных масс за тот же период. Поэтому полученное значение Г' сравнивается с Гп и меньшее из них принимается за окончательную расчетную глубину зоны заражения (Г).

Глубина переноса воздушных масс (в км) определяется по формуле:

где V - скорость переноса переднего фронта облака АХОВ, км/ч (определяется по табл. 3.4 в зависимости от СВУВ и скорости ветра, м/с).

Пример 1 расчета глубины зоны заражения

В хранилище с жидким хлором (Q0 = 70 т) произошла авария. Определить глубину зоны заражения для условий: разлив хлора свободный, температура воздуха 0 °С, скорость ветра 5 м/с, время, прошедшее после аварии, 1 час.

Решение

По формуле (3.7) определим Q_Э1.

Для заданных исходных данных: К₁ = 0,18; К₃ = 1; К₅ = 0,23; К₇ = 0,6.

QЭ1 = 0,18 x 1 x 0,23 x 0,6 x 40 = 1 т.

По формуле (3.8) определим Т.

Для заданных исходных данных: К₂ = 0,052; К₄ = 2,34; К₇ = 1 (как для вторичного облака).

По формуле (3.9) определим Q_Э2.

При Т < 1 часа К₆ = 1.

По таблице 3.12 глубина зоны заражения при Q_Э1 = 1 т и V = 5 м/с Г1 = 1,68 км.

Глубина зоны заражения вторичным облаком при Q = 11,8 т определяется интерполированием. По таблице 3.12 глубина зоны заражения для 10 т равна 5,53 км, а для 20 т - 8,19 км.

Определим полную глубину зоны заражения по формуле (3.10):

Г = 6 + 0,5 x 1,68 = 6,84 км.

Определим глубину переноса воздушных масс по формуле (3.11). По таблице 3.13 для изотермии и скорости ветра 5 м/с V = 29 км/час.

Г_п = 1 x 29 = 29 км.

Сравниваем значения Г₁ и Г_п и за окончательную глубину зоны заражения Г принимаем равным 6,84 км.

Определение площадей зон возможного (S_в) и фактического (S_ф) заражения

Площадь зоны возможного заражения Sв определяется как площадь сектора (в км²):

(3.11)

где $$\black \varphi$$ - угловые размеры сектора (зоны возможного заражения), град (определяется по табл. 3.14).

Площадь зоны фактического заражения S_ф определяется по формуле:

Определение времени подхода облака АХОВ к заданному рубежу

Данная задача решается по формуле:

где Х - расстояние от источника заражения до заданного рубежа, км.

Пример 2 расчета площадей зон заражения

Взяв за основу исходные данные примера 1 и рассчитанную глубину зоны заражения (Г = 6,84 км), определим по формулам (3.11) и (3.12) S_в и S_ф. Для заданных исходных данных $$\black \varphi$$ = 45? при V = 5 м/c, К₈ = 0,133.

S_B = 3.14/360 x 6.84²x 45 = 18.2 км²;

S_ф = 0,133 x 6,84² x 1^0,2 = 6,2 км².

Время подхода облака АХОВ к заданному рубежу определяется по формуле (3.13)

t = Х/V, час.,

где Х - расстояние от источника заражения до заданного рубежа (км);

V - скорость переноса воздушных масс (км/час).

Определение возможных потерь персонала объекта и населения от воздействия АХОВ производится по табл. 3.15.

Примечание. Ориентировочная структура потерь людей в очаге поражения составит:

Пример 3. Определение возможных потерь

Определить возможные потери населения в ПГТ и их структуру при исходных данных:

- численность населения - 400 человек, из них находятся в зданиях - 70%, на открытой местности - 30%;

- обеспеченность населения противогазами - 60%.

Решение

Общие потери - 110 человек, из них:

- легкой степени - 110 x 0,25 = 28 человек;

- средней и тяжелой степени - 110 x 0,40 = 44 человека;

- со смертельным исходом - 110 x 0,35 = 38 человек.

б) Прогнозирование масштабов заражения АХОВ при разрушении ХОО

В случае разрушения ХОО в первую очередь рассчитывается продолжительность поражающего действия (испарения) для каждого АХОВ (по формуле 3.7), а затем определяется суммарное эквивалентное количество QЭ всех АХОВ по формуле:

Глубина зоны заражения Г' определяется по табл. 3.12 в зависимости от суммарного QЭ и скорости ветра 1 м/с, а затем сравнивается с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс Г_п (формула 3.14). За окончательную расчетную глубину зоны заражения Г принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений.

Площади зон заражения и время подхода облака АХОВ к заданному рубежу определяются аналогично как при аварии на ХОО.

Нанесение на карту (схему) зоны заражения

Зона возможного заражения облаком АХОВ на карте (схеме) ограничена окружностью (при V < 0,5 м/с), полуокружностью (при V от 0,6 до 1 м/с) и секторами с $$\black \varphi$$ = 90 (при V от 1,1 до 2 м/с) и с $$\black \varphi$$ = 45 (при V > 2 м/с) (см. рис. 3.2).

Центр окружности, полуокружности или сектора совпадает с источником заражения. Циркулем с раствором равным Г (в масштабе карты, схемы) наносится глубина зоны заражения.

Зона фактического заражения, имеющая форму эллипса, включается в зону возможного заражения. Она при прогнозировании обычно не наносится. Ее фактическое положение устанавливается по данным химической разведки.

Оценка химической обстановки

Прогностические данные о масштабах химического заражения позволяют оценить химическую обстановку, сложившуюся в результате аварии (разрушения) на ХОО. На основе этих данных определяются возможные потери персонала ОЭ и населения по табл. 3.15, проводятся мероприятия по их защите от АХОВ:

Выявление химической обстановки расчетным методом

Определение площади разлива (S_р) АХОВ, вылившегося из необвалованной емкости, может быть произведено по формуле:

где Q - вес разлившегося АХОВ, т;0,05 - толщина слоя разлившегося АХОВ, м.

Определение концентрации паров (С) АХОВ на любом (заданном) расстоянии производится по формуле:

(3.16)

где K - коэффициент, зависящий от СВУВ, принимается равным: при инверсии - 2, изотермии - 3, конвекции - 4;

V - скорость ветра, м/с;

X - расстояние от очага разлива АХОВ, м;

Q - скорость истечения АХОВ из аварийной емкости, кг/мин.

Преобразуя формулу (3.16), можно определить расстояние (Х), на котором будет создаваться заданная концентрация (в т. ч. и ПДК) паров АХОВ:

(3.17)

На практике часто приходится встречаться с таким фактом, когда минутный расход (скорость истечения) АХОВ неизвестен. Тогда вместо минутного расхода АХОВ в формулу (3.17) подставляют общее количество АХОВ (Q_общ, кг) в емкостях, а вместо концентрации С - значение токсодозы (Д = С · t,) и получают:

(3.18)

При разрушении нескольких емкостей с различными АХОВ, если они не вступают в химическую реакцию между собой, а их поражающие концентрации примерно одинаковые, общее количество (Q_общ) разлившихся жидкостей определяют суммированием. К таким АХОВ относятся хлорциан, хлор, фосген и др.

Вещества однородного характера действия, но резко отличающиеся по степени токсичности приводят к эквивалентному веществу.

При одновременном разрушении емкостей с веществами кислого и основного характера, например с хлором и аммиаком, они вступают в реакцию между собой, в результате чего количество ядовитых паров уменьшится в соответственно стехиометрическом соотношении (на три молекулы хлора будет расходоваться восемь молекул аммиака). Однако следует иметь ввиду, что смесь паров хлора и аммиака взрывоопасна.

Глубина распространения паров АХОВ (зараженного воздуха), рассчитанная по формулам и таблицам, справедлива только для открытой, ровной местности. В лесу и городе она в 3,5 раза меньше.

Время воздействия облака зараженного воздуха практически равно времени существования очага заражения. Однако в районах застоя паров АХОВ оно может и превышать его.

На глубину распространения паров АХОВ и величину концентрации в воздухе в значительной степени влияют вертикальные потоки воздуха, т. е. инверсия, изотермия и конвекция. Инверсия создает наиболее благоприятные условия для сохранения высоких концентраций паров АХОВ у поверхности земли и препятствует их рассеиванию.

Прогнозирование химической обстановки при применении противником химического оружия

Применение противником ХО в настоящее время маловероятно, однако кратко рассмотрим общие основы выявления и оценки химической обстановки при применении химического оружия.

Выявление химической обстановки при применении ХО противником

При выявлении химической обстановки в первую очередь определяются:

Исходные данные для выявления ХО:

- с помощью каких средств применено и тип ОВ;

- район и время применения ХО;

- метеоусловия и топографические условия местности;

- степень защищенности людей, укрытий техники и имущества.

Определение средств применения, границ очагов химического поражения, площади зоны заражения и типа ОВ

Средства применения ХО противника определяются, как правило, визуально или из информации вышестоящего управления ГОЧС. Силами разведки определяются количество средств, участвовавших в химическом нападении (один, два или звено самолетов, их типы или количество ракет), каким образом были применены ОВ (выливными авиационными приборами, химическими авиационными бомбами, химическими ракетами или другими средствами применения) и границы очагов поражения.

Ориентировочные размеры зон химического заражения при применении противником ХО приведены в табл. 3.16.

Определение глубины распространения зараженного воздуха

Глубина распространения облака зараженного воздуха зависит от рельефа местности, наличия лесных массивов, метеоусловий и ориентировочно определяется по табл. 3.17.

Оценка химической обстановки при применении противником ХО

При оценке ХО определяются:

Определение стойкости ОВ на местности и технике

Величина стойкости ОВ определяется временем (в часах, сутках), по истечении которого люди могут безопасно преодолевать зараженные участки местности или находиться на них длительное время без СИЗ.

Стойкость ОВ на местности (табл. 3.18) зависит от типа ОВ, скорости ветра, температуры, влажности, структуры почвы и растительности.

3.4. Выявление и оценка пожарной обстановки

Под пожарной обстановкой (ПО) понимаются масштабы и плотность пожаров, возникающих и развивающихся на промышленных объектах и в прилегающих к ним объектах и лесных массивах, оказывающие влияние на работу объектов, жизнедеятельность их персонала и населения, а также на ликвидацию последствий аварий.

Выявление пожарной обстановки, как ранее отмечалось, осуществляется методами прогнозирования и по данным пожарной разведки.

Оценка пожарной обстановки заключается в определении:

Пожарная обстановка зависит от:

Под огнестойкостью строительных элементов, конструкций зданий и сооружений понимают их способность не достигать при огневом воздействии предельного состояния огнестойкости. Таким образом, основной характеристикой огнестойкости строительных элементов и конструкций являются предел огнестойкости и предел распространения огня.

Пределом огнестойкости называется отрезок времени до возникновения одного из предельных состояний огнестойкости: образования в конструкциях сквозных трещин или сквозных отверстий, через которые проникают продукты горения или пламени или потери несущей способности (обрушение).

Огнестойкость зданий и сооружений определяется свойствами стройматериалов, которые по огнестойкости делятся на три группы:

Несгораемые - неорганические материалы (кирпич, бетон) и металлические изделия.

Трудносгораемые - гипсовые и бетонные изделия с органическим заполнением, древесина, пропитанная антипиренами.

Сгораемые - все органические материалы, не подвергнутые специальной обработке.

Плотность застройки - процентное отношение суммы площадей зданий и сооружений (в плане) S_зд. к площади территории S_тер, на которой они расположены в пределах всей территории промышленного объекта:

(3.19)

Плотность застройки оказывает значительное влияние на развитие пожаров в застройке, т. к. зависит от расположения зданий и сооружений и расстояний между ними (табл. 3.19).

На ХОО плотность застройки (Пз) должна быть не более 30%.

При оценке пожарной обстановки в производственных зданиях важную роль играет полная и удельная пожарная нагрузка.

Пожарная нагрузка определяется по формуле:

(3.20)

где m_i - масса горючего вещества или материала, кг;

Q_i - теплота сгорания вещества или материала, МДж/кг;

S_зд - площадь здания, м²;

n - число видов горючих веществ и материалов.

Полную пожарную нагрузку в производственных зданиях и сооружениях можно определить по упрощенной формуле:

где Р_пруд - приведенная удельная пожарная нагрузка;

Р_п - полная пожарная нагрузка, МДж/м²;

Q_др - теплота сгорания древесины = 17 МДж/кг.

Удельная пожарная нагрузка (Руд), представляет собой количество горючих веществ и материалов, приходящихся на 1 м2 площади здания. Так как в производственных зданиях имеются различные по своим физико-химическим свойствам вещества и материалы, то для определения удельной пожарной нагрузки их необходимо привести к единому горючему материалу, целесообразнее всего к древесине. С этой целью полную пожарную нагрузку относят к теплоте сгорания древесины

где Р_пруд - приведенная удельная пожарная нагрузка;

Р_п - полная пожарная нагрузка, МДж/м²;

Q_др - теплота сгорания древесины = 17 МДж/кг.

Значения приведенной удельной пожарной нагрузки в зависимости от степени огнестойкости и этажности зданий даны в табл. 3.20.

Приведенная пожарная нагрузка определяет вид и продолжительность пожара в производственных зданиях.

Виды возможных пожаров определяются по значениям приведенной пожарной нагрузки и критической плотности застройки в соответствии с табл. 3.21.

При плотности застройки менее критической на участках городской застройки зданиями и сооружениями определенной степени огнестойкости могут возникнуть отдельные пожары. При превышении критической плотности застройки могут возникнуть сплошные пожары и огневые штормы.

Выявление пожарной обстановки предусматривает определение масштаба и характера (вида) пожара (отдельные очаги, сплошные пожары, пожары в завалах, огневой шторм и др.) и обеспеченность объекта экономики средствами пожаротушения.

Оценка пожарной обстановки осуществляется с целью определения влияния пожара на устойчивость работы отдельных элементов и объекта в целом, рубежей локализации пожара и выработки предложений по выбору наиболее целесообразных действий пожарных подразделений и формирований ГО по локализации и тушению пожара, эвакуации персонала объекта населения и материальных ценностей из зоны пожара и др. Дистанционное термическое (тепловое) воздействие на предметы высоких температур определяется величиной поглощенной плотности теплового потока (q_погл, Вт/м²) и временем воздействия теплового излучения (t, с).

Плотность потока поглощенного излучения qпогл зависит от плотности теплового потока факела qф и от степени черноты (поглощающей способности) тепловоспринимающей поверхности и выражается соотношением q_погл = q_ф x $$\black \varepsilon$$.

Предельно допустимая температура нагрева и критическая плотность теплового потока (интенсивности облучения) для различных поверхностей материалов определяется по табл. 3.22.

Определение возможности возгорания различных материалов в зависимости от горящего материала, расстояния от него и скорости ветра (м/с) осуществляется по плотности теплового потока q (Вт/м²). Если плотность теплового потока q от источника огня больше критической плотности горючего материала q_кр (q_ф > q_кр), то возгорание произойдет.

Расчет лучистого обмена между возможным источником и облучаемым материалом производится по формуле (условию) пожарной безопасности:

где $$\black \varepsilon$$_пр - приведенная степень черноты;

С_О - коэффициент излучения абсолютно черного тела = 5,7 Вт/м² К₄;

Т_ф - температура факела, К;

Т_возг - температура возгорания материала объекта, К;

$$\black \varphi$$_{2, 1} - полный коэффициент облученности.

Приведенную степень черноты ($$\black \varepsilon$$_пр) рассчитывают по формуле:

(3.24)

где $$\black \varepsilon$$_ф - степень черноты факела (табл. 3.23);

$$\black \varepsilon$$_м - степень черноты материала (табл. 3.23).

Температура факела определяется по табл. 3.23.

Полный коэффициент облученности - это умноженный на 4 коэффициент облученности, определяемый по номограмме (рис. 3.4) для 1/4 площади факела. Входными данными в номограмму являются приведенные размеры факела a/L и b/L, где a - половина высоты факела (м), b - половина ширины факела (м), а L - расстояние до облучаемой поверхности (м).

Высота факела пламени горящего резервуара с ЛВЖ равна 0,7 диаметра, а для ГЖ - 0,6 диаметра при ширине равной диаметру.

Следует учитывать, что плотность теплового потока зависит от скорости ветра. Так, с подветренной стороны горящих объектов тепловой поток при скорости ветра 2 м/с возрастает в 2 раза, а при 3 м/с и более - в 3 раза.

Полученная по формуле (3.23) величина теплового потока от факела (q_ф) сравнивается с критической плотностью теплового потока (q_кр) и если q_ф > q_кр, то возгорание произойдет. В этом случае определяются мероприятия по повышению устойчивости объекта.

Завершающим этапом оценки пожарной обстановки является формулирование выводов, в которых указывается:

Таким образом, выводы из оценки пожарной обстановки являются основой для организации защиты персонала и формирований ГЗ действующих в условиях пожаров, а также для принятия мер по повышению устойчивости элементов объекта.

3.5. Выявление и оценка инженерной обстановки

Под инженерной обстановкой понимается совокупность последствий воздействия аварий (катастроф), опасных природных явлений, современных средств поражения, в результате которых имеют место разрушения элементов ОЭ, оказывающих влияние на устойчивость работы объектов и жизнедеятельность населения.

Возможная инженерная обстановка весьма часто вызывается взрывами различного происхождения. Поэтому в данном пункте будут рассмотрены вопросы выявления и оценки обстановки, складывающейся при взрывах.

Ранее было отмечено, что основным поражающим фактором взрывов является воздушная ударная волна, а ее поражающим параметром - избыточное давление ($$\black \Delta$$Р_ф). В связи с этим выявление обстановки при взрывах сводится прежде всего к определению величины $$\black \Delta$$Р_ф.

Все взрывчатые соединения и смеси по своему физическому состоянию могут быть:

Процесс физико-химических превращений с выделением большого количества энергии, вышеуказанных взрывчатых соединений и смесей, называют взрывным горением.

Различают два режима взрывного горения: дефлаграционный и детонационный.

При дефлаграционном горении пламя распространяется со скоростью значительно ниже скорости звука, а при детонационном - близкой к скорости звука или превышающей его.

Для пожаровзрывоопасных смесей характерны концентрационные пределы воспламенения (взрываемости) - нижний и верхний.

Нижний концентрационный предел (С_нкп) - это такая концентрация горючего газа в смеси с окислительной средой, ниже которой смесь не способна к распространению пламени.

Верхний концентрационный предел (С_вкп) - это такая концентрация горючего в смеси с окислительной средой, выше которой смесь становится неспособной к распространению пламени.

Для инициирования (зажигания) взрывчатых смесей необходима энергия не ниже минимальной. Минимальная энергия (Э_и) - наименьшее значение энергии электрического разряда, способное воспламенить смесь стехиометрического состава.

Концентрация газа стехиометрического состава (С_стх) - концентрация горючего газа в смеси с окислительной средой, при которой обеспечивается полное без остатка химическое взаимодействие горючего и окислителя смеси.

Для выявления и оценки обстановки при взрывах газовоздушных, паровоздушных и пылевоздушных смесей в качестве исходных данных используются:

Некоторые из этих показателей представлены в табл. 3.24.

В открытом пространстве на ОЭ возможны взрывы газовоздушных смесей (ГВС), образующихся при разрушении резервуаров со сжатыми и сжиженными под давлением или охлаждением газами, а также при аварийном разливе ЛВЖ.

В производственных помещениях возможны взрывы как газовоздушных, так и газопаровоздушных (ГПВС) и пылевоздушных смесей (ПВС).

При взрыве указанных смесей принято выделять две зоны:

В зоне действия детонационной волны избыточное давление ($$\black \Delta$$Р_д) принято считать постоянным и равным 1700 кПа.

Взрыв газовоздушной смеси в открытом пространстве

Зону действия детонационной волны, ограниченную радиусом r0, можно определить по формуле:

(3.25)

Значение коэффициента K принимают в зависимости от способа хранения газов:

Если в формулу (4.24) подставить значения для метана (из табл. 3.15) m_К = 16 и C_стх = 9,45, то получим формулу

(3.26)

Данная формула получила широкое распространение при проведении расчетов по определению последствий взрывов для углеводородных газов.

Зона действия воздушной ударной волны (ВУВ) начинается сразу за внешней границей облака ГВС. Давление во фронте этой волны $$\black \Delta$$Р_Ф зависит от расстояния до центра взрыва (r) и определяется по табл. 3.25, исходя из соотношения r/r₀:

$$\black \Delta$$Р_ф = f(r/r₀).

Следует заметить, что $$\black \Delta$$Р_ф в начале зоны II-ВУВ (на границе с зоной I) принято считать равным 1300 кПа.

Избыточное давление в зоне воздушной ударной волны можно определять в зависимости от безразмерного радиуса ударной волны $$ \black \overline{R}^{(\overline{R} = 0,24 · r/ro)}$$ по формулам:

при R $$\black \leq$$2

(3.27)

при R >2

(3.28)

При непосредственном контакте ударной волны с преградой, расположенной перпендикулярно ее распространению (земной поверхностью, прочной стеной и т. д.), на преграду действует давление отраженной волны $$\black \Delta$$Р_отр, которое определяется по формуле (2.7).

Взрыв газопаровоздушной смеси

Зону действия детонационной волны, ограниченную радиусом r₀, в данном случае можно определить по формуле:

(3.29)

где 1/24 коэффициент, м/кДж^1/3;

Э - энергия взрыва смеси, определяемая из выражения:

(3.30)

где V₀ - свободный объем помещения, равный V₀ = 0,8 x V_п, м³

V_п - объем помещения.

Далее, используется данные таблицы 3.24, можно определить $$\black \Delta$$Р_ф в воздушной ударной волне.

Взрыв пылевоздушной смеси в помещении

Радиус r₀, детанационной волны определяется как при взрыве газопаровоздушной смеси по формуле:

(3.31)

где Э - энергия взрыва определяется из выражения.

где m - расчетная масса пыли, кг;

Q - удельная теплота сгорания вещества, образовавшего пыль, кДж/кг, представлена в табл. 3.26.

Расчетная масса пыли m определяется из условия, что свободный объем помещения будет полностью заполнен дисперсным продуктом, образуя при этом пылевоздушную массу стехиометрической концентрации:

(3.33)

где C $$\black \approx 3\varphi$$_нкпр, г/м³.

Значение нижнего концентрационного предела $$\black \varphi$$_нкпр для различных веществ находится в пределах:

неорганических веществ (сера, фосфор) - 20-30 г/м³;

пластмасс - 200-300 г/м³;

пестицидов и красителей - 30-300 г/м³;

шерсти - 100-200 г/м³.

Инженерная обстановка

При прогнозировании обстановки при авариях со взрывом, принято выделять, как и в очаге ядерного поражения, четыре зоны:

Все указанные зоны находятся в пределах действия воздушной ударной волны при взрывах ГВС, ГПВС и ПВС. В связи с этим, после расчета избыточного давления $$\black \Delta$$Р_ф на различных расстояниях от центра взрыва, на план объекта наносятся зоны с радиусами соответственно равными 50; 30; 20; 10 кПа. Затем по величине $$\black \Delta$$Р_ф в районе зданий (сооружений) объекта определяют по табл. 3.27 степень их разрушения, а по табл. 3.28 характеристику степени разрушения зданий.

Следует заметить, что о степени разрушения здания в целом судят по характеру разрушения отдельных его элементов (см. табл. 3.29). Если |$$\black \Delta$$Р_ф|$$\black \geq$$|$$\black \Delta$$Р_ф| (предельное значение давления), то элемент считается вышедшим из строя.

При прогнозировании инженерной обстановки определяют вероятность поражения персонала, объем и высоту завалов, протяженность заваленных проездов, дальность разлета осколков и др. вопросы.

Основным фактором, определяющим вероятность поражения персонала, является степень повреждения зданий. При этом принимается, что в полностью разрушенных зданиях поражение получают 100% находящихся в них людей (N_{пол. р}), в сильно разрушенных (N_{сил. р}) - 60%, в среднеразрушенных (N_{ср. р}) - 10-15%. Таким образом, максимальное количество людей, получивших поражение в зданиях (N_{об. зд}), составит:

Общие потери людей на объекте (N_об) определяются числом пострадавших в зданиях и на открытой местности (N_{об.откр}):

N_{об.откр} определяется в зависимости от площади воздействия ВУВ взрыва $$\black \Delta$$Р_Ф и количества людей, находящихся на открытой местности.

Объем завала (V) зависит от степени разрушения здания. Для полностью разрушенного здания объем завала определяют по формуле:

(3.36)

где A, B, H - соответственно длина, ширина и высота здания, м;

r - объем завала на 100 м³ строительного объема здания, принимаемый:

для промышленных зданий - r = 20 м³,

для жилых зданий - r = 40 м³.

Объем завала здания, получившего сильную степень разрушения, принимают равным половине от объема завала полностью разрушенного здания.

Высота завала (h) вычисляется по формуле:

(3.37)

где H - высота здания, м.

Протяженность заваленных проездов оценивается с учетом ширины улиц и дальности разлета обломков. При отсутствии данных ширин улиц принимается равной для:

магистральных улиц - 30 м;

районных улиц - 18 м;

проездов и переулков - 10-12 м.

Дальность разлета обломков обычно принимается равной половине высоты здания.

3.6. Оценка потенциальной опасности объектов экономики

В недалеком прошлом считали так: если создается новая установка, ее необходимо сделать абсолютно безопасной, чтобы на ней никогда не происходили отказы и аварии.

Концепция "абсолютной безопасности" (АБ) предполагала исключение любой опасности для населения и окружающей среды.

Под опасностью обычно понимают ситуацию, в которой возможно возникновение явлений и процессов, способных поражать людей, наносить материальный ущерб, разрушительно действовать на окружающую среду. Концепция АБ себя оправдывала при эксплуатации простых технических систем. Но при беспрецедентным усложнении производств эта концепция стала неадекватна законам техносферы. Эти законы, опирающиеся на статистику поломок и аварий, имеют вероятностный характер и нулевую вероятность рисков аварий не исключают самые дорогостоящие меры. В связи с этим риски и аварии в техносфере практически исключить невозможно. Наиболее оптимальным вариантом будет то, что риск должен находиться между минимальным и максимальным допустимыми уровнями.

Поэтому при принятии решения, как правило, исходят из величины максимального допустимого уровня риска. Это связано прежде всего с тем, что минимальный риск требует неоправданных больших экономических затрат. Таким образом, любые технические решения не исключают риска, а это требует своевременного анализа и оценки рисков.

Безопасность функционирования потенциально опасных объектов (ПОО) зависит от многих факторов, особенно таких, как: физико-химические свойства сырья, полуфабрикатов и продуктов; характер технологических процессов; конструкция и надежность оборудования; условия хранения и транспортировки ОХВ; состояние контрольно-измерительных приборов (КИП) и средств автоматизации; эффективность средств противоаварийной защиты; уровень организации профилактической работы; своевременность и качество планово-предупредительных ремонтных работ; подготовленность и практические навыки персонала; система надзора за состоянием технических средств противоаварийной защиты и т. п.

Несмотря на заранее предпринимаемые (предупредительные) меры защиты, направленные на предотвращение аварий, исключить их практически невозможно. Возникновение аварий на ПОО чаще всего связано с изношенностью основных производственных фондов предприятий, ошибками производственного персонала, взрывопожароопасностью, радиационной и химической опасностью большого ассортимента исходной и готовой продукции, а также неодолимостью опасных природных явлений. Все это обусловливает необходимость их отнесения к опасным производственным объектам (ОПО) и классифицировать их по степени химической опасности.

Термины, определения и категорирование ОПО

Основополагающим по вопросам потенциальной опасности объектов экономики является Федеральный закон от 21.07.97 № 116-ФЗ "О промышленной безопасности опасных производственных объектов". Закон определяет основы обеспечения безопасной эксплуатации ОПО и направлен на предупреждение аварий на ОПО и обеспечение готовности организаций, эксплуатирующих ОПО, к локализации и ликвидации опасных явлений.

Промышленная безопасность ОПО - состояние защищенности жизненно важных интересов личности и общества от аварии на ОПО и их последствий.

Авария - разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на ОПО, не контролируемые взрыв и (или) выброс опасных веществ.

Инцидент - отказ или повреждение технических устройств, применяемых на ОПО, отклонение от режима технологического процесса, нарушение положений настоящего федерального закона, других ФЗ и иных нормативных правовых актов РФ, а также нормативных технических документов, устанавливающих правила ведения работ на ОПО.

ОПО подразделяются на пять категорий.

На ОПО первой категории получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются, уничтожаются следующие опасные вещества: воспламеняющиеся, окисляющие, горючие, взрывчатые, токсичные (высокотоксичные) и представляющие опасность для окружающей природной среды.

На ОПО второй категории используется оборудование, работающее под давлением более 0,07 МПа или при температуре нагрева воды более 115 °С.

На ОПО третьей категории используются стационарно установленные грузоподъемные механизмы, эскалаторы, канатные дороги, фуникулеры.

На ОПО четвертой категории получаются расплавы черных и цветных металлов и сплавы на основе этих расплавов.

На ОПО пятой категории ведутся горные работы, работы по обогащению полезных ископаемых, а также работы в подземных условиях.

На ОПО, как правило, разрабатываются декларации промышленной безопасности. Основанием для обязательной разработки этой декларации являются предельные количества опасных веществ, находящихся на ОПО.

Предельные количества опасных веществ на ОПО:

Декларирование осуществляется в целях обеспечения контроля за соблюдением мер безопасности, оценки достаточности и эффективности мероприятий по предупреждению и ликвидации последствий ЧС на промышленном объекте.

Все рассмотренные ОПО являются потенциально опасными объектами. На этих объектах возникающие аварии и катастрофы, как правило, приводят к широкомасштабным ЧС, т. е. являются потенциальными источниками ЧС. Однако из сказанного не следует, что на ОПО наиболее часто возникают аварии и катастрофы, по сравнению с другими объектами экономики. На ОПО, в связи с их особой опасностью, организуются и проводятся предупредительные мероприятия (в т. ч. и разрабатывается декларация безопасности), что в значительной степени сокращает количество аварий и катастроф. Но если они возникают, то они приносят большие беды.

Вероятность возникновения ЧС применительно в ПОО оценивают на основе статистических данных или теоретических исследований по величине риска.

Вероятность возникновения ЧС, анализ и оценка рисков

Во введении к параграфу 4.5 отмечалось, что риски и аварии в техносфере практически исключить невозможно. Поэтому в конце XX в. в связи с постоянным усложнением промышленного оборудования возникла и начала развиваться новая научная дисциплина - теория безопасности или иначе - теория риска, предшественницей которой является теория надежности.

Под риском (в данном учебном пособии) понимается частота и вероятность возникновения нежелательного события или вероятность реализации негативного воздействия в зоне пребывания человека. Однако в некоторых случаях риск понимается как деятельность, совершаемая в расчете на удачный исход.

Риски аварий можно снижать, но нельзя забывать о том, сколько за это придется заплатить. Вкладывая средства в технические системы предотвращения аварий, вынуждены урезать финансирование социальных программ (жилищную, медицинскую и др.), а это влечет за собой сокращение средней продолжительности жизни человека и снижение ее качества.

Затраты на снижение риска аварий осуществляются: первое - в технические системы безопасности, второе - в подготовку персонала, третье - в совершенствование управления при чрезвычайных ситуациях. Если в первых двух случаях средства расходуются на снижение вероятности аварии, то в третьем - на уменьшение последствий ЧС. Анализ эффективности затрат показывает, что во многих случаях можно сильней снизить риск для населения, вложив больше средств в третью компоненту.

При измерении риска существуют четыре подхода - инженерный, модельный, экспертный и социологический. Многокритериальный выбор определения риска описывается теорией принятия решения. Рассмотрение проблемы с разных сторон позволяет выработать общее согласованное решение.

На стадии проектирования объекта решение нужно принимать исходя из ситуации в конкретной местности: находящиеся рядом объекты не должны влиять друг на друга, создавая дополнительный риск. АЭС неразумно располагать вблизи ТЭС. Вокруг АЭС повышается влажность воздуха, а выбросы окиси серы на ТЭС при взаимодействии с водой образуют серную кислоту и, соответственно, кислотные дожди.

При определении степени ПОО по риску возникновения аварии на объекте критериями служат совокупность факторов риска возникновения ЧС.

Техногенные аварии, как выше отмечалось, можно предупредить и предотвратить. Уменьшение технического риска требует определенных экономических затрат. Вследствие того, что экономические затраты как на стадии проектирования, так и в ходе эксплуатации (на профилактические работы) бывают недостаточными, возникают условия для совершения аварий. Таким образом, техногенные ЧС одолимы человеком.

При проектировании объекта проводится анализ возможных рисков и прогнозируется вероятность возникновения как одолимых (управляемых), так и неодолимых (неуправляемых) факторов риска.

Анализ рисков включает процесс определения опасности и оценки воздействия рисков для людей, имущества и окружающей среды. Он является одним из элементов обеспечения промышленной безопасности в стране. Основными этапами анализа рисков являются: планирование и организация работ, идентификация опасностей, непосредственная оценка риска, разработка рекомендаций по уменьшению риска.

Оценка риска включает анализ частоты опасных ситуаций, последствий, неопределенностей; сравнение результатов с критериями приемлемого риска; обобщение данных.

В том случае, когда величина потерь известна, но не может быть выражена количественно, например цена человеческой жизни, риск можно оценивать вероятностной составляющей.

Риск (степень риска) можно оценивать, используя в ряде случаев статистические данные по вероятности нежелательного события. Некоторые примеры усредненного индивидуального риска со смертельным исходом от различных причин приведены в табл. 3.30.

Основой расчета усредненного индивидуального риска смертельного исхода является коллективный риск (R), который рассчитывается по формуле:

где P_АВ - частота (вероятность) аварий;

P_СМ - частота (вероятность) смертей.

Индивидуальный риск (r) определяется по формуле:

(3.39)

где N - количество людей, население.

Пример

В РФ в год происходит примерно 14,0 млн дорожно-транспортных происшествий (ДТП). Одно из 400 ДТП заканчивается смертью. Численность населения Российской Федерации равна 142 млн человек. Определить коллективный риск (см/год) и индивидуальный риск (см/(чел·год) при эксплуатации автотранспорта, а также к какой степени потенциальной опасности по классификации объектов по риску возникновения аварии (ПО4) относится автотранспорт.

R = Р_АВ x Р_СМ = 14,0 x 10⁶x 1/400 = 35 000 чел/год.

R = 35 000/142 x 10⁶ = 2,46 x 10-4 ^{см/чел x год.}

Вывод: автотранспорт относится к очень опасным объектам.

Виды рисков и их показатели:

В настоящее время сложились представления о величинах приемлемого (допустимого) и неприемлемого риска. Неприемлемый риск имеет вероятность реализации негативного воздействия более 1 x 10-3, приемлемый менее 1 x 10-6. При значениях риска от 1 x 10-3 ^{до 1 x 10-6 принято различать переходную область значения риска.}

Известно, что каждая авария в своем развитии проходит несколько стадий. На рисунке 3.5 эти стадии показаны - А, Б, В и Г.

Стадия А - нормального функционирования системы в режиме повседневной деятельности и проведения предупредительных мероприятий(выявление предвестников рисков и заблаговременное принятиемер по их ограничению. Она характеризуется тем, что все процессы в последней, как правило, протекают в режиме установленных регламентов, поэтому она не приближается к аварийному состоянию. На этой стадии вероятность реализации негативного воздействия меньше 1 x 10^-6, а вероятность прибыли на уровне плановой.

Стадия Б - это стадия неустойчивой работы системы - начальная фаза нарастания технологического риска, предаварийного состояния. Вероятность реализации негативного воздействия будет в пределах от 1 x 10^-6 до 1 x 10^-3. В этих условиях органы управления объекта могут переводиться в режим "повышенной готовности" и опасные параметры технологического риска могут быть возвращены в регламентные границы специальными управляющими воздействиями, т.е. на уровень стадии А. Но наступает очередной цикл проявления причин аварии и вновь управляющими воздействиями система возвращается на уровень стадии А. Так может быть несколько раз. Таким образом, эту стадию на рисунке 3.5 можно изобразить в виде волнистой линии. Система подходит к границе устойчивости. Если эффективность управляющих воздействий оказывается недостаточной, то на границе устойчивости (точке бифуркации, неприемлемого риска более 1 x10^-3) ситуация становится аварийной (неуправляемой) и наступает стадия В. На стадии Б прибыль может быть больше, чем на стадии А, в основном, за счет уменьшения экономических средств на совершенствование технических и управляющих систем, а также их профилактики. Это мы видим на примере катастрофы на Саяно-Шушенской ГЭС.

Стадия В - эта стадия развития аварии характеризуется неуправляемым лавинообразным процессом ("обвалом") концентрации дестабилизирующих факторов. На этой стадии вводится "режим ЧС", срочно информируются руководители вышестоящих органов, оповещается персонал объекта о факте аварии и порядке его действий.

И наконец стадия Г - стадия "пораженного" состояния системы, затухания аварии (от локализации до полной ликвидации прямых и косвенных последствий аварии). Авария считается закончившейся тогда, когда прекратилось воздействие ее опасных факторов, ликвидирована непосредственная угроза для жизни и здоровья людей и начинается период восстановления.

Вероятность аварии (РАВ) связана с возможностью отказов и сбоев в работе отдельных элементов производства, т. е. с ненадежностью этих элементов.

где k_AB - коэффициент аварийности (k_AB = N_AB/N_отк);

Р_отк - вероятность отказа элемента (Р_отк = 1 - P(t), где P(t) - вероятность безотказной работы элемента системы в течение времени t характеризует его надежность).

Для экспоненциального закона распределения потока отказов

где $$\black \lambda$$ - интенсивность отказов за время t.

Интенсивность отказов $$\black \lambda_{(t)}$$ - это плотность вероятности отказа элемента за следующую малую единицу времени $$\black \Delta t$$. Следовательно, вероятность безотказной работы до момента ($$\black t + \Delta t$$) при условии, что он уже проработал без отказов до момента t, можно определить в виде:

а вероятность аварии рассчитать по формуле:

Рассмотренный способ дает лишь приближенное значение вероятности возникновения реальной аварии соответствующего риска.

Оценка потенциальной опасности любой ЧС заключается в определении возможных последствий аварий:

В качестве меры опасности для человека используется понятие "удельной смертности" (индекс смертности М), т. е. отношение числа погибших N к количеству вещества Q:

Cредние величины удельной смертности представлены в табл. 3.31.

По количеству опасного вещества и его удельной смертности можно оценивать потенциальную опасность объекта. Критериями опасности являются:

Из формулы М = N/Q по пороговому уровню смертности (N_пр = 10 человек) и средней величине индекса смертности (М) можно определить предельное количество опасного вещества (Q_пред) на предприятии, которое требует разработки Декларации безопасности ОПО.

Определить Q_пред для хлора при М = 0,5.

Q_пред = N_пор / М = 10 / 0,5 = 20 т.

Исходя из критериев опасности, можно рассчитать и соответствующее пороговое количество опасного вещества, определить потенциальную опасность и класс опасности предприятия. Удельная смертность может быть использована и при оценке опасности ЧС природного характера. Так, при оценке землетрясений в формулу удельной смертности вместо количества вещества Q подставляют значение интенсивности землетрясения. Расчет радиуса поражения при взрывах производят, исходя из давления во фронте воздушной ударной волны, приводящего к гибели человека. А радиус токсического поражения равен глубине зоны заражения с поражающими концентрациями ОХВ.

При наложении зон действия нескольких поражающих факторов, расчет числа погибших производят по наиболее опасному фактору.

Расчет числа погибших при взрыве взрывчатого вещества производится по формуле:

где P - плотность населения (персонала объекта экономики), чел/км²;

Q - масса взрывчатого вещества, т.

Радиус смертельного поражения определяется по формуле:

При взрыве топливо- или газовоздушной смеси число погибших примерно в 3 раза больше, чем при взрыве взрывчатого вещества, а радиус смертельного поражения - больше в 1,6 раза.

При химической аварии по формуле удельной смертности можно определить число погибших:

N = M x Q.

Радиус поражения ОХВ численно равен глубине зоны заражения с поражающими концентрациями.

В качестве выводов по данному вопросу следует заметить, что при взаимодействии человека с техникой аварии и катастрофы возникают, в основном, по вине человека. Это связано с недостаточными экономическими затратами, неграмотной эксплуатацией техники (ДТП) и другими причинами.

Для более полной характеристики ОПО необходимо провести их классификацию по различным степеням потенциальной опасности. Такая классификация особенно необходима для химически опасных объектов, как наиболее сложных производств.

Классификация химически опасных объектов

Под химически опасными объектами понимаются такие объекты экономики (далее - объекты), при аварии или разрушении которых могут произойти массовые поражения людей, животных и растений опасными химическими веществами (ОХВ).

Значительная часть предприятий по производству и использованию опасных химических и взрывоопасных веществ сосредоточена в химической, нефте(газо)химической, пищевой и сельскохозяйственной промышленности.

К основным потенциально опасным объектам относят:

Все химически опасные объекты (ХОО) классифицируются по степени потенциальной опасности. В основе этой классификации лежит количественная оценка степени потенциальной опасности (ПО) по:

Источником информации для классификации ХОО являются:

В классификации степени потенциальной опасности по масштабам последствий химической аварии на ХОО (ПО1) критерием является количество людей, которые могут оказаться в возможной (прогнозируемой) зоне химического заражения (табл. 3.32).

Вокруг ХОО предусматривается организация санитарно-защитной зоны (СЗЗ), в которой запрещается размещение жилых зданий, детских и лечебно-оздоровительных учреждений, а также других объектов, не относящихся к этим предприятиям. Большинство ХОО относятся к 3 классу и имеют размеры СЗЗ не менее 300 м.

Аналогично классифицируются и территории районов, городов и субъектов РФ. Критерием для отнесения территории к той или иной степени опасности является процент населения, проживающего на территории, подвергаемой риску химического заражения. К первой степени опасности относят территории, на которых в зоне возможного заражения ОХВ проживает свыше 50% населения, ко второй степени - от 30 до 50%, к третьей степени - от 10 до 30% и к четвертой степени - менее 10%. Такая градация - по процентам, а не по количеству людей - была бы логичной и при определении ПО₁. Так, город Жуковский в Подмосковье относится к 1-й степени опасности в связи с тем, что в случае крупных аварий в Москве, Купавне он может оказаться в зоне возможного заражения ОХВ.

К ХОО с ПО₁ = 1 относятся крупные предприятия химической промышленности, водоочистные сооружения, расположенные в непосредственной близости или на территории крупнейших и крупных городов.

К ХОО с ПО₁ = 2 относятся предприятия химической, нефтехимической, пищевой и перерабатывающей промышленности, водоочистные сооружения коммунальных служб больших и средних городов, крупные железнодорожные узлы.

К ХОО с ПО₁ = 3 относятся небольшие предприятия пищевой и перерабатывающей промышленности (хладокомбинаты, мясокомбинаты, молокозаводы и т. п.) местного значения, водоочистные сооружения и др. средних и малых городов и сельских населенных пунктов.

К ХОО с ПО₁ = 4 относятся предприятия и объекты с относительно малым количеством ОХВ (менее 0,1 т).

В классификации степени потенциальной опасности по характеру развития возможной химической аварии (ПО₂, табл. 3.33) критерием является наиболее вероятный "сценарий" развития ХА в зависимости от физико-химических свойств ОХВ, условий хранения и др. Эта классификация относительна в связи с многообразием различных ОХВ, хранящихся на предприятиях.

Большую опасность для окружающей среды и людей представляет разрушение хранилищ с ОХВ и возгорание складов с крупнотоннажными запасами твердых веществ, образующих при горении токсичные продукты. Особенно опасны разрушения крупнотоннажных хранилищ с летучими ОХВ и хранилищ, находящихся под давлением.

При полном разрушении хранилищ с ОХВ часть веществ в течение непродолжительного времени (1-3 мин.) переходит в газообразное состояние и образует первичное облако зараженного воздуха. Количество вещества, перешедшего в первичное облако, зависит от его физико-химических свойств и условий хранения. Так, при полном разрушении крупнотоннажных хранилищ с аммиаком под обычным атмосферном давлением в первичное облако может перейти до 3% вещества, находящегося в хранилище, а при разрушении аналогичных хранилищ, находящихся под давлением, - до 18-20% вещества.

К ХОО с ПО₂ = 1 относятся предприятия, имеющие хранилища со сжатыми газами (ОХВ). При аварии и разрушении этих хранилищ, в соответствии с Методикой прогнозирования масштабов заражения, образуется только первичное облако зараженного воздуха.

К ХОО с ПО₂ = 2 относятся предприятия, имеющие хранилища со сжиженными газами (ОХВ). При аварии и разрушении этих хранилищ, в соответствии с указанной выше Методикой..., образуется первичное и вторичное облако зараженного воздуха. Примером может служить ЧС, возникшая в результате аварии в хранилище жидкого аммиака на химическом предприятии г. Ионава (Литва) в 1989 г. В результате этой аварии образовалось первичное облако зараженного воздуха с поражающими концентрациями паров аммиака и вторичное облако с опасными концентрациями паров, а также произошло заражение грунта и воды.

К ХОО с ПО₂ = 3 относятся предприятия, имеющие хранилища с ОХВ, кипящими при температуре выше окружающей среды (+20). При аварии и разрушении этих хранилищ образуется только вторичное облако зараженного воздуха. Такая ЧС может возникнуть, например, при аварийном проливе фосгена или компонента ракетного топлива - четырехокиси азота и т. п. Данные ЧС для человека менее опасны, чем первые два, поскольку время испарения составляет от нескольких часов до нескольких суток, что достаточно для своевременной защиты населения.

К ХОО с ПО₂ = 4 относятся предприятия, имеющие хранилища с ОХВ, кипящими при температуре значительно выше окружающей среды или твердыми. При авариях на них происходит заражение местности (грунта, воды) с опасными последствиями для живых организмов и растительности. Вторичное облако паров с поражающими концентрациями образуется только над зараженной территорией. Такая ЧС может возникнуть при авариях на ХОО с ОХВ типа: несимметричный диметилгидразин, фенол, сероуглерод, ацетонитрил, диоксин, металлическая ртуть, соли синильной кислоты, ряд боевых ОВ и др.

По степени токсической опасности ХОО классифицируются в зависимости от класса ОХВ, находящихся на объекте. Известно, что они подразделяются на четыре класса опасности: первый - чрезвычайно опасные, второй - высокоопасные, третий - умеренно опасные, четвертый - малоопасные.

Класс опасности ХОО определяется в зависимости от показателей и норм опасности, приведенных в табл. 3.34.

Примечания.

К веществам чрезвычайно опасным и высокоопасным относятся: соединения некоторых металлов (мышьяка, ртути, свинца, талия, цинка и др.), карбонилы металлов (никеля, железа и др.), вещества, содержащие циангруппу, соединения фосфора, фторорганические соединения, хлоргидрины, галогены и другие соединения.

К наиболее распространенным опасным ОХВ относятся: двуокись азота, аммиак, сернистый ангидрид, синильная кислота, фосген, хлор и ряд других.

В классификации ХОО по риску возникновения аварии (ПО₄) различают четыре степени потенциальной опасности объектов, в зависимости от индивидуального риска. Это и служит критерием оценки объекта. К ХОО с ПО₄ = 1 относят критические объекты с r = 1 x 10-3; с ПО₄ = 2 - очень опасные с r = 1 x 10-4; с ПО₄ = 3 - опасные c r = 1 x 10-5; с ПО₄ = 4 - малоопасные c r = 1 x 10-6.

В классификации степени потенциальной опасности ХОО по взрыво- и пожароопасности (ПО5) критерием является потенциал взрыво- и пожароопасности (F, табл. 3.35).

К ПО₅ со степенью потенциальной опасности, равной единице, относятся объекты, у которых хотя бы один технологический элемент имеет максимальный потенциал взрыво- и пожароопасности (F > 95).

Для определения общей степени потенциальной опасности ХОО может быть использован обобщенный показатель опасности (ОПО), который определяется по сумме рассмотренных выше степеней опасности элементов объекта.

ОПО = ПО₁ + ПО₂ + ПО₃+ ПО₄ + ПО₅.

По значению обобщенного показателя ХОО делятся на 4 категории опасности (табл. 3.36).

Примеры оценки вероятности возникновения ЧС и потенциальной опасности ХОО

Задача 1

Значения функции у = х^0,666

Значения функции у = х^0,333

Решение 1

N_ВВ = Р x Q^0,666 = 0,8 x 50^0,666 = 10,8 (11) человек.

N_ВВ > 10

Объект потенциально опасный.

R = 1,0 x 10-1 ^{x 5,0 x 10-1/1,0 x 103 = 5,0 x 10-5 см/чел. год.}

Показатель ПО₄ = 3. Объект опасный.

Объект "чрезвычайно опасный",

в зоне химического заражения при аварии на ХОО может оказаться более 75 тыс. человек;

при аварии может образоваться первичное и вторичное облако паров ОХВ и возникнуть ЧС второго типа;

на объекте есть ОХВ второго класса токсической опасности;

по показателю риска объект критический;

по взрыво- и пожароопасности объект относится к 3-й категории.

Задача 2

ОАО "Пероксид" - 2-24411.

Значения функции у = х^0,666

Значения функции у = х^0,333

Решение 2

1. Число погибших при взрыве ВВ:

N_ВВ = Р x Q^0,666 = 0,4 x 50^0,666 =5,4 (6) человек.

N_ВВ < 10

Радиус смертельного поражения:

R_ВВ = 18,4 x Q^0,333 = 18,4 x 50^0,333 = 67,7 68 м.

Так как 68 м < 750 м,

(1500 м : 2 = 750 м - расстояние от хранилища ВВ до границы объекта), то поражающий фактор не выходит за границы объекта.

Объект не потенциально опасный.

2. R = 2,0 x 10-1 ^{x 6,0 x 10-1/1,0 x 103 = 1,2 x·10-3.}

Показатель ПО₄ = 1. Объект критический.

3. ОАО "Пероксид" - 2-24411

Объект "чрезвычайно опасный" (ОПО = 12, табл. 3.36).

Задача 3

Удельная смертность для хлора М = 0,5 чел./т.

Глубина распространения летальных концентраций хлора Гл. хл. в зависимости от количества Q его мгновенного выброса

ЗАО "Синтез" - 3-33332

Решение 3

N_ОХВ = М x Q_ОХВ = 0,5 x 60 = 30 человек.

N_ОХВ > 10.

Объект потенциально опасный.

Показатель ПО₄ = 4. Объект мало опасный.

Объект "очень опасный"(ОПО = 14, табл. 3.36).