Оценка химической обстановки при разрушении объектов, имеющих СДЯВ (сильнодействующие ядовитые вещества)

     ВАРИАНТ №1 

     ТЕМА: "Оценка химической обстановки при разрушении объектов, имеющих СДЯВ (сильнодействующие ядовитые вещества). Определение объемно-планировочных решений защитного сооружения (убежища), санитарно-технических устройств и систем жизнеобеспечения. Оценка радиационной обстановки при авариях на атомных энергетических установках (АЭС)". 

     ИСХОДНЫЕ  ДАННЫЕ: 

     На  химическом предприятии произошла  авария с разрушением емкости, содержащей СДЯВ. Его количество, степень защиты емкости, метеоусловия указаны в таблице. Объект хозяйствования (ОХ) находится относительно этого химического объекта на удалении (см.таблицу 1) по оси распространения СДЯВ.

     Таблица 1

     Оценить радиационную обстановку и выработать предложения по защите рабочих и  служащих объекта, оказавшихся в  зоне радиоактивного заражения при  аварии на АЭС. Исходные данные (см.таблицу 2)

     Таблица 2

     ОПРЕДЕЛИТЬ: 

     1. Размеры (Г и Ш) и площадь  зоны химического заражения.

     2. Время подхода зараженного воздуха  к ОХ.

     3. Время поражающего действия СДЯВ.

     4. Возможные потери рабочих и  служащих на ОХ при использовании  противогазов (% обеспеченности и  нахождения людей см.в таблице  1).

     5. Сделать выводы и принять решение  по защите рабочих и служащих.

     6. Произвести расчет объемно-планировочных решений защитного сооружения (убежища), санитарно-технических устройств и систем жизнеобеспечения убежища.

     7. Определить дозу облучения и  допустимое время начала работы  рабочих и служащих объекта  после аварии на АЭС. Выработать  мероприятия по защите рабочих  и служащих. 
 
 

І. КРАТКИЕ  ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ  ДАННЫЕ. 

     Хлор - зеленовато-желтый газ с резким запахом. Порог восприятия - 0,003мг/л. ПДК в рабочей зоне - 0,001 мг/л. Следовательно, если чувствуется резкий запах – это значит, что уже работать без средств защиты опасно. Хлор в 2,5 раза тяжелее воздуха, поэтому облако хлора будет перемещаться по направлению ветра близко к земле. Температура кипения – 34,6°С, следовательно, даже зимой хлор находится в газообразном состоянии. Легко сжижается при давлении 5·10³ - 7·10³ кПа (5-7 атм) в темную желтовато-зеленую жидкость.

     При испарении на воздухе жидкий хлор образует с водяными парами белый  туман. 1кг жидкого хлора образует 316л газа.

     Поражающая  концентрация при экспозиции 1ч, мг/л, 0,01, смертельная – 0,1…0,2. В воздухе  определяется прибором УГ-2 или ВПХР (используется индикаторная трубка с  тремя зелеными кольцами). 

     Физико-химические и токсические  свойства хлора

     Защита: промышленные фильтрующие противогазы марки "В" и "М", гражданские противогазы ГП-5, детские противогазы и защитные детские камеры. При очень высоких концентрациях (свыше 8,6мг/л) – изолирующие противогазы.

     Хлор  раздражает дыхательные пути и вызывает отек легких. При высоких концентрациях  смерть наступает от 1-2 вдохов, при  несколько меньших концентрациях  дыхание останавливается через 5-25 мин.

     Первая  помощь: надеть противогаз и вывести на свежий воздух. Полный покой, как можно раньше ингаляция кислородом. При раздражении дыхательных путей – вдыхание нашатырного спирта, бикарбоната натрия. Промывание глаз, носа и рта 2-процентным раствором соды. Теплое молоко с боржоми или содой, кофе.

     Дегазацию производят щелочными отходами производства, водными растворами гипосульфита, гашеной  извести, нейтрализацию – водой.

     Более подробная характеристика большинства  СДЯВ может быть получена из аварийных  карточек, которые должны быть на каждом производстве, где имеются СДЯВ, или на транспортных средствах при  их перевозке.

     СДЯВ  хранят в закрытых емкостях. Разрушение или повреждение емкости или коммуникации с указанными веществами служат источниками образования вторичных зон химического заражения и очагов химического поражения.

     Зона  химического заражения, образованная СДЯВ, включает место непосредственного  разлива ядовитых веществ и территорию, над которой распространились пары ядовитых веществ в поражающих концентрациях.

     Размеры зоны химического заражения характеризуются  глубиной распространения облака, зараженного  ядовитыми веществами воздуха с  поражающими концентрациями Г, шириной  Ш и площадью S.

     На  глубину распространения СДЯВ и  на их концентрацию в воздухе значительно  влияют вертикальные потоки воздуха. Их направление характеризуется степенью вертикальной устойчивости атмосферы. Различают три степени вертикальной устойчивости атмосферы: инверсию, изотермию  и конвекцию.

     Оценка  химической обстановки на объектах, имеющих  СДЯВ, производится для организации  защиты людей, которые могут оказаться  в зонах химического заражения. 
 

     1. Определение размеров и площади зоны химического заражения.

     РЕШЕНИЕ:

     1. По таблице 10.3 (см.приложение 1) для 75 т хлора находим глубину распространения зараженного воздуха при скорости ветра 1м/с; она равна 5,43км для поражающей концентрации. Для скорости ветра 4м/с определяем поправочный коэффициент, равный для изотермии 0,5. Глубина распространения облака зараженного воздуха с поражающей концентрацией :

     Г = 5,43 · 0,5 = 2,72км.

     2. Определяем ширину зоны химического  поражения при изотермии.

     Ширина  зоны:

     Ш = 0,15 · Г = 0,15 · 2,72км = 0,41км

     3. Определяем площадь зоны химического  заражения. Площадь зоны химического заражения S_з принимается как площадь равнобедренного треугольника, которая равна половине произведения глубины распространения зараженного воздуха на ширину зоны заражения:

     S_з = ½ Г · Ш = ½ · 2,72км · 0,41км = 0,56км² 

     2. Определение времени подхода зараженного воздуха к определенному рубежу (объекту ОХ).

     Время подхода облака зараженного воздуха  к объекту ОХ t определяется делением расстояния R от места разлива СДЯВ до данного рубежа (объекта ОХ), м, на среднюю скорость W переноса облака воздушным потоком, м/с. Средняя скорость переноса облака зараженного воздуха определяется по таблице 10.4 (см.приложение 1). Облако зараженного воздуха распространяется на высоты, где скорость ветра больше, чем у поверхности земли. Вследствие этого средняя скорость распространения будет больше, чем скорость ветра на высоте 1м.

     РЕШЕНИЕ. По табл.10.4 для изотермии и скорости ветра V₁ = 4м/с находим среднюю скорость переноса облака зараженного воздуха W = 6м/с. Время подхода облака зараженного воздуха к объекту ОХ:

     t = R / W = 2700 / (6 · 60) = 7,5 мин

     3. Определение времени поражающего действия СДЯВ.

     РЕШЕНИЕ:

     1. По табл.10.5 (см.приложение 1) находим,  что время поражающего действия  хлора (время испарения) при  скорости ветра 1м/с равно 1,3часа.

     2. Находим поправочный коэффициент  для скорости ветра 4м/с; он  равен 0,43.

     3. Время поражающего действия хлора  составит

     1,3 · 0,43 = 0,56ч = 34мин 

     4. Определение возможных потерь рабочих и служащих на ОХ при использовании противогазов.

     РЕЩЕНИЕ.

     1. Известно, что в очаге поражения  оказалось 490 рабочих и служащих, из них 170 женщин.

     2. По табл.10.6 (см.приложение 1) определяем  потери:

     Р = 490 · 0,5 = 245 чел, в том числе женщин: Р_ж = 170 · 0,5 = 85.

     3. В соответствии с примечанием  к табл.10.6 структура потерь рабочих  и служащих на ОХ будет:

- со  смертельным исходом – 245 ·  0,35 = 86 чел, в т.ч. женщин: 85 ·  0,35 = 30 чел;

- средней  и тяжелой степени - 245 · 0,4 = 98 чел, в т.ч. женщин: 85 · 0,4 = 34 чел;

- легкой  степени - 245 · 0,25 = 61 чел, в т.ч.  женщин: 85 · 0,25 = 21 чел;

     Всего со смертельным исходом и потерявших работоспособность 184 человека, в том  числе 64 женщины. 

     Результаты  расчетов по сложившейся обстановке сведем в таблицу. 

     Результаты  оценки химической обстановки.

     Таблица 3.

       5. Выводы и решения по защите рабочих и служащих. 

         Из расчетов, сведенных в таблицу 3. "Результаты оценки химической обстановки", можно сделать вывод, что разрушение необвалованной емкости, содержащей 75т хлора, может повлечь за собой последствия, связанные с поражением людей, в том числе и со смертельным исходом.

         Для защиты рабочих и служащих, а также людей, находящихся  в жилых районах, попадающих в вероятную зону заражения СДЯВ, необходимо принять следующие меры:

     1. Полное обеспечение людей защитной одеждой и противогазами новей-ших конструкций.

     2. Обеспечение аптечками, необходимыми для оказания первой помощи при попадании СДЯВ на открытые участки кожи.

     3. Предусмотреть на ОХ наличие  средств для дегазации (щелочных  отходов производства, водных растворов  гипосульфита, гашеной извести). Нейтрализацию  производить водой.

     4. Проведение инструктажа.

     5. Оповещение рабочих и служащих, а также населения по сигналам ГО в чрезвычайных ситуациях.

     6. Предусмотреть возможность герметизации  зданий и помещений ОХ, в которых  работают люди.

     7. Строительство герметичных убежищ, оснащенных установками для фильтрации зараженного воздуха (фильтрами), помещениями для хранения продуктов, питьевой воды и других предметов потребления, необходимых для жизнедеятельности людей на время укрытия.

     8. Химический контроль воздуха на химическом предприятии с помощью приборов химической разведки.

     Все эти меры должны обеспечить минимальные потери людей при авариях на химических предприятиях, производящих и использующих СДЯВ.  

     6. Расчет объемно-планировочных  решений защитного  сооружения (убежища), санитарно-технических  устройств и систем  жизнеобеспечения  убежища.

     В соответствии с требованиями по обеспечению  надежности защиты рабочих и служащих ОХ с учетом экономической целесообразности принимаем следующий вариант  объемно-планировочного решения.

     В убежище предусмотреть:

     - помещения для укрываемых;

     - санитарный пост;

     - пункт управления ГО объекта хозяйствования на 10чел;

     - фильтровентиляционные помещения,  позволяющие установить в них  оборудование для работы системы  воздухоснабжения во всех трех  режимах;

     - ДЭС и электрощитовую;

     - помещения для хранения продовольствия, раздельные санитарные узлы;

     - два входа: один размером 1,2х2  м, второй – 0,8х1,8м;

     - тамбур шлюз и помещения для  хранения баллонов. 
 

     Расчет  основных помещений  убежища.

     1. Помещение для  укрываемых.

     При установке двухъярусных скамей-нар исходим из нормы 0,5м² на человека. Тогда площадь помещения должна составлять

     S_у = 490 · 0,5 = 245 м²

     В этих помещениях необходимо установить скамьи-нары, обеспечивающие:

     - 80% мест для сидения – 490 ·  0,8 = 392 места;

     - 20% мест для лежания – 490 ·  0,2 = 98 мест.

     При норме 0,45 х 0,45м на одно место для сидения, в убежище необходимо установить 98 двухъярусных скамей-нар длиной 1,8м. Нижний ярус для сидения на четыре места, верхний – одно место для лежания.

     2. Пункт управления.

     Принимаем ПУ на 10 человек вблизи входа 1,2 х 2м  и предусматриваем в нем рабочую  комнату и комнату связи. При  норме площади на одного работаю-щего на пункте управления 2м² площадь помещений составит 10 · 2 = 20м²

     3. Санитарные посты.

     В убежище предусмотреть санитарный пост площадью 2м². 

     Расчет  вспомогательных  помещений убежища.

     1. Площадь вспомогательных помещений убежища определяем исходя из установленных норм по таблице 14.2 (см.приложение 1).

     Для убежища с автономной ДЭС и регенерацией воздуха, но без автономного источника водоснабжения.

     S_всп = 0,16 · 490 = 78,4 м².

     2. Помещение для  хранения продовольствия.

     При вместимости убежища 490 человек следует  оборудовать одно помещение площадью:

       5 + (490-150)/150 · 3 = 11,8м².

     3. Тамбур-шлюз.

     По  нормам в убежище на 490 человек  требуется однокамерный тамбур-шлюз. Оборудуем его при входе 1,2 х 2м. Так как ширина дверного проема 1,2м, площадь тамбур-шлюза будет  10м².

     4. Высота помещений  убежища, м должна обеспечить внутренний объем не менее 1,5м³ на укрываемого и может быть найдена по формуле:

     h = V/S,

     где V – объем помещений в зоне герметизации, за исключением ДЭС, тамбуров, расширительных камер, м³;

     S – площадь всех помещений в зоне герметизации, м².

     Определим общий минимальный объем помещений  в зоне герметизации:

     V = 490 · 1,5 = 735м³.

     Определим общую площадь всех помещений  в зоне герметизации:

     S = 245 + 20 + 2 + 78,4 + 11,8 + 10 = 367,2 м².

     Высота  помещений убежища должна быть не менее:

     h = 735/367,2 = 2,0м

     Таким образом, для убежища следует  принять высоту помещений согласно нормам не менее 2,15м от отметки пола до низа выступающих конструкций  перекрытия.

     5. Санитарные узлы нужно расположить со стороны входа 1,2 х 2м, предусмотрев установку в санузлах для женщин:

     - напольных чаш (унитазов) – 3шт. (из нормы 1шт. на 75чел.);

     - умывальников – 1шт. (из нормы  1шт. на 200чел.).

     В санузлах для мужчин установить:

     - напольных чаш (унитазов) и писсуаров  – 3 комплекта (из нормы 1 комплект  на 150чел.);

     - умывальников – 2шт. (из нормы  1шт. на 200чел.).

     6. Аварийный выход надо предусмотреть в виде вертикальной шахты, соединенной с убежищем горизонтальным тоннелем 0,9 х 1,3м. Выход из убежища в тоннель оборудовать защитно-герметической (наружной) и герметической (внутренней) ставнями, а выход из шахты защитить оголовком высотой 1,2м, расположив его на удалении, равном 0,5 высоты здания.

     7. Воздухозаборный  канал по режиму чистой вентиляции следует совместить с аварийным выходом. В воздухозаборном канале установить противовзрывное устройство УЗС-1 и оборудовать расширительную камеру объемом 2м³.

     Забор воздуха по режиму фильтровентиляции  надо предусмотреть из предтамбура.

     Отработанный  воздух удалять самотеком через  санитарные узлы. В вытяжных каналах  установить клапаны избыточного  давления. 

     Определение состава санитарно-технических  устройств и систем жизнеобеспечения. 

     1. Расчет оборудования системы воздухоснабжения начинается с расчетов для режима ІІ.

     Режим ІІ – фильтровентиляция. При норме подачи очищенного воздуха на каждого укрываемого 2м³/ч и одного работающего на ПУ 5м³/ч производительность системы должна быть:

     480 · 2 = 960м³/ч для укрываемых;

     10 · 5 = 50м³/ч для работающих на ПУ.

     Всего в убежище требуется подать 1010м³/ч воздуха.

     Определяем  тип и количество фильтровентиляционных  комплектов.

     Так как требуется обеспечить работу системы воздухоснабжения в трех режимах, то в убежище необходимо установить ФВК-2.

     Подача  одного ФВК-2 по режиму фильтровентиляции 300м³/ч. Тогда для обеспечения необходимой подачи системы требуется:

     1010 : 300 = 3,4 комплекта.

     Принимаем решение – установить в убежище  четыре комплекта ФВК-2.

     Режим І – чистая вентиляция. Исходя из нормы подачи воздуха на одного человека для районов ІІ климатической зоны (где средняя температура наружного воздуха самого жаркого месяца 20…25°С), равной 10м³/ч, подача системы воздухоснабжения в режиме чистой вентиляции должна быть

     490 · 10 = 4900м³/ч.

     Так как один ФВК-2 имеет подачу по режиму чистой вентиляции 1200м³/ч, то общая подача четырех комплектов 1200 · 4 = 4800м³/ч, что ниже потребности на 4900 – 4800 = 100м³/ч.

     Поэтому в убежище необходимо установить один электроручной вентилятор типа ЭРВ-72-2.

     Режим ІІІ – регенерация  внутреннего воздуха. Будет обеспечиваться имеющимися в составе ФВК-2 регенеративными установками РУ-150/6 и фильтрами ФГ-70 (четыре комплекта на убежище).

     2. Водоснабжение убежища предусмотреть от наружной водопроводной сети с устройством проточных емкостей запаса питьевой воды по норме 3л в сутки на укрываемого.

     Вместимость емкостей должна быть:

     490 · 3 = 1470л.

     3. Канализация убежища должна обеспечить отвод сточных вод из санитарных узлов в наружную канализационную сеть. Устроить резервуар для сбора стоков из расчета 2л в сутки на укрываемого объемом:

     490 · 2 = 980л.

     4. Отопление убежища предусмотреть от отопительных сетей ОХ по самостоятельному ответвлению.

     5. Электроснабжение – от электросети ОХ. Также предусмотреть оборудование резервного источника – ДЭС с электрощитовой.

     Предусмотреть установку телефонного аппарата для связи с местным штабом ГО, а также громкоговорителей в радиотрансляционных сетях города и объекта.

     Выводы:

     Для обеспечения надежной защиты производственного  персонала работающей смены объекта  ОХ необходимо:

     1. Построить убежище вместимостью 490 человек с режимом регенерации внутреннего воздуха, поскольку ожидается сильная загазованность приземного воздуха парами хлора.

     2. В убежище оборудовать помещение  для укрываемых площадью 245м², один тамбур-шлюз площадью 10м², санитарный пост площадью 2м², помещение для хранения продовольствия площадью 11,8м² и вспомогательные помещения площадью 78,4м²; для укрываемых установить 98 двухъярусных скамей-нар. Высоту помещений убежища принять 2,15м.

     3. Пункт управления объекта оборудовать  площадью 20м².

     4. Систему воздухоснабжения убежища  выполнить на базе четырех  комплектов ФВК-2 с дополнительной  установкой одного вентилятора  типа     ЭРВ-72-2.

     5. Предусмотреть использование объекта  в хозяйственных целях для  учебных классов по ГО.

     ІІ. Определение дозы облучения и допустимое время начала работы рабочих и служащих объекта после аварии на АЭС. 

     Оценить радиационную обстановку и выработать предложения по защите рабочих и  служащих объекта, оказавшегося в зоне радиоактивного загрязнения при  аварии на АЭС, для следующих исходных данных:

     - тип и мощность ядерного реактора – РБМК-1000;

     - количество аварийных реакторов  n = 1;

     - доля выброшенных РВ из реактора h = 3%;