Прогнозирование масштабов АХОВ при химической аварии

Министерство образования и  науки Российской Федерации

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

 «НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Институт экономики, управления  и права

 

Кафедра «Гражданской обороны»

 

Расчетно-графическая  работа

По дисциплине «Гражданская оборона»

Тема работы: «Прогнозирование   масштабов  АХОВ  при  химической аварии»

 

Работу выполнил:

Cтудент: Уколова Я.Д.

 Группа: ЭПБУ-02

Курс 1

Вариант 34 К

 

 

Нижний Новгород.2012

 

Работу проверил:

Преподаватель

Корнев Н.А.

 

Оценка________________

 

«____»________________

 

 

 

Содержание:

1. Основные  термины, определения и принятые  допущения……………………………..3

2. Основные  инженерные расчеты……………………………………………………………...6

3.Возможные  потери населения и рекомендации  по защите к самозащите от хлора…10

4.Схема зоны  возможного химического заражения………………………………………….14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Основные термины, определения и принятые допущения.

Аварийно химически опасное вещество – опасное химическое вещество, производимое, хранящееся, транспортируемое, применяемое на объектах экономики, при аварийном выбросе (разливе) которого может произойти заражение окружающей среды в поражающих живой организм концентрациях (токсодозах).

Термин «аварийно химически опасное вещество» используется для того, чтобы выделить наиболее опасные химические соединения, которые в случае аварий на производственных и транспортных объектах легко переходят в атмосферу, вызывая загрязнение (заражение) окружающей среды и массовые поражения людей. Имеется в виду то, что АХОВ в аварийных ситуациях способны «самостоятельно» или при помощи других энергоносителей переходить в атмосферу в виде пара (газа) или тонкодисперсного аэрозоля.

АХОВ классифицируют:

• По поражающему действию на органы человека
• По продолжительности химического поражения местности

 

По поражающему  действию на человека АХОВ делят на 6 групп:

1. АХОВ удушающего действия(органы дыхания)-хлор, фосген, хлорпикрин
2. АХОВ общего действия-окись углерода, угарный газ, синильная кислота, цианиды
3. АХОВ удушающего и общего действия-сероводород, окиси азота, акрилонитрил
4. АХОВ нейротропные яды-сероуглерод, органические соединения фосфора
5. АХОВ удушающего и нейротропного действия-аммиак
6. АХОВ метаболические яды-окись этилена, диоксиды и т.д.

 

По продолжительности  химического поражения местности  АХОВ делят на 4 групп:

1. Стойкие и быстродействующие
2. Нестойкие и быстродействующие
3. Стойкие и медленно действующие
4. Нестойкие и медленно действующие

• Стойкие-это АХОВ с температурой кипения свыше 140^°С, заражают на недели и месяцы.

• Нестойкие-это АХОВ с температурой кипения ниже 140°С,заражают на часы и минуты.
• Быстродействующие-это АХОВ с интоксикацией организма, 10-20 минут.
• Медленно действующие-это АХОВ при воздействие которого имеет скрытый интоксикация организма, 10-12 часов.

 

АХОВ могут  поступать в организм человека 3 способами:

1. ингаляционного действия (АХОВ ИД)- воздействуют через органы дыхания;
2. перорального действия (АХОВ ПД)- воздействуют через желудочно-кишечный тракт;
3. кожно-резорбтивного действия (АХОВ КРД)- воздействуют через кожные покровы.

 

Токсическими  характеристиками АХОВ являются:

Концентрация-это количество АХОВ в миллиграммах приходящаяся на единицу объема, масса которого при контакте с человеком может вызвать определенный степень химического поражения.

 

Существуют:

 

1. Предельная пороговая концентрация(ПДК)
2. Пороговая концентрация(PK)
3. Поражающая концентрация(IK)
4. Летальная концентрация(LK)

 

• Пороговая концентрация (PK) - это минимальная концентрация, которая может вызвать ощутимый физиологический эффект. При этом пораженные ощущают лишь первичные признаки поражения и сохраняют работоспособность.
• Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны - концентрация вредного вещества в воздухе, которая при ежедневной работе в течение 8 часов в день (41 часа в неделю) за время всего стажа работы не может вызвать заболеваний или отклонений состояния здоровья работающих, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.
• Средняя смертельная концентрация в воздухе - концентрация вещества в воздухе, вызывающая гибель 50% пораженных при 2-, 4-часовом ингаляционном воздействии.

 

Токсическая доза(ТД)-это количество АХОВ вызывающее определенный токсический эффект, учитывая время воздействия и пути воздействия. количественная характеристика поражающего действия отравляющих и других токсичных для человека и животных соединений. Величина токсической дозы вызывающая равные по тяжести поражения, зависит от токсичности вещества и от того, какими путями они проникают в организм. Различают летальную, средне выводящую из строя и пороговую токсическую дозу.

 

, мг/л (ингаляционный  путь)

,мг/см² (кожно-резорбтивный)

, мг/кг(пероральный)

  

При всех видах  поступления в тело человека различают 3 вида концентрации:

1. Средне пороговая токсодоза 50%(РТд)
2. Средне поражающая токсодоза 50%(IТд)
3. Средне легальная токсидоза 50%(LТд)

При авариях АХОВ на химически  опасных объектах экономики образуется зона химического заражения(ЗХЗ).

 

ЗХЗ - территория или акватория, в пределах которой распространены или куда привнесены опасные химические вещества в концентрациях или количествах, создающих опасность для жизни и здоровья людей, для сельскохозяйственных животных и растений в течение определенного времени.

 

ЗХЗ включает:

1. Очаг химического заражения
2. Район аварии
3. Район распространения облака АХОВ

• Очаг химического заражения(ОХЗ) - это территория, подвергшаяся воздействию опасных веществ(LТд). 

• Район аварии- это территория в котором облако АХОВ распространяется с наибольшей поражающими способностями(от IТд до LТд).
• Район распространения облако АХОВ-это территория в которой АХОВ обладает поражающей способностью от (РТд до IТд).

Масштабы зон заражения определяются по первичному и (или) вторичному облаку:

• для сжиженных газов – по первичному и вторичному облаку;
• для сжатых газов – по первичному облаку;
• для жидкостей – по вторичному облаку.

Первичное облако образуется лишь при разрушении (повреждении) газгольдеров и емкостей, содержащих ядовитые вещества под давлением. Оно характеризуется высокими концентрациями, превышающими на несколько порядков смертельные дозы при кратковременной экспозиции.

В начальной стадии формирования облака зараженного воздуха концентрация паров ядовитого вещества в нем  может составлять от нескольких десятков до нескольких сотен мг/л. Вдыхание такого воздуха вызывает мгновенную смерть. Продолжительность поражающего  действия первичного облака на живой  организм определяется временем его  прохождения под воздействием ветра. Для первичного облака, образованного  ядовитыми веществами, с плотностью, превышающей плотность воздуха, характерно его стелющееся движение, затекание в лощины, низины, овраги, подвалы, колодцы, погреба.

Особенностью  поражающего действия вторичного облака является то, что концентрация в нем паров ядовитых веществ в 10–100 раз ниже, чем у первичного. Продолжительность действия вторичного облака определяется временем испарения источника и временем сохранения устойчивого направления ветра. В свою очередь, скорость испарения вещества зависит от его физических свойств, температуры окружающей среды, площади разлива и скорости приземного ветра.

От  скорости ветра в значительной мере зависят также форма и размеры  зоны заражения. Так, при скорости от 0 до 0,5 м/с зона заражения будет представлять круг, от 0,6 до 1 м/с – полукруг, от 1,1 до 2 м/с – сектор с углом 90°, более 2 м/с – сектор с углом в 45°.

Глубина зоны заражения зависит от скорости переноса переднего фронта облака зараженного воздуха. В свою очередь, скорость переноса зависит не только от ветра, но и от метеорологических условий, вертикальной устойчивости атмосферы.

 

 

=

2.Основные инженерные расчеты.

 

1. Определение очага химического заражения:

 

М_в-масса вещества, т

-плотность вещества ,т/

ρ_хлор=1,553

 м

2. Определение площади очага химического заражения:

 

 

 

 

 

3. Район аварии представляет собой по формуле круг, радиус которого для низкокипящей жидкости до 50 т:

 

Мвт    10   14  25

      0,4  x   0,7

X = = 0,4

 

 

 

 

 

 

4. Район распространения облака АХОВ рассчитывается по порогу и токсидозе при вентиляции воздуха, а для этого необходимо определить:

• Время поражающего действия Тпд

 

 

 

• B-высота слоя жидкости при свободном разливе=0,05
• ρ_в-плотность вещества
• K₂-коэффициент показывающий удельную скорость испарения
• K₄-коэффициент учитывающий скорость ветра
• K₇-коэффицент учитывающий влияние температуры воздуха

 

 

• Время подхода зараженного облака к объекту:

 

• x-расстояние центра аварии до населенный пункт
• С_п-скорость переноса облака

 

 

• Определить масса вещества в первичном облаке:

 

 

• K₁-коэффициент показывающий относительное количество АХОВ переходящий в газ
• K₃- коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы (ПД)  хлора к пороговой токсодозе (ПД) другого АХОВ
• K₅-коэффициент учитывающий устойчивость атмосферы

 

 

• Определить масса вещества в вторичном облаке

 

• K₆-коэффициент учитывающий время испарения

K₆=T_u^0,8

 

 

 

 

• Определить глубины зон заражения в первичном и вторичном облаке:

 

    ветра= 2 м/с

1                            2,84

1,512                      X

3                               5,35

 

      ветра= 2 м/с

10                         10,83

11,218                  X

20                          16,44

 

• Определить кинетическую зону заражения:

 

• Г_max-наибольшее из Г₁ и Г₂
• Г_min-наименьшее из Г₁ и Г₂

 

 

• Определить полную глубину заражения:

 

 

• Определить глубину зоны химического заражения:

Г_ЗХЗ-это наименьшее из Гт и Гп

Г_ЗХЗ=11,3

• Определить угловые размеры зон химического заражения:

φ-угол, характеризующий  образование зоны возможного заражения, град

φ=90°,т. к. =1м/c

 

 

 

• Определить размеры площадь зоны химического заражения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Возможные потери населения и рекомендации по защите и самозащите от хлора.

 

Структура потерь:

• Легкая степень поражения-25% из числа пораженных
• Средней степени тяжести-40% 
• 35%-смертельной степени тяжести из числа пораженных

В целях  уменьшения потерь населения проводятся следующие мероприятия :

1. Стройка хим.опасных объектов вне районов жилой застройки с подветренной стороны.
2. Обеспечение безопасности технологий при производстве, хранении и транспортировке АХОВ.
3. Снижать запасы АХОВ на объекте и населения вокруг него в 2х километровой зоне средствами индивидуальной защиты.
4. Обеспечение персонала хим.опасн объекта и населения вокруг него в 2х километровой зоне средствами индивидуальной защиты.
5. Установить санитарно-защитные зоны вокруг хим. опасного объекта.
6. Обеспечить мониторинг окружающей среды на ХОО и вокруг него, т.е наблюдение и контроль воздушного пространства земельных и воздушных ресурсов на предмет наличия АХОВ.

Мероприятия по самозащите от хлора:

1. Знать степень опасности хлора
2. Уметь собственными силами изготовить ватно-марлевые повязки для себя и членов своей семьи.
3. Уметь правильно эвакуироваться из зоны химического заражения.
4. Уметь правильно герметизировать свое жилище.
5. Особое внимание уделять детям, у них доза поражения в 3-4 раза выше.
6. Если сигнал об опасности застал вас на улице, то необходимо укрыться в ближайшем здании и занять нужный этаж.
7. При первом подозрении хлором, исключить любую физическую нагрузку, принять обильное питье и обратиться к врачу.

 

Хлор представляет собой  зеленовато-желтый газ с резким раздражающим запахом, состоящий из двухатомных  молекул. При обычном давлении он затвердевает при -101°С и сжижается  при -34°С. Плотность газообразного  хлора при нормальных условиях составляет 3,214 кг/м³, т.е. он примерно в 2,5 раза тяжелее воздуха и вследствие этого скапливается в низких участках местности, подвалах, колодцах, тоннелях.

Хлор растворим в воде: в одном объеме воды растворяется около двух его объемов. Образующийся желтоватый раствор часто называют хлорной водой. Химическая активность его очень велика — он образует соединения почти со всеми химическими  элементами. Основной промышленный метод  получения — электролиз концентрированного раствора хлористого натрия. Ежегодное  потребление хлора в мире исчисляется  десятками миллионов тонн. Используется он в производстве хлорорганических соединений (например, винилхлорида, хлоропренового каучука, дихлорэтана, перхлорэтилена, хлорбензола), неорганических хлоридов. В больших количествах применяется  для отбеливания тканей и бумажной массы, обеззараживания питьевой воды, как дезинфицирующее средство и  в различных других отраслях промышленности (рис.1).Хлор под давлением сжижается  уже при обычных температурах. Хранят и перевозят его в стальных баллонах и железнодорожных цистернах  под давлением. При выходе в атмосферу  дымит, заражает водоемы.

В первую мировую войну  применялся в качестве отравляющего вещества удушающего действия. Поражает легкие, раздражает слизистые и кожу. Первые признаки отравления — резкая загрудинная боль, резь в глазах, слезотечение, сухой кашель, рвота, нарушение координации, одышка. Соприкосновение  с парами хлора вызывает ожоги  слизистой оболочки дыхательных  путей, глаз, кожи.

Минимально ощутимая концентрация хлора — 2 мг/м³. Раздражающее действие возникает при концентрации около 10 мг/м³. Воздействие в течение 30 — 60 мин 100 — 200 мг/м³ хлора опасно для жизни, а более высокие концентрации могут вызвать мгновенную смерть.

Следует помнить, что предельно  допустимые концентрации (ПДК) хлора  в атмосферном воздухе: среднесуточная — 0,03 мг/м³; максимальная разовая — 0,1 мг/м³; в рабочем помещении промышленного предприятия — 1 мг/м³.

Органы дыхания и глаза  защищают от хлора фильтрующие и  изолирующие противогазы. С этой целью могут быть использованы фильтрующие  противогазы промышленные марки  Л (коробка окрашена в коричневый цвет), БКФ и МКФ (защитный), В (желтый), П (черный), Г (черный и желтый), а также гражданские ГП-5, ГП-7 и детские.

Максимально допустимая концентрация при применении фильтрующих противогазов -— 2500 мг/м³. Если она выше, должны использоваться только изолирующие противогазы. При ликвидации аварий на химически опасных объектах, когда концентрация хлора не известна, работы проводят только в изолирующих противогазах (ИП-4, ИП-5). При этом следует пользоваться защитными прорезиненными костюмами, резиновыми сапогами, перчатками. Необходимо помнить, что жидкий хлор разрушает прорезиненную защитную ткань и резиновые детали изолирующего противогаза.

При производственной аварии на химически опасном объекте, утечке хлора при хранении или транспортировке  может произойти заражение воздуха  в поражающих концентрациях. В этом случае необходимо изолировать опасную  зону, удалить из нее всех посторонних  и не допускать никого без средств  защиты органов дыхания и кожи. Около зоны держаться с наветренной  стороны и избегать низких мест.

При утечке или разливе  хлора нельзя прикасаться к пролитому  веществу. Следует с помощью специалистов удалить течь, если это не вызывает опасности, или перекачать содержимое в исправную емкость с соблюдением  мер предосторожности.

При интенсивной утечке хлора  используют распыленный раствор  кальцинированной соды или воду, чтобы  осадить газ. Место разлива заливают аммиачной водой, известковым молоком, раствором кальцинированной соды или  каустика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Схема зоны возможного химического заражения