2.1.2. Аварии (катастрофы)

Наиболее характерными авариями, вызывающими тяжелые последствия, являются взрывы, пожары, заражение атмосферы и местности СДЯВ, РВ и др.

Взрывы и как их следствие пожары происходят на объектах, производящих взрывоопасные и химические вещества; в системах и агрегатах, находящихся под большим давлением; на газо- и продуктопроводах и т. п. Наиболее взрыво- и пожароопасные смеси с воздухом образуются при истечении газообразных и сжиженных углеводородных продуктов метана, пропана, бутана, этилена, пропилена, бутилена и др.

Наиболее характерными причинами аварий на химических производствах, приводящих к взрывам и пожарам, являются: выброс углеводородных продуктов из ректификационных колонн из-за неисправности воздушного клапана для сброса давления и последующий взрыв при соприкосновении их с горячим источником (печью и т. п.); термический взрыв в емкости с полимером вследствие образования на стенке ее застойного участка с критической стекловидной массой полимера и повышения температуры; заклинивание подшипника в системе двигатель — насос и как следствие — взрыв углеводородных продуктов; при ремонте аппаратов — истечение углеводородных продуктов через незакрытые отверстия из-за халатности, спешки или некомпетентности ремонтников и др.

Пожары на предприятиях могут возникнуть также вследствие повреждения электропроводки и машин, находящихся под напряжением, топок и отопительных систем, емкостей с легковоспламеняющимися жидкостями, нарушений правил техники безопасности.

На характер и масштабы пожаров существенное влияние оказывают огнестойкость зданий и сооружений, пожарная опас-

ность производства, плотность застройки, метеорологические условия, состояние систем и средств пожаротушения и др.

Аварии с истечением (выбросом) СДЯВ и заражением окружающей среды возникают на предприятиях химической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной, мясо-молочной и пищевой промышленности, водопроводных и очистных сооружениях, а также при транспортировке СДЯВ по железной дороге. Непосредственными причинами являются нарушение правил хранения и транспортировки, несоблюдение техники безопасности, выход из строя агрегатов, механизмов, трубопроводов, повреждение емкостей и т. п.

Сильнодействующими ядовитыми веществами называются химические соединения, которые в определенных количествах, превышающих предельно допустимые концентрации (плотность заражения), оказывают вредное воздействие на людей, сельскохозяйственных животных, растения и вызывают у них поражения различной степени.

СДЯВ могут быть элементами технологического процесса (аммиак, хлор, серная и азотная кислоты, фтористый водород и др.) и могут образовываться при пожарах на объектах народного хозяйства (оксид углерода, оксид азота, хлористый водород, сернистый газ).

Отдельные СДЯВ при высоких концентрациях способны вызывать поражения кожи человека (например, кислоты); при обращении с ними необходимо применять соответствующие средства защиты.

Краткая физико-химическая и токсическая характеристика некоторых СДЯВ приведена в таблице 2.2.

Рассмотрим несколько подробнее характеристику наиболее распространенных СДЯВ и способы защиты от них.

Аммиак— бесцветный газ с запахом нашатыря (порог восприятия— 0,037 мг/л). Применяют его в холодильном производстве, для получения азотных удобрений и т. п. Сухая смесь аммиака с воздухом (4:3) способна взрываться. Аммиак хорошо растворяется в воде.

В высоких концентрациях он возбуждает центральную нервную систему и вызывает судороги. Чаще смерть наступает через несколько часов или суток после отравления от отека гортани и легких. При попадании на кожу может вызвать ожоги различной степени.

Первая помощь: свежий воздух, вдыхание теплых водяных паров 10%-ного раствора ментола в хлороформе, теплое молоко с боржоми или содой; при удушье — кислород; при спазме голосовой щели — тепло на область шеи, теплые водяные ингаляции; при попадании в глаза — немедленное промывание водой или 0,5—1%-ным раствором квасцов; при поражении кожи — обмывание чистой водой, наложение примочки из 5%-ного раствора уксусной, лимонной или соляной кислоты.

Таблица 2.2

Защита: фильтрующие промышленные противогазы марки «К» и «М», при смеси аммиака с сероводородом — «КД».

Хлор— зеленовато-желтый газ с резким запахом. Применяют в различных отраслях промышленности: бумажно-целлюлозной, текстильной, производстве хлорной извести, хлорировании воды И т. д.

Хлор в 2,5 раза тяжелее воздуха, поэтому облако хлора будет перемещаться по направлению ветра близко к земле.

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

Первая помощь: надеть на пораженного противогаз и вынести из зоны заражения. Полный покой, ингаляция кислородом. При раздражении дыхательных путей — вдыхание нашатырного спирта, питьевой соды; промывание глаз, носа и рта 2%-ным раствором соды; теплое молоко с боржоми или содой, кофе.

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

Сернистый ангидрид— бесцветный газ с острым запахом и сладковатым привкусом, не горит и не поддерживает горения. Встречается при обжиге и плавке сернистых руд, на медеплавильных заводах, в производстве серной кислоты; используется как отбеливающее средство в текстильной и консервирующее — в пищевой промышленности.

Он хорошо растворяется в воде, спирте, уксусной и серной кислотах, хлороформе и эфире.

Сернистый ангидрид раздражает дыхательные пути, вызывает помутнение роговицы глаз. Раздражение сопровождается сухим кашлем, жжением и болью в горле и груди, слезотечением, а при более сильном воздействии — рвотой, одышкой, потерей сознания. Смерть может наступить от удушья и при внезапной остановке кровообращения в легких.

Первая помощь: свежий воздух, освободить от стесняющей дыхание одежды, обеспечить ингаляцию кислородом; промывание глаз, носа, полоскание 2%-ным раствором соды; тепло на область шеи, горчичники; теплое молоко с боржоми, содой, маслом или медом.

Защита: фильтрующие промышленные противогазы марки «В» и «М», гражданские, детские и изолирующие противогазы.

Характеристики фосгена и синильной кислоты приведены ниже в разделе 2.2.2.

ближнем следе от ЧАЭС на 29 мая 1986 г.

Наиболее опасными по масштабам последствий являются аварии на АЭС с выбросом в атмосферу РВ, в результате чего, кроме разрушения энергоблоков, имеет место длительное радиоактивное загрязнение местности на огромных площадях.

Радиоактивное загрязнение местности в случае аварии на АЭС существенно отличается от радиоактивного заражения при ядерном взрыве по конфигурации следа, масштабам и степени заражения, дисперсному составу радиоактивных продуктов, а также своему пор аж ающему действию. Это обусловлено в основном динамикой и изотопным составом радиоактивных выбросов, а также изменением метеорологических условий в период выбросов.

Установлено, что выброс радионуклидов за пределы аварийного блока Чернобыльской АЭС представлял собой растянутый во времени процесс, в течение которого направление ветра в слое от 0 до 1000 м изменилось на 360°, фактически описав полный круг. В результате основные зоны радиоактивного за- гряанения местности после аварии сформировались в западном, северо-западном и северо-восточном направлениях от АЭС, а затем в меньшем масштабе — в южном направлении (рис. 2.1). Формирование радиоактивных выпадений в ближней зоне закончилось в первые 4—5 суток.

Таким образом, если след радиоактивного облака при ядерном взрыве обычно вытянут по направлению среднего ветра в виде эллипса, то в случае аварии на ЧАЭС конфигурация зоны радиоактивного загрязнения имеет веерный, очаговый характер и целиком определяется метеоусловиями в течение всего времени выброса.

Площади радиоактивного загрязнения местности, ограниченные сопоставимыми с ядерным взрывом изоуровнями мощности доз, по сравнению с ним ничтожно малы.

менее 10 км2, в то время как при ядерном взрыве такие площади составляют сотни квадратных километров. Вместе с тем уровни радиации в здании разрушенного реактора, особенно на крыше, а также на отдельных участках непосредственно прилегающей к зданию территории составляли сотни Р/ч вследствие выброса радиоактивных продуктов деления, раскаленных кусков радиоактивного графита, разрушенных ТВЭЛов (тепловыделяющих элементов) и т. п.

Состав радионуклидов в аварийном выбросе примерно соответствовал их составу в топливе поврежденного реактора, отличаясь только повышенным содержанием летучих продуктов деления (йода-131, теллура-132, цезия-134 и 137) и благородных газов (ксенона-133, криптона-85).

После прекращения радиоактивных выбросов аварийным блоком изменение радиоактивного загрязнения определялось в основном радиоактивным распадом, ветровым переносом, смывом дождевыми и паводковыми водами (после таяния снегов), диффузией радионуклидов в почву и т. п.

Спад радиации вследствие распада радиоактивных веществ в случае аварии на АЭС идет значительно медленнее, чем при, ядерном взрыве. Уровни радиации за 7-кратный промежуток времени в условиях аварийного выброса уменьшаются примерно в 2 раза.

Вместе с тем к осени 1986 г., т. е. спустя 5—6 месяцев после аварии, из-за распада относительно коротко живущих радионуклидов он стал играть меньшую роль в общем процессе уменьшения радиоактивной загрязненности.

В то же время в результате диффузии (миграции) радиоактивных продуктов в грунт на глубину 0,6—-1,2 см мощность экспозиционной дозы гамма-излучения на высоте 1 м от поверхности земли уменьшилась в 1,5—2,5 раза. Этот эффект подтверждается прямыми измерениями.

В целом с учетом всех перечисленных выше процессов, влияющих на спад радиации, степень радиоактивного загрязнения; местности через 1 год после аварии (к 1 мая 1987 г.) уменьшилась примерно в 55 раз.

Дисперсный состав радиоактивных, продуктов определялся двумя независимыми источниками радиоактивных аэрозолей:

мгновенным источником, образовавшимся в результате теплового взрыва, разрушившего реактор;

горячим источником выноса из реактора продуктов деления, накопившихся в ТВЭЛах; температура в нем поддерживалась вследствие горения графита и радиоактивного распада осколков деления.

На интенсивность горячего источника накладывался в дальнейшем эффект от сброшенного в активную зону значительного количества песка, глины, доломита, бора, свинца и других материалов (всего за две недели было сброшено около 500 т).

Это обусловило мелкодисперсный состав парогазового горячего радиоактивного облака (размер частиц до 0,5 мк), обладавшего высокой способностью проникать в различные материалы (например, в дерево — на 2—3 мм, кирпич, бетон—1—2 мм, металл — 0,05 мм (за счет ионного обмена), что затрудняло их дезактивацию.

Поражающее действие радиоактивных веществ на незащищенных людей в условиях аварии обусловлено:

внутренним облучением в результате ингаляционного поступления в организм человека радионуклидов за время прохождения парогазового радиоактивного облака, а также возможного попадания их с продуктами питания и водой. Основным «поставщиком» внутреннего облучения в начальный период (до 1,5—2 месяцев) является иод-131 с периодом полураспада 8 сут.;

внешним облучением от парогазового радиоактивного облака за время его прохождения и от радиоактивного загрязнения местности и объектов на следе облака.

Радиоактивному загрязнению подвергаются сельскохозяйственные угодья. Так, большая часть угодий внутри 30-километровой зоны ЧАЭС и примерно 2 млн. га за ее пределами (по состоянию на август 1986 г.) были радиоактивно загрязнены. При уровне загрязнения более 40 Ки/км2 по цезию-137 был наложен запрет на их использование для сельскохозяйственного производства.

Из природной среды наиболее чувствительными к радиоактивному загрязнению проявили себя сосновые леса в результате воздействия мелкодисперсного парогазового облака с высокой бета-активностью (в 10 раз выше, чем при ядерном взрыве). Площадь погибшего лесного массива, примыкающего к ЧАЭС с запада («рыжий лес») составляла 400 га. Лиственные породы (береза, осина, дуб) почти не пострадали (поглощающая способность у них значительно меньше, чем у хвойных пород).

Радиоактивное загрязнение водных бассейнов с момента аварии и до июля 1986 г. было обусловлено в основном наличием в них изотопов цезия и стронция, концентрация которых в Киевском водохранилище, реках Припяти и Днепре с июля 1986 г. по май 1987 г. снизилась более чем в 20 раз. Для уменьшения смыва радионуклидов было сооружено более 100 защитных и фильтрующих дамб, в результате чего заметного повышения концентрации радионуклидов не наблюдалось, она оставалась значительно ниже предельно допустимой.