Защита населения и территорий при авариях на химически опасных объектах Поражающие факторы и их влияние на население и территорию при авариях на химически опасных объектах

В настоящее время в промышленности, сельском хозяйстве, других сферах экономики используется большое количество различных химических токсических веществ, в стране временно хранятся подлежащие уничтожению значительные запасы боевых химически опасных веществ, начато их постепенное уничтожение.

Кроме этого опасного потенциала многие предприятия, транспорт и другие техногенные источники постоянно загрязняют природную среду в процессе своего функционирования.

Воздействие всего этого комплекса опасных химических веществ (OXB) представляет определенную угрозу для жизни и здоровья населения.

По критерию характера воздействия на население OXB можно условно разбить на три группы: -              аварийно химически опасные вещества (АХОВ), используемые в экономике, способные вызвать массовые поражения населения при авариях на объектах; -              постоянно действующие химически опасные вещества (ПЛ ХОВ), систематически оказывающие вредное воздействие на организм человека; -              боевые химически опасные вещества (БХОВ), способные вызвать поражения населения при их боевом применении возможным противником или при авариях на объектах их временного хранения и на предприятиях по уничтожению

В условиях безаварийного функционирования объектов с БХОВ наибольшую опасность для населения представляют аварии на химически опасных объектах в сфере экономики с выбросом АХОВ.

Химически опасными объектами (XOO) являются объекты, на которых производят, используют, хранят или транспортируют АХОВ (БХОВ), в результате аварий на которых могут произойти массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также химическое заражение окружающей середы.

XOO могут быть классифицированы по следующим показателям:

По сфере использования предприятия химической и нефтехимической промышленности, производящие и потребляющие АХОВ; предприятия целлюлозно-бумажной, текстильной, металлургической, пищевой и др.

По способам и условиям хранения: сжиженные газы, сжатые газы, жидкости, твердые вещества

По категории химической опасности:

Критерием для определения категории химической опасности объекта является количество населения, попадающее в зону возможного (прогнозируемого) химического заражения (ЗВХЗ), которая представляет площадь круга, очерченного радиусом, равным наибольшей глубине распространения облака зараженного воздуха с пороговой концентрацией.

Существуют четыре категории степени опасности ХОО: I - когда в ЗВХЗ АХОВ попадает более 75 тыс. человек; Il - от 40 до 75 тыс. человек; IN - менее 40 тыс. человек; IV - ЗВХЗ АХОВ не выходит за пределы территории объекта или его санаторнозащитной зоны.

В Российской Федерации функционируют около 3800 химически опасных объектов, располагающих значительными запасами АХОВ.

При химической аварии на химически опасных объектах может действовать комплекс поражающих факторов:

непосредственно на объекте аварии - токсическое воздействие АХОВ, ударная волна при наличии взрыва, тепловое воздействие и воздействие продуктами сгорания при пожаре;

вне объекта аварии - в районах распространения зараженного воздуха только токсическое воздействие как результат химического заражения окружающей среды.

Аварийно химически опасные вещества. АХОВ - это опасное токсическое вещество, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварийном выбросе (разливе) которого может произойти заражение окружающей среды в поражающих живой организм концентрациях (токсодозах).

Основным поражающим фактором при авариях на химически опасных объектах является токсическое воздействие аварийно химически опасных веществ как непосредственно при аварийном выбросе (проливе), так и при химическом заражении окружающей среды.

XOB проникают в организм человека через органы дыхания (ингаляционный путь) и кожу (резорбтивный путь). Возможно попадание XOB в организм через раневые поверхности и желудочно-кишечный тракт (перорально). XOB разносятся кровью ко всем органам и тканям, что может привести к патологическим изменениям, потере работоспособности и гибели человека.

Важнейшая характеристика XOB-токсичность. Токсичность-степень ядовитости, характеризующаяся пороговой концентрацией, пределом переносимости, смертельной концентрацией или смертельной дозой. Пороговая концентрация - это количество вещества, которое может вызвать негативный физиологический эффект: ощущаются лишь первичные признаки поражения, при этом работоспособность сохраняется. Предел переносимости - это максимальная концентрация, которую человек может выдержать определенное время, без устойчивого поражения.

В промышленности, пределом переносимости, является ПДК, регламентирующая допустимую степень загрязнения XOB воздуха рабочей зоны. ПДК - это предельно допустимая концентрация ХОВ, которая при постоянном воздействии на человека, в течение рабочего дня, не вызывает патологических изменений или заболеваний.

Количественно, токсичность ХОВ, оценивают дозой. Доза, вызывающая определенный токсический эффект, называется токсичной дозой. Средняя, смертельная токсичная доза (LD50) - это количество ХОВ, вызывающее при пероральном (через желудочно-кишечный тракт) поступлении, смерть 50% пораженных. Средняя смертельная концентрация (LC50) -это количество ХОВ, вызывающее при ингаляционном поступлении смертельный исход 50% пораженных. Измеряются они соответственно мг/кг, мг/л и мг/м3.

По степени воздействия на организм XOB подразделяются на четыре класса опасности: I - чрезвычайно опасные, Il - высокоопасные, IN - умеренно опасные и IV - малоопасные вещества. Класс опасности XOB устанавливают по самому жесткому показателю, характерному для данного вещества.

Основными путями проникновения АХОВ внутрь организма являются органы дыхания (ингаляционный путь) и кожа (резорбтивный путь).

Перечень наиболее распространенных аварийно химически опасных веществ ингаляционного действия (АХОВИД), заражение которыми требует ре шения задач по защите населения и нормализации химической обстановки, включает в настоящее время 21 наименование.

Таблица 15

Характеристика классов опасности химических веществ (ГОСТ 12007-76)

Данные табл. 16 свидетельствуют о том, что наибольшую опасность для населения представляют аварии со сжиженными газами и ХОВ, кипящими при низкой температуре.

Таблица 16

Характеристика химических веществ по степени их опасности

Примечание: Смаке.

Массовые потери при ингаляционном и резорбтивном воздействии АХОВ возможны только при поступлении их в организм из зараженной атмосферы. При этом в атмосфере они могут находиться в виде пара или газа, а также в аэрозольном состоянии и в капельно-жидком виде. Такое состояние АХОВ, при котором они могут вызывать массовые потери, называется поражающим состоянием.

Способность АХОВ переходить в основное поражающее состояние и создавать поражающие концентрации определяется их физико-химическими свойствами. Наибольшее значение при этом имеют агрегатное состояние вещества, растворимость его в воде и органических растворителях, плотность и летучесть вещества, удельная теплота испарения и теплоемкость жидкости, давление насыщенных паров, температура кипения и др. Все эти характеристики необходимы при оценке безопасности производства, хранения и перевозок АХОВ, при прогнозировании и оценке последствий химически опасных аварий

Существенное влияние на количество и фазово-дисперсный состав АХОВ, выбрасываемых в атмосферу, может оказывать хранение многих газообразных (парообразных) АХОВ в сжиженном состоянии или под давлением.

Химическое заражение окружающей среды и его критерии. Под химическим заражением окружающей среды понимается распространение OXB (АХОВ) в окружающей природной среде в концентрациях или количествах, создающих угрозу для людей, сельскохозяйственных животных и растений в течение определенного времени. Критерии химического заражения окружающей среды целесообразно рассматривать в определенной системе: критерии OXB (АХОВ), критерии степени химического зара

жения элементов среды; дозовые критерии для оценки возможного поражения населения в зонах заражения

Классификация аварийно химически опасных веществ

Классификация АХОВ может быть проведена по следующим признакам:

По основным физико-химическим свойствам и условиям хранения. Жидкие и летучие, хранящиеся под давлением (сжатые и сжиженные газы) - хлор, аммиак, сероводород, фосген и др.

По классу опасности (степень воздействия на организм человека) - чрезвычайно опасные, высоко опасные, умеренно опасные, мало опасные.

По характеру воздействия на организм человека. Раздражающие - хлор, сернистый ангидрид, хлорпикрин и др. Прижигающего действия - аммиак, соляная кислота и др. Удушающего действия - хлорпикрин, фосген. Общетоксического действия - синильная кислота, сероводород, сероуглерод, ацетонитрил. Психогенного действия - формальдегид, бромистый и хлористый метил. Метаболические яды - оксид этилена, дихлорэтан.

По степени горючести. Негорючие вещества - фосген, диоксин. Негорючие, пожароопасные вещества - хлор, азотная кислота, угарный газ, фтористый водород, хлорпикрин. Трудногорючие вещества - сжиженный аммиак, цианистый водород. Горючие вещества - газообразный аммиак, гептил, сероуглерод, дихлорэтан, оксиды азота, гидразин и др.

Характер воздействия химического заражения на население. АХОВ (OXB) оказывают химическое воздействие на ферменты организма (химические и биохимические вещества, играющие важную роль в обмене веществ как внутри организма, так и между ним и внешней средой), приводящее к торможению или прекращению ряда жизненных функций организма и его поражению в различной степени. Наиболее часто отравления АХОВ происходят в результате ингаляционного поступления его в организм человека. Этому способствует большая поверхность легочной ткани, быстрота проникновения АХОВ в кровь, повышенная легочная вентиляция и усиление кровотока в легких при работе, особенно физической. Менее распространенными являются отравления в результате перорального поражения АХОВ, например, с водой из зараженного источника и тем более при резорбтивном воздействии. Поэтому, в последующем вопросы защиты населения рассматриваются в основном в результате ингаляционного воздействия АХОВ.

Во всех случаях АХОВ, поступая в организм, разносятся кровью ко всем органам и тканям, что может привести к общим поражениям и гибели живого организма. Чаще всего нарушения в организме проявляются в виде острых и хронических отравлений.

Характер воздействия химического заражения на окружающую среду.

При авариях на XOO с выбросом (проливом) АХОВ происходит химическое заражение окружающей среды с различной степенью концентрации АХОВ, продолжитель

ностью от нескольких часов до нескольких суток, в зависимости от конкретных условий - состояния погоды, времени года, местности, а также характера применяемых мер по ликвидации аварии.

Основным физико-химическим показателем, определяющим размеры опасной для людей зоны распространения вредных веществ, является их фазовое состояние при данных метеоусловиях. При этом наибольшую опасность для населения будут представлять аварии со сжиженными газами и АХОВ, кипящими при низкой температуре.

Пары и газы, а также неоседающий аэрозоль, образующиеся при авариях со сжиженными или газообразными АХОВ, могут распространяться на многие километры, что существенно увеличивает масштабы опасности.

При этом образуется зона химического заражения, представляющая собой территорию, в пределах которой создается опасность химического поражения.

Она включает в себя очаг химического заражения и зону распространения зараженного воздуха с опасными концентрациями АХОВ (БХОВ) (при неоседающих АХОВ), а также зону заражения территории (при наличии оседающих примесей). Внешние границы зоны химического заражения соответствуют пороговому значению ток- содозы АХОВ при ингаляционном воздействии на человека

Общие сведения об авариях на химически опасных объектах

Среди ЧС техногенного характера аварии на химически опасных объектах занимают одно из важнейших мест. Порой потери при таких авариях могут быть сравнимы с потерями от применения ядерного оружия.

Под химической аварией понимается авария на химически опасном объекте, сопровождающаяся проливом или выбросом аварийно химически опасных веществ, способная привести к гибели или химическому заражению людей, продовольствия, пищевого сырья и кормов, сельскохозяйственных животных и растений или к химическому заражению окружающей среды.

Аварии на XOO характеризуются, в основном, масштабом и продолжительностью химического заражения.

Под масштабом химического заражения понимаются пространственные границы (линейные размеры и площади) проявления последствий аварий и разрушений объектов, содержащих АХОВ; под продолжительностью - временные пределы проявления последствий аварии или разрушения объекта, содержащего АХОВ.

Характер аварий на XOO и поведение АХОВ при аварии во многом зависят от способов хранения АХОВ на этих объектах, которые могут быть: в резервуарах под давлением собственных паров (16-18 кг/см2); в изотермических хранилищах (емкости искусственно охлаждаются) при давлении, близком к атмосферному (сжиженные газы); при температуре окружающей среды и давлении 0,7 - 30 кг/см2 (сжатые газы); в закрытых емкостях при атмосферном давлении и температуре окружающей среды (жидкости).

В случае разрушения оболочки емкости, содержащей АХОВ под давлением, и последующего разлива большого количества АХОВ в поддон (обваловку), его поступление в атмосферу может происходить в течение длительного времени. Процесс испарения при этом можно условно разделить на три периода.

Первый период - бурное, почти мгновенное, испарение за счет разности упругости насыщенных паров АХОВ в емкости и парциального давления в воздухе. В это время в атмосферу поступает основное количество паров вещества и образуется первичное облако. Кроме того, часть АХОВ переходит в пар за счет изменения теплосодержания жидкости, температуры окружающего воздуха и солнечной радиации.

Учитывая, что за данный период времени испаряется значительное количество АХОВ, может образоваться облако с концентрацией АХОВ, значительно превышающей смертельную.

Второй период - неустойчивое испарение АХОВ за счет тепла подстилающей поверхности (поддона, обваловки), изменения теплосодержания жидкости и притока тепла от окружающего воздуха. Этот период характеризуется резким падением интенсивности испарения с одновременным понижением температуры жидкого слоя ниже температуры кипения.

Третий период - стационарное испарение разлившегося АХОВ за счет тепла окружающего воздуха, которое может длиться часы и даже сутки - происходит образование вторичного облака.

Контроль химической обстановки при авариях на XOO

Под химической обстановкой понимается наличие в окружающей среде определенного количества и концентраций различных опасных химических веществ, в основном техногенного характера.

В зависимости от степени заражения среды химическая обстановка может быть нормальной - при концентрации каждого вида АХОВ (ПД ХОВ) в среде не более 1 ПДК либо при нормальном показателе ИЗС (комплексном заражении - и химическим заражением различной степени - при превышении соответственно данных показателей.

Контроль химического заражения окружающей среды так же, как и контроль радиационной обстановки, является составной частью контроля общего состояния окружающей среды и заключается в проведении ее мониторинга, прогнозирования и, на основании сравнения полученных переменных данных с предельно допустимыми, определении необходимости выработки мер по защите населения и нормализации химической обстановки.

Контроль химической обстановки осуществляется в атмосферном воздухе, в почве литосферы и гидросфере. Основное внимание при этом уделяется контролю заражения воздуха как определяющего фактора химического заражения всей окружающей среды.

Контроль химической обстановки осуществляется силами и средствами Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, сети наблюдения и лабораторного контроля ГО МЧС, подразделениями наблюдения и контроля заинтересованных министерств, ведомств и химически опасных объектов. Особое внимание при контроле уделяется районам расположения XOO на всех этапах их функционирования, в особенности при аварийных ситуациях. Меры по защите населения определяются в соответствии с Методологией определения мер по защите населения при авариях на ХОО.