Классификация аварийно химически опасных веществ (АХОВ). Классификация и характеристики химически опасных объектов (ХОО), показатели их опасности

ЧС,вызванные токсическим воздействием химических веществ, могут возникать в результате заражения (загрязнения) местности аварийно химически опасными веществами.

АХОВ- аварийно химически опасное вещество. Согласно ГОСТ 22.9.05-95 АХОВ представляет собой опасное химическое вещество, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварийном выбросе (разливе) которого может произойти заражение окружающей среды в концентрациях, поражающих живой организм.

Для предотвращения неблагоприятного воздействия на здоровье человека и окружающую среду потенциально опасных химических и биологических веществ, создан "Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ", который включает информацию о номенклатуре, производстве и применении этих веществ на территории РФ, об их назначении, свойствах, биологическом действии и поведении в окружающей среде. “Постановление Правительства РФ от 12 ноября 1992 года №869”.

Существует официальный перечень ядовитых веществ, который был утвержден в 1988 году совместно с начальником ГО, Министерством здравоохранения и Министерством химической промышленности. Этот перечень включает в себя более 34 вещества, которые обладают высокой летучестью и токсичностью, и в аварийных ситуациях могут стать причиной массового поражения людей.

Однако однозначно определить перечень всех опасных химических веществ достаточно сложно в связи с тем, что это зависит не только от физико-химических и токсических свойств этих веществ, но и от условий их производства, хранения и применения. В этом случае, к аварийно химически опасным веществам (АХОВ), кроме приведенных в перечне АХОВ, отнесены также еще 17 наиболее распространенных опасных химических веществ: компоненты ракетного топлива - несимметричный диметилгидразин и жидкая четырехокись азота, отравляющие вещества - иприт, люизит, зарин, заман, Ви- газы, а также метилизоцианат, диоксин, метиловый спирт, фенол, ртуть металлическая, толуилендиизоцианат, бензол, концентрированная азотная и серная кислоты, анилин.

1) По характеру воздействия на организм человека АХОВ подразделяются:

· Ингаляционного действия (через органы дыхания);

· Пероралъного действия (через желудочно-кишечный тракт);

· Кожно-резорбтивного действия (через кожные покровы).

По характеру воздействия на человеческий организм АХОВ подразделяют на шесть групп, согласно клинической классификации:

1.Вещества с преимущественно удушающим действием:

· С выраженным прижигающим действием (хлор, треххлористый фосфор, хлорокись фосфора);

· Со слабым прижигающим действием (хлорпикрин, фосген).

2. Вещества с преимущественно общеядовитым действием (хлорциан, водород мышьяковистый).

3. Вещества, обладающие удушающим и общеядовитым действием:

· С выраженным прижигающим действием (нитрилакриловая кислота);

· Со слабым прижигающим действием (сернистый ангидрид, сероводород, окислы азота).

4. Нейротропные яды, т.е. действующие на генерацию, поведение и передачу нервного импульса (сероуглерод).

5. Вещества, обладающие удушающим и нейротропным действием (аммиак).

6. Метаболические яды (окись этилена, метил хлористый).

2) По токсичности химические вещества, в том числе и АХОВ, классифицируются по значениям средней смертельной концентрации (LC 50), вызывающей смертельный исход у 50% пораженных и средней смертельной токсодозой (LD50), вызывающей смертельный исход у 50% пораженных и ПДК. Значения указанных величин приведены в табл. 4:

Классификация токсичности веществ. Таблица 4

3) По степени воздействия на людей АХОВ делят на 4 класса опасности, указанные в табл5.:

Классификация АХОВ по степени воздействия. Таблица 5

Окончание табл. 5

Примечание: отнесение АХОВ к классу токсической опасности производят по показателю, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности.

Степень опасности химического вещества при авариях на ХОО в значительной мере зависит от его количества на аварийном объекте.

4) Классификация АХОВ согласно их физико-химическим свойствам, характеризующим их поведение в атмосфере, на местности и в воде. В частности важнейшим физическим параметром, определяющим характер поведения токсичных веществ ингаляционного действия при выбросах (проливах) в окружающую среду, является масимальная концентрация их паров в воздухе.

В промышленной токсикологии используют показатель, учитывающий одновременно токсические свойства и летучесть веществ - коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО). Этот коэффициент равен отношению максимально возможной концентрации паров вещества при 20°С (См 20) к его среднесмертельной концентрации (LC50).

См =16*М*Р/Т,

где М — молекулярный вес вещества, г;

Р - упругость насыщенного пара вещества при 20°С, мм. рт. ст.;

Т - температура кипения вещества, °К

По значению КВИО АХОВ делятся на 4 класса:

I класс (чрезвычайно опасные) - КВИО более 300;

II класс (высоко опасные) - КВИО от299 до 30;

III класс (умеренно опасные) — КВИО от29 до 3;

IV класс (малоопасные) - КВИО менее 3.

По агрегатному состоянию в принятых условиях производства, хранения и транспортировки АХОВ делятся на сжатые газы, сжиженные газы, жидкости и твердые вещества.

По способам хранения и перемещения все АХОВ можно разделить на пять основных категорий:

Первая категория- вещества, у которых критическая температура ниже температуры окружающей среды. Эти вещества называют "криогенными". К ним относятся сжиженный природный газ (содержащий в основном метан, азот, кислород), окись азота.

Вторая категория- вещества, у которых критическая температура выше, а точка кипения ниже температуры окружающей среды. К ним относятся АХОВ, хранящиеся в сжиженном состоянии (аммиак, закись азота, сернистый ангидрид, сероводород, хлор, хлористый водород).

Их особенностью является "мгновенное" (очень быстрое) испарение части жидкости при разгерметизации и охлаждение оставшейся доли до точки кипения при атмосферном давлении.

Третья категория- вещества, у которых критическое давление выше атмосферного и точка кипения выше температуры окружающей среды. К ним относятся АХОВ, имеющие относительно невысокую температуру кипения (четырехокись азота, фосген, окись этилена, фтористый водород, хлорциан, цианистый водород и др.). При повышенных температурах (ЗО°С и выше) эти вещества по своему поведению будут приближаться к веществам второй категории.

Четвертая категория— вещества, находящиеся в обычных условиях (при атмосферном давлении и температуре окружающей среды от -60°С до +60°С) в жидком состоянии. К ним относится значительная часть АХОВ (несимметричный диметилгидразин, нитрил акриловой кислоты, хлорокись фосфора, хлорпикрин и др.)

Пятая категория- вещества, хранящиеся в твердом состоянии (диоксин, комовая сера, соли тяжелых металлов и др.). Многие из нихстановятся опасными при пожарах, другие - при попадании в грунт и воду.

При разрушении емкостей с криогенными жидкостями 1- категории и веществами 2-категории происходит их выброс в атмосферу, вскипание с быстрым испарением и образованием облаков газопаровоздушных смесей. При разлитии жидкостей 3- категории их испарение зависит от свойств летучести, температуры внешней среды и скорости ветра.

Классификация и характеристики химически опасных объектов

Химически опасным объектом (ХОО) называют ОЭ, при аварии или разрушении которого могут произойти массовые поражения или гибель людей, животных, растений, а также химическое заражение окружающей среды.

* Примечание:Авария- это выход из строя машин, устройств, сооружений вследствие нарушения технологии производства; правил эксплуатации, а также в результате стихийных бедствий.

Классификация ХОО по степени опасности производится заблаговременно комиссиями по ЧС и штабами ГОЧС областей (краев, республик) с целью определения наиболее опасных объектов; планирования мероприятий по защите населения от возможных последствий крупных аварий на ХОО; создания необходимой группировки сил и средств для ведения аварийно - спасательных и других неотложных работ в случае химической аварии; заблаговременной разработки и реализации соответствующих предупредительных мер по снижению риска крупной аварии и уменьшению тяжести ее последствий.

В основе классификации ХОО лежит количественная оценка степени опасности объекта с учетом следующих характеристик:

· масштаба возможных последствий химической аварии для населения, прилегающих к объекту территорий;

· типа возможной ЧС в результате аварии на ХОО по наихудшему сценарию;

· степени опасности АХОВ, используемых на ХОО;

· риска возникновения аварии на ХОО.

По масштабам возможных последствий химической аварии, которые оцениваются по количеству населения, проживающего (находящегося) в зоне предполагаемого химического заражения, ХОО делятся на четыре группы с различным значением показателя опасности ПО₁.(табл.6)

Определение показателя опасности ХОО

по возможному масштабу последствий аварии (ПО₁). Таблица 6

При наличии на ХОО нескольких АХОВ прогнозирование масштабов последствий аварии и определение показателя ПО производится по тому веществу, выброс (пролив) которого при аварии представляет наибольшую опасность для населения. При этом во всех случаях исходят из того, что авария происходит на максимальной по объему емкости с АХОВ при ее полном разрушении.

К химически опасным объектам 1-й степени относятся крупные предприятия химической промышленности, водоочистные сооружения, расположенные в непосредственной близости или на территории крупнейших и крупных городов.

К объектам 2-й степени опасности относятся предприятия химической, нефтехимической, пищевой и перерабатывающей промышленности, водоочистные сооружения коммунальных служб больших и средних городов, крупные железнодорожные узлы.

К ХОО 3-й степени опасности 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 4-й степени опасности относятся предприятия и объекты с относительно мальм количеством АХОВ (менее 0.1 т).

Второй показатель опасности (ПО₂) ХОО характеризует тип ЧС, которая может возникнуть в результате аварии. По вероятному сценарию аварии (типу ЧС), зависящему от физико-химических свойств АХОВ на объекте, их количества и технологических условий применения (хранения, транспортировки, переработки) указанных веществ, ХОО подразделяются на 4 группы опасности, указанные в таблице 7.

Определение показателя опасности ХОО по типу

ЧС, возникающей в результате химической аварии (ПО₂). Таблица 7

Подробная характеристика каждого типа ЧС при авариях на ХОО будет рассмотрена несколько позже. Следует отметить, что степень опасности ХОО по типу вероятной ЧС, возникающей при аварии на объекте, уменьшается с увеличением значения показателя ПО Классификация ХОО по типу ЧС позволяет определить приоритетность заблаговременно планируемых мероприятий по защите населения и проведению аварийно- спасательных работ.

Третий показатель опасности (ПО₃) определяется классом опасности АХОВ. Для АХОВ 1 класса опасности ПО₃=1, для 2 класса опасности ПО₃=2, для 3 класса опасности ПО₃=3, для 4 класса опасности ПО₄=4.

Четвертый показатель опасности (ПО₄), по которому могут быть классифицированы ХОО, является риск возникновения аварии на объекте, который зависит от состояния технологического оборудования (степени изношенности), квалификации обслуживающего персонала, общей опасности технологического процесса и отдельных его элементов и др. Соответствующие данные для оценки риска возникновения опасности берутся из Декларации безопасности объекта органами Гостехнадзора.

По показателю риска возникновения аварии (ПО₄) ХОО могут быть отнесены к одной из четырех групп:

· критические (ПО₄=1);

· очень опасные (ПО₄=2);

· опасные (ПО₄=3);

· малоопасные (ПО₄=4).

Пятым показателем опасности возникновения аварии на ХОО является пожаро - и взрывоопасность объекта (ПО₅), которая определяется наличием на объекте пожаро - и взрывоопасных, горючих легковоспламеняющихся жидкостей; возможностью образования газо-воздушных и паро-воздушных взрывчатых смесей; пожаро и (или) взрывоопасной технологией производства; наличием материалов (веществ), способных при горении образовывать АХОВ.

По значению потенциала взрыво - пожароопасности ХОО делятся на 4 группы (таблица 8).

Определение показателя опасности ХОО

по потенциалу взрыво-пожароопасности. Таблица 8

Показатель опасности ПО₅=1 имеют объекты, на которых хотя бы один технологический элемент имеет максимальный потенциал опасности (F>95). Соответственно показатели ПО₅=2, ПО₅=3 и ПО₅=4 характеризуют объекты, у которых хотя бы один технологический элемент имеет потенциал опасности в указанных пределах.

Для характеристики общей степени опасности ХОО может быть использован обобщенный показатель опасности (ОПО), который определяется как сумма рассмотренных выше частных показателей опасности:

ОПО= ПО₁ +ПО₂ +ПО₃ +ПО₄+ПО₅.

По значению обобщенного показателя опасности ХОО делятся на 4 категории опасности (табл.9).

Наиболее опасными считаются ХОО с минимальным значением обобщенного показателя опасности.

Четыре категории опасности ХОО. Таблица 9

Для оперативного использования данных о степени опасности ХОО, особенно при прогнозных расчетах с использованием ЭВМ, следует индексировать объекты цифровым обозначением показателей опасности объекта, например:

ХОО-2-12213;

Где первая цифра '2' означает, что объект относится по ОПО ко 2-й категории - " чрезвычайно опасный"; вторая цифра '1' означает, что в зоне химического заражения при аварии на ХОО может оказаться более 75 тысяч человек; третья цифра '2' означает, что при аварии может образоваться первичное и вторичное облака паров АХОВ и возникнуть ЧС второго типа; четвертая цифра '2' показывает, что на объекте используется (хранится, транспортируется) АХОВ второго класса токсической опасности; пятая цифра '1' показывает, что риск возникновения аварии на объекте чрезвычайно велик; шестая цифра '3' означает, что по взрыво- пожароопасности объект принадлежит к 3-ей группе опасности (0<F<65).

Важное значение для планирования, организации защиты населения и ведения аварийно- спасательных работ в случае возникновения ЧС при крупных авариях на ХОО имеет классификация по химической опасности территорий (районов, городов, краев, областей, республик). В этом случае критерием для отнесения территории к той или иной степени опасности является количество населения, проживающего на территории, подвергаемой риску химического поражения.

К первой степени опасности принято относить такие территориальные звенья, в которых в зоне возможного заражения АХОВ проживает свыше 50% населения, ко второй степени - от 30 до 50 %, к третьей -от 10 до 30% и к четвертой степени - менее 10%.

Типовые варианты ЧС при крупных авариях на ХОО

В зависимости от физико-химических свойств АХОВ и условий их использования, хранения и транспортировки, в результате крупных аварий на ХОО могут возникать ЧС четырех основных типов, отличающиеся друг от друга характером воздействия поражающих факторов, организацией и технологией ведения аварийно-спасательных и других неотложных работ:

· с образованием только первичного облака АХОВ;

· с образованием пролива, первичного и вторичного облаков АХОВ;

· с образованием пролива и только вторичного облака АХОВ;

· с заражением территории (грунта, воды) малолетучими АХОВ.

Первый типЧС может возникнуть в случае мгновенной разгерметизации (например, в результате взрыва) емкостей или технологического оборудования с газообразными (под давлением), криогенными, перегретыми сжиженными АХОВ, в результате чего образуется первичное парогазовое или аэрозольное облако АХОВ с высокой концентрацией токсичного вещества в воздухе. Пролива жидкой фазы, как правило, при этом не происходит. Пролитое вещество испаряется за счет тепла окружающей среды в течении нескольких минут. В зависимости от метеоусловий облако АХОВ распространяется на прилегающую к аварийному объекту территорию, неся смертельную опасность для проживающего на ней населения.

Первый тип ЧС является наиболее опасным как с точки зрения интенсивности воздействия поражающих факторов, так и трудности быстрого реагирования на ЧС органов и сил РСЧС для предотвращения или снижения потерь.

Основным поражающим фактором при этом является ингаляционное воздействие на людей и животных высоких концентраций паров АХОВ. Масштабы поражения зависят от размеров первичного облака АХОВ, концентрации ядовитого вещества в нем, скорости ветра, состояния приземного слоя атмосферы (инверсия или конвекция), плотности паров вещества (легче или тяжелее воздуха), времени суток (день или ночь), характера местности (сельская местность или городская застройка), плотности населения, проживающего в вероятной зоне химического заражения и др. Аварийно - спасательные работы необходимо организовать и провести в короткие сроки.

Второй тип ЧСможет возникнуть при аварийных проливах АХОВ на ХОО, использующих (хранящих, транспортирующих) сжиженные ядовитые газы (аммиак, хлор и др.), перегретые летучие токсичные жидкости с температурой кипения ниже температуры окружающей среды (окись этилена, фосген, окислы азота, сернистый ангидрид, синильная кислота и др.).

При разгерметизации емкостей или технического оборудования с указанными АХОВ, часть вещества (обычно не более 10%) мгновенно испаряется, образуя первичное облако паров со смертельными концентрациями, а часть выливается в поддон или на подстилающую поверхность. Затем, постепенно испаряется за счет тепла окружающей среды, создавая вторичное облако паров с поражающими концентрациями. В зависимости от времени года, метеоусловий, характера и геометрических размеров пролива, время испарения может продлиться от нескольких десятков минут до нескольких суток. Второй тип ЧС характеризуется ингаляционным поражающим воздействием (кратковременно) первичным облаком АХОВ со смертельными концентрациями паров и более продолжительное время (часы и сутки) вторичным облаком с опасными поражающими концентрациями паров. Кроме того, пролитый продукт может заражать грунт и воду. Указанный тип ЧС также очень опасен для населения, но в отличие от первого позволяет по времени привлечь достаточное количество сил и средств для эффективного проведения аварийно-спасательных работ.

Третий тип ЧС может возникнуть при крупных авариях на ХОО в результате больших проливов в поддон или на подстилающую поверхность сжиженных (изотермическое хранение) или жидких АХОВ с температурой кипения ниже или близкой к температуре окружающей среды. Вследствие испарения пролитого продукта, образуется только вторичное облако паров токсичного вещества с поражающими концентрациями, которое, при благоприятных метеорологических условиях, может распространиться на значительные расстояния от места аварии. Указанный тип ЧС может возникнуть, например, при аварийном проливе фосгена или
компонента ракетного топлива - четырех окиси азота и др.

Третий тип ЧС менее опасен для населения, чем первые два, так как позволяет по времени принять эффективные меры по защите населения и ликвидации последствий аварии. Основными поражающими факторами при указанном типе ЧС являются ингаляционные воздействия вторичного облака АХОВ и заражения грунта и воды на месте пролива. В зависимости от физических свойств АХОВ, характера и размеров пролива, метеоусловий и эффективности работ по локализации и обезвреживанию пролива АХОВ, время его испарения может составлять от нескольких часов до нескольких суток, следовательно, этого времени, как правило, достаточно для защиты населения и успешного проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ.

Четвертый тип ЧС при крупных авариях на ХОО может возникнуть в результате аварийного выброса (пролива) значительного количества мало летучего АХОВ (жидкого с температурой кипения значительно выше температуры окружающей среды или твердого), в связи с чем, может произойти заражение местности (грунта, воды) с опасными последствиями для живых организмов и растительности. Вторичного облака паров с поражающими концентрациями при этом не образуется, но длительное пребывание на зараженной территории без средств индивидуальной защиты органов дыхания при определенных метеоусловиях может привести к ингаляционному отравлению. Основным поражающим фактором при этом типе ЧС является возможное пероральное или в ряде случаев резорбтивное воздействие на организм.

К числу АХОВ, которые могут при авариях на ХОО стать причиной ЧС четвертого типа, могут быть отнесены несимметричный диметилгидразин, фенол, сероуглерод, ацетонитрил, диоксин, металлическая ртуть, соли синильной кислоты, ряд боевых отравляющих веществ и др.

При четвертом типе ЧС опасность поражения людей может быть сведена к минимуму, так как зона заражения при этом, как правило, невелика и может быть быстро локализована, если своевременно будут проведены работы по локализации и ликвидации последствий аварии. Наибольшую опасность при указанном типе ЧС представляет заражение АХОВ рек и водоемов, которые служат источниками питьевой воды для населения.

Указанные типовые варианты ЧС, особенно второй и третий, могут быть осложнены взрывами и пожарами, что станет причиной возникновения дополнительных поражающих факторов, таких как ударная волна, обрушение зданий и сооружений с образованием завалов, прямое воздействие огня, тепловое излучение, задымление, образование токсичных продуктов горения и др. Все это может увеличить потери и ущерб от аварии на ХОО и значительно осложнить проведение аварийно-спасательных работ.