Методика розрахунку імовірної чисельності зараженого населення

У вогнищах ураження БА імовірна чисельність зараженого населення може бути визначена за формулою:

де N_ЗН – імовірна чисельність зараженого населення, чол.;

S_м – площа зони можливого біологічного зараження, км²;

S_м – площа зони біологічного зараження із щільністю населення на ній γ_мі, км²;

Г_мі - глибина поширення зараженого повітря у і-тому населеному пункті, км;

Г_р – розрахункова глибина поширення зараженого повітря, км;

γ_мі – середня щільність населення у і-тому населеному пункті (приблизні значення див. у таблиці 2, додатку 1), чол./км²;

ψ_І,ІІ – імовірність зараження людей у зоні І або ІІ.

n – загальна кількість населених пунктів, які піддалися біологічному зараженню, шт.

Далі процес розповсюдження інфекційної хвороби серед населення можна проходити за типом епідемій і розрахунки потенційної кількості санітарних та безповоротних втрат серед населення на зараженій території проводять, як для епідемічного процесу (див. матеріал в темі 2).

Розрахунок глибини поширення зараженого повітря та площі зони можливого біологічного зараження можна проводити за варіантом І (спрощеним алгоритмом) в залежності від типу атаки [48]. При цьому імовірну глибину поширення зараженого повітря розділяють на дві зони: зону І в межах, якої імовірність захворювання людей ψ_І, які там знаходяться без ЗІЗ лежить в діапазоні 100 – 30 % (в середньому можна прийняти 70-50 %); та зону ІІ в межах якої імовірність захворювання людей ψ_ІІ, лежить в діапазоні 30 – 1 %.

Типатаки А,випадок а: точкова атака у вигляді аерозольного генератора, бомби, снаряду тощо. Цей тип атаки використовують також для токсинів.

Місце атаки обводять колом із радіусом 1 км. Із точки атаки за напрямком вітру проводять лінію (імовірну глибину поширення), довжину якої розраховують за формулою:

де Г_р – імовірна глибина поширення зараженого повітря, км;

v – швидкість повітря, км/год;

Т – тривалість ефективної дії аерозолю, годин (залежить від того, коли сталася атака вдень чи вночі, метеоумов для спрощених розрахунків в день можна прийняти до 6 годин, а в ночі з моменту атаки до сходу сонця).

На кінці лінії імовірної глибини поширення зараженого повітря, перпендикулярно до неї проводять лінії з обох її сторін, довжину яких обчислюють за формулою:

де В_р – імовірна ширина зони поширення зараженого повітря, км;

Г_р – імовірна глибина поширення зараженого повітря, км.

Далі із точки атаки проти напряму вітру поводять лінію довжиною у два радіуси (2 км). Потім від початку цієї лінії проводять дотичні промені до кола і далі до пересічення з кінцями ліній імовірної ширини зони зараженого повітря.

Загальну площу можливого зараження обраховують за формулою:

де S_р – загальна площа можливого зараження, км;

В_р – імовірна ширина зони поширення зараженого повітря, км;

Г_р – імовірна глибина поширення зараженого повітря, км.

Довжина зони І, складає ¼ від імовірної глибини поширення зараження повітря, довжина зони ІІ, складає ¾ від імовірної глибини понирення зараженого повітря. Приклад схеми малюнка наведено на рисунку 1.

Тип атаки А, випадок b: лінійне розповсюдження аерозолю.

Розрахунок геометричних параметрів зони І та ІІ має таку послідовність: у точках початку і кінця лінії атаки довжиною L, малюють по колу з радіусом 1 км, після цього кола з’єднують паралельними лініями з шириною у два радіуси (2 км). Із лінії атаки за напрямком вітру проводять лінію Г_р (імовірну глибину поширення), довжину якої розраховують за формулою наведеною вище у прикладі атаки А, випадка а.

Далі з точок початку і кінця лінії атаки в протилежному напрямку вітру відкладають лінію у два розміри радіуса (2 км). Від цих точок проводять дотичні промені до кол і до пересічення з лінією імовірної ширини зони зараженого повітря Г_р. Приклад схеми малюнка наведено на рисунку 2.

Імовірну глибину поширення розраховують за формулою:

де Г_р – імовірна глибина поширення зараженого повітря, км;

v – швидкість повітря, км/год;

Т – тривалість ефективної дії аерозолю, годин (залежить від того, коли сталася атака вдень приймають за 6 годин, а вночі від часу початку атаки до сходу сонця, але не більше 8 годин).

Імовірну ширину зони поширення зараженого повітря розраховують за рівнянням:

де В_р – імовірна ширина зони поширення зараженого повітря, км;

L – довжина лінії атаки, км;

Г_р – імовірна глибина поширення зараженого повітря, км.

Загальну площу можливого зараження обраховують за формулою:

де S_р – загальна площа можливого зараження, км;

В_р – імовірна ширина зони поширення зараженого повітря, км;

L – довжина лінії атаки, км;

Г_р – імовірна глибина поширення зараженого повітря, км.

Тип атаки В: крупно-краплинне зараження поверхні землі.

Розрахунок глибини поширення зараженого повітря при типі атаки В, проводиться аналогічно типу атаки А, випадку а. Однак є відмінність. В цьому випадку радіус дорівнює зоні зараження, але радіус повинен бути не менше ніж 5 км, при цьому відстань від центру атаки до вершини трикутника буде складити 10 км. Приклад схеми малюнка наведено на рисунку 3.

Імовірну глибину поширення розраховують за формулою:

де Г_р – імовірна глибина поширення зараженого повітря, км;

v – швидкість повітря, км/год;

Т – тривалість ефективної дії аерозолю, годин (залежить від того, коли сталася атака вдень приймають за 6 годин, а вночі від часу початку атаки до сходу сонця, але не більше 6 годин).

Імовірну ширину зони поширення зараженого повітря розраховують за рівнянням:

де В_р – імовірна ширина зони поширення зараженого повітря, км;

Г_р – імовірна глибина поширення зараженого повітря, км.

Загальну площу можливого зараження обраховують за формулою:

де S_р – загальна площа можливого зараження, км;

В_р – імовірна ширина зони поширення зараженого повітря, км;

Г_р – імовірна глибина поширення зараженого повітря, км.

Варіант ІІ. Більш точний розрахунок імовірної глибини поширення зараженого повітря, можна провести за наступним алгоритмом. Спочатку оцінююється швидкість осідання частинок аерозолю біосупензії за формулою наведеною нижче:

де v – швидкість осідання частинок аерозолю біосуспензії у повітрі, м/с;

g – прискорення вільного падіння, 9,81 м/с²;

d₀ – імовірний діаметр частинок аерозолю (варіюється в межах 1-20 мкм), м;

ρ₀ – густина частинок аерозолю (у наближенні можна прийняти за густину води), кг/м³;

μ – динамічна в’язкість повітря (для 20 °С дорівнює 1,84·10^-6), Па·с.

Потім розраховують час осідання частинок з висоти хмари аерозолю за рівнянням:

де t – час осідання частинок аерозолю, с;

v – швидкість осідання частинок аерозолю, м/с;

Н – висота хмари (для розрахунків при наземному вивільненні аерозолю під час вибуху чи розпилення можна прийняти 10-20 м), м.

Далі розраховують імовірну глибину поширення зараженого повітря при заданій його швидкості:

де Г_р – імовірна глибина поширення зараженого повітря, м;

v – швидкість повітря, м/с;

t – час осідання частинок аерозолю, сек;

К_п – коефіцієнт, який залежить від ступеня вертикальної стійкості повітря (0,13 для інверсії; 0,23 для ізотермії; 0,24 для конвекції);

К_р – константа, яка враховує вплив рельєфу місцевості (див. табл. 4.2).

Площу зони можливого зараження аерозолем можна визначити за формулою (по аналогії з хімічними інцидентами):

де - площа зони можливого зараження, км²;

- розрахункова глибина зони можливого зараження, км;

- кут зони, який залежить від швидкості повітря.

Залежність кута від швидкості приземного вітру зображена нижче в таблиці 5.1.

Зона фактичного зараження, має форму еліпсу і включається в зону можливого зараження. Внаслідок можливих переміщень хмари аерозолю під дією вітру, зображення зони фактичного зараження на мапу (схему) не наноситься.

Площу зони фактичного зараження можна визначити за формулою:

де - площа зони фактичного зараження, км²;

К_п – коефіцієнт, який залежить від ступеня вертикальної стійкості повітря (0,081 для інверсії; 0,133 для ізотермії; 0,235 для конвекції);

- розрахункова глибина зони можливого зараження, км;

t – час, який пройшов після утворення аерозолю, годин.

Деякі найважливіші характеристики БА за даними [13, 16, 51], неведені у таблиці 1, додатку 3.

Препарати для екстренної профілактики при визначених інфекційних захворювань в осередках біологічного ураження [29], наведені у таблиці додатку 4.

Препарати для екстренної профілактики при невизначених видах інфекційних захворювань в осередках біологічного ураження наведені нижче в таблиці 5.2 [29].

* Препарати розташовані за ступенем зниження ефективності.

Питання до теми 5. ХАРАКТЕРИСТИКА ВОГНИЩ УРАЖЕННЯ ПРИ БІОЛОГІЧНИХ ІНЦИДЕНТАХ.

1. Дайте коротку характеристику біологічним агентам (навести визначення, види та класифікацію біологічних агентів, а також описати можливі способи застосування).

2. Опишіть основні способи та засоби захисту від біологічних агентів в осередках зараження.

3. Визначте імовірну глибину поширення зараженого повітря у випадку розповсюдження терористами аерозолю із спорами сибірки, а також імовірну ширину зони поширення зараженого повітря та площу. Знайдіть, яка довжина та площа зони І та ІІ. Розрахуйте також приблизні санітарні та безповоротні втрати серед населення у цих зонах за наступних умов: тип атаки А, випадок а; швидкість вітру 3 м/с; час застосування літо, 07.00; середню густину населення на заражених територіях прийняти 100 чол/км²; екстреної профілактики не проводилось; лікування теж.

4. Визначте імовірну глибину поширення зараженого повітря у випадку розповсюдження терористами аерозолю із холерними віріонами, а також імовірну ширину зони поширення зараженого повітря та площу. Знайдіть, яка довжина та площа зони І та ІІ. Розрахуйте також приблизні санітарні та безповоротні втрати серед населення у цих зонах за наступних умов: тип атаки А, випадок в; швидкість вітру 1 м/с; час застосування літо, 08.00; довжина лінії зараження – 10 км; середню густину населення на заражених територіях прийняти 150 чол/км²; екстреної профілактики не проводилось; лікування теж.

5. Визначте імовірну глибину поширення зараженого повітря у випадку розповсюдження терористами аерозолю із вірусом пситакозу, а також імовірну ширину зони поширення зараженого повітря та площу. Знайдіть, яка довжина та площа зони І та ІІ. Розрахуйте також приблизні санітарні та безповоротні втрати серед населення у цих зонах за наступних умов: тип атаки В, випадок а; швидкість вітру 2 м/с; час застосування літо, 06.00; середню густину населення на заражених територіях прийняти 250 чол/км²; екстреної профілактики не проводилось; лікування теж.

6. Визначте імовірну глибину поширення зараженого повітря у випадку розповсюдження бойових дій аерозолю із вірусом жовтої лихоманки, а також імовірну ширину зони поширення зараженого повітря та площу. Знайдіть, яка довжина та площа зони І та ІІ. Розрахуйте також приблизні санітарні та безповоротні втрати серед населення у цих зонах за наступних умов: тип атаки А, випадок а; швидкість вітру 4 м/с; час застосування літо, 15.00; середню густину населення на заражених територіях прийняти 200 чол/км²; екстреної профілактики не проводилось; лікування теж.

7. Визначте імовірну глибину поширення зараженого повітря у випадку розповсюдження терористами аерозолю із чумою, а також імовірну ширину зони поширення зараженого повітря та площу. Знайдіть, яка довжина та площа зони І та ІІ. Розрахуйте також приблизні санітарні та безповоротні втрати серед населення у цих зонах за наступних умов: тип атаки А, випадок в; швидкість вітру 2,5 м/с; час застосування літо, 16.00; довжина лінії зараження – 5 км; середню густину населення на заражених територіях прийняти 150 чол/км²; екстреної профілактики не проводилось; лікування теж.

8. Визначте імовірну глибину поширення зараженого повітря у випадку розповсюдження бойових дій аерозолю із бруцельозом, а також імовірну ширину зони поширення зараженого повітря та площу. Знайдіть, яка довжина та площа зони І та ІІ. Розрахуйте також приблизні санітарні та безповоротні втрати серед населення у цих зонах за наступних умов: тип атаки А, випадок а; швидкість вітру 1,5 м/с; час застосування літо, 18.00; середню густину населення на заражених територіях прийняти 175 чол/км²; екстреної профілактики не проводилось; лікування теж.

9. Визначте первинні та вторинні імовірні санітарні та безповоротні втрати серед населення у 1,5 млн. місті при проведенні терористичного акту на станції метро із застосуванням біологічних агентів, за наступних умов: збудник – натуральна віспа; імовірність зараження людей на станції прийняти, як для зони І, впродовж робочого часу метро; середній потік людей на станції 220 тис. чол./добу; екстреної профілактики не проводилось; лікування теж. Під час вторинного розповсюдження інфекції у місті коеф. неспец. захисту прийняти для незадовільної сан.-епід. підготовки населення.

10. Визначте первинні та вторинні імовірні санітарні та безповоротні втрати серед населення у 2,5 млн. місті при проведенні терористичного акту на станції метро із застосуванням біологічних агентів, за наступних умов: збудник – натуральна віспа; імовірність зараження людей на станції прийняти, як для зони І; під час зараження на станції знаходилось 200 чол.; екстреної профілактики не проводилось; лікування теж. Під час вторинного розповсюдження інфекції у місті коеф. неспец. захисту прийняти для незадовільної сан.-епід. підготовки населення.

11. Визначте первинні та вторинні імовірні санітарні та безповоротні втрати серед населення у 1,5 млн. місті при проведенні терористичного акту у міському житловому районі із застосуванням біологічних агентів, за наступних умов: збудник – холера; імовірність зараження людей прийняти, як для зони І; під час зараження на території району знаходилось 12 000 чол.; екстреної профілактики не проводилось; лікування теж. Під час вторинного розповсюдження інфекції у місті коеф. неспец. захисту прийняти для незадовільної сан.-епід. підготовки населення.

12. Визначте первинні та вторинні імовірні санітарні та безповоротні втрати серед населення у 1,0 млн. місті при проведенні терористичного акту під час проведення концерту в центрі міста із застосуванням біологічних агентів, за наступних умов: збудник – бруцельоз; імовірність зараження людей прийняти, як для зони І; під час зараження на території проведення концерту знаходилось 10 000 чол.; екстреної профілактики не проводилось; лікування теж. Під час вторинного розповсюдження інфекції у місті коеф. неспец. захисту прийняти для незадовільної сан.-епід. підготовки населення.

13. Визначте первинні та вторинні імовірні санітарні та безповоротні втрати серед населення у 0,75 млн. місті при проведенні терористичного акту у торгівельно-розважальному центрі із застосуванням біологічних агентів, за наступних умов: збудник – сибірка; імовірність зараження людей прийняти, як для зони І; під час зараження на території ТРЦ знаходилось 15 000 чол.; екстреної профілактики не проводилось; лікування теж. Під час вторинного розповсюдження інфекції у місті коеф. неспец. захисту прийняти для незадовільної сан.-епід. підготовки населення.

14. Визначте первинні та вторинні імовірні санітарні та безповоротні втрати серед населення у 1,25 млн. місті при проведенні терористичного акту у торгівельному центрі із застосуванням біологічних агентів, за наступних умов: збудник – вірус пситакозу; імовірність зараження людей прийняти, як для зони І; під час зараження на території ТЦ знаходилось 20 000 чол.; екстреної профілактики не проводилось; лікування теж. Під час вторинного розповсюдження інфекції у місті коеф. неспец. захисту прийняти для незадовільної сан.-епід. підготовки населення.

15. Визначте первинні та вторинні імовірні санітарні та безповоротні втрати серед населення у 0,5 млн. місті при аварії на заводі по виробництву вакцин та сироваток з викидом у повітря збудників дифтерії, за наступних умов: імовірність зараження людей прийняти, як для зони І; під час зараження на території заводу знаходилось 1 000 чол.; екстреної профілактики не проводилось; лікування теж. Під час вторинного розповсюдження інфекції у місті коеф. неспец. захисту прийняти для незадовільної сан.-епід. підготовки населення.

16. Визначте імовірну глибину поширення зараженого повітря у випадку розповсюдження терористами аерозолю із спорами сибірки, а також імовірну ширину зони поширення зараженого повітря та площу. Знайдіть, яка довжина та площа зони І та ІІ. Розрахуйте також приблизні санітарні та безповоротні втрати серед населення у цих зонах за наступних умов: тип атаки А, випадок а; швидкість вітру 6 м/с; час застосування літо, 12.00; середню густину населення на заражених територіях прийняти 250 чол/км²; екстреної профілактики не проводилось; лікування теж.