Развитие аварии на химически опасных объектах

Увеличение риска химических аварий обусловлено следующи­ми факторами:

рост объема химического производства, увеличение объема перевозок и хранения;

старение основных фондов промышленности и транспорта;

снижение технологической и производственной дисциплины;

мировая тенденция к возрастанию терроризма на ХОО.

Авария на ХОО — это любые нарушения технологического про­цесса, повреждения емкостей, трубопроводов и транспортных средств, приводящие к выбросу (выливу) АХОВ в окружающую среду в количествах, опасных для людей и животных. Аварии в цехах ХОО носят, как правило, локальный (объектовый) харак­тер, последствия которых не выходят за пределы производствен­ного участка (цеха). Опасность для населения представляют ава­рии в хранилищах или на транспортных средствах, соответствен­но производственные и транспортные аварии.

По масштабам последствий аварии на ХОО подразделяются:

на локальные, последствия которых ограничиваются одним цехом (сооружением) ХОО;

местные, последствия которых ограничиваются санитарно-за-щитной зоной ХОО;

общие, последствия которых распространяются за пределы са-нитарно-защитной зоны.

Общие аварии могут привести к возникновению ЧС местного уровня (населенный пункт, район, город) или в редких случаях — территориального уровня.

В самом общем случае степень опасности и возможный ущерб при ЧС на ХОО зависят:

от характеристик самого ХОО (типа АХОВ, его массы, спосо­ба хранения и других параметров);

метеоусловий в районе ХОО (скорость и направление ветра в приземном слое атмосферы, температура и т.д.);

физико-географических условий в районе ХОО (тип рельефа местности, тип растительности, характер застройки жилых райо­нов и др.);

времени возникновения ЧС на ХОО.

При прочих равных условиях масштабы ЧС и динамика ее раз­вития существенно зависят от свойств конкретного АХОВ на ХОО и условий его хранения (транспортировки). Наиболее неблаго­приятна авария на ХОО, в котором содержатся низкокипящие АХОВ (хранящиеся под давлением), такие как хлор и аммиак.

В случае разрушения оболочки емкости, содержащей АХОВ под давлением, и последующего розлива значительного количества АХОВ в поддон (обваловку), процесс поступления (испарения) АХОВ в атмосферу можно условно разделить на три этапа.

Первый этап — бурное, почти мгновенное испарение АХОВ за счет разности упругости его насыщенных паров и парциального давления в воздухе. Данный процесс обеспечивает основное коли­чество паров АХОВ, поступающих в атмосферу в момент возник­новения ИЧС. Кроме того, часть АХОВ переходит в парообразное состояние за счет изменения теплосодержания жидкой фракции АХОВ при действии температуры окружающей среды и солнечно­го тепла. В результате температура жидкой фракции АХОВ пони­жается до температуры кипения.

Второй этап — неустойчивое испарение АХОВ за счет измене­ния теплосодержания жидкости, тепла поддона (обваловки), при­тока тепла из окружающей среды. Этот период характеризуется, как правило, резким падением интенсивности испарения в пер­вые минуты после аварии с одновременным понижением темпе­ратуры жидкого слоя АХОВ ниже температуры кипения. В ходе первого и второго этапов в атмосферу может быть выброшено от 5 до-20 % всей массы АХОВ в виде парогазовой смеси, а концентра­ции АХОВ в атмосферном воздухе в районе ХОО могут значитель­но превышать смертельные для человека и всего живого. Таким образом формируется так называемое первичное облако АХОВ, распространяющееся в приземном слое атмосферы по направле­нию среднего ветра. Первичное облако образуется сравнительно быстро (в течение нескольких минут), границы его четко обозна­чены, а направление его перемещения и скорость этого переме­щения достаточно точно могут быть спрогнозированы.

Третий этап — стационарное испарение АХОВ за счет тепла окружающей среды. Процесс испарения в этом случае не является столь интенсивным, как на первом и втором этапах и существен­но зависит от температуры воздуха, скорости ветра, наличия осад­ков и теплофизических свойств самого АХОВ. Так образуется вто­ричное облако АХОВ. Продолжительность стационарного периода испарения может составлять часы, сутки и более, что делает про­гноз распространения вторичного облака менее точным, его гра­ницы более размытыми, объем менее компактным, чем в случае первичного облака.

Натурные опыты с аммиаком показывают, что первичное об­лако моментально поднимается примерно на 20 — 40 м, а затем

под действием собственной силы тяжести опускается на грунт. Границы облака на первом этапе очень отчетливы, так как оно имеет большую оптическую плотность и только через 3 — 4 мин становится прозрачным.

При вскрытии (аварии) емкостей на ХОО с высококипящими АХОВ образования первичного облака не происходит.

Следует отметить, что на ХОО обычно сосредоточено значи­тельное количество разных легковоспламеняющихся веществ, к которым относится и часть АХОВ (например, аммиак, синиль­ная кислота, монооксид углерода, оксид этилена). Многие АХОВ взрывоопасны (например, оксиды азота, гидразин), а некоторые, хотя и не горючи, представляют опасность в пожарном отноше­нии (хлор, фосген, диоксид серы, оксиды азота). Поэтому боль­шинство аварий на ХОО сопровождаются взрывами и пожарами. Пожар может способствовать выделению разных ядовитых веществ. Например, горение полиуретана и других пластмасс приводит к выделению фосгена, синильной кислоты и других токсичных ве­ществ. Пожары на ХОО могут сопровождаться образованием об­ширных зон задымления.

Таким образом, на ХОО в разгар аварии могут действовать, как правило, несколько поражающих факторов: на самом объекте — пожар, взрывы, химическое заражение местности и воздуха, а за пределами объекта — загрязнение окружающей среды в результа­те формирования зон химического заражения.

Внешние границы зон заражения определяются по ингаляци­онной токсической дозе, соответствующей средней пороговой, при которой начальные признаки поражения могут появиться у 50 % людей, оказавшихся под воздействием АХОВ.

Масштабы ЧС, возникшей при общей аварии на ХОО, зависят от площади химического заражения за пределами аварийного объекта и продолжительности сохранения поражающего воздей­ствия АХОВ в зоне заражения.

Площади заражения (поражения) в значительной мере зави­сят от метеорологических условий. Масштабы действия химиче­ских факторов характеризуются глубинами зон распространения первичного и вторичного облаков, под которыми понимаются максимальные протяженности соответствующих зон заражения по направлению ветра за пределами аварийного объекта. Глубина рас­пространения облаков аммиака на равнинной местности в зави­симости от метеоусловий и массы АХОВ, поступивших в атмо­сферу, может составлять: первичного 1,5 — 30 км, вторичного 0,5 — 4,0 км; облаков хлора: первичного 0,5 — 2,5 км, вторичного 0,5 — 9,0 км.

Продолжительность химического заражения характеризуется временем сохранения вредных концентраций АХОВ в воздухе и открытых источниках воды на разных удалениях от ХОО. Это вре-

мя зависит от объема хранения (выброса) АХОВ, температуры воздуха и может составлять для аммиака от 1 ч до 30 сут и более, а для хлора от 5 до 15 ч. При этом большее время относится к зимним погодным условиям.

Масштабы и продолжительность заражения в условиях города отличаются от равнинных условий и зависят от климата города. В условиях города обычно имеются многочисленные локальные изменения погоды и осадков, особенно, когда мала скорость вет­ра и небо безоблачно. Город наиболее влияет на температурные контрасты: как правило, глубины зон распространения АХОВ в городе значительно меньше, в подвалах и низинах за счет затека-ния могут создаваться значительные концентрации; в ночное вре­мя возможно затекание АХОВ в центр города с движущимися туда более холодными массами воздуха с окраин.

Естественно, что приведенный пространственный и времен­ной масштабы заражения сохраняются лишь при полном отсут­ствии действий по нормализации обстановки. Своевременно при­нятые меры позволяют существенно снизить масштабы и послед­ствия ЧС на ХОО.