Способы и условия хранения ОХВ

Оценка степени потенциальной опасности химических производств может быть определена по следующим пяти показателям:

1. масштабам возможных последствий химической аварии (ПО1);

2. характеру развития возможной химической аварии (ПО2);

3. степени токсической опасности ОХВ (ПОЗ), используемых на объекте (определяется классом опасности ОХВ);

4. риску возникновения аварии на объекте (ПО4);

5. пожаровзрывоопасности объекта (ПО5).

Каждый из этих показателей имеет 4 степени опасности. Содержание показателей см. в п. 3.6.

Категория опасности ХОО (табл. 2.2) определяется по обобщенному показателю опасности (ОПО), равному сумме вышерассмотренных частных показателей:

ОПО = ПО₁ + П0₂ + П0₃ + П0₄ + П0₅.

Опасные химические вещества классифицируют по физико-химическим свойствам (агрегатное состояние, растворимость, плотность, летучесть, подверженность гидролизу); путям и виду воздейст­вия; токсичности.

По путям воздействия на организм человека ОХВ подразделяют на 3 группы:

♦ ингаляционного действия (ИД) — действующие через органы дыхания;

♦ кожно-резорбтивного действия (КРД) — действующие через кожные покровы;

♦ перорального действия (ПД) — действующие через желудочно-кишечный тракт.

По виду воздействия (клинике поражения) ОХВ условно делят на группы:

♦ вещества с преимущественно удушающим действием (хлор, фосген, хлорпикрин, треххлористый фосфор, хлорид серы, оксихлорид серы).

♦ вещества преимущественно общеядовитого действия (оксид углерода, цианистый водород, динитрофенол, динитроортокрезол, этиленхлоргидрин, этиленфторгидрин);

♦ вещества, обладающие удушающим и общеядовитым действием (акрилонитрил, азотная кислота и оксиды азота, диоксид серы, фтористый водород);

♦ вещества, действующие на генерацию, проведение и пере­дачу нервных импульсов — нейротропные яды (сероуглерод, тетраэтилсвинец, фосфорорганические соединения);

♦ вещества, обладающие удушающим и нейротропным действием (аммиак, несимметричный диметилгидразин, гидразин);

♦ метаболические яды, нарушающие обмен веществ в живых организмах (оксид этилена, дихлорэтан, диоксин, полихло-рированные бензофураны).

Важнейшей характеристикой ОХВ является их токсичность — способность оказывать поражающее действие на организм. В промыш­ленной токсикологии из общего числа промышленных ядов к ОХВ отнесены те вещества, смертельные дозы которых для человека не превышают 100 мг/кг, т.е. первого и второго класса опасности. Для более точной характеристики ОХВ используют понятия «токсическая доза» и «предельно допустимая концентрация» (ПДК).

Токсическая доза (Д) ОХВ — количество вещества (доза), вызывающее определенный токсический эффект.

При ингаляционных поражениях Д равна произведению с * t (с — средняя концентрация ОХВ, t — время пребывания человека в зара­женном воздухе, г*мин/м³, мг*мин/л).

При кожно-резорбтивных поражениях Д равна массе жидкого ОХВ, вызывающей определенный эффект поражения (мг/чел, мг/кг).

Для характеристики токсичности ОХВ при воздействии на че­ловека приняты токсодозы:

♦ ингаляционно: среднесмертельная LCt₅₀ (L от лат. Letalis — смертельный), средневыводящая из строя ICt₅₀ (I от англ. Incapacitate — вывести из строя), среднепороговая PCt₅₀ (Р от англ. Primary — начальный);

♦ кожно-резорбтивно: среднесмертельная LД₅₀, средневыво­дящая из строя ID₅₀, среднепороговая PD₅₀.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) —это концентрация, которая при ежедневном воздействии на человека в течение длительного времени не вызывает патологических изменений и заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами диагностики.

Пороговая концентрация —минимальная концентрация ОХВ, вызывающая начальные симптомы поражения.

Летальная (или смертельная) концентрация —концентрация ОХВ, вызывающая летальный исход.

К основным характеристикам ОХВ также принято относить аг­рессивность и стойкость. Агрессивность — это способность ОХВ оказывать вредное воздействие на элементы объектов экономики и окружающую природную среду. Стойкость — это продолжитель­ность сохранения поражающей способности ОХВ.

По токсичности все химические вещества делят на 6 групп:

♦ чрезвычайно токсичные — ICt₅₀ меньше 1 мг*мин/л (произ­водные мышьяка, ртути, цианистые соединения и т.п.);

♦ высокотоксичные — ICt₅₀ от 1 до 5 мг*мин/л (хлор, хлориды, фосген и др.);

♦ сильнотоксичные — ICt₅₀ от 6 до 20 мг*мин/л (аммиак, сер­ная, соляная, азотная кислоты);

♦ умеренно токсичные — ICt₅₀ от 21 до 80 мг*мин/л;

♦ малотоксичные — ICt₅₀ от 81 до 160 мг*мин/л;

♦ практически нетоксичные — ICt₅₀ больше 160 мг*мин/л.

Все ОХВ по степени воздействия на организм человека подраз­деляются на четыре класса опасности: 1-й — чрезвычайно опасные; 2-й — высокоопасные; 3-й — умеренно опасные; 4-й — малоопасные.

Показатели и нормы для определения класса опасности ОХВ

КВИО равен отношению максимально допустимой концентрации ОХВ в воздухе при 20 °С к средней смертельной концентрации вещества для мышей при двухчасовом воздействии.

Зона острого действия — это отношение средней смертельной концентрации ОХВ к минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических показателей на уровне целостного организма.

Зона хронического действия — это отношение минимальной пороговой концентрации, вызывающей изменения биологических показателей на уровне целостного организма к минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей вредное действие.

При оценке потенциальной опасности химических веществ необходимо принимать во внимание не только токсические, но и физико-химические свойства, характеризующие их поведение в атмосфере, на местности и в воде. В частности, важнейшим физическим параметром, определяющим потенциальную опасность токсичных веществ ингаляционного действия при выбросах (проливах), является их способность образовывать газовое облако с высокими поражающими концентрациями паров в воздухе (летучесть).

Так, например, аммиак, отнесенный по величине ПДК к IV классу (малоопасные вещества), является в действительности весьма опасным, поскольку имеет высокую летучесть. Его запасы на химических предприятиях достаточно велики (до 30 тыс. т в отдельных хранилищах), а защита от воздействия паров аммиака при высоких концентрациях фильтрующими противогазами не обеспечивается. В то же время такое высокотоксичное ОВ, как ви-экс относится по КВИО лишь к III классу (умеренно опасным веществам).

По агрегатному состоянию ОХВ при производстве, хранении и транспортировке делят на сжатые газы, сжиженные газы, жидкости и твердые вещества.

Опасности, связанные с химическими авариями, относят к химическим опасностям. При этом основные формы химических опасностей проявляются в виде пожаров, взрывов и токсических выбросов.

Наибольшую потенциальную опасность представляют химиче­ские аварии на предприятиях химической и нефтехимической промышленности. Это связано как с физико-химическими свойствами веществ, используемых в технологических процессах, так и с их коли­чеством, сосредоточенным на складах этих производств.

В зависимости от физико-химических свойств ОХВ и условий хранения химические аварии могут сопровождаться образованием:

♦только первичного облака ОХВ при разгерметизации емкостей со сжатыми газами. В результате образуется парогазовое облако с высокой концентрацией токсичного вещества, которое распространяется по ветру, неся смертельную опасность всему живому.

Примером может служить авария 1984 г. на химическом предприятии в городе Бхопале (Индия) с выбросом первичного облака метилизоцианата в количестве 43 т, в результате чего погибло 3150 чело­век и более 200 тыс. получили отравления различной степени тяжести. Эти аварии характеризуются большой скоростью нарастания и интен­сивностью воздействия токсических веществ и трудностью быстрого реагирования на него для предотвращения или снижения потерь.

Поражающее действие при этом проявляется в результате ингаляционного воздействия на людей и животных высоких (смертельных) концентраций паров ОХВ.

При этом масштабы поражения зависят от размеров первичного облака, концентрации токсичного вещества в нем, скорости ветра, СВУВ, плотности вещества (легче или тяжелее воздуха), времени суток (ночное или дневное), характера местности (сельская местность или городская застройка), плотности населения, проживающего в вероятной зо­не химического заражения и др.;

♦ первичного и вторичного облака при разгерметизации емкостей с сжиженными токсичными газами (аммиак, хлор и др.) или лету­чими токсичными жидкостями с температурой кипения ниже температуры окружающей среды (окись этилена, фосген, окислы азоза, сернистый ангидрид, синильная кислота и др.). В этом случае часть выброшенного вещесгва (обычно около 10%) мгновенно испаряется, образуя первичное облако паров (аэрозоля) со смертельными концентрациями. Остальное выливается в поддон (обваловку) или на местность и постепенно испаря­ется, создавая вторичное облако паров с поражающими концентрациями.

Этот тип аварии характеризуется кратковременным поражающим действием первичного облака со смертельными концентрациями паров ОХВ и более продолжительным действием (часы, сутки) вторичного облака с опасными концентрациями паров, заражением грунта и воды. В зависимости от времени года, метеоусловий, характера и геометриче­ских размеров пролива время испарения может составить от десятков минут до нескольких суток.

♦ только вторичного облака при разрушении емкостей и про­ливе в поддон (обваловку) или на подстилающую поверхность сжижен­ных (изотермическое хранение) или жидких ОХВ с температурой кипения ниже или близкой к температуре окружающей среды. При этом образуется только вторичное облако с поражающими концентрациями паров и заражается грунт и вода на месте пролива.

Такая авария может возникнуть, например, при аварийном проливе фосгена или компонента ракетного топлива — четырехокиси азота и т.п. Такой тип аварии менее опасен для населения, чем первые Два, поскольку время формирования вторичного облака паров ОХВ составляет от нескольких часов до нескольких суток, что достаточно для принятия мер защиты населением;

только заражением местности (грунта воды) при проливе жидких малолетучих ОХВ с температурой кипения значительно выше окружающей среды или твердых. При этом поражения наносятся в результате перорального или резорбтивного воздействия на организм. Вторичное облако паров с поражающими концентрациями образуется только над зараженной территорией.

Такой тип аварий может создаваться при проливе фенола, сероуглерода, ацетонитрила, диоксина, металлической ртути и др. Опасность этих аварий невелика, поскольку небольшие зоны заражения могут быть быстро локализованы. Вместе с тем заражение рек и водоемов данными ОХВ представляет большую опасность для населения.

ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПАРОВ ОХВ НА МЕСТНОСТИ И В ГОРОДЕ

Существенное влияние на поведение ОХВ оказывают скорость ветра, степень вертикальной устойчивости воздуха и топографические особенности местности. Глубина распространения облака ОХВ практически прямо пропорциональна начальной концентрации ОХВ и скорости ветра. При конвекции глубина распространения первичного облака будет в 3 раза меньше, а при инверсии — в 3 раза больше, чем при изотермии. Если на пути облака паров встречается лесной массив или воз­вышенность, то глубина его распространения резко уменьшается.

Город существенно повышает температуру воздуха, что приводит к возникновению внутри города так называемого острова тепла. Остров тепла оказывает значительное влияние на степень вертикальной устойчивости воздуха, вызывая подъем воздушных масс, на смену которым от окраин будут двигаться более холодные массы воздуха, в том числе и зараженного ОХВ. Застройка и планировка городов, особенно больших с высотными зданиями, также влияют на аэродинамику воздушных потоков и поведение облака зараженного воздуха.

Пары ОХВ, особенно тех, плотность которых больше плотности воздуха (акрилонитрил CH₂=CHCN, акролеин СН₂=СНСHО, ацетоциангидрин (CH₃)₂C(OH)CN, ацетонитрил CH₃CN, диметиламин (CH₃)₂NH, метиламин CH₃NH₂, метилакрилат СН₂=СНСО-ОСН₃, мышьяковистый водород AsH₃, формальдегид СН₂0, хлор С1₂ и др.), быстро заполняют дворы, тупики, подвалы и держатся там дольше, чем на от­крытой местности. К тому же следует иметь в виду, что указанные ОХВ и многие другие в соединении с воздухом образуют взрывоопасные сме­си. Поэтому в местах скопления паров ОХВ необходимо быть осторожным с огнем.

В отличие от ОХВ, которые тяжелее воздуха, аммиак NH₃, синильная кислота HCN и др., плотность которых меньше плотности воздуха, способны проникать в более высокие слои атмосферы, включая даже верхние этажи высотных домов.

Типовые варианты ЧС 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.

Значительная часть ОХВ является легковоспламеняющимися и взрывоопасными веществами. По способности к горению все ОХВ можно в соответствии с классификацией пожароопасных веществ подразделить на негорючие, трудногорючие и горючие вещества.

Хлор

Хлор представляет собой газ зеленовато-желтого цвета с резким раздражающим удушливым запахом, легко сжижается при t = -34 °С. Тяжелее воздуха в 2,5 раза, вследствие этого стелится над землей в виде тумана зеленовато-белого цвета, проникая в нижние этажи зданий и подвальные помещения.

Широко его применяют для производства неорганических продуктов и различных хлорорганических веществ, для отбелки тканей, бумаги и дезинфекции воды. В первую мировую войну применялся в качестве отравляющего вещества удушающего действия. Поражает легкие, раздражает слизистые и кожу. Нарушает в крови содержание аминокислот. Минимально ощутимая концентрация хлора — 2 мг/м³. Воздействие Д = С • t = (100 : 200) • (30 : 60) мг • мин/м³ — может вызвать мгновенную смерть.

Аммиак

Аммиак — бесцветный газ с характерным резким запахом (нашатырного спирта), почти в два раза легче воздуха. С воздухом образует взрывоопасные смеси в пределах 15—28 объемных процентов NH₃.

Его широко используют при получении азотной кислоты, азотосодержащих солей, соды, мочевины, синильной кислоты и др. Жидкий аммиак применяют в качестве рабочего вещества в холодильных камерах.

ПДКи и ПДКоэ см. табл. 2.3. Запах ощущается при концентра­ции 40 мг/м³. Если же его содержание достигает 500 мг/м³, он опасен для вдыхания (возможен смертельный исход).

Пары аммиака раздражают слизистые оболочки и кожные покро­вы, вызывают жжение, покраснение и зуд кожи, резь в глазах и жжение. Обладают удушающим и нейротропным действием. Снижают способность мозговой ткани усваивать кислород. Нарушают свертываемость крови. Последствиями тяжелой интоксикации являются снижение памяти, нарушение равновесия, головокружение.

Ртуть

Ртуть — блестящий жидкий металл, t_njI = -39 °С. Его пары ядо­виты, хорошо адсорбируются на оштукатуренных степах и потолке, лакокрасочных покрытиях, оседают в швах кирпичной кладки, бетонных плит. Ртуть очень токсична для любых форм жизни.

Признаки отравления проявляются через 8—24 ч и выражаются в общей слабости, головных болях при глотании, повышении темпера­туры. Несколько позже наблюдаются болезненность десен, боли в животе, желудочные расстройства, иногда воспаление легких.

Ртуть находит широкое применение в производстве: при получении хлора, едкого натра (в качестве катализатора), в измерительных приборах (термометрах, манометрах и т.д.), в медицинской и лабора­торной практике.

Острые отравления людей парами ртути очень часто происходят в результате элементарной нашей безграмотности, беспечности, халатности и пренебрежения мерами безопасности. Ребенок разбил термометр и стал играть с блестящими шариками, а мама с папой с «умилением» смотрят на его игру. Школьник принес в школу эти серебристые шарики и рассыпал на столе учительницы, но она смахнула их со стола на пол, не придав этому никакого значения. Эта беспечность приводит как к ингаляционным (парами) отравлениям, так и через желудочно-кишечный тракт. V

Следует помнить, что в помещении, где имеет место выделение паров ртути, запрещается находиться без средств защиты, должна быть проведена демеркуризация (удаление меркуратов — соединений ртути). Для сбора шариков ртути используются амальгированные медные пластинки или листочки станиоля, к которым хорошо прилипают шарики. Иногда применяют резиновые груши, пылесосы. 20%-ный рас­твор хлорного железа является лучшим средством для демеркуризации. В результате химического взаимодействия хлорного железа с ртутью вначале образуется серый порошок Hg.O, который переходит в HgCl₂ (сулему — сильный яд), а затем в окись ртути HgO, которая не представляет опасности для окружающих. Этот способ демеркуризации ртути применяют специальные подразделения МЧС, а в быту применять, нельзя (из-за образования сулемы).