Типологія аварій на хімічних небезпечних об’єктах та їх причини

Хімічну небезпеку в Україні пов’язано із наявністю об’єктів, що використовують небезпечні хімічні речовини (НХР), із забрудненням довкілля та утворенням відходів. Станом на 01.01.2011 р. в промисловому комплексі України функціонувало близько 1,2 тис. об’єктів, на яких зберігається або використовується у виробничий діяльності більше 358 тис. тонн НХР, у тому числі: більше 5 тис. тонн хлору, 213 тис. тонн аміаку та близько 139 тис. тонн інших НХР.

Небезпечні хімічні речовини (НХР) – це токсичні хімічні речовини, що застосовуються у господарських цілях і здатні при витіканні зі зруйнованих чи ушкоджених ємностей, сховищ і устаткування, порушенні технологічного процесу викликати масові ураження людей, тварин, рослин.

Об’єкт господарювання на якому зберігають, переробляють, використовують або транспортують НХР, при аварії на якому або його руйнуванні може виникнути загибель або хімічне ураження людей, тварин, рослин, зараження об’єктів господарської діяльності, довкілля вважається хімічно небезпечним об’єктом (ХНО). До ХНО належать:

ü підприємства хімічної галузі промисловості, а також окремі установки та агрегати, які виробляють або використовують НХР;

ü підприємства з переробки нафтопродуктів;

ü виробництва інших галузей промисловості, які використовують НХР;

ü підприємства, які мають на оснащенні холодильні установки, водонапірні станції й очисні споруди, які використовують хлор або аміак;

ü залізничні станції та порти, де концентрується продукція хімічних виробництв, термінали та склади на кінцевих пунктах розміщення НХР;

ü транспортні засоби, контейнери і наливні поїзди, автоцистерни, річкові та морські танкери, що перевозять хімічні продукти;

ü склади і бази із запасами отрутохімікатів для сільського господарства.

Основними причинами аварій на ХНО є:

ü несправність в системі контролю і забезпечення безпеки виробництва;

ü поломки вузлів, устаткування, трубопроводів, ємностей або окремих деталей;

ü пошкодження у системі запуску і зупинки технологічного процесу;

ü несправності у системі контролю параметрів технологічних процесів;

ü акти-диверсій, обману або саботажу виробничого персоналу або сторонніх осіб;

ü дія сил природи.

Аварія на хімічно небезпечному об’єкті, що призводить до викиду (витоку) НХР, які здатні привести до загибелі або хімічного зараження людей, продовольства, харчової сировини і кормів, тварин і рослин або до хімічного зараження довкілля називається хімічною аварією.

4.4.2. Класифікація небезпечних хімічних речовин. Поняття про нормування шкідливих речовин

Кількість хімічних речовин, які використовуються у народному господарстві та побуті, настільки різноманітна, що доводиться застосовувати декілька видів класифікації отруйних речовин (ОР). Класифікації ОР поділяються на дві групи: загальні, що базуються на будь-якому загальному принципові оцінки, яка підходить для всіх хімічних речовин, і спеціальні, що відображають зв’язок між окремими фізико-хімічними та іншими властивостями речовин і проявами їх токсичності.

Загальні ОР поділяються[2]:

ü за хімічними властивостями (хімічна);

ü за метою застосування (практична);

ü за ступенем токсичності (гігієнічна);

ü за видом токсичної дії (токсикологічна);

ü за «вибірковою токсичністю».

Хімічна класифікація передбачає поділ усіх хімічних речовин на органічні, неорганічні, елементоорганічні. Хімічна класифікація найпоширеніша у фармації (застосовується­ найчастіше при вивченні фармацевтичної хімії, фармакогнозії, технології ліків.

Велике значення для профілактики отруєнь має практична класифікація, згідно з якою виділяють:

ü промислові ОР, які використовуються у промисловому середовищі і є джерелом небезпеки гострих та хронічних інтоксикацій при порушенні правил безпеки, серед них: органічні розчинники (ди­хлоретан), пальне (метан, пропан), барвники (анілін), хладагенти (фреон), хімічні реагенти (мета­нол) та ін.;

ü отрутохімікати, що використовуються для боротьби зі шкідниками сільсь­когосподарських культур (пести­циди);

ü лікарські препарати, які мають свою фармакологічну класифікацію;

ü хімічні речовини побуту, що використовуються як харчові добавки (кислота оцтова), засоби санітарії, індивідуальної гігієни та космети­ки; засоби догляду за одягом, меблями, автомобілем тощо;

ü біологічні рослинні та тваринні ОР, які накопичуються у рослинах та грибах (аконіт, цикута), тваринах та комахах (змії, бджоли, скорпіони);

ü бойові отруйні речовини (БОР) (зарин, фосген, синтетичні отрути військової хімії).

Для клінічної токсикології найбільше значення має токсикологічна класифікація (табл. 4.4), яка дозволяє встановити первинний клінічний діагноз отруєння, розробити принципи профілактики та лікування токсичного ураження, визначити механізм його розвитку.

Токсикологічна класифікація має загальний характер і необхідно додаткове уточнення вибіркової токсичної дії ОР, яка не відображає всієї багатогранності клінічних проявів, а лише вказує на головну небезпеку для певного органа чи системи організму – основного місця токсичної дії (табл. 4.5).

Класифікувати отрути можна на основі первинного синдрому, який виникає при гострій інтоксикації. А тому речовини, які можуть викликати масові отруєння при руйнуванні хімічних об’єктів, розподіляють за синдромологічною класифікацією на такі групи:

Таблиця 4.4

Токсикологічна класифікація отруйних речовин

ü речовини переважно задушливої дії (хлор, оксихлорид фосфору та ін.);

ü речовини переважно загальноотруйної дії (оксид вуглецю, ціаністий водень та ін.);

ü речовини задушливої та загальноотруйної дії (аміак, азотна кислота та оксиди азоту, сірчистий ангідрид, фтористий водень);

ü речовини, що порушують генерацію, проведення і передачу нервового імпульсу (сірковуглець, фосфорорганічні сполуки та ін.);

ü речовини задушливої та нейротропної дії (аміак);

ü цитотоксичні (метаболічні) отрути (етан, діоксин та ін.).

Інші класифікації ОР базуються на специфіці біологічного наслідку отруєння і мають факультативне значення для певної галузі біо­логії чи медицини:

ü сенсибілізатори (речовини, що діють як алергени);

ü мутагени (речовини, що призводять до порушення генетичного коду, зміни спадкової інформації);

ü тератогени (від грец. тερατος «чудовисько, виродок, потворність») – порушення ембріонального розвитку під впливом тератогенних чинників – деяких фізичних, хімічних (в тому числі лікарських препаратів) і біологічних агентів (наприклад, вірусів) з виникненням морфологічних аномалій та вад розвитку;

ü канцерогени (речовини, що викликають, як правило, злоякісні новоутворення).

Таблиця 4.5

Класифікація отруйних речовин за вибірковою токсичністю

Загальне визнання одержала гігієнічна класифікація ОР, в основу якої покладено кількісну оцінку токсичної небезпеки хімічних речовин за експериментально встановленою смертельною дозою (CL₅₀, DL₅₀) та гранично допустимою концентрацією (ГДК).

Для послаблення впливу шкідливих речовин на організм людини, для визначення ступеня забрудненості довкілля та впливу на рослинні та тваринні організми, проведення екологічних експертиз стану навколишнього середовища або окремих об’єктів чи районів нині в усьому світі користуються такими поняттями як гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин, гранично допустимі викиди/скиди (ГДВ/ГДС), гранично допустимі екологічні навантаження (ГДЕН), максимально допустимий рівень (МДР), тимчасово погоджені викиди (ТПВ) та орієнтовно безпечні рівні впливу (ОБРВ) забруднюючих речовин у різних середовищах (більш детально ці поняття розглядаються в курсі «Екологія»).

ГДК забруднюючої речовини – це такий її максимальний вміст у природному середовищі (в одиниці об’єму або маси), який при щоденному впливі протягом необмеженого часу не викликає будь-яких змін в організмі людини і несприятливих спадкових змін у нащадків, а також не призводить до порушення нормального відтворення основних ланок екологічної системи природного об’єкта.

ГДК встановлюють головні санітарні інспекції в законодавчому порядку або рекомендують відповідні установи, комісії на основі результатів комплексних наукових досліджень, лабораторних експериментів, а також відомостей одержаних під час і після різних аварій на виробництвах, воєнних дій, природних катастроф, тривалих медичних обстежень людей на шкідливих виробництвах (хімічні та металургійні виробництва, шахти, кар’єри, ливарні цехи).

Ще у колишньому СРСР головною санітарною інспекцією МОЗ СРСР були встановлені дві норми ГДК, якими користуються і нині:

- максимально разова ГДК (ГДК_м.р.), яка викликає рефлекторні реакції у людини (запах, тепло, світло тощо) внаслідок 20 хв дії на людину;

- середньодобова ГДК (ГДК_с.д.), яка не спричиняє шкідливого впливу на людину у разі тривалої дії.

Щоб обмежити вплив шкідливих видів антропогенної діяльності на НПС, необхідно нормувати кількість шкідливих речовин, що викидаються в повітря, ґрунти, водойми за всіма типами забруднювачів, постійно контролювати викиди різного типу об’єктів, прогнозуючи стан довкілля та приймаючи відповідні санкції і рішення щодо порушників законодавства про охорону природи.

В основу нормування всіх забруднювачів у нормативах різних країн покладено визначення ГДК у різних середовищах. Слід зазначити, що ГДК забруднювачів у нормативах різних країн часто різняться, хоча й незначно.

Під час визначення ГДК враховують не лише ступінь впливу шкідливих речовин на здоров’я людини, але й їх дію на диких та свійських тварин, рослини, гриби, мікроорганізми й природні угрупування в цілому.

Результати найновіших досліджень свідчать, що нижніх безпечних меж впливів канцерогенів так саме, як і іонізуючого випромінювання, не існує. Будь-які дози, що перевищують звичайний природний фон є шкідливими.

За наявності в повітрі чи воді кількох забруднювачів односпрямованої дії ступінь їх шкідливої дії визначається шляхом складання відношення фактичної концентрації кожної речовини до її ГДК. Якщо ця сума не перевищує одиницю, то можна вважати, що така суміш речовин ще не шкідлива:

С₁ / ГДК₁ + С₂ / ГДК₂ + … + С_і / ГДК_і 1,

де С₁, С₂, …, С_і – фактичні концентрації забруднювачів, мг/м³;

ГДК₁, ГДК₂, …, ГДК_і – ГДК забруднювачів, мг/м³.

Якщо «сума відношень фактичної концентрації кожної речовини до її ГДК більше за 1», то санітарний стан не задовольняє нормативним вимогам.

Для визначення максимально разової ГДК використовуються високочутливі тести, за допомогою яких виявляють мінімальні впливи забруднювачів на здоров’я людини у разі короткочасних контактів (виміри біопотенціалів головного мозку, реакція ока тощо).

Під час визначення тривалих впливів забруднювачів (токсикантів) проводять експерименти на тваринах, використовують дані спостережень під час епідемій, аварій, додаючи до певного порогового впливу коефіцієнт запасу, що знижує дію ще в кілька разів.

Для різних середовищ ГДК одних і тих самих токсикантів різняться. Наприклад, ГДК_Hg в атмосферному середовищі складає 0,0003 мг/м³, для водного середовища – 0,0005 мг/м³, для ґрунту – 2,1 мг/кг.

ГДК шкідливих речовин у природних водах поділяють на:

ü ГДК вод господарсько-питного використання;

ü ГДК вод рибного господарства (тут же ГДК тих самих речовин мають різне значення).

У ґрунтах ГДК речовин установлюють виходячи з того, що речовини не повинні шкідливо впливати на якість вирощуваної людиною для споживання продукції, а також на здатність ґрунту самоочищуватись, нормально функціонувати. Останнім часом дедалі більше робиться розрахунків ГДК для продуктів харчування.

У класифікації, в основу якої покладено ГДК ОР у повітрі робочої зони, виділяють чотири класи їх токсичності (табл. 4.6).

Таблиця 4.6

Класифікація хімічних небезпечних речовин за значенням ГДК

При будь-якій формі отруєння інтенсивність дії шкідливої речовини визначається ступенем фізіологічної активності – токсичністю. Токсичність ОР та отрут визначається токсодозою.

Токсодоза – кількість речовини (в одиницях ваги), віднесена до одиниці об’єму і одиниці часу (мг/л∙хв) і характеризує кількість речовини, поглинутої організмом за певний інтервал часу:

За класифікацією, яка використовує показник LD₅₀ виділяють 6 класів токсичності НХР (табл. 4.7).

Необхідно враховувати, що і мало небезпечні речовини при тривалій дії при великих концентраціях викликають тяжкі отруєння.

Таблиця 4.7

Характеристика НХР за ступенем токсичності

Слід відмітити, що на організм може діяти дві чи декілька отрут, це, так звана, комбінована дія. При комбінованій дії токсичний ефект може посилюватися (синергізм), чи послаблятися (антагонізм).

Тема 5.