Оценка химической обстановки
Цель работы: научить студентов решать типовые задачи по оценке химической обстановки, формулировать выводы и определять способы защиты населения в условиях возникновения химического загрязнения местности.
Задания:
- рассчитать глубину, ширину и площадь зоны химического загрязнения;
- определить время подхода облака загрязненного ветра к микрорайону;
- определить время поражающего действия СДЯВ.
Общие положения
Аварийно-химически опасные вещества (АХОВ) - это обращающиеся в больших количествах в промышленности и на транспорте токсические химические вещества, способные в случае разрушений (аварий) на объектах легко переходить в атмосферу и вызывать массовые поражения людей.
Аварийные ситуации со АХОВ возможны в процессе их промышленного производства, транспортировки и хранения, а также при преднамеренном разрушении объектов химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, текстильной, целлюлозно-бумажной и других отраслей промышленности, складов, мощных холодильников и водоочистных сооружений, газопроводов, а также транспортных средств, обслуживающих эти отрасли и объекты.
Высокая скорость формирования и действия поражающих факторов АХОВ вызывают необходимость принятия оперативных мер защиты персонала химически опасных объектов и населения, находящегося вблизи их. Поэтому, защита от АХОВ должна организовываться заблаговременно, а при возникновении аварий проводиться в минимально сжатые сроки.
Последствия химически опасных аварий характеризуются масштабом, степенью опасности и продолжительностью химического заражения.
Масштаб химического заражения характеризуется:
- радиусом и площадью района аварии;
- глубиной и площадью зон распространения первичного и вторичного облака АХОВ;
- глубиной и площадью заражения местности АХОВ с опасной плотностью.
Степенью опасности химического заражения характеризуется:
- возможным количеством поражений в зоне аварий и в зонах распространения АХОВ;
- временем естественной дегазации местности, техники, оборудования;
- времени химического заражения открытых водоисточников.
Задание 1. На расстоянии R от жилого микрорайона находится химически опасный объект. Во время возможной аварии на химическом объекте с выбросом сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ) и направления ветра в сторону микрорайона, он может попасть в зону химического загрязнения. Оценить химическую обстановку, что может произойти в микрорайоне в соответствие с выходными данными, приведенными в таблице 17, соответственно с заданным вариантом, если авария произойдет в теплый (t = +15°C) или в
холодный (t = -10°C) сезон года.
ветер
 |
Химически
опасный
объект
Рис. 1. Зона возможного химического загрязнения: Г – глубина, Ш – ширина, S – площадь зоны химического загрязнения, R – расстояние от места аварии до исследуемого объекта.
Определить:
- попадет ли жилой микрорайон в зону химического загрязнения;
- какие методы защиты населения целесообразно предпринять, если авария произойдет;
- какие мероприятия необходимо провести заранее, чтобы подготовиться к возможному химическому загрязнению.
Зона химического загрязнения, что происходит на местности, может быть спрогнозирована в виде равнобедренного треугольника (рис. 1).
Во время оценки химической обстановки необходимо развязать такие задачи:
- рассчитать глубину, ширину и площадь зоны химического загрязнения;
- определить время подхода облака загрязненного ветра к микрорайону;
- определить время поражающего действия СДЯВ.
Размеры зоны загрязнения зависят от многих факторов:
- типа и количества СДЯВ, которые могут разлиться во время аварии;
- условий хранения;
- степени вертикальной устойчивости воздуха (инверсия, когда снизу холодный воздух, сверху – теплый, перемешивание воздуха в вертикальной площади минимально; изотермия – температура воздуха с высотой практически не изменяется); конвекция – снизу теплый воздух, сверху – холодный, интенсивное перемешивание воздуха в вертикальной площади);
- скорости ветра;
- рельефа местности и наличие на ней лесного массива, а также застройки многоэтажными домами.
Для определения глубины зоны химического загрязнения предлагается табличный метод. Таблица 13 составлена для условия, когда скорость ветра равняется 1 м/с. Если скорость ветра больше 1 м/с, то найденное в таблице 13 значение глубины зоны химического загрязнения необходимо умножить на поправочный коэффициент, который берется в таблице 14.
Ширина зоны химического загрязнения зависит от глубины зоны и степени вертикальной устойчивости воздуха. Она рассчитывается по таким соотношениям:
Ш = 0,03 Г – при инверсии,
Ш = 0,15 Г – при изотермии,
Ш = 0,8 Г – при конвекции.
Площадь равнобедренного треугольника зоны химического загрязнения рассчитывается по формуле:
(1)
Время подхода загрязненного воздуха к соответствующему объекту зависит от расстояния R между местом разлива ядовитого вещества и объектом, а также от скорости переноса (W) загрязненного воздуха. Средняя скорость переноса загрязненного воздуха зависит от условий приведенных в таблице 15. Тогда время подхода определяется как:
(2)
Время поражающего действия СДЯВ tпор (продолжительность загрязнения местности) определяется временем испарения СДЯВ с поверхности разлива tисп:
(3)
где G – масса разлитого ядовитого вещества, т; Cисп – скорость испарения, т/мин.
Скорость испарения ядовитого вещества рассчитывается по формуле:
, т/мин., (4)
где S – площадь разлива ядовитого вещества, м2;
PS – давление насыщенных паров ядовитого вещества, кПа;
VB – скорость ветра, м/с;
M – молекулярная масса СДЯВ, г/моль.
Площадь возможного разлива СДЯВ определяют по профилю местности, где расположены емкости для их хранения. Если анализируется возможность влияния ядовитого вещества на открытой площадке, тогда площадь разлива определяется с условием, что СДЯВ накроет поверхность земли слоем 0,05 м:
, м2, (5)
где B – объем отравляющей жидкости, которая вылилась при аварии, м3;
G – масса разлитой жидкости, т;
ρ – плотность СДЯВ, т/м3.