Методика прогнозування масштабів зараження

Прогнозування глибини зони зараження ХНР

 

1. Визначення кількісних характеристик викиду ХНР

Визначення еквівалентної кількості речовини в первинній хмарі

 

Еквівалентна кількість Qе1 = К1К3К5К7Q0 (1)

 

де К1 - коефіцієнт, який залежить від умов зберігання ХНР (таблиця 4), для стислих газів К1 = 1;

К2 - коефіцієнт, рівний відношенню порогової токсодози хлору до порогової дози іншого ХНР (таблиця 4);

К5 - коефіцієнт, який враховує ступіньу вертикальної стійкості атмосфери (для інверсії приймається рівним 1, для ізотермії - 0,23, для конвекції - 0,08);

К7 - коефіцієнт, який враховує вплив температури повітря (таблиця 3.1.4; для стислих газів К7 = 1);

Q0 - кількість викинутої (пролитої) при аварії речовини, т.

 

При аваріях на сховищах стислого газу Q0 розраховується за формулою:

 

Q0 = d Vx (2)

 

де d - щільність ХНР, т/м3 (таблиця 4);

Vx - об'єм сховища, м3.

 

При аваріях на газопроводі Q0 розраховується за формулою:

 

(3)

 

де n - зміст ХНР в природному газі, %;

d - щільність ХНР, т/м3 (таблиця 4);

- об'єм секції газопроводу між автоматичними відсікачами, м3.

 

При визначенні величини Qе1 для зріджених газів, що не увійшли до таблиці 4, значення коефіцієнта К7 приймається рівним 1, а коефіцієнт К1 розраховується за співвідношенням:

 

(4)

 

де ср - питома теплоємність рідкого ХНР, кДж/(кг град) (визначається за спеціальними таблицями);

ΔТ - різниця температур рідкого ХНР до і після руйнування місткості, 0С;

ΔН - питома теплота випару рідкого ХНР при температурі випару, кДж/кг.

 

Визначення еквівалентної кількості речовини у вторинній хмарі

 

Еквівалентна кількість речовини у вторинній хмарі розраховується по рівнянню:

 

, (5)

 

де К2 - коефіцієнт, який залежить від фізико-хімічних властивостей ХНР (таблиця 4);

К4 - коефіцієнт, який враховує швидкість вітру (таблиця 5);

К6 - коефіцієнт, який залежить від часу N, який пройшов після аварії; значення коефіцієнта К6 визначається після розрахунку тривалості Т (год) випару речовини:

 

при N < T

при N ≥ T

 

при Т < 1 години К6 приймається для 1 години;

d - щільність ХНР, т/м3 (таблиця 4);

h - товщина шару ХНР, м

 

При визначенні Qе2 для речовин, які не увійшли до таблиці 4, значення коефіцієнта К7 приймається рівним 1, а коефіцієнт К2 визначається по формулі:

 

, (6)

 

де Р - тиск насиченої пари речовини при заданій температурі, мм.рт.ст. (визначається за спеціальними таблицями);

М - молекулярна маса речовини.

 

2. Розрахунок глибини зони зараження при аварії на хімічно небезпечному об'єкті

 

Розрахунок глибини зараження первинною (вторинною) хмарою ХНР при аваріях на технологічних місткостях, сховищах і транспорті ведеться з використанням таблиці 3. У таблиці 3 приведені максимальні значення глибини зони зараження первинною (Г1) або вторинною (Г2) хмарою ХНР, які визначаються залежно від еквівалентної кількості речовини і швидкості вітру. Повна глибина зони зараження Г (км), яка обумовлена дією первинної і вторинної хмари ХНР, визначається:

 

, (7)

 

де Г' - найбільший, Г'' - найменший з розмірів Г1 і Г2.

Отримане значення порівнюється з гранично можливим значенням глибини перенесення повітряних мас Гп, яка визначається за формулою, :

 

, (8)

 

де N - час від початку аварії, години;

ν - швидкість перенесення фронту зараженого повітря при цій швидкості вітру і ступені вертикальної стійкості повітря, км/год (таблиця 6).

 

За остаточну розрахункову глибину зони зараження приймають менше з двох порівнюваних між собою значень.

3. Розрахунок глибини зони зараження при руйнуванні хімічно небезпечного об'єкту

 

У разі руйнування хімічно небезпечного об'єкту при прогнозуванні глибини зони зараження рекомендується брати дані на одночасний викид сумарного запасу ХНР на об'єкті і наступні метеорологічні умови: інверсія, швидкість вітру 1 м/с.

Еквівалентна кількість ХНР в хмарі зараженого повітря визначається аналогічно розглянутому в п. 1 методу для вторинної хмари при вільному розливі. При цьому сумарна еквівалентна кількість Qе розраховується за формулою:

(9)

 

де К2і - коефіцієнт, який залежить від фізико-хімічних властивостей і -го ХНР;

К3і - коефіцієнт, який дорівнює відношенню порогової токсодози хлору до порогової токсодози і -го ХНР;

К6і - коефіцієнт, який залежить від часу, який пройшов після руйнування об'єкту;

К7і - поправка на температуру для і -го ХНР;

Qi - запаси і -го ХНР на об'єкті, т;

di - щільність і -го ХНР, т/м3.

 

Отримані за таблицею 3 значення глибини зони зараження Г залежно від розрахованого значення Qе і швидкості вітру порівнюються з гранично можливим значенням глибини перенесення повітряних мас Гп (див. формулу (7)). За остаточну розрахункову глибину зони зараження береться менше з двох порівнюваних між собою значень.

 

Визначення площі зони зараження ХНР

 

Площа зони можливого зараження для первинної (вторинної) хмари ХНР визначається за формулою:

(10)

де SМ - площа зони можливого зараження ХНР, км2;

Г - глибина зони зараження, км;

φ - кутові розміри зони можливого зараження, град. (таблиця 1);

Площа зони фактичного зараження SФ (км2) розраховується за формулою:

(11)

де К8 - коефіцієнт, який залежить від ступеню вертикальної стійкості повітря, приймається рівним 0,081 при інверсії; 0,133 при ізотермії; 0,235 при конвекції;

N - час, який пройшов після початку аварії, години

 

Таблиця 1 - Кутові розміри зони можливого зараження ХНР залежно від швидкості вітру

Швидкість вітру, u, м/с < 0,5 0,6 - 1 1,1 - 2 > 2
Кутовий розмір, φ 0

Визначення часу підходу зараженого повітря до об'єкту і тривалості вражаючої дії ХНР

 

1. Визначення часу підходу зараженого повітря до об'єкту

 

Час підходу хмари ХНР до заданого об'єкту залежить від швидкості перенесення хмари повітряним потоком і визначається за рівнянням:

 

(12)

 

де х - відстань від джерела зараження до заданого об'єкту, км;

ν - швидкість перенесення переднього фронту хмари зараженого повітря, км/год (таблиця 6).

 

2. Визначення тривалості вражаючої дії ХНР

 

Тривалість вражаючої дії ХНР визначається часом його випару з площі розливу.

Час випару Т (год) ХНР з площі розливу визначається за формулою:

 

(13)

 

де h - товщина шару ХНР, м;

d - щільність ХНР, т/м3;

К2, К4, К7 - коефіцієнти у формулах (1) і (5).

 

Розрахунок кількості і структури уражених

 

Розрахунок кількості уражених як серед виробничого персоналу об'єкту, на якому сталася аварія, так і серед населення, що проживає поблизу цього об'єкту, проводиться виходячи з кількості людей, які опинилися в осередку ураження, і їх захищеності від дії пари отруйних речовин.

Кількість людей, які знаходяться в осередку ураження, розраховується або підсумовуванням кількості виробничого персоналу (населення), що знаходяться на окремих виробничих ділянках (у житлових кварталах, населених пунктів і тому подібне), які піддалися дії зараженого повітря, або шляхом множення середньої щільності об'єкту (населеного пункту) виробничого персоналу (населення), що знаходиться на території, на площу зараженої території.

Розрахункові формули визначення числа уражених для першого і другого випадків представляються в наступному вигляді:

(14)

(15)

де П - число уражених на підприємстві (у місті, сільській місцевості і тому подібне), чол.;

L - кількість виробничого персоналу (населення), який опинився в осередку ураження, чол.;

D - середня щільність розміщення виробничого персоналу (населення) по території об'єкту (міста, заміської зони і тому подібне), чол/км2;

Sпідпр - площа території підприємства (міста, заміської зони і тому подібне), приземний шар повітря, км2;

Кзах - коефіцієнт захищеності виробничого персоналу (населення) від поразки отруйною речовиною.

Коефіцієнт захищеності розраховується виходячи з місця перебування виробничого персоналу (населення) у момент підходу хмари до об'єкту і захисних властивостей використовуваних при цьому укриттів або табельних засобів індивідуального захисту.

 

(16)

 

де q - частка виробничого персоналу (населення), що знаходиться в і -му укритті (Σqi = 1);

Кі, зах - коефіцієнт захисту і -го укриття;

 

 

У таблицях 7 і 8 приведені коефіцієнти захищеності людей від ХНР при використанні різних тимчасових укриттів, а також засобів індивідуального захисту.

У таблиці 9 приведені орієнтовні дані по структурі уражених.

 

 


 

Таблиця 2 - Визначення ступеню вертикальної стійкості атмосфери за прогнозом погоди

 

Швидкість вітри, м/с Ніч Ранок День Вечір
ясно мінлива хмарність суцільна хмарність ясно мінлива хмарність суцільна хмарність ясно мінлива хмарність суцільна хмарність ясно мінлива хмарність суцільна хмарність
< 2 ін із із (ін) із к (із) із ін із
2 - 3,9 ін із із (ін) із із із із (ін) із
> 4 із із із із із із із із

 

Примітки: 1. Позначення: ін - інверсія; із - ізотермія; к - конвекція; букви в дужках - при сніговому покриві.

2. Під терміном "ранок" розуміється період часу протягом 2 годин після сходу сонця; під терміном "вечір" - протягом 2 годин після заходу сонця. Період від сходу до заходу сонця за вирахуванням двох уранішніх годин - день, а період від заходу до сходу сонця за вирахуванням двох вечірніх годин - ніч.

3. Швидкість вітру і ступінь вертикальної стійкості повітря приймаються в розрахунках на момент аварії.


Таблиця 3 - Глибина зони зараження (км)

 

Швидкість вітру, м/с Еквівалентна кількість ХНР, т
0,01 0,05 0,1 0,5
1 і менш 0,38 0,85 1,25 3,16 4,75 9,18 12,53 19,20 29,56
0,26 0,59 0,84 1,92 2,84 5,35 7,20 10,83 16,44
0,22 0,48 0,68 1,53 2,17 3,99 5,34 7,96 11,94
0,19 0,42 0,59 1,33 1,88 3,28 4,36 6,46 9,62
0,17 0,38 0,53 1,19 1,68 2,91 3,75 5,53 8,19
0,15 0,34 0,48 1,09 1,53 2,66 3,43 4,88 7,20
0,14 0,32 0,45 1,00 1,42 2,46 3,17 4,49 6,48
0,13 0,30 0,42 0,94 1,33 2,30 2,97 4,20 5,92
0,12 0,28 0,40 0,88 1,25 2,17 2,80 3,96 5,60
0,12 0,26 0,38 0,84 1,19 2,06 2,66 3,76 5,31
0,11 0,25 0,36 0,80 1,13 1,96 2,53 3,58 5,06
0,11 0,24 0,34 0,76 1,08 1,88 2,42 3,43 4,85
0,10 0,23 0,33 0,74 1,04 1,80 2,37 3,29 4,66
0,10 0,22 0,32 0,71 1,00 1,74 2,24 3,17 4,49
15 і більше 0,10 0,22 0,31 0,69 0,97 1,68 2,17 3,07 4,34

 


 

 

Продовження таблиці 3

 

Швидкість вітру, м/с Еквівалентна кількість ХНР, т
1 і менш 38,13 52,67 65,23 81,91
21,02 28,73 35,35 44,09 87,79
15,18 20,59 25,21 31,30 61,47 84,50
12,18 16,43 20,05 24,80 48,18 65,92 81,17
10,33 13,88 16,89 20,82 40,11 54,67 67,15 83,60
9,06 12,14 14,79 18,13 34,67 47,09 56,72 71,70
8,14 10,87 13,17 16,17 30,73 41,63 50,93 63,16 96,30
7,42 9,90 11,98 14,68 27,75 37,49 45,79 56,70 86,20
6,86 9,12 11,03 13,50 25,39 34,24 41,76 51,60 78,30
6,50 8,50 10,23 12,54 23,49 31,61 38,50 47,53 71,90
6,20 8,01 9,61 11,74 21,91 29,44 35,81 44,15 66,62
5,94 7,67 9,07 11,06 20,58 27,61 35,55 41,30 62,20
5,70 7,37 8,72 10,48 19,45 26,04 31,62 38,90 58,44
5,50 7,10 8,40 10,04 18,46 24,69 29,95 36,81 55,20
15 і більше 5,31 6,86 8,11 9,70 17,60 23,50 28,48 34,98 52,37

 


 

 

Таблиця 4 - Характеристика ХНР і допоміжні коефіцієнти для визначення глибини зони зараження

 

№ п/п ХНР Щільність ХНР, т/м3 Темпер. кипін., 0С Порог. токсодоза ((мг·хв)/л Значення допоміжних коефіцієнтів
К1 К2 К3 К7 для температури повітря (0С)
газ рід. - 40 - 20
Акролеїн - 0,839 52,7 0,2 0,013 3,0 0,1 0,2 0,4 2,2
Аміак - зберігання:   - під тиском   - ізотермічне   0,0008   -   0,681   0,681   -33,42   -33,42       0,18   0,01   0,025   0,025   0,04   0,04   0 0,9 0 0,9   0,3 1   0,6 1   1 1   1,4 1
Ацетонитрил - 0,786 81,6 21,6** 0,004 0,028 0,02 0,1 0,3 2,6
Ацетонциангідрин - 0,932 1,9** 0,002 0,316 0,3 1,5
Водень миш'яковистий 0,0035 1,64 -62,47 0,2** 0,17 0,054 3,0 0,3 0,5 0,8 1 1,2
Водень фтористий - 0,989 19,52 0,028 0,15 0,1 0,2 0,5
Водень хлористий 0,0016 1,191 -85,10 0,28 0,037 0,30 0,4 0,6 0,8 1 1,2
Водень бромистий 0,0036 1,490 -66,77 2,4* 0,13 0,055 0,25 0,3 0,5 0,8 1 1,2
Водень ціаністий - 0,687 25,7 0,2 0,026 3,0 0,4 1,3

 

Продовження таблиці 4

 

№ п/п ХНР Щільність ХНР, т/м3 Темпер. кипін., 00С Порог. токсодоза ((мг·хв)/л Значення допоміжних коефіцієнтів
К1 К2 К3 К7 для температури повітря (0С)
газ рід. - 40 - 20
Диметиламін 0,0020 0,680 6,9 1,2* 0,06 0,041 0,5 0 0,1 0 0,3 0 0,8 1 2,5
Метиламін 0,0014 0,699 -6,5 1,2* 0,13 0,034 0,5 0 0,3 0 0,7 0,3 1 1,8
Метил бромистий - 1,732 3,6 1,2* 0,04 0,039 0,5 0 0,2 0 0,4 0 0,9 1 2,3
Метил хлористий 0,0023 0,983 -23,76 10,8** 0,125 0,044 0,056 0 0,5 0,1 0,6 1 1,5
Метилакрилат - 0,953 80,2 6* 0,005 0,1 0,1 0,2 0,4 3,1
Метилмеркаптан - 0,867 5,95 1,7** 0,06 0,043 0,353 0 0,1 0 0,3 0 0,8 1 2,4
Нітрил акрилової кислоти - 0,806 77,3 0,75 0,007 0,80 0,04 0,1 0,4 2,4
Оксиди азоту - 1,491 21,0 1,5 0,040 0,40 0,4
Окисел етилену - 0,882 10,7 2,2** 0,05 0,041 0,27 0 0,1 0 0,3 0 0,7 1 3,2
Сірчистий ангідрид 0,0029 1,462 -10,1 1,8 0,11 0,049 0,333 0 0,2 0 0,5 0,3 1 1,7
Сірководень 0,0015 0,964 -60,35 16,1 0,27 0,042 0,036 0,3 0,5 0,8 1 1,2

 


 

Продовження таблиці 4

 

№ п/п ХНР Щільність ХНР, т/м3 Темпер. кипін., 0С Порог. токсодоза ((мг·хв)/л Значення допоміжних коефіцієнтів
К1 К2 К3 К7 для температури повітря (0С)
газ рід. - 40 - 20
Соляна кислота (концентр.) - 1,198 - 0,021 0,30 0,1 0,3 1,6
Сірковуглець - 1,263 46,2 0,021 0,013 0,1 0,2 0,4 2,1
Триметиламин - 0,671 2,9 6* 0,07 0,047 0,1 0 0,1 0 0,4 0 0,9 1 2,2
Формальдегід - 0,815 -19,0 0,6* 0,19 0,034 1,0 0 0,4 0 0,5 1 1,5
Фосген 0,0035 1,432 8,2 0,6 0,05 0,061 1,0 0 0,1 0 0,3 0 0,7 1 2,7
Фтор 0,0017 1,512 -188,2 0,2* 0,95 0,038 3,0 0,7 0,8 0,9 1 1,1
Фосфор трихлористий - 1,570 75,3 0,010 0,2 0,1 0,2 0,4 2,3
Фосфору хлороокис - 1,675 107,2 0,06* 0,003 10,0 0,05 0,1 0,3 2,6
Хлор 0,0032 1,553 -34,1 0,6 0,18 0,052 1,0 0 0,9 0,3 0,6 1 1,4
Хлорпікрин - 1,658 112,3 0,02 0,002 30,0 0,03 0,1 0,3 2,9
Хлорциан 0,0021 1,220 12,6 0,75 0,04 0,048 0,80 0 0 0 0,6 1 3,9

 


 

Продовження таблиці 4

 

№ п/п ХНР Щільність ХНР, т/м3 Темпер. кипін., 0С Порог. токсодоза ((мг·хв)/л Значення допоміжних коефіцієнтів
К1 К2 К3 К7 для температури повітря (0С)
газ рід. - 40 - 20
Етиленамін - 0,838 55,0 4,8 0,009 0,125 0,05 0,1 0,4 2,2
Етиленсульфід - 1,005 55,0 0,1* 0,013 6,0 0,05 0,1 0,4 2,2
Етилмеркаптан - 0,839 2,2** 0,028 0,27 0,1 0,2 0,5 1,7

 

Примітки: 1. Щільність газоподібних ХНР в графі 3 приведена для атмосферного тиску. При тиску в місткості, відмінному від атмосферного, щільність визначається шляхом множення графи 3 на значення тиску (у атмосферах).

2. Значення К7 в графах 10 - 14 в чисельнику приведені для первинної хмари, в знаменнику - для вторинної хмари.

3. У графі 6 чисельних значень токсодози, помічені, визначені орієнтовно по співвідношенню:

,

де Д - токсодоза, (мг·хв)/л;

ПДКР.З. - ГДК робочої зони, мг/л;

До = 5 для дратівливих газів (помічені однією зірочкою), До = 9 для усіх інших отрут (помічені двома зірочками).

4. Значення К1 для ізотермічного зберігання аміаку наведено для випадку розливу (викиду) в піддон.


 

Таблиця 5 - Значення коефіцієнту К4 залежно від швидкості вітру

Швидкість вітру, м/с
К4 1,33 1,67 2,0 2,34 2,67 3,0 3,34 3,67 4,0 5,68

 

Таблиця 6 - Швидкість (км/год) перенесення переднього фронту хмари зараженого повітря залежно від швидкості вітру

Стан атмосфери (ступінь вертикальної стійкості) Швидкість вітру, м/с
Інверсія - - - - - - - - - - -
Ізотермія
Конвекція                      

 

Таблиця 7 - Коефіцієнт захищеності виробничого персоналу от ХНР при використанні різних укриттів и засобів індивідуального захисту

Місце перебування або засоби захисту,які використовуються Час перебування, год
0,25 0,5 3 - 4
Відкрито на місцевості
В транспорті 0,95 0,75 0,41 - -
В виробничих приміщеннях з коефіцієнтом кратності повітрообміну: 0,5 1,0 2,0     0,97 0,67 0,18     0,87 0,52 0,08     0,68 0,30 0,04     0,38 0,13     0,09
В сховищах: - с режимом регенерації повітря - без режиму регенерації повітря          
В засобах індивідуального захисту органів дихання (промислові протигази) 0,95 0,8 0,5

 

Примітка: Промислові протигази використовуються виробничим персоналом при роботі усередині будівлі та при виході з осередку ураження

Таблиця 8 - Середнє значення коефіцієнтів захищеності (Кзах) міського и сільського населення з урахуванням його перебування в житлових и виробничих будівлях, транспорті и відкрито на місцевості

 

Час доби, години від і до Міське населення Сільське населення
Час, який пройшов після початку дії ХНР
15 хв 30 хв 1 год 2 год 3-4 год 15 хв 30 хв 1 год 2 год 3-4 год
А. В умовах повсякденної діяльності (населення не сповіщене про небезпеку)
1-6 0,95 0,89 0,76 0,36 0,09 0,72/0,87 0,69/0,84 0,60/0,72 0,28/0,33 0,07/0,15
6-7 0,84 0,72 0,64 0,29 0,07 0,39/0,59 0,37/0,57 0,32/0,48 0,15/0,23 0,10/0,05
7-10 0,64 0,54 0,35 0,13 0,02 0,24/0,24 0,23/0,23 0,20/0,20 0,10/0,10 0,02/0,02
10-13 0,69 0,58 0,37 0,15 0,03 0,19/0,19 0,18/0,18 0,16/0,16 0,08/0,8 0,02/0,02
13-15 0,72 0,64 0,47 0,20 0,04 0,17/0,24 0,14/0,23 0,12/0,20 0,06/0,10 0,02/0,02
15-17 0,69 0,58 0,37 0,15 0,03 0,15/0,48 0,14/0,46 0,12/0,40 0,06/0,19 0,02/0,05
17-19 0,69 0,62 0,47 0,19 0,04 0,19/0,59 0,18/0,57 0,16/0,48 0,08/0,23 0,02/0,05
19-1 0,88 0,82 0,67 0,3 0,07 0,48/0,78 0,46/0,73 0,40/0,64 0,19/0,30 0,05/0,07

 


Продовження таблиці 8

 

Час доби, години від і до Міське населення Сільське населення
Час, який пройшов після початку дії ХНР
15 хв 30 хв 1 год 2 год 3-4 год 15 хв 30 хв 1 год 2 год 3-4 год
Б. В умовах надзвичайної ситуації (населення сповіщене про небезпеку)
1-6 0,95 0,89 0,20 0,36 0,09 0,78/0,87 0,73/0,85 0,64/0,74 0,30/0,35 0,08/0,09
6-7 0,93 0,87 0,74 0,65 0,10 0,50/0,81 0,48/0,77 0,42/0,67 0,21/0,20 0,07/0,08
7-10 0,78 0,68 0,49 0,22 0,06 0,89/0,39 0,37/0,37 0,32/0,32 0,15/0,15 0,04/0,04
10-13 0,79 0,67 0,47 0,21 0,04 0,33/0,33 0,31/0,31 0,27/0,27 0,13/0,13 0,13/0,13
13-15 0,83 0,74 0,56 0,25 0,05 0,31/0,39 0,30/0,37 0,26/0,32 0,12/0,15 0,03/0,04
15-17 0,79 0,69 0,49 0,22 0,04 0,31/0,59 0,30/0,57 0,26/0,48 0,12/0,23 0,05/0,05
17-19 0,86 0,78 0,63 0,28 0,06 0,35/0,66 0,38/0,62 0,29/0,55 0,14/0,26 0,03/0,04
19-1 0,91 0,85 0,71 0,34 0,09 0,59/0,81 0,57/0,77 0,48/0,57 0,23/0,32 0,07/0,6

 

Примітка: 1. Для сільського населення в чисельнику вказане значення Кзах на період ведення с/г робот, в знаменнику – на зимовий період

2. При визначенні кількості вражених від первинної хмари використовується Кзах на 15 і 30 хв.

 

Таблиця 9 – Характеристика структури уражених ( в %)

Назва ХНР Характер ураження
смертельні тяжкого і середнього ступеню легкого ступеню порогові
Аміак

 

Примітка: По другим ХНР структура уражених орієнтовно така ж.

 

 


php"; ?>