Оценка химической обстановки. Примеры решения задач
Задача 1.Оценить химическую обстановку на территории локомотивного депо и определить глубину распространения АХОВ при аварии на химически опасном объекте при следующих исходных данных: тип АХОВ – хлор; количество АХОВ Q0 = 96 т; условия хранения АХОВ – жидкость под давлением; высота обвалования H = 2 м; метеоусловия – изотермия; температура воздуха Тв = 10 0С; скорость ветра v10= 2 м/с. Расстояние от места аварии до депо 10 км, депо находится с подветренной стороны на оси распространения облака зараженного воздуха.
Решение. Вычисляем эквивалентное количество хлора, перешедшее в первичное и во вторичное облако.
Вычисляем эквивалентное количество хлора, перешедшее в первичное облако по формуле (8.3):
Qэ1 = 0,18 ∙1 ∙0,23 ∙0,8 ∙96 = 3,18 т.
Вычисляем эквивалентное количество хлора, перешедшее во вторичное облако по формуле (8.4), предварительно вычисляя значения h (8.1), T (8.10) и К6.
h = 2 – 0,2 = 1,8 м.
Т = (1,8 ∙1,553) / (0,052 ∙ 1∙1) = 53,7 ч.
Так как предельная продолжительность сохранения метеоусловий 4 часа принимаем N < T и К6 = N0,8 = 40,8 = 3,03.
Qэ2 = (1 – 0,18) ∙0.052 ∙1 ∙1 ∙0,23 ∙3,03 ∙[96 / (1,8 ∙1,553)] = 1,02 т.
Вычисляем глубину распространения первичного и вторичного облака АХОВ с применением табл. 8.2 и формул интерполирования:
Гх = Гм + [(Гб - Гм) / (Qб – Qм)] ∙ (Qx – Qv), (8.14)
где, Гб, Гм, Гх – большее, меньшее и искомое значение глубины распространения заражённого АХОВ воздуха, км; Qб, Qм, Qх – большее, меньшее и непосредственно в первичное (вторичное) облако количество АХОВ соответственно, т.
Для скорости ветра в приземном слое 2 м/с глубина распространения первичного и вторичного облаков АХОВ составит:
Г1 = 5,35 + [(7,2 – 5,35) / (5 – 3)] ∙ (3,18 – 3) = 5,52 км;
Г2 = 2,84 + [(5,35 – 2,84) / (3 – 1)] ∙(1,02 – 1) = 2,86 км.
Общая глубина распространения облаков зараженного АХОВ воздуха вычисляется по формуле (8.6):
ГΣ = 5,52 + 0,5 ∙ 2,86 = 6,95 км.
Предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс вычисляем по формуле (8.7) с использованием табл. 8.3:
Гп = 4 ∙12 = 48 км.
В соответствии с требованиями методики глубина зоны возможного заражение АХОВ выбирается как наименьшее значение из ГΣ и Гп, следовательно, в рассматриваемом случае общая глубина распространения зараженного АХОВ воздуха составит 6,95 км. Облако зараженного АХОВ воздуха не достигнет локомотивного депо.
Задача 2.В результате аварии на химически опасном объекте (ХОО) произошёл выброс АХОВ. Определить время подхода облака заражённого АХОВ воздуха к тяговой подстанции если она расположена на расстоянии: Х1 = 2 км; Х2 = 6 км; Х3 = 12 км. Метеоусловия: изотермия; скорость ветра v10= 2 м/с.
Решение: По табл. 8.3 определяется скорость переноса переднего фронта облака заражённого АХОВ воздуха, которая составляет 12 км/ч.
Подставляя значения в формулу (8.11) получим время подхода облака зараженного воздуха к объекту:
Х1 = 2 / 12 = 0,17ч;
Х2 = 6 / 12 = 0,5 ч;
Х3 = 12 / 12 = 1 ч.
Таким образом, время подхода облака зараженного воздуха к тяговой подстанции составляет около 10 мин, если она находится на удалении 2 км от ХОО, 30 мин и 60 мин соответственно.
Задача 3. На ХОО произошёл выброс фосгена. Определить ожидаемые общие потери населения, их структуру при следующих исходных данных: глубина распространения облака зараженного воздуха Г = 12 км, в том числе в городе Гг = 5 км; площадь зоны фактического заражения Sф = 25,8 км2; средняя плотность населения в городе Δ = 2800 чел/км2, в загородной зоне 
= 140 чел/км2; обеспеченность населения противогазами в городе n1 = 60 %, в загородной зоне 
= 50 %; обеспеченность населения убежищами в городе n2 = 10 %, в загородной зоне 
= 0 %.
Решение. Вычисляется доля незащищённого населения по формуле (8.13):
К = 1 – 0,6 – 0,1 = 0,3;
= 1 – 0,5 – 0 = 0,5.
Вычисляются возможные общие потери населения в очаге поражения АХОВ по формуле (8.12):
Р0 = 25,8 ∙ [(5 / 12) ∙ 2800 ∙ 0,3 + (1 – 5 / 12) ∙ 140 ∙ 0,5] = 10 083 чел.
Структура потерь может составить:
10 083 ∙ 0,35 = 3529 чел. – безвозвратные;
10 083 ∙ 0,40 = 4033 чел. – санитарные тяжёлой и средней формы тяжести;
10 083 ∙ 0,25 = 2521 чел. – санитарные лёгкой формы тяжести.
Задание
1. Решить задачи 1 - 3 и оценить химическую обстановку. Исходные данные табл. 8.6 - табл. 8.8. Для задачи 1 начертить схему зоны возможного химического заражения и указав на ней глубину распространения первичного и вторичного облака зараженного воздуха.
2. Подготовить ответы на вопросы:
2.1. Что положено в основу прогнозирования последствий химических аварий?
2.2. Какие основные допущения и ограничения методики прогнозирования последствий химических аварий?
2.3. Что включает в себя поясняющая надпись?
2.4. В какой цвет окрашивается зона возможного заражения АХОВ?
2.5. Чем характеризуется состояние устойчивости атмосферы "инверсия"?
2.6. Как образуется первичное облако зараженного воздуха?
2.7. Как образуется вторичное облако зараженного воздуха?
2.8. Чем отличаются безвозвратные потери от санитарных?
2.9. Дать характеристику санитарных потерь тяжёлой и средней форм тяжести.
2.10. Какая предельная продолжительность сохранения метеоусловий?
2.11. В каких единицах измеряется токсодоза?
2.12. Для чего в хранилищах АХОВ делается поддон?
2.13. Чем отличается подветренная сторона от наветренной?
Таблица 8.1
Характеристика АХОВ и вспомогательные коэффициенты для определения глубин зон заражения
| Наименование АХОВ | Плотность АХОВ, т/м3 | Температура кипения, 0С | Пороговая токсодоза, мг ∙ мин/л | Значения вспомогательных коэффициентов | ||||||||
| газ | жидкость | К1 | К2 | К3 | К7, 0С | |||||||
| -40 | -20 | |||||||||||
| акролеин | - | 0,839 | 52,7 | 0,2 | 1,013 | 0,75 | 0,1 | 0,2 | 0,4 | 2,2 | ||
| аммиак: | ||||||||||||
| под давлением | 0,0008 | 0,681 | -33,42 | 0,18 | 0,025 | 0,04 | 0/0,9 | 0,3/1 | 0,6/1 | 1/1 | 1,4/1 | |
| изотермически | - | 0,681 | 33,42 | 0,01 | 0,025 | 0,04 | 0/0,9 | 1/1 | 1/1 | 1/1 | 1/1 | |
| ацетонитрил | - | 0,786 | 81,6 | 21,6 | 0,004 | 0,028 | 0,02 | 0,1 | 0,3 | 2,6 | ||
| димитиламин | 0,0020 | 0,680 | 6,9 | 1,2 | 0.06 | 0,041 | 0,5 | 0/0,1 | 0/0,3 | 0/0,8 | 1/1 | 2,5/1 |
| метил бромистый | - | 1,732 | 3,6 | 1,2 | 0,04 | 0,039 | 0,5 | 0/0,2 | 0/0,4 | 0/0,9 | 1/1 | 2,3/1 |
| метил хлористый | 0,0023 | 0,983 | -23,76 | 10,8 | 0,125 | 0,044 | 5,056 | 0/0,5 | 0,1/1 | 0,6/1 | 1/1 | 1,5/1 |
| сероводород | 0,0015 | 0,964 | - 60,35 | 16,1 | 0,27 | 0,042 | 3,036 | 0,3/1 | 0,5/1 | 0,8/1 | 1/1 | 1,2/1 |
| соляная кислота | - | 1,198 | - | 0,021 | 0,3 | 0,1 | 0,3 | 1,6 | ||||
| фосген | 0,0035 | 0,432 | 8,2 | 0,6 | 0,05 | 0,061 | 1,0 | 0/0,1 | 0/0,3 | 0/0,7 | 1/1 | 2,7/1 |
| хлор | 0,0032 | 1,553 | -34,1 | 0,6 | 0,18 | 0,052 | 1,0 | 0/0,9 | 0,3/1 | 0,6/1 | 1/1 | 1,4/1 |
| хлорциан | 0,658 | 112,3 | 0,02 | 0,002 | 30,0 | 0,03 | 0,1 | 0,3 | 2/9 |
Примечание:1. Плотности газообразных АХОВ приведены для атмосферного давления. При давлении в ёмкости, отличном от атмосферного, плотности газообразных АХОВ определяются умножением данных графы на значение давления в кгс/см2.
2. Значения К7 в числителе для первичного облака, в знаменателе для вторичного облака.
3. Значение К1 для условий изотермического хранения аммиака приведено для случая разлива в поддон.
Таблица 8.2
Глубины зон возможного заражения АХОВ, км
| Скорость ветра, м/с | Эквивалентное количество АХОВ, т | |||||||||||||||
| 0,01 | 0,05 | 0,1 | 0,5 | |||||||||||||
| 0,38 | 0,85 | 1,25 | 3,16 | 4,75 | 9,18 | 15,53 | 19,20 | 29,56 | 38,13 | 52,67 | 65,23 | 81,91 | ||||
| 0,26 | 0,59 | 0,84 | 1,92 | 2,84 | 5,35 | 7,20 | 10,83 | 16,44 | 21,02 | 28,73 | 35,35 | 44,09 | 87,79 | |||
| 0,22 | 0,48 | 0,68 | 1,53 | 2,17 | 3,99 | 5,34 | 7,96 | 11,94 | 15,18 | 20,59 | 25,21 | 31,30 | 61,47 | 84,50 | ||
| 0,19 | 0,42 | 0,59 | 1,33 | 1,88 | 3,28 | 4,36 | 6,46 | 9,62 | 12,18 | 16,43 | 20,05 | 24,80 | 48,18 | 65,92 | ||
| 0,17 | 0,38 | 0,53 | 1,19 | 1,68 | 2,91 | 3,75 | 5,53 | 8,19 | 10,33 | 13,88 | 16,89 | 20,82 | 40,11 | 54,67 | 83,60 | |
| 0,15 | 0,34 | 0,48 | 1,09 | 1,53 | 2,66 | 3,43 | 4,88 | 7,20 | 9/06 | 12,14 | 14,79 | 18,13 | 34,67 | 44,7 | 71,7 | |
| 0,14 | 0,32 | 0,45 | 1,00 | 1,42 | 2,46 | 3,17 | 4,49 | 6,48 | 8,14 | 10,87 | 13,17 | 16,17 | 30,73 | 41,63 | 63,16 | |
| 0,13 | 0,30 | 0,42 | 0,94 | 1,33 | 2,30 | 2,97 | 4,20 | 5,92 | 7,42 | 9,90 | 11,98 | 14,68 | 27,75 | 37,49 | 56,70 | |
| 0,12 | 0,28 | 0,40 | 0,88 | 1,25 | 2,17 | 2,80 | 3,96 | 5,60 | 6,86 | 9,12 | 11,03 | 13,50 | 25,39 | 34,24 | 51,60 | |
| 0,12 | 0,26 | 0,38 | 0,84 | 1,19 | 2,06 | 2,66 | 3,76 | 5,31 | 6,50 | 8,50 | 10,23 | 12,54 | 23,49 | 31,61 | 47,53 | |
| 0,11 | 0,25 | 0,36 | 0,80 | 1,13 | 1,96 | 2,53 | 3,58 | 5,06 | 6,20 | 8,01 | 9,61 | 11,74 | 21,91 | 29,44 | 44,15 | |
| 0,11 | 0,24 | 0,34 | 0,76 | 1,08 | 1,88 | 2,42 | 3,43 | 4,85 | 5,94 | 7,67 | 9,07 | 11,06 | 20,58 | 27,61 | 41,30 | |
| 0,10 | 0,23 | 0,33 | 0,74 | 1,04 | 1,80 | 2,37 | 3,29 | 4,66 | 5,70 | 7,37 | 8,72 | 10,48 | 19,45 | 26,04 | 38,90 | |
| 0,10 | 0,22 | 0,32 | 0,71 | 1,00 | 1,74 | 2,24 | 3,17 | 4,49 | 5,50 | 7,10 | 8,40 | 10,04 | 18,46 | 24,69 | 36,81 | |
| 0,10 | 0,22 | 0,31 | 0,69 | 0,97 | 1,68 | 2,17 | 3,07 | 4,34 | 5,31 | 6,86 | 8,11 | 9,70 | 17,60 | 23,50 | 34,98 |
Примечание: При скорости ветра больше 15 м/с размеры зон заражения принимать как при скорости ветра 15 м/с. При скорости
ветра меньше 1 м/с размеры зон заражения принимать как при скорости ветра 1 м/с.
Таблица 8.3
Скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха в зависимости от скорости ветра
| Скорость ветра, м/с | |||||||||||||||
| Скорость переноса, км/ч | Инверсия | ||||||||||||||
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |||||
| Изотермия | |||||||||||||||
| Конвекция | |||||||||||||||
| - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
Таблица 8.4
Угловые размеры зоны возможного заражения АХОВ в зависимости от скорости ветра
| Скорость ветра, м/с | Менее 0,5 | 0,6 - 1 | 1,1 - 2 | Более 2 |
| φ, …0 |
Таблица 8.5
Значение коэффициента К4 в зависимости от скорости ветра
| Скорость ветра, м/с | 1 - 2 | ||||||||||
| К4 | 1,33 | 1,67 | 2,0 | 2,34 | 2,67 | 3,0 | 3,34 | 3,67 | 4,0 | 5,68 |
Таблица 8.6
Исходные данные к задаче 1
| № п/п | Тип АХОВ | Количество АХОВ, т | Условия хранения | Высота обвалования, м | Метеоусловия | Температура воздуха, 0С | Скорость ветра, м/с | Расстояние до объекта, км |
| хлор | 0,1 | газ | 0,35 | инверсия | -30 | |||
| хлор | 0,5 | жидкость | 0,50 | конвекция | -25 | |||
| аммиак | 1,0 | газ | 0,75 | изотермия | -20 | |||
| аммиак | 3,0 | жидкость | 1,0 | инверсия | -15 | |||
| сероводород | газ | 1,5 | конвекция | -10 | ||||
| сероводород | жидкость | 2,0 | изотермия | -5 | ||||
| хлор | 3,0 | газ | 0,25 | инверсия | ||||
| хлор | жидкость | 0,50 | конвекция | |||||
| аммиак | газ | 0,75 | изотермия | |||||
| аммиак | 0,1 | жидкость | 1,0 | инверсия | ||||
| сероводород | 0,5 | газ | 1,5 | конвекция | ||||
| сероводород | 1,0 | жидкость | 2,0 | изотермия | ||||
| хлор | 3,0 | газ | 0,25 | инверсия | ||||
| хлор | жидкость | 0,50 | конвекция | -30 | ||||
| аммиак | газ | 0,75 | изотермия | -25 | ||||
| аммиак | жидкость | 1,0 | инверсия | -20 | ||||
| сероводород | 0,1 | газ | 1,5 | конвекция | -15 | |||
| сероводород | 0,5 | жидкость | 2,0 | изотермия | -10 | |||
| хлор | 1,0 | газ | 0,25 | инверсия | -5 | |||
| хлор | 3,0 | жидкость | 0,50 | конвекция | ||||
| аммиак | газ | 0,75 | изотермия | |||||
| аммиак | жидкость | 1,0 | инверсия | |||||
| сероводород | 0,1 | газ | 1,5 | конвекция | ||||
| сероводород | 0,5 | жидкость | 2,0 | изотермия |
Таблица 8.7
Исходные данные к задаче 2
| № п/п | Расстояние до объекта, км | Метеоусловия | |||
| Х1 | Х2 | Х3 | степень вертикальной устойчивости атмосферы | скорость ветра, м/с | |
| изотермия | |||||
| инверсия | |||||
| конвекция | |||||
| изотермия | |||||
| инверсия | |||||
| конвекция | |||||
| изотермия | |||||
| инверсия | |||||
| конвекция | |||||
| изотермия | |||||
| инверсия | |||||
| конвекция | |||||
| изотермия | |||||
| инверсия | |||||
| конвекция | |||||
| изотермия | |||||
| инверсия | |||||
| конвекция | |||||
| изотермия | |||||
| инверсия | |||||
| конвекция | |||||
| изотермия | |||||
| инверсия | |||||
| конвекция | |||||
| изотермия | |||||
| инверсия | |||||
| конвекция | |||||
| изотермия |
Примечание:Основными мероприятиями химической защиты, осуществляемыми в процессе химической аварии и входе ликвидации её последствий, являются:
1. Обнаружение факта химической аварии и оповещение о ней.
2. Соблюдение режимов поведения на территории, заражённой АХОВ, норм и правил химической безопасности.
3. Эвакуация, при необходимости, населения и работников ХОО из зоны аварии и зон возможного химического заражения.
4. Оперативное применение антидотов, средств обработки кожных покровов, дегазация аварийного объекта, территории и технических средств, принимавших участия в ликвидации аварии на ХОО.
Таблица 8.8
Исходные данные к задаче 3
| № п/п | Г, км | Гг, км | Sф, км2 | Δ, чел/км2 |  , чел/км2
| n1, % | , %
| n2, % | , %
| |
| фосген | ||||||||||
| хлорциан | ||||||||||
| сероводород | ||||||||||
| димитиламин | ||||||||||
| фосген | ||||||||||
| хлорциан | ||||||||||
| сероводород | ||||||||||
| димитиламин | ||||||||||
| фосген | ||||||||||
| хлорциан | ||||||||||
| сероводород | ||||||||||
| димитиламин | ||||||||||
| фосген | ||||||||||
| хлорциан | ||||||||||
| сероводород | ||||||||||
| димитиламин | ||||||||||
| фосген | ||||||||||
| хлорциан | ||||||||||
| сероводород | ||||||||||
| димитиламин | ||||||||||
| фосген | ||||||||||
| хлорциан | ||||||||||
| сероводород | ||||||||||
| димитиламин |