Прогнозирование масштабов АХОВ при химической аварии

Министерство образования и  науки Российской Федерации

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

 «НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Институт экономики, управления  и права

 

Кафедра «Гражданской обороны»

 

Расчетно-графическая  работа

По дисциплине «Гражданская оборона»

Тема работы: «Прогнозирование   масштабов  АХОВ  при  химической аварии»

 

Работу выполнил:

Cтудент: Уколова Я.Д.

 Группа: ЭПБУ-02

Курс 1

Вариант 34 К

 

 

Нижний Новгород.2012

 

Работу проверил:

Преподаватель

Корнев Н.А.

 

Оценка________________

 

«____»________________

 

 

 

Содержание:

1. Основные  термины, определения и принятые  допущения……………………………..3

2. Основные  инженерные расчеты……………………………………………………………...6

3.Возможные  потери населения и рекомендации  по защите к самозащите от хлора…10

4.Схема зоны  возможного химического заражения………………………………………….14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Основные термины, определения и принятые допущения.

Аварийно химически опасное вещество – опасное химическое вещество, производимое, хранящееся, транспортируемое, применяемое на объектах экономики, при аварийном выбросе (разливе) которого может произойти заражение окружающей среды в поражающих живой организм концентрациях (токсодозах).

Термин «аварийно химически опасное вещество» используется для того, чтобы выделить наиболее опасные химические соединения, которые в случае аварий на производственных и транспортных объектах легко переходят в атмосферу, вызывая загрязнение (заражение) окружающей среды и массовые поражения людей. Имеется в виду то, что АХОВ в аварийных ситуациях способны «самостоятельно» или при помощи других энергоносителей переходить в атмосферу в виде пара (газа) или тонкодисперсного аэрозоля.

АХОВ классифицируют:

• По поражающему действию на органы человека
• По продолжительности химического поражения местности

 

По поражающему  действию на человека АХОВ делят на 6 групп:

1. АХОВ удушающего действия(органы дыхания)-хлор, фосген, хлорпикрин
2. АХОВ общего действия-окись углерода, угарный газ, синильная кислота, цианиды
3. АХОВ удушающего и общего действия-сероводород, окиси азота, акрилонитрил
4. АХОВ нейротропные яды-сероуглерод, органические соединения фосфора
5. АХОВ удушающего и нейротропного действия-аммиак
6. АХОВ метаболические яды-окись этилена, диоксиды и т.д.

 

По продолжительности  химического поражения местности  АХОВ делят на 4 групп:

1. Стойкие и быстродействующие
2. Нестойкие и быстродействующие
3. Стойкие и медленно действующие
4. Нестойкие и медленно действующие

• Стойкие-это АХОВ с температурой кипения свыше 140^°С, заражают на недели и месяцы.

• Нестойкие-это АХОВ с температурой кипения ниже 140°С,заражают на часы и минуты.
• Быстродействующие-это АХОВ с интоксикацией организма, 10-20 минут.
• Медленно действующие-это АХОВ при воздействие которого имеет скрытый интоксикация организма, 10-12 часов.

 

АХОВ могут  поступать в организм человека 3 способами:

1. ингаляционного действия (АХОВ ИД)- воздействуют через органы дыхания;
2. перорального действия (АХОВ ПД)- воздействуют через желудочно-кишечный тракт;
3. кожно-резорбтивного действия (АХОВ КРД)- воздействуют через кожные покровы.

 

Токсическими  характеристиками АХОВ являются:

Концентрация-это количество АХОВ в миллиграммах приходящаяся на единицу объема, масса которого при контакте с человеком может вызвать определенный степень химического поражения.

 

Существуют:

 

1. Предельная пороговая концентрация(ПДК)
2. Пороговая концентрация(PK)
3. Поражающая концентрация(IK)
4. Летальная концентрация(LK)

 

• Пороговая концентрация (PK) - это минимальная концентрация, которая может вызвать ощутимый физиологический эффект. При этом пораженные ощущают лишь первичные признаки поражения и сохраняют работоспособность.
• Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны - концентрация вредного вещества в воздухе, которая при ежедневной работе в течение 8 часов в день (41 часа в неделю) за время всего стажа работы не может вызвать заболеваний или отклонений состояния здоровья работающих, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.
• Средняя смертельная концентрация в воздухе - концентрация вещества в воздухе, вызывающая гибель 50% пораженных при 2-, 4-часовом ингаляционном воздействии.

 

Токсическая доза(ТД)-это количество АХОВ вызывающее определенный токсический эффект, учитывая время воздействия и пути воздействия. количественная характеристика поражающего действия отравляющих и других токсичных для человека и животных соединений. Величина токсической дозы вызывающая равные по тяжести поражения, зависит от токсичности вещества и от того, какими путями они проникают в организм. Различают летальную, средне выводящую из строя и пороговую токсическую дозу.

 

, мг/л (ингаляционный  путь)

,мг/см² (кожно-резорбтивный)

, мг/кг(пероральный)

  

При всех видах  поступления в тело человека различают 3 вида концентрации:

1. Средне пороговая токсодоза 50%(РТд)
2. Средне поражающая токсодоза 50%(IТд)
3. Средне легальная токсидоза 50%(LТд)

При авариях АХОВ на химически  опасных объектах экономики образуется зона химического заражения(ЗХЗ).

 

ЗХЗ - территория или акватория, в пределах которой распространены или куда привнесены опасные химические вещества в концентрациях или количествах, создающих опасность для жизни и здоровья людей, для сельскохозяйственных животных и растений в течение определенного времени.

 

ЗХЗ включает:

1. Очаг химического заражения
2. Район аварии
3. Район распространения облака АХОВ

• Очаг химического заражения(ОХЗ) - это территория, подвергшаяся воздействию опасных веществ(LТд). 

• Район аварии- это территория в котором облако АХОВ распространяется с наибольшей поражающими способностями(от IТд до LТд).
• Район распространения облако АХОВ-это территория в которой АХОВ обладает поражающей способностью от (РТд до IТд).

Масштабы зон заражения определяются по первичному и (или) вторичному облаку:

• для сжиженных газов – по первичному и вторичному облаку;
• для сжатых газов – по первичному облаку;
• для жидкостей – по вторичному облаку.

Первичное облако образуется лишь при разрушении (повреждении) газгольдеров и емкостей, содержащих ядовитые вещества под давлением. Оно характеризуется высокими концентрациями, превышающими на несколько порядков смертельные дозы при кратковременной экспозиции.

В начальной стадии формирования облака зараженного воздуха концентрация паров ядовитого вещества в нем  может составлять от нескольких десятков до нескольких сотен мг/л. Вдыхание такого воздуха вызывает мгновенную смерть. Продолжительность поражающего  действия первичного облака на живой  организм определяется временем его  прохождения под воздействием ветра. Для первичного облака, образованного  ядовитыми веществами, с плотностью, превышающей плотность воздуха, характерно его стелющееся движение, затекание в лощины, низины, овраги, подвалы, колодцы, погреба.

Особенностью  поражающего действия вторичного облака является то, что концентрация в нем паров ядовитых веществ в 10–100 раз ниже, чем у первичного. Продолжительность действия вторичного облака определяется временем испарения источника и временем сохранения устойчивого направления ветра. В свою очередь, скорость испарения вещества зависит от его физических свойств, температуры окружающей среды, площади разлива и скорости приземного ветра.

От  скорости ветра в значительной мере зависят также форма и размеры  зоны заражения. Так, при скорости от 0 до 0,5 м/с зона заражения будет представлять круг, от 0,6 до 1 м/с – полукруг, от 1,1 до 2 м/с – сектор с углом 90°, более 2 м/с – сектор с углом в 45°.

Глубина зоны заражения зависит от скорости переноса переднего фронта облака зараженного воздуха. В свою очередь, скорость переноса зависит не только от ветра, но и от метеорологических условий, вертикальной устойчивости атмосферы.

 

 

=

2.Основные инженерные расчеты.

 

1. Определение очага химического заражения:

 

М_в-масса вещества, т

-плотность вещества ,т/

ρ_хлор=1,553

 м

2. Определение площади очага химического заражения:

 

 

 

 

 

3. Район аварии представляет собой по формуле круг, радиус которого для низкокипящей жидкости до 50 т:

 

Мвт    10   14  25

      0,4  x   0,7

X = = 0,4

 

 

 

 

 

 

4. Район распространения облака АХОВ рассчитывается по порогу и токсидозе при вентиляции воздуха, а для этого необходимо определить:

• Время поражающего действия Тпд

 

 

 

• B-высота слоя жидкости при свободном разливе=0,05
• ρ_в-плотность вещества
• K₂-коэффициент показывающий удельную скорость испарения
• K₄-коэффициент учитывающий скорость ветра
• K₇-коэффицент учитывающий влияние температуры воздуха

 

 

• Время подхода зараженного облака к объекту:

 

• x-расстояние центра аварии до населенный пункт
• С_п-скорость переноса облака

 

 

• Определить масса вещества в первичном облаке:

 

 

• K₁-коэффициент показывающий относительное количество АХОВ переходящий в газ
• K₃- коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы (ПД)  хлора к пороговой токсодозе (ПД) другого АХОВ
• K₅-коэффициент учитывающий устойчивость атмосферы

 

 

• Определить масса вещества в вторичном облаке

 

• K₆-коэффициент учитывающий время испарения

K₆=T_u^0,8

 

 

 

 

• Определить глубины зон заражения в первичном и вторичном облаке:

 

    ветра= 2 м/с

1                            2,84

1,512                      X

3                               5,35

 

      ветра= 2 м/с

10                         10,83

11,218                  X

20                          16,44

 

• Определить кинетическую зону заражения:

 

• Г_max-наибольшее из Г₁ и Г₂
• Г_min-наименьшее из Г₁ и Г₂

 

 

• Определить полную глубину заражения:

 

 

• Определить глубину зоны химического заражения:

Г_ЗХЗ-это наименьшее из Гт и Гп

Г_ЗХЗ=11,3

• Определить угловые размеры зон химического заражения:

φ-угол, характеризующий  образование зоны возможного заражения, град

φ=90°,т. к. =1м/c

 

 

 

• Определить размеры площадь зоны химического заражения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Возможные потери населения и рекомендации по защите и самозащите от хлора.

 

Структура потерь:

• Легкая степень поражения-25% из числа пораженных
• Средней степени тяжести-40% 
• 35%-смертельной степени тяжести из числа пораженных

В целях  уменьшения потерь населения проводятся следующие мероприятия :

1. Стройка хим.опасных объектов вне районов жилой застройки с подветренной стороны.
2. Обеспечение безопасности технологий при производстве, хранении и транспортировке АХОВ.
3. Снижать запасы АХОВ на объекте и населения вокруг него в 2х километровой зоне средствами индивидуальной защиты.
4. Обеспечение персонала хим.опасн объекта и населения вокруг него в 2х километровой зоне средствами индивидуальной защиты.
5. Установить санитарно-защитные зоны вокруг хим. опасного объекта.
6. Обеспечить мониторинг окружающей среды на ХОО и вокруг него, т.е наблюдение и контроль воздушного пространства земельных и воздушных ресурсов на предмет наличия АХОВ.