XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Крупные аварии на химически опасных объектах (ХОО) являются одними из наиболее опасных технологических катастроф, которые могут привести к массовому отравлению и гибели людей и животных, значительному экономическому ущербу и тяжелым экологическим последствиям. 

Проблема промышленной безопасности значительно обострилась с появлением крупномасштабных химических производств в первой половине нашего века. Как следствие, возрастает содержание опасных веществ в технологических аппаратах, что сопровождается возникновением опасностей катастрофических пожаров, взрывов, токсических выбросов и других разрушительных явлений. 

Безопасность функционирования химически опасных объектов (ХОО) зависит от многих факторов: физико-химических свойств сырья, характера, от конструкции и надежности оборудования, условий хранения и транспортирования химических веществ, состояния средств автоматизации, эффективности средств противоаварийной защиты и т. д. Безопасность производства, использования, хранения и перевозок СДЯВ в значительной степени зависит от уровня организации профилактической работы, своевременности и качества планово-предупредительных ремонтных работ, подготовленности и практических навыков персонала, системы надзора за состоянием технических средств противоаварийной защиты. 

Наличие такого количества факторов, от которых зависит безопасность функционирования ХОО, делает эту проблему крайне сложной. Как показывает анализ причин крупных аварий, сопровождаемых выбросом (утечкой) СДЯВ, на сегодня нельзя исключить возможность возникновения аварий, приводящих к поражению производственного персонала. 

Глава 1. Возможные последствия аварий химически опасных объектов, особенности химического заражения при авариях на химически опасных объектах.

Опасное химическое вещество (ОХВ) - химическое вещество, прямое или опосредованное, действие которого на человека может вызвать острые и хронические заболевания людей или их гибель.

Лишь часть химических соединений при сочетании определенных токсических и физико-химических свойств способны стать причиной массовых поражений людей. Эти ОХВ относятся к группе АХОВ.
Из всех вредных веществ, используемых в настоящее время в промышленности (более 600 тысяч наименований, причём ежегодно это количество увеличивается на 200-1000 новых веществ), только немногим более 100 можно отнести к АХОВ, 34 из которых получили наибольшее распространение.
Общими для группы АХОВ являются их токсические и физико-химические свойства.

Токсичность - это способность АХОВ оказывать поражающее действие на организм человека или животного.

По степени токсичности при ингаляционном и пероральном поступлении в организм химические вещества подразделяются на шесть групп (табл. 1).

Группа	Смертельная	Смертельная доза,
токсичности	концентрация, LC50, мг/л	LD50, мг/кг
Чрезвычайно токсичные	Ниже 1	Ниже 1
Высокотоксичные	1...5	1...50
Сильнотоксичные	6...20	51..500
Умеренно	21...80	501...5000
токсичные
Малотоксичные	81...160	5001...15000
Практически	Выше 160	Выше 15000
нетоксичные

Таблица 1

Токсичность АХОВ характеризуется пороговой концентрацией, пределом переносимости, смертельной концентрацией и смертельной дозой.
Пороговая концентрация - это минимальная концентрация, которая может вызвать ощутимый физиологический эффект. При этом пораженные ощущают лишь первичные признаки поражения и сохраняют работоспособность.
Средняя смертельная концентрация - концентрация вещества в воздухе, вызывающая смертельный исход у 50% пораженных.
Средняя смертельная токсодоза - доза вещества, вызывающая смертельный исход у 50% пораженных.

В промышленности в качестве предела переносимости используется предельно допустимая концентрация (ПДК).

ПДК - экологический норматив, максимальная концентрация загрязняющего вещества в компонентах окружающей среды, при постоянном контакте с которыми в течение длительного времени не возникает негативных последствий в организме человека или другого рецептора.

Механизм токсического действия АХОВ заключается в следующем. Внутри человеческого организма, а также между ним и внешней средой происходит интенсивный обмен веществ. Наиболее важная роль в этом обмене принадлежит ферментам (биологическим катализаторам), которые способны в ничтожно малых количествах управлять химическими и биологическими реакциями в организме.

Токсичность тех или иных АХОВ проявляется в химическом взаимодействии между ними и ферментами, приводящем к торможению или прекращению ряда жизненных функций организма. Полное подавление тех или иных ферментных систем вызывает общее поражение организма, а в некоторых случаях - гибель.

Способность любого вещества легко переходить в окружающую среду и вызывать массовые поражения определяется его основными физико-химическими и токсическими свойствами. Наибольшее значение из физико-химических свойств имеют агрегатное состояние, растворимость, плотность, летучесть, температура кипения, гидролиз, давление насыщенных паров, коэффициент диффузии, теплота испарения, температура замерзания, вязкость, коррозионная активность, температура вспышки и температура воспламенения и другие.

Физические свойства АХОВ, наиболее распространённых и применяемых на объектах экономики приведены в прил. 6.
Значительная часть АХОВ является легковоспламеняющимися и взрывоопасными веществами, что часто приводит к возникновению пожаров в случае разрушений емкостей и образованию в результате горения новых токсических соединений.

По строению, физико-химическим свойствам АХОВ весьма неоднородны. Их биологические эффекты многообразны. Однако в аварийных ситуациях необходимо определение прежде всего наибольшей опасности воздействия АХОВ на человека с целью оказания своевременной и квалифицированной помощи. [1]

По способности к горению все АХОВ делятся на группы:

- негорючие вещества - (фосген, диоксин и др.) не горят в условиях TJ 900°С, С02 J 21%;

- негорючие пожароопасные вещества - (хлор, азотная кислота, фтористый водород, окись углерода, сернистый ангидрид, хлорпикрин и др. термически нестойкие вещества, ряд сниженных и сжатых газов), не горят в условиях Т= 900°С и концентрации СО2 в пределах 21%, но разлагаются с выделением горючих паров;

- трудно горючие вещества - (сжиженный аммиак, цианистый водород). Способны возгораться только при действии источника огня;

- горючие вещества - (акрилонитрил, амил, газообразный аммиак, гептил, гидразин, дихлорэтан, сероуглерод, тетраэтилсвинец, окислы азота и т.д.) способны к самовозгоранию и горению даже после удаления источника огня.

Основными источниками опасности в случае аварий на химически опасных объектах являются:

- залповые выбросы АХОВ в атмосферу с последующим заражением воздуха, местности и водоисточников;

- сброс АХОВ в водоемы;

- «химический» пожар с поступлением АХОВ и продуктов их горения в окружающую среду;

- взрывы АХОВ, сырья для их получения или исходных продуктов;

- образование зон задымления с последующим осаждением АХОВ, в виде «пятен» по следу распространения облака зараженного воздуха, возгонкой и миграцией.

Каждый из указанных источников опасности (поражения) по месту и времени может проявляться отдельно, последовательно или в сочетании с другими источниками, а также многократно повторен в различных комбинациях. Все зависит от типа АХОВ, условий аварии, метеоусловий и условий местности.

Необходимо уточнить, что считать химически опасным объектом (ХОО) и химически опасной аварией.

ХОО - это объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют ОХВ, при аварии или разрушении которого могут произойти гибель или химическое заражение людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также химическое заражение окружающей среды.
Химически опасная авария - это авария на ХОО, сопровождающаяся проливом или выбросом ОХВ, способная привести к гибели или химическому заражению людей, продовольствия, пищевого сырья и кормов, сельскохозяйственных животных и растений или химическому заражению окружающей среды.

Понятие “химически опасный объект” объединяет большую группу производственных, транспортных и других объектов, различных по предназначению и технико-экономическим показателям, но имеющих общее свойство - при авариях они становятся источниками токсических выбросов.

К таким объектам относятся:

- заводы и комбинаты химических отраслей промышленности, а также отдельные установки (агрегаты) и цеха, производящие и потребляющие АХОВ;

- заводы (комплексы) по переработке нефтегазового сырья;

- производство других отраслей промышленности, использующее АХОВ

(целлюлозно-бумажной, текстильной, металлургической, пищевой и др.);

- железнодорожные станции и порты химических продуктов, терминалы и склады на оконечных (промежуточных) пунктах перемещения АХОВ;

- транспортные средства (контейнеры и наливные поезда, автоцистерны, речные и морские танкеры химических продуктов, трубопроводы и т.д.). При этом АХОВ могут быть как исходными, так и конечными продуктами промышленного производства.

АХОВ на предприятии могут находится в:

- технологических линиях;

- хранилищах;

- базисных складах.

Анализ структуры предприятий показывает, что основная масса АХОВ хранится в виде исходного сырья или продуктов производства. Это могут быть алюминиевые, железобетонные, стальные или комбинированные резервуары, в которых поддерживаются условия, соответствующие заданному режиму хранения и типу АХОВ.

Сжиженные АХОВ содержатся в стандартных емкостных элементах. Наземные резервуары на складах располагаются, как правило, группами с одним резервным резервуаром на группу. Вокруг каждой группы резервуаров по периметру предусматривается замкнутая обвалование или ограждающая стенка. У некоторых отдельно стоящих больших резервуаров могут быть поддоны или подземные железобетонные резервуары.

Твердые АХОВ хранят в помещениях или на открытых площадках под навесами.

На близкие расстояния АХОВ перевозят автотранспортом в баллонах, контейнерах (бочках) или автоцистернах. По железной дороге АХОВ перевозят в баллонах, контейнерах (бочках) и цистернах.

Водным транспортом большинство АХОВ перевозится в баллонах и контейнерах (бочках), однако ряд судов оборудованы специальными резервуарами (танками) вместимостью до 10 тыс. тонн (аммиак).

В нашей стране пока (до завершения строительства перевалочного комплекса жидкого аммиака в Темрюкском районе Краснодарского края) функционирует аммиакопровод Тольятти - Одесса общей протяженностью 2424 км, диаметр 0,35 м, с пропускной способностью 2,5 млн.т./год. Трасса разбита на 334 поста секционирования и имеет 30 раздаточных станций мощностью по отгрузке 200 т/сутки.

Административно-территориальная единица (АТЕ) - считается химически-опасной, если более 10 % ее населения могут оказаться в зоне возможного химического заражения при авариях на ХОО.

Зона химического заражения (ЗХЗ) - территория или акватория, в пределах которой распространены или куда привнесены опасные химические вещества в количествах, создающих опасность для людей, сельскохозяйственных животных и растений в течение определенного времени.

Классификация АТЕ и объектов экономики (ОЭ) по химической опасности проводится на основании Директивы НГО СССР ДНГО-03 от 4 декабря 1990 г. и критериев, приведенных в таблице 2. Примечание:

1. Зона возможного химического заражения (ВХЗ) - это площадь круга с радиусом, равным глубине зоны с пороговой токсодозой.

2. Для городов и городских районов степень химической опасности оценивается по доле территории, попадающей в зону ВХЗ, допуская при этом, что население распределено равномерно по площади.

3. Для определения глубины зоны с пороговой токсодозой используются метеоусловия: инверсия, скорость ветра 1 м/с, температура воздуха 20оС, направление ветра равновероятное от 0 до 360°.

Классифицируемый объект	Критерий (показатель) для отнесения ОЭ и АТЕ к химически- опасным	Численное значение критерия степени химической опасности
		I	II	III	IV
ОЭ	Количество населения, попадающего в зону ВХЗ АХОВ	более 75 тыс. чел.	75...40 тыс. чел.	менее 40 тыс. чел.	Зона ВХЗ не выходит за пределы ОЭ и его СЗЗ
АТЕ	Количество населения (доля территорий) в зоне ВХЗ АХОВ	более 50 %	30...50%	10...30%	-

Таблица 2

Практически любое химическое вещество может находиться в 3-х фазовых состояниях:

- жидкое;

- газообразное (парообразное);

- твердое. Под химически опасными разрушениями (авариями) на

ХОО понимаются разрушения (аварии), сопровождающиеся утечкой или выбросом ядовитых веществ из поврежденной тары, технологического оборудования (установок) предприятий и другие происшествия, которые могут привести к поражению людей и сельскохозяйственных животных, а также заражению воздуха, водоисточников и находящихся на ней объектов.

Очаг химического поражения - это территория, в пределах которой в результате воздействия АХОВ произошли массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных и растений.
Очаг химического заражения - это территория, в пределах которой произошел вылив (выброс) АХОВ.

В случае возникновения аварий на ХОО очаг поражения будет иметь ряд особенностей.

- Характер образования облаков АХОВ и их распространения является сложным процессом, который определяется диаграммами фазового состояния АХОВ, условиями хранения, метеоусловиями, рельефом местности и т.д.

- В разгар аварии на объекте действует, как правило, несколько - поражающих факторов: химическое заражение местности, воздуха, водоемов, высокая или низкая температура, ударная волна; а вне объекта - химическое заражение окружающей среды.

- Наиболее опасный поражающий фактор - воздействие паров АХОВ через органы дыхания. Он действует как на месте аварии, так и на больших расстояниях от источника выброса, и распространяется со скоростью ветрового перекоса.

- Опасные концентрации АХОВ в атмосфере могут существовать от нескольких часов до нескольких суток, а заражение местности и воды еще более длительное время.

- Смерть зависит от свойств вещества и полученной дозы и может наступать как мгновенно, так и через некоторое время (несколько дней) после отравления. [2]

Глава 2. Особенности защиты населения при авариях на химически опасных объектах

Спасательные работы в очагах химического поражения включают:
- использование средств защиты, ведение химической и медицинской разведки;
- проведение профилактических мероприятий, само- и взаимопомощи;
- розыск и выявление пораженных людей, оказание им первой медицинской помощи и эвакуацию в лечебные учреждения;

- эвакуацию непораженного населения из очагов;

- санитарную обработку людей, дегазацию одежды и обуви, средств защиты, местности, сооружений, техники и транспорта; выявление зараженного продовольствия, источников воды и обеззараживание продуктов питания и фуража.

Специфические особенности ведения спасательных работ в очагах химического поражения обусловливаются высокой токсичностью АХОВ, скоротечностью развития отравления, ограниченностью срока, в течение которого должна быть оказана первая медицинская помощь пострадавшим.
В связи с этим, эффективность спасательных работ во многом зависит от умелого сочетания мероприятий по само- и взаимопомощи с быстрым оказанием помощи медицинскими работниками и срочной последующей эвакуацией пораженных за границы очага химического поражения.

Само- и взаимопомощь заключается в надевании противогаза на пораженного, введении антидота, обработке кожи дегазирующим веществом. Все это должно быть проделано немедленно, поскольку введение антидота, как и дегазация АХОВ на коже, эффективны только в первые минуты после появления признаков поражения людей. Эффективность оказываемой в последующем первой медицинской помощи в значительной степени будет зависеть от того, в какой мере пострадавший человек воспользовался средствами защиты в порядке само- и взаимопомощи. Кроме того, специфика процесса и содержания первой медицинской помощи зависит от типа АХОВ.

Своевременное обнаружение химического заражения и определение типа АХОВ осуществляется учреждениями сети наблюдения и лабораторного контроля (СНЛК), а также постами радиационного и химического наблюдения.

Эвакуация пораженных и населения из очага поражения составит значительный объем работ и потребует выделения необходимого количества транспорта. Для розыска, выноса и посадки пораженных людей на транспорт привлекаются формирования различного назначения. Эвакуация непораженного населения, находящегося в зданиях, производится пешим порядком по проделанным проходам, а также на любом виде транспорта, если такая возможность представится.

При планировании и подготовке мероприятий по защите населения при авариях с выбросом (выливом) АХОВ необходимо учитывать и то где и в каких условиях хранится, транспортируется и перерабатывается это вещество.
При проектировании новых аэропортов, приемных и передающих радиоцентров, вычислительных центров, а также животноводческих комплексов и крупных ферм, птицефабрик, их размещение следует предусматривать на безопасном расстоянии от объектов с АХОВ.
Строительство базисных складов для хранения АХОВ, следует предусматривать в загородной зоне.

При размещении в категорированных городах баз и складов для хранения АХОВ, величина их запасов на них устанавливается министерствами и ведомствами РФ и предприятиями по согласованию с территориальными органами власти, и министерствами и ведомствами республик в соответствие с решениями администраций субъектов Российской Федерации.

На предприятиях, производящих или потребляющих АХОВ, предусмотрено:
- проектировать здания и сооружения преимущественно каркасными, с легкими ограждающими конструкциями;

- размещать пульты управления, как правило, в нижних этажах зданий, а также предусматривать дублирование их основных элементов в ЗПУ объекта;

- предусматривать, при необходимости, защиту емкостей и коммуникаций от разрушения ударной волной;

- разрабатывать и проводить мероприятия, исключающие разлив опасных жидкостей, а также мероприятия по локализации аварии путем отключения наиболее уязвимых участков технологической схемы с помощью установки обратных клапанов, ловушек и амбаров с направленными стоками.

В населенных пунктах, расположенных в зонах возможного опасного заражения АХОВ, для обеспечения населения питьевой водой необходимо создавать защищенные централизованные системы водоснабжения с преимущественным базированием на подземных водоисточниках.

Оповещение рабочих, служащих и населения о фактах аварий с выбросом АХОВ, заражении местности и воздуха, направлении распространения зараженного воздуха производится в целях своевременного принятия мер защиты. На объектах с запасами АХОВ создаются локальные системы оповещения в случае возникновения заражения рабочих этих объектов, а также населения, проживающего в зонах ВХЗ, в случае возникновения аварии и химического заражения.

Оповещение населения о возникновении химической опасности и возможности заражения атмосферы АХОВ должно осуществляться с использованием всех имеющихся средств связи (электросирены, радиотрансляционная сеть, внутренняя телефонная связь, телевидение, передвижные громкоговорящие установки, уличные динамики и т.д.).

Химическая разведка и химический контроль являются одним из основных мероприятий, осуществляемых в ходе ликвидации последствий химически опасных аварий и направлены на выявление химической обстановки в районе аварии. [3]

Химическая разведка включает:

- разведку района аварии для определения границ и зоны заражения АХОВ, оценку количества выброшенного (вылитого) АХОВ и плотности заражения им местности;

- определение направления распространения жидкой и паровой фазы АХОВ;
- разведку маршрутов подхода к району аварии, а также маршрутов эвакуации и обхода района заражения;

- определение масштабов и степени заражения воздуха АХОВ, контроль за их изменением во времени;

- отбор проб воздуха, грунта, воды, смывов с оборудования зданий, сооружений и техники. Химический контроль включает:

- определение степени заражения АХОВ оборудования, зданий, сооружений, техники, воздуха, почвы и источников воды в районе аварии;

- установление возможности безопасного пребывания рабочих, служащих и населения в районе аварии без средств индивидуальной защиты;

- идентификацию бесхозных немаркированных АХОВ.

Химическая разведка начинается с разведки очага аварии АХОВ. Подход к очагу аварии осуществляется с подветренной стороны. Состав разведгруппы - не менее 3-х человек, один из которых является химиком-разведчиком. Разведка очага ведется только с применением изолирующих противогазов, СИЗ, а также другого специального снаряжения.

Выявление границ зоны распространения АХОВ вне территории предприятия осуществляется несколькими химическими дозорами, которые двигаются с разных сторон разведывательной территории с интервалом 300-500 м навстречу друг другу. Определение заражения воздуха проводится через 200-300 м. При обнаружении заражения воздуха АХОВ дозоры обозначают границы зоны заражения, останавливаются, докладывают результаты разведки, и, как правило, начинают выполнять роль наблюдательных химических постов.

Химический контроль проб осуществляется в стационарных лабораториях (цеховых, заводских и т.д.), лабораториях санэпидемстанций, в химико-радиометрических лабораториях, а также специализированных лабораторииях научных учреждений или вузов.

Выбор и использование СИЗ осуществляется с учетом характера аварий на ХОО. При использовании СИЗ органов дыхания и кожи необходимо строго выдерживать допустимые сроки работы в них, которые зависят от типа и размера фильтрующе-поглащающих коробок, концентрации паров АХОВ, температуры окружающего воздуха и степени тяжести физической нагрузки. [4]

Временная эвакуация населения предусматривает вывод (вывоз) его из района химического заражения с целью исключения или уменьшения степени поражения. Временная эвакуация является крайней мерой защиты и проводится с использованием всех видов транспорта и пешим порядком. Выбор маршрутов эвакуации осуществляется с учетом складывающейся химической обстановки. Наиболее эффективно ее осуществление до подхода первичного облака АХОВ.

Важная роль в осуществлении данного мероприятия отводится службе охраны общественного порядка. На нее возложено ограничение доступа людей в район аварии, регулирование перемещения сил и средств обеспечения сохранности имущества эвакуированного населения, исключение несанкционированного перемещения различного оборудования и имущества, зараженного АХОВ, на чистые участки и т. д.
После прохождения первичного облака и при неблагоприятно складывающейся обстановке должна быть обязательно организована эвакуация населения или обеспечение его средствами индивидуальной защиты.

Для локализации и ликвидации последствий аварии и заражения АХОВ могут привлекаться силы и средств объекта, на котором произошла авария (специальные штатные и нештатные газоспасательные подразделения, и невоенизированные формирования), территориальные формирования МЧС России, отдельные учреждения и организации, а также части и подразделения Вооруженных Сил Российской Федерации.
Руководство работами по ликвидации последствий аварии возлагается на комиссию по ЧС. С учетом специфики химически опасных аварий при ликвидации их последствий принимаются меры, прежде всего, по ограничению и приостановке выброса, предупреждению заражения грунта и грунтовых вод. [5]

Заключение

Проблемы, связанные с химическим и радиоактивным заражением местности, а также по защите населения при этих условиях становятся все более актуальными в наши дни. Особенно после того, когда ядерная наука шагнула далеко вперед в своем развитии: на первом месте, конечно, стоит создание ядерного оружия.

Отсюда следует, что необходима организация надежной защиты населения и народного хозяйства на всей территории страны и четкая организация системы оповещения. Население же должно быть в достаточной степени подготовлено к умелым действиям по соответствующим сигналам. Также очевидно, что должны быть силы и средства, которые обеспечивали бы ликвидацию последствий стихийных бедствий, катастроф, аварий на химических и радиоактивно опасных объектах или применения оружия. Для этих целей предназначена система гражданской обороны радиоактивной и химической защиты. 

При написании данной работы были изучены возможные аварии на объектах химической промышленности, их последствия, меры защиты населения, помощь при отравлении сильно действующими ядовитыми веществами, необходимость предупреждения аварий на химических объектах, меры профилактики, технической учебы персонала химических предприятий, также современные способы оповещения, сигнализации, охраны химических объектов. 

Список использованной литературы

1) Павлов А.И. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие / А.И. Павлов, В.Н. Турников, В.В. Титаренко. – Москва: МИЭМП, 2006. —302с.

2) Егоров П.Т. Гражданская оборона: Учебник для вузов. / Егоров П.Т., Шляхов И.А., Алабин Н.И. - М.: Высшая школа, 1976. — 301 с.

3) ГОСТ Р 22.3.03-94. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Защита населения. Основные положения.

4) Действие населения в чрезвычайных ситуациях: Инструкция. - М., 1995. — 40 с.

5) Максимов М.Т. Защита от сильнодействующих ядовитых веществ. - М.: Энергоатомиздат, 1993. —176 с.

Код для цитирования: Скопировать