XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Цель работы: анализ аварий на химически опасных объектах. Изучение экологических последствий выброса аварийных химических опасных веществ в окружающую среду. Ознакомление с мероприятиями, проводимыми при чрезвычайных ситуациях на химических производствах.

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 сильнодействующих ядовитых веществ (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. Химические аварии

Опасность на химически опасных объектах реализуется в виде химических аварий. Химической аварией называется авария на химически опасном объекте, сопровождающаяся проливом или выбросом опасных химических веществ, способная привести к гибели или химическому заражению людей, продовольствия, пищевого сырья и кормов, сельскохозяйственных животных и растений или к химическому заражению окружающей природной среды. При химических авариях АХОВ распространяются в виде газов, паров, аэрозолей и жидкостей.[1]

Химические аварии, обусловленные выбросом (выливом) АХОВ, обычно подразделяются на три типа:

- аварии с образованием только первичного облака АХОВ;

- аварии с проливом АХОВ и образованием его первичного и вторичного облака;

- аварии с заражением окружающей среды (грунта, водоисточников, технологического оборудования и т.п.) высококипящими жидкостями и твердыми веществами без образования первичного и вторичного облака.

Большинство АХОВ при аварийных ситуациях сравнительно легко переходят из одного агрегатного состояния в другое, чаще всего из жидкого в парообразное (газообразное), из твердого в аэрозольное и наносят массовые поражения людям, животным и растениям. 

Значительная часть АХОВ также является легковоспламеняющимися и взрывоопасными веществами, что часто приводит к возникновению пожаров и взрывов в случае разрушения емкостей, а также образованию в результате горения новых токсических соединений.

По способности к горению все АХОВ делятся на группы:
- негорючие (фосген, диоксин и др.). Вещества данной группы не горят в условиях нагревания до 900 °С и концентрации кислорода до 21 %;
-негорючие  пожароопасные вещества (хлор, азотная  кислота, фтористый водород, окись  углерода, сернистый ангидрид, хлорпикрин  и др. термически нестойкие вещества, ряд сжиженных и сжатых газов), которые не горят в условиях нагревания до 900 °С и концентрации кислорода до 21%, но являются окислителями или разлагаются с выделением горючих паров;
- трудно горючие  вещества (сжиженный аммиак, цианистый водород и др.), способные возгораться только при действии источника огня;
- горючие  вещества (акрилонитрил, амил, газообразный  аммиак, гептил, гидразин, дихлорэтан, сероуглерод, тетраэтилсвинец, окислы  азота и т.д.), способные к самовозгоранию и горению даже после удаления источника огня. [2]

Несмотря на предпринимаемые меры по обеспечению промышленной безопасности, полностью исключить вероятность возникновения аварии практически невозможно. В результате химической аварии с выбросом АХОВ происходит химическое заражение — распространение опасных химических веществ в окружающей природной среде в концентрациях или количествах, создающих угрозу для людей, сельскохозяйственных животных и растений в течение определенного времени.

Возможный выход облака зараженного воздуха за пределы территории химически опасного объекта обусловливает химическую опасность административно-территориальной единицы, где такой объект расположен. В результате аварии на химически опасном объекте возникает зона химического заражения.

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

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

- «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 выше источников опасности могут проявляться отдельно, последовательно или в сочетании с другими источниками, а также многократно повторен в различных комбинациях. Все зависит от физико-химических характеристик АХОВ, условий аварии, метеоусловий и особенностей местности. [2]

По масштабам последствий химические аварии классифицируются следующим образом:

- локальные - последствия которых ограничиваются одним цехом (агрегатом, сооружением) химически опасного объекта;

- местные - последствия которых ограничиваются производственной площадкой химически опасного объекта или его санитарно-защитной зоной;

- общие - последствия которых распространяются за пределы санитарно-защитной зоны химически опасного объекта.

Зона химического заражения — территория и 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.

В зоне химического заражения могут быть выделены составляющие ее зоны — зона смертельных токсодоз (зона чрезвычайно опасного заражения), зона поражающих токсодоз (зона опасного заражения) и зона дискомфорта (пороговая зона, зона заражения). [3]

На внешней границе зоны смертельных токсодоз 50% людей получают смертельную токсодозу. На внешней границе поражающих токсодоз 50% людей получают поражающую токсодозу. На внешней границе дискомфортной зоны люди испытывают дискомфорт, начинается обострение хронических заболеваний или появляются первые признаки интоксикации.

В очаге химического  заражения происходят массовые поражения  людей, сельскохозяйственных животных и растений.
При авариях на химически  опасных объектах может действовать комплекс поражающих факторов: непосредственно на объекте аварии — токсическое воздействие АХОВ, ударная волна при наличии взрыва, тепловое воздействие и воздействие продуктами сгорания при пожаре; вне объекта аварии — в районах распространения зараженного воздуха только токсическое воздействие как результат химического заражения окружающей среды. Основным поражающим фактором является токсическое воздействие АХОВ.

Только на территории Российской Федерации находится более 2500 химически опасных объектов, производящих или использующих АХОВ. Запасы АХОВ в России составляют более 1 млн. тонн. В случае их выброса в зоне заражения могут оказаться около 65 млн. человек. По данным информационного центра МЧС, на территории РФ за последние 10 лет произошло 123 крупные аварии, связанные с производством, транспортировкой, хранением и применением АХОВ; в результате погибло или пострадало более 16000 человек.

Выделяют следующие химически опасные районы:

- Ленинградский;

- Московский;

- Нижегородский;

- Северо-Кавказский;

- Башкирский;

- Поволжский;

- Уральский;

- Кемеровский;

- Ангарский.

Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленности Уфы:
• ОАО «АНК Башнефть» - крупнейшее предприятие Башкирии, входит в десятку крупнейших нефтяных компаний России; 
• ООО «Селена-Нефтехим» - производство и реализация нефтепродуктов, продуктов переработки бензола; 
• ОАО «Ново-Уфимский НПЗ» - нефтеперерабатывающий завод;
• ОАО «Уфанефтехим» - нефтеперерабатывающая компания;
• ОАО «Уфаоргсинтез» (УОС) - крупное нефтехимическое предприятие Башкирии, один из ведущих в РФ производитель ацетона, фенола, альфа-метилстирола;
• ОАО «Башкирская нефтехимическая компания» - крупная компания по производству и продаже нефтехимической продукции.[6]

Глава 2. Экологические последствия аварий на химических и нефтехимических производствах

Последствия аварий на ХОО представляют собой совокупность результатов воздействия химического заражения на объекты, население и окружающую среду. В результате аварии складывается аварийная химическая обстановка, возникает чрезвычайная ситуация техногенного характера.

Люди и животные получают поражения в результате попадания АХОВ в организм: через органы дыхания — ингаляционно; кожные покровы, слизистые  оболочки и раны — резорбтивно; желудочно-кишеч-ный  тракт — перорально.

Степень и характер нарушения жизнедеятельности организма (поражения) зависят от особенностей токсического действия АХОВ, их физико-химических характеристик и агрегатного состояния, концентрации паров или аэрозолей в воздухе, продолжительности их воздействия, путей их проникновения в организм.

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 (катализаторам), присутствующим во всех живых клетках и осуществляющим превращения веществ в организме, направляя и регулируя тем самым его обмен веществ. Многочисленные биохимические реакции в клетках осуществляет огромное число различных ферментов. Токсичность тех или иных АХОВ заключается в химическом взаимодействии между ними и ферментами, которое приводит к торможению или прекращению жизненных функций организма. Полное подавление тех или иных ферментных систем вызывает общее поражение организма, а в некоторых случаях его гибель. [4]

Чаще всего нарушения в организме проявляются в виде острых и хронических отравлений, происходящих в результате ингаляционного поступления АХОВ в организм человека. Этому способствуют большая поверхность легочной ткани, быстрота проникновения АХОВ в кровь, повышенная легочная вентиляция и усиление кровотока в легких при работе, особенно физической.

Экологические последствия аварий и катастроф на объектах с химической технологией определяются процессами распространения вредных химических веществ в окружающей среде, их миграцией в различных средообразующих компонентах и теми изменениями, которые являются результатом химических превращений. Эти превращения в свою очередь вызывают изменения условий и характера тех или иных природных процессов, нарушения в экосистемах.

Крупные аварии и катастрофы на химических объектах очень опасны и тяжелы по своим экологическим последствиям. В этих случаях происходит заражение отравляющими веществами всего приземного слоя атмосферы, водных источников, почв и т. д. При высоких концентрациях отравляющих веществ наблюдается массовое поражение людей и животных. 

Состав воздушных выбросов химических предприятий чрезвычайно разнообразен. Нефтехимические производства загрязняют атмосферу сероводородом и углеводородами; производство синтетического каучука – стиролом, дивинилом, толуолом, ацетоном; производство щелочей – хлористым водородом и т.д. В больших количествах выбрасываются и такие вещества, как оксиды углерода и азота, аммиак, неорганическая пыль, фторсодержащие вещества и многие другие. К приоритетным загрязнителям, специфическим для предприятий химической промышленности, относятся: бензол, ксилол, толуол, меркаптан, 1, 3 бутадиен, акролеин, анилин, ацетальдегид, ацетон, бензин, бутилацетат, дихлорэтан, кислота серная, кислота соляная, нафталин, этилацетат.
Одна из наиболее проблематичных сторон воздействия химических производств заключается в распространении в природе ранее не существовавших соединений. Среди них особо вредными считаются синтетические поверхностно-активные вещества – СПАВ. Они попадают в окружающую среду при производстве и использовании в быту различных моющих средств. Поступая с промышленными и бытовыми стоками в водоемы, СПАВ плохо задерживаются очистными сооружениями, способствуют появлению в воде обильной пены, придают ей ядовитые свойства и запах, вызывают гибель и перерождение водных организмов и, что очень существенно, усиливают токсическое действие других загрязнителей.

Одной из наиболее трагичных экологических катастроф была авария, произошедшая на химически опасном объекте в Бхопале (Индия). Здесь 3 декабря 1984 г. на фабрике по производству пестицидов, принадлежащей американской компании «Юнион Карбайд», произошла утечка из стальных цистерн весьма ядовитой смеси фосгена и метилизоцианата в количестве более 30 т. В результате аварии погибли 3 тыс. человек, около 20 тыс. ослепли и у 200 тыс. человек отмечались серьезные поражения головного мозга, параличи и т. д.

У потомства, появившегося на свет после катастрофы, наблюдались множественные случаи уродства. Катастрофа произошла из-за грубого нарушения техники безопасности, ее усугубила необученность персонала действиям в аварийных ситуациях. 
Широкую известность получила экологическая катастрофа на химическом производстве в г. Севезо (Италия). 10 июля 1976 г. из-за допущенной персоналом ошибки произошла утечка около 2,5 кг сверхтоксичного вещества диоксина (тетрахлор-дибензодиоксина), обладающего канцерогенным, тератогенным (патологическое действие на новорожденных) и мутагенным действием. После описанной катастрофы диоксин нередко стали называть также и Севезо-Д. В результате аварии у нескольких сотен людей развилось тяжелое кожное заболевание - хлоракне, десятки тысяч отравившихся животных были забиты. По оценкам специалистов-экологов, действие диоксина будет проявляться еще в течение двух-трех десятилетий, поскольку это вещество способно длительно сохранять свою токсичность. [5]

Если говорить о текущей  ситуации, в атмосферном воздухе  городских поселений, наряду с контаминантами, типичными для большинства городов (азота оксид и диоксид, углерода оксид, серы диоксид, формальдегид, сажа, взвешенные вещества), содержатся специфические для вида химической промышленности вещества (бензол, толуол, аммиак, стирол, диметиламин, ацетон, 1, 3 бутадиен и т.д.).
Концентрации вредных  химических примесей превышают установленные  гигиенические нормативы в атмосфере  жилой зоны городских поселений  от 1 до 5 раз.

В выбросах химических предприятий преобладают вещества раздражающего, нейротоксического, гепатотропного, канцерогенного действия, а также вызывающие отдаленные последствия у потомства.
Уровни загрязнения атмосферного воздуха вредными веществами, присущими выбросам химических производств в жилых зонах города зависят от их расстояния до СЗЗ химических предприятий.

Согласно данным лабораторных наблюдений за качеством атмосферного воздуха, проводимым органами госсанэпидслужбы концентрации вредных химических примесей в ряде случаев превышают ПДК на расстоянии до 10 км от предприятия.
Среднегодовые концентрации 0,6-0,05 ПДК обнаруживаются на расстоянии до 30 км от промышленных объектов.
Под воздействием повышенных (по сравнению с гигиеническими показателями) концентраций загрязнителей атмосферного воздуха проживает около 10 млн. человек.

Загрязнение объектов окружающей среды (атмосферный воздух, водоисточники, почва, воздух рабочей зоны) канцерогенными веществами на территории с работающими химическими предприятиями обуславливает необходимость определения рисков рака у отдельных групп населения.

Химическая отрасль промышленности представляет серьезную опасность для загрязнения почвы.
Загрязнение почвы отходами производства химических производств остается на стабильном и достаточно высоком уровне, так как на протяжении нескольких лет остаются нерешенными проблемы утилизации и обезвреживания отходов, в том числе и токсичных.

Большой объем и темпы накопления отходов, слабое развитие индустрии вторичной переработки приводит к тому, что захоронение отходов на полигонах по-прежнему является основным методом их утилизации. При этом практически для всех субъектов Российской Федерации наблюдается отсутствие отвечающим экологическим и санитарным требованиям полигонов для размещения отходов.
Всвязи с недостаточным количеством полигонов для складирования и захоронения отходов к охране окружающей среды широко распространена практика образования многочисленных несанкционированных свалок, которые   представляют особую угрозу для окружающей среды и здоровья населения.

Глава 3. Мероприятия при чрезвычайных ситуациях на химически опасных объектах

Предотвратить экологическую опасность невозможно, ее можно лишь минимизировать. Причем следующими способами: 

-совершенствованием технологий производств;

-создание рукотворных локальных систем экологической защиты.

Сегодня целесообразно вкладывать деньги в совершенствование технологий, которые существуют в разных странах; сокращение распространения химических и физических вредностей в отраслях, где они имеют место.

В целях снижения загрязнения окружающей среды на предприятиях необходимо проводить замену устаревших производств.
Существует проблема, которая становится все более серьезной – необходимость предотвращения экологической несовместимости производств и технологий друг с другом и с окружающей средой. Выбросы какого-либо одного предприятия, например, могут быть не столь опасны. Когда же в воздушном бассейне или водной среде они объединяются с выбросами другого предприятия, которые сами по себе тоже не так опасны, — синтезируется нечто новое и, зачастую, чрезвычайно опасное. А если объединяются разные физические поля и сочетаются в пространстве одновременно с химическими загрязнителями это чревато, как для человека, так и для окружающей его природной среды и производимой им продукции.
Таким образом, уменьшить возможные потери, защитить людей от поражающих факторов аварий на ХОО можно проведением специального комплекса мероприятий. Часть этих мероприятий проводится заблаговременно, другие осуществляются постоянно, а третьи — с возникновением угрозы аварии и с ее началом. [3]

К мероприятиям, осуществляемым постоянно, относится контроль химической обстановки как на самих ХОО, так и прилегающих к ним территориях. Под химической обстановкой понимается наличие в окружающей среде определенного количества и концентраций различных химически опасных веществ.

Контроль химической обстановки осуществляется во всех элементах биосферы: воздухе атмосферы, почве литосферы, гидросфере. Основное внимание при этом уделяется контролю загрязнения воздуха как определяющего фактора химического загрязнения всей окружающей среды.
В целях повышения  эффективности проводимых мероприятий, направленных на охрану атмосферного воздуха населенных мест и предотвращение его отрицательного влияния на здоровье населения в субъектах Российской Федерации приняты законы «Об охране атмосферного воздуха», «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», «Об охране окружающей природной среды и природных ресурсов», «Об отходах производства и потребления», разработаны и реализуются целевые комплексные программы. [3]

Вывод: в ходе данной работы узнали о химически опасных объектах, рассмотрели их классификацию. Убедились в том, что Российская Федерация занимает лидирующие места по количеству химически опасных объектов на ее территории. Рассмотрели последствия при чрезвычайных ситуациях на химических производствах и доказали, что они могут привести к серьезным экологическим опасностям. Познакомились с различными мероприятиями, которые применяются при авариях.

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

4. Федеральный закон от 21 июля 1997г. №116-ФЗ “О промышленной безопасности опасных производственных объектов”.

5. Калыгин В.Г. Промышленная экология. – М.: МНЭПУ, 2000. – 240 с

6. Метапром. Промышленный портал. Информационно-справочная система [Электронный ресурс] – Режим удаленного доступа: http://www.metaprom.ru/regions/ufa.html (Дата обращения 13.10.2017).

7. Химически опасный объект [Электронный ресурс] – Режим удаленного доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A5%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8_%D0%BE%D0%BF%D0%B0%D1%81%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BE%D0%B1%D1%8A%D0%B5%D0%BA%D1%82 (Дата обращения 13.10.2017).

8. Химически опасные объекты [Электронный ресурс] – Режим удаленного доступа: http://www.k2x2.info/shpargalki/bezopasnost_zhiznedejatelnosti_shpargalka/p51.php (Дата обращения 13.10.2017)

Код для цитирования: Скопировать