Аварийное и долгосрочное прогнозирование аварий с ОХР

Аварийное и долгосрочное прогнозирование аварий с ОХР

Вступ 1

Терміни і визначення [2] 3

Глава 1. Довгострокове прогнозування наслідків можливої аварії на хімічно небезпечному об'єкті з виливом НХР 5

1.1. Характеристика фізичних, хімічних та токсичних властивостей хлорпікрину 5

1.2. Визначення глибини зони можливого хімічного забруднення [2]

5

1.3. Визначення параметрів зон хімічного забруднення [2] 6

1.4. Визначення часу підходу забрудненого повітря до заданого населеного пункту [2] 6

1.5. Визначення часу випаровування розлитого хлорпікрину [2] 6

1.6. Визначення можливих втрат серед робітників об’єкту та населення [2] 6

1.8.Нейтралізуючі речовини 7

1.9.Засоби індивідуального захисту 7

Висновок 8

Глава 2. Аварійне прогнозування можливих наслідків аварії на хімічно небезпечному об'єкті з викидом НХР 9

2.1. Характеристика фізичних, хімічних та токсичних властивостей диметиламіну 9

2.2. Визначення глибини зони можливого хімічного забруднення 9

2.3. Визначення параметрів зон хімічного забруднення 10

Висновок 10

Глава 3. Визначення характеру НХР, засобів захисту та відповідних дій при аварії на залізничному транспорті з виливом НХР 11

3.1. Небезпечний вантаж і ступінь його токсичності 11

3.2. Основні властивості тетрафторетану і види небезпеки 11

3.3. Засоби індивідуального захисту і їх характеристика 11

3.4. Нейтралізація тетрафторетану 11

3.5. Необхідні дії в різних умовах 11

3.6. Заходи першої допомоги при ураженні. 12

Висновок 12

Заключна частина 12

Загальні висновки 13

Список літератури 13

Вступ

В наш час у промисловості та у сільському господарстві людина використовує десятки тисяч різноманітних хімічних речовин, при цьому, щороку кількість їх збільшується на 200 – 1000 нових речовин [1]. Володіючи величезними можливостями, хімія створює небачені у природі матеріали, помножує родючість землі, полегшує труд людини, економить його час, вдягає та лікують його. Це є причиною широкої хімізації народного господарства, бурного розвитку в останні десятиріччя хімічної промисловості. У зв’язку з цим зростають об’єми виробництва, використання, зберігання та перевезення різноманітних хімічних речовин, серед яких є дуже небезпечні для здоров’я людини.

Часто фізико – хімічні властивості небезпечних хімічних речовин (НХР) визначають їх здатність переходити у вражаючий стан і створювати вражаючі концентрації. Найбільше значення мають.[1]:

Агрегатний стан речовини. За звичайних умов НХР можуть бути у твердому, рідкому та газоподібному стані.

Таблиця 1. – Характеристика стану НХР в атмосфері. [1]
|Вид стану |Діаметр часток, мкм |Особливості |
| | |розповсюдження у повітрі |
|Пара або газ |менше 0,001 |домішка, що не осідає |
|Аерозоль, що не осідає |від 0,001 до 30 |домішка, що не осідає |
|Аерозоль грубодисперсний |від 30 до 500 |домішка, що осідає |
|Аеросуспензія |більш 500 |домішка, що осідає |

Розчинність НХР у воді та різного роду органічних розчинниках.
Розчинність – здатність одної речовини рівномірно розподілятися у середовищі іншої або інших речовин, утворюючи розчин. Розчинність НХР у воді та органічних розчинниках має важливе значення. Висока розчинність у воді може привести до сильного зараження водойм, внаслідок чого вони довгий час можуть уявляти небезпеку для людини довгий час, однак висока розчинність одночасно може дозволити при необхідності використовувати розчини різних речовин для дегазації (нейтралізації) НХР.

Щільність речовини та її газової фази. Якщо щільність НХР більше ніж щільність води, то НХР буде проникати в глибину водойми забруднюючи її.
Якщо щільність газової фази ТНР більше ніж щільність повітря, то НХР буде накопичуватися у знижених місцях рельєфу місцевості, утворюючи невтримні концентрації.

Гідроліз – розкладання речовини водою. Чим вище гідролітична стійкість
НХР, тим довше її вражаюча дія

Летючість – здатність речовини переходити у газоподібний стан.
Кількісною характеристикою летючості є максимальна концентрація пари НХР при певній температурі.

Тиск насиченої пари. Визначає летючість та відповідно тривалість вражаючої дії НХР.

Коефіцієнт дифузії є характеристикою процесу дифузії. Швидкість випаровування НХР прямо пропорційна його коефіцієнту дифузії у повітря

Теплоємність визначає характер викиду та випаровування НХРз поверхні при аварії.

Теплота випаровування є однією з важливих фізико – хімічних характеристик, що визначають характер викиду та наступного випаровування
НХР.

Температура кипіння дозволяє побічно судити про летючість НХР та характеризує тривалість вражаючої дії. Чим вище температура кипіння, тим повільніше випаровується НХР.

Температура замерзання – температура при якій рідина втрачає рухомість та при нахиленні пробірки з продуктом на кут 450 його рівень залишається постійним протягом 1 хвилини.

В’язкість – властивість рідких, а також газоподібних речовин опиратися течії під дією зовнішніх сил. В’язкість робить вплив на характер поведінки
НХР у аварійному випадку( характер дроблення, усмоктування та ін.)

Корозійна активність – властивість руйнувати оболонки в яких зберігається або транспортується НХР.

Крім названих – максимальна концентрація, теплове розширення і стискальність, температура спалаху та ін. Всі ці характеристики необхідні при оцінюванні хімічної небезпечності виробництва, використання, збереження та перевезення НХР, при прогнозуванні та оцінюванні наслідків аварій на хімічно небезпечних об’єктах (ХНО).

По ступеню токсичності при інгаляційному та пероральному шляхах поступлення в організм хімічні речовини можна розділити на шість груп.

Таблиця 2. – Токсичність хімічних речовин [1]
|Група токсичності |LC50 або частково смертельна |LD50 або частково |
| |концентрація, мг/л |смертельна доза мг/кг |
|Дуже токсичні |нижче 1 |нижче 1 |
|Високотоксичні |1-5 |1-50 |
|Сильно токсичні |6-20 |51-500 |
|Помірно токсичні |21-80 |501-5000 |
|Малотоксичні |81-160 |5001-15000 |
|Практично |вище 160 |вище 15000 |
|нетоксичні | | |

До найбільш небезпечних відносяться: деякі сполучення металів, карбоніли металів, речовини, що містять ціаногрупу, сполучення фосфору, фторорганічні речовини, хлоргідрини, галогени, та ін.

До дуже токсичних та високотоксичних хімічних речовин відносять: мінеральні та органічні кислоти, луги, сполучення сірки, хлор та бромзаступні похідні вуглеводнів, деякі спирти та альдегіди кислот, органічні та неорганічні нітро – та аміносполучення, феноли, крезоли та їх первісні, гетероциклічні сполучення.

До помірно токсичних, малотоксичних і практично нетоксичних хімічних речовин, які не уявляють собою небезпеки відноситься всі останні хімічні сполучення.

Пестициди – препарати, що призначені для боротьби з шкідниками сільського господарства, бур’янами та т.п. Багато з цих сполучень дуже шкідливі для людини. За хімічним складом пестициди можна розділити на групи: фосфорорганічні сполучення, карбомати, хлорорганічні сполучення, ртутьорганічні сполучення, похідні феноксіуксусної кислоти, похідні діпіріділу, органічні нітросполуки.

Для характеристики токсичності НХР використовуються поняття: гранична концентрація, межа стерпності, смертельна концентрація, смертельна доза.

Гранична концентрація – це мінімальна ефективна концентрація, тобто найменша кількість речовини, що може викликати відчутний фізіологічний ефект. При цьому уражені відчувають лише первинні ознаки враження та в цілому зберігають працездатність.

Межа стерпності – це мінімальна концентрація, яку людина може витримувати без стійкого ураження. В промисловості у якості межі стерпності використовується гранична припустима концентрація (ГПК). ГПК регламентує допустимий ступінь забруднення НХР повітря робочої зони та використовується у цілях дотримання вимог правил техніки безпеки.

Таблиця 3. – класифікація НХР по ступеню впливу на організм людини [1]
|Показник |Норма для класу небезпечності |
| |1 – го |2 – го |3 – го |4 – го |
|ГПК НХР у повітрі робочої зони, |менше |0,1-1 |1,1-10 |більше 10 |
|мг/м3 |0,1 | | | |
|Середня смертельна доза при |менше 15|15-150 |151-500 |більше 500 |
|введенні у шлунок, мг/кг | | | | |
|Середня смертельна доза при |менше |110-500 |501-2500|більше 2500|
|нанесенні на шкіру, мг/кг |100 | | | |
|Середня смертельна концентрація у |менше |500-5000|5001-500|більше |
|повітрі, мг/м3 |500 | |00 |50000 |

Крім всього вище названого важливими факторами є метеоумови. В залежності від температури повітря, його швидкості, ступеню вертикальної стійкості повітря (СВСП), тиску, вологості, хмарності, опадів формуються зони забруднення НХР. Так при підвищенні температури глибина розповсюдження забрудненого повітря збільшується. Зі збільшенням швидкості зменшується кут сектора зони можливого хімічного зараження, але наряду з цим підвищення швидкості вітру приводить до більш інтенсивного перемішування повітряних мас, що в свою чергу призводить до зменшення концентрації НХР і зменшення глибини розповсюдження хмари забрудненого повітря. СВСП характеризує рух повітряних мас в приземному шарі. Цей рух обумовлено різницею температури, а відповідно і щільності повітря на поверхні ґрунту (висота =0м) та 2м. В залежності від розподілу температур розрізняють: інверсію t0 < t2 ізотермію t0 = t2 конвекцію t0 > t2.

При однаковій швидкості вітру глибина розповсюдження хмари забрудненого повітря при інверсії приблизно в 3,5 – 4,5 рази більша за глибину розповсюдження при конвекції.

Терміни і визначення [2]

В основі курсової роботи лежить затверджена Міністерством з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків
Чорнобильської катастрофи „Методика прогнозування наслідків виливу (викиду) небезпечних хімічних речовин при аваріях на промислових об’єктах і транспорті” (далі – Методика). У зв’язку з цим приводимо прийняті терміни та визначення.

Небезпечна хімічна речовина (НХР) – хімічна речовина, безпосередня чи опосередкована дія якої може спричинити загибель, гостре чи хронічне захворювання або отруєння людей і (чи) завдати шкоди довкіллю.

Аварія з НХР – це подія техногенного характеру, що сталася на хімічно небезпечному об’єкті внаслідок виробничих, конструктивних технологічних чи експлуатаційних причин або від випадкових зовнішніх впливів, що привела до пошкодження технологічного обладнання, пристроїв споруд, транспортних засобів з виливом (викидом) НХР в атмосферу і реально загрожує життю, здоров’ю людей.

Хмара НХР – суміш парів і дрібних крапель НХР з повітрям в обсягах
(концентраціях), небезпечних для довкілля(вражаючих концентраціях).

Первинна хмара НХР – це пароподібна частина НХР, яка є в будь якій ємності над поверхнею зрідженої НХР і яка виходить в атмосферу безпосередньо при руйнуванні ємності без випару з підстильної поверхні.

Вторинна хмара НХР – це хмара НХР, яка виникає протягом певного часу внаслідок випару НХР з підстильної поверхні (для легко летючих речовин час розвитку вторинної хмари після закінчення дії первинної хмари відсутній, для інших речовин він залежить від властивостей НХР, стану обвалування та температури повітря).

Зона можливого хімічного забруднення (ЗМХЗ) – територія, у межах якої під впливом зміни напрямку вітру може виникнути переміщення хмари НХР з небезпечними для людини концентраціями.

Зона хімічного забруднення НХР (ЗХЗ) – територія, яка включає осередок хімічного забруднення, де фактично розлита НХР,і ділянки місцевості, над якими утворилася хмара НХР.

Прогнозована зона хімічного забруднення (ПЗХЗ) – розрахункова зона у межах ЗМХЗ, параметри якої приблизно визначають за формою еліпса.

Хімічно небезпечний об’єкт (ХНО) – промисловий об’єкт (підприємство) або його структурні підрозділи, на якому знаходяться в обігу (виробляються, переробляються перевозяться /пересуваються/, завантажуються або розвантажуються, використовуються у виробництві, розміщуються або складуються /постійно або тимчасово/, знищуються тощо) одне або декілька
НХР( до ХНО не належать залізниці).

Хімічно небезпечна адміністративно-територіальна одиниця (ХАТО) - адміністративно-територіальна одиниця, до якої зараховуються області, райони, а також будь які населені пункти областей, які потрапляють у ЗМХЗ при аваріях на хімічно небезпечних об’єктах.

Глава 1. Довгострокове прогнозування наслідків можливої аварії на хімічно небезпечному об'єкті з виливом НХР

ЗАВДАННЯ. На хімічно небезпечному об’єкті (ХНО), який розташовано на відстані 1,5 км від певного населеного пункту є джерело хімічної небезпеки
– хлорпікрин у кількості 15 тонн в певних виробничих умовах:

Чисельність робочої зміни: максимальна – 150, мінімальна – 120 чол.

Забезпеченість робочих протигазами – 50%.

Число мешканців населеного пункту – 250 чол.

Число мешканців, що проживають в радіусі зони можливого хімічного забруднення (ЗМХЗ) – 750 чол.

Метеоумови: Згідно з п.3.1.1. „Методики” для оперативного планування приймаються тільки наступні метеоумови: ступінь вертикальної стійкості повітря (СВСП) – інверсія, швидкість вітру у приземному шарі приймаємо – 1 м/с, температура повітря 200С, напрямок вітру не враховується, а розповсюдження хмари забрудненого повітря приймається у колі 3600.

Примітка: Азимут напрямку домінуючого в районі розміщення ХНО вітру –
90 градусів, умовно заданий населений пункт знаходиться на осі напрямку вітру.

1.1. Характеристика фізичних, хімічних та токсичних властивостей хлорпікрину

Отримують хлорпікрин хлоруванням пікринової кислоти або її солей.
Застосовується у синтезі акрілметанових барвників, як пестицид для боротьби з шкідниками сільського господарства, для дезінфікування для обробки сховищ зерна, муки та ін. Для перевірки протигазів. Використовувався як ОВ під час першої мирової війни.

Хлорпікрин (трихлорнітрометан) CCl3NO2 – безкольорова масляниста рідина зі специфічним неприємним запахом и відносною щільністю 1,66. Температура плавлення – 640С, кипіння+112,30С. Щільність пари по повітрю – 5,7.
Практично не розчиняється у воді, добре розчиняється у органічних розчинниках (аліфатичних спиртах, бензолі, бензині). Легко сорбується зерном, деревиною цеглою одягом та дуже повільно десорбується. Пара сильно подразнює слизові оболонки очей та легень. Викликає набряк легень. Крім того руйнує печінку, нирки серце. Поріг сприйняття запаху – 0,6мг/м3. концентрації 2-2,5мг/м3 викликають слинотечу та змикання вій, концентрація
50мг/м3 нестерпна при експозиції 2 хвилини. При більших концентраціях володіє задушливою дією, яка супроводжується болем в області шлунку, нудотою, блювотою, діареєю, головним болем, слабкістю і втратою свідомості.
Ураження органів дихання спостерігається при концентраціях вище 100мг/м3. У якості смертельної вказують концентрацію 2000мг/м3 при експозиції 10 хвилин. Пара сильно подразнює шкіру. У рідкому вигляді CCl3NO2 викликає сильні опіки, які приводять до появи пухирів та сильним некротичним розпадам тканин.

1.2. Визначення глибини зони можливого хімічного забруднення [2]

Згідно з положеннями „Методики” усі розрахунки виконуються на термін не більш ніж 4 години. Після отримання даних з урахуванням усіх коефіцієнтів отримане значення порівнюється з максимальним значенням переносу повітряних мас за 4 години.

1.2.1. Глибина зони можливого хімічного забруднення таблична.

Глибину розповсюдження хмари хлорпікрину визначаємо за таблицею 17
„Методики” при наступних умовах: - температура повітря (t) - +200С, швидкість вітру (Vв) – 1 м/с, СВСП - інверсія, маса хлорпікрину (Q) – 15т.
У зв’язку з тим, що задана кількість хлорпікрину (15 тонн) у таблиці 17 відсутня, необхідно виконати інтерполяцію.

В таблиці є значення для 10 та 20 т хлорпікрину. Якщо 10т – 31,3 км,
20т – 48,2 км, тоді:

Гтаб. для 15т =[pic]39,75 км.

1.2.2. Глибина максимального значення переносу повітряних мас.

Розрахунок проводимо за формулою, що наведена у пункті 5.3 „Методики”
[pic], де Vв – швидкість переносу переднього фронту хмари забрудненого повітря, км/год.

Гмакс.=[pic] км/год.

1.2.3. Глибина зони можливого хімічного забруднення з урахуванням коефіцієнта зменшення глибини розповсюдження хмари забрудненого повітря
(кз) при виливі „у піддон”.

Хлорпікрин виливається у піддон з обвалуванням висотою 1 м, в цьому випадку, згідно з таблицею1 кз буде дорівнювати 5.3, а враховуючи те, що наявні вловлювачі, коефіцієнт збільшується в 3 рази. Тоді кз=[pic]

Глибина зони можливого хімічного забруднення з урахуванням коефіцієнта зменшення глибини розповсюдження хмари забрудненого повітря кз дорівнюватиме: Гк=Гтаб/кз =[pic]км.

Приймаємо глибину зони можливого хімічного забруднення Гк=2,5км.

1.2.4. Глибина зони можливого хімічного забруднення – менше із значень
Гк. і Гмакс

Так як Гк.=2,5