Материал: Исследование распространения токсиканта при взрыве сосуда с токсическим веществом

В данном случае следует рассматривать два фактора, опасных с точки зрения их воздействия на персонал: токсическое воздействие при распространении облака фтора и барическое воздействие ударной волны при взрыве сосуда. Очевидно, что зоны воздействия данных факторов будут различными. Если воздействие ударной волны ощутимо в зоне радиусом до 50 м от сосуда, то зона опасного заражения имеет гораздо большие размеры и сложную форму.

Для расчета предполагаемого ущерба при рассмотренной аварии были заданы условия, ориентировочно характеризующие распределение персонала в пределах зоны поражения. Было принято, что 3 человека находятся на расстоянии 10 м от сосуда, 10 человек - на расстоянии 100 м от сосуда, 20 человек - на расстоянии 350 м от сосуда (в зоне максимальных концентраций фтора). Для упрощения расчетов был принят ряд допущений:

рассматриваемый персонал находится с вероятностью, равной единице, на указанных расстояниях по оси распространения токсиканта с подветренной стороны;

рассматривается только вероятность смертельного поражения персонала;

персонал не реагирует адекватно на происшедшую аварию и не имеет при себе средств защиты;

для расчета токсического воздействия было использовано понятие токсической нагрузки, т.е. сумма усредненных концентраций в различных частях газового облака, проходящих через расчетную точку, с учетом времени их воздействия, равного частному геометрического размера части облака и скорости ветра.

Данная токсическая нагрузка D рассчитывалась по формуле:

D=(1/t)×åi((Ci+Ci+1)×(ti-ti+1)/2), (51)

где t - время прохождения части облака, с;

i - порядковый номер части облака.

В качестве времени, в течение которого рассчитывалась токсическая нагрузка, был выбран период прохождения облака фтора через данную точку от начала его формирования до момента времени 600 с после взрыва. При этом для проведения практического расчета было также принято допущение о неизменности формы облака в течение рассматриваемого времени. Более точный расчет возможен с использованием данных о концентрационных полях в различные моменты времени в течение рассматриваемого периода.

Т.к. эффекты любого поражения носят вероятностный характер, то для определения масштабов нанесенного ущерба следует использовать понятие пробит-функции, которая является верхним пределом интегральной функции Гаусса, определяющей вероятность поражения, и отражает связь между вероятностью поражения и поглощенной дозой воздействия.

Для определения вероятности летального исхода при воздействии ударной волны необходима величина ее импульса, Па×с:

I=123×Cтнт0.66/R (52)

Вероятность смертельного исхода при барическом воздействии характеризуется формулой /40/:

Pr=-2.44×(ln(7380/dP)+1.9×109/(dP×I)) (53)

Вероятность смертельного поражения при токсическом воздействии может быть охарактеризована формулой:

Pr=-9.04+0.92×lnD (54)

Численное значение вероятности поражения Р находится из пробит-функции (для упрощения расчетов с применением интеграла) с использованием формул разложения в ряд и основанных на проведенных расчетах справочных данных:

X=Pr/1.41, (55)

Ф(Х)=2×(Х-Х3/3+0.5×Х5/5-0.17×Х7/7…)/(3.14)0.5 , (56)

P=0.5×Ф(Х)+0.5 , (57)

где Х, Ф(Х) - вспомогательные параметры и функции.

Для определения суммарной вероятности поражения персонала при одновременном воздействии на него поражающих факторов данной аварии - токсиканта и ударной волны - использовано свойство аддитивности, т.е. суммарная вероятность Рå равна сумме вероятностей поражения ударной волной Рбар и токсикантом Ртокс. Это возможно, т.к. в данном случае оба этих фактора рассматриваются как факторы однонаправленного действия, т.е. приводят к смерти пострадавших /49/.

В данной работе не учитывается вероятность смертельного поражения персонала при разлете осколков взорвавшегося сосуда. Вместе с тем это необходимо учитывать при расчете ущерба, наносимого взрывами сосудов в реальных условиях.

Результаты расчетов указанных выше величин на некоторых расстояниях от точки взрыва с использованием приведенных выше формул (51-57) приведены в табл. 8.

Таблица 8

Вероятность смертельного поражения персонала

Как следует из этой таблицы, во всей рассмотренной области вероятность смертельного поражения персонала обусловлена прежде всего наличием токсического воздействия. Небольшие значения вероятности барического поражения являются следствием относительно малых размеров резервуара и, соответственно, малой величины тротилового эквивалента. На большом удалении от сосуда смертельные исходы в результате барического воздействия становятся очень маловероятными, а основным поражающим фактором является токсическое воздействие облака токсиканта. Вероятность поражения в нем тем больше, чем большая часть облака с высокими концентрациями проходит через данную точку.

5. ЛИКВИДАЦИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ

.1 Общий план ликвидации чрезвычайной ситуации

При взрыве сосуда с токсикантом, как и при любой другой чрезвычайной ситуации, для ликвидации негативных последствий проводятся спасательные и другие неотложные работы (СиДНР). Все мероприятия по их проведению планируются заблаговременно и в случае наступления чрезвычайной ситуации уточняются с учетом сложившейся обстановки /40/. На производстве, где используется фтор, должен существовать план ликвидации аварий, предусматривающий в том числе и действия при взрыве сосуда, содержащего фтор /50/.

Источником химического поражения в данном случае служит первичное облако токсичного вещества. Для данного (первого) типа ЧС требуется своя технология ведения аварийно-спасательных работ, включающая в себя определенные набор и последовательность технологических операций, соответствующих видов работ. Для каждой операции должна разрабатываться технологическая карта.

К необходимым в данном случае операциям относятся /51/:

химическая разведка источника заражения

химическая разведка зоны заражения

экстренные работы по предотвращению развития аварии (если это возможно, при мгновенном выбросе фтора препятствовать этому затруднительно)

локализация облака ОХВ, в т.ч.: постановка водяных завес, постановка жидкостных завес с использованием нейтрализующих растворов, рассеивание облака ОХВ с помощью тепловых потоков (применение тепловой машины ТМС-65 и др.), перемещение (сдувание) и рассеивание облака ОХВ воздушно-газовым потоком с помощью мощных вентиляторов, машины ТМС-65, компрессоров и др.

обезвреживание (нейтрализация) облака ОХВ: постановка жидкостных завес (водяных или с использованием нейтрализующих растворов), подача распыленных растворов, нейтрализующих веществ или воды сверху и с помощью авиации;

проведение спасательных работ в зоне химического заражения;

проведение неотложных аварийно-восстановительных работ;

обезвреживание (дегазация) техники и санитарная обработка людей.

В данном случае, когда в результате аварии на объекте образуется только первичное облако ОХВ с высокими концентрациями, аварийно-спасательные работы проводятся в следующем объеме: оповещение и проведение экстренных мероприятий по защите персонала объекта и населения, химическая разведка, локализация и обезвреживание первичного облака ОХВ, поиск и спасение пострадавших, санитарная обработка людей. При этом главным фактором,определяющим технологию и организацию аварийно-спасательных работ, является острая нехватка времени.

Т.к. образовавшееся облако ОХВ в данном случае (скорость ветра более 2 м/с), быстро перемещается и рассеивается, то на организацию работ по его локализации и обезвреживанию может не хватить времени.

В этом случае такие работы не проводятся, за исключением срабатывания автоматизированных стационарных систем на химически опасных объектах (ХОО), а все внимание специальных органов и сил направляется на быструю оценку химической обстановки, предупреждение и защиту персонала и населения (укрытие в помещениях, применение средств индивидуальной защиты, в том числе простейших, эвакуацию людей, при необходимости и возможности, из предполагаемой зоны заражения).

Если первичное облако распространяется медленно, застаиваясь в низких местах, зданиях и сооружениях, то возникают реальные условия для проведения работ по локализации и обезвреживанию первичного облака ОХВ.

Технология локализации и обезвреживанию (нейтрализации) первичного облака ОХВ включает постановку жидкостных завес (водяных или с использованием нейтрализующих растворов), создание восходящих тепловых потоков, рассеивание и смещение облака ОХВ газовоздушным потоком.

Для локализации и обезвреживания облака ОХВ создаются мелкодисперсные жидкостные завесы - водяные или с применением растворов химически активных веществ на период прохождения облака через намеченный рубеж, на котором устанавливаются распылительные устройства. Высота завесы должна быть соразмерна с высотой облака, но обычно не менее 10 м. Протяженность рубежа постановки завесы должна быть не меньше ширины облака ОХВ в приземном слое с поражающими концентрациями.

Водяные завесы создаются с помощью пожарных (типа АЦ-40) и поливочно-моечных (ПМ-130) машин, авторазливочных станций (АРС-14, АРС-15) и других мобильных технических средств, обеспечивающих давление выброса струи через брандспойты и различные насадки не менее 0,6 МПа. Для постановки водяной завесы пожарные стволы и специальные прямые брандспойты устанавливаются на специальные лафеты с отражателями для получения распыленной струи воды требуемых размеров. Распылительные насадки устанавливаются на треногах. Расстояние между стволами (распылителями) должно быть не более 30 м (обычно пожарному расчету назначается рубеж длиной 25 м). Основное требование - обеспечить сплошную водяную завесу на всем намеченном рубеже. Для экстренной постановки водяных завес могут быть также применены мобильные лафетные установки со стволами и распылителями, питаемыми от водопроводной пожарной сети или подвижных насосных установок (если вблизи от рубежа имеется водоем).

При постановке водяных завес, как правило, машины с экипажами размещаются на границе предполагаемой зоны заражения проходящим облаком ОХВ, а вода к распылительным устройствам должна подаваться по рукавам соответствующей длины. При необходимости машины могут располагаться и на рубеже перехвата первичного облака ОХВ (в зоне заражения), но в этом случае боевой расчет машин (два человека) должен работать в средствах индивидуальной защиты органов дыхания изолирующего типа. На рубеже постановки водяной завесы должен находиться химический наблюдательный пост, который сообщает о приближении облака ОХВ. В зависимости от параметров первичного облака ОХВ (геометрических размеров, скорости перемещения, концентрации паров вещества, растворимости ОХВ в воде, емкости цистерн технических средств и др.) определяются количество рубежей для постановки водяных завес, потребное количество технических средств, производительность (режим работы) насосов этих средств, время замены машин (количество работающих смен) и др. Чем медленнее движется облако и меньше концентрация в нем паров ОХВ, тем меньше должна быть производительность насосов, подающих воду к распылителям, но не меньше той, которая обеспечивает минимально необходимые параметры водяной завесы (высоту, дисперсность, расход). Обычно запаса воды в пожарных, поливо-моечных машинах и АРСах хватает на 10-15 мин. работы по постановке водяной завесы. Хотя водяные завесы дают некоторый эффект при распространении фтора, при его взаимодействии с водой образуется весьма токсичный фтористый водород, т.е. данный метод может применяться весьма ограниченно.

Для обезвреживания первичного облака фтора достаточно эффективным способом является способ постановки жидкостных завес с использованием соответствующего нейтрализующего вещества. Для этих целей используют авторазливочные станции (АРС-14, АРС-15) или другие машины, приспособленные для перевозки и применения нейтрализующих растворов.

Для постановки указанных жидкостной завесы могут использоваться также специально подготовленные комплекты ДК-4 и компрессорные станции. В этом случае на рубеже постановки завесы устанавливаются 200-250 л стальные бочки с нейтрализующим раствором, в горловину каждой бочки вставляют эжектор от ДК-4 с распылителем и через переходник подсоединяют к нему воздушный шланг от компрессорной станции. Подача раствора через эжектор регулируется воздушным краном на раздаточной трубе компрессорной установки, разворачиваемый вне зоны химического заражения. Одна станция может обеспечить работу 3-4 эжекторов.

Приготовление нейтрализующих растворов производят на специальных пунктах (площадках) непосредственно в цистернах машин или в резервуарах (таре). Запасы таких растворов и исходных нейтрализующих веществ должны создаваться на ХОО заблаговременно. Жидкостные завесы из нейтрализующих растворов ставятся на намеченных рубежах аналогично водяным завесам. Расход указанных растворов (производительность насоса) определяется исходя из природы ОХВ, скорости перемещения облака и концентрации в нем паров ОХВ.

Для локализации и обезвреживания (нейтрализации) облака фтора может применяться способ распыления над облаком нейтрализующих растворов или воды с помощью вертолетов, сельскохозяйственной и пожарной авиации, оборудованных системой орошения местности жидкими растворами или водой. Использование таких средств наиболее эффективно при обеззараживании (нейтрализации) тяжелых облаков ОХВ в условиях инверсии в местах их застоя, а особенно в зонах заражения, где не может быть использована наземная техника.

Способ создания тепловой завесы для борьбы с распространением облака фтора применяться не может ввиду его взрывоопасности.

Для локализации первичного облака ОХВ на отдельных участках, в зоне размещения важных объектов (больницы, школы, детские сады, некоторые научные учреждения и др.) и густонаселенных жилых застроек может применяться способ смещения и рассеивания облака газо-воздушным потоком. Для создания таких потоков используют , мощные воздушные вентиляторы; на небольших участках могут применяться компрессорные станции. Последние наиболее эффективны при продувке застойных зон паров ОХВ.

.2 Ведение спасательных работ в зоне заражения

Спасательные работы в зоне химического заражения представляют собой комплекс мероприятий, выполняемый поисково-спасательными группами по поиску пострадавших, обеспечению к ним доступа, оказанию первой медицинской помощи и эвакуации из зоны заражения для оказания первой врачебной помощи и последующего стационарного лечения.