Химическая обстановка при аварии на химически опасном объекте

                     Оценка химической обстановки при аварии на ХОО.

 

   Химически опасный объект (ХОО) – это объект экономики, использующий в технологических процессах  аварийно химически опасные вещества (АХОВ), при аварии или разрушении которого могут произойти массовые поражения людей, животных и растений, загрязнения окружающей среды.

   Под аварией на ХОО понимается разрушение емкостей, хранилищ, повреждение технологических линий, транспортных средств, приводящих к выбросу АХОВ в атмосферу, в количествах, представляющих опасность массового поражения.

   Аварийно химически  опасное вещество (АХОВ) – вещество, применяемое в народно-хозяйственных  целях, которое, при выливе или выбросе может приводить к заражению воздуха с поражающими концентрациями.

   Разрушение химически  опасного объекта – состояние  объекта в результате катастроф  и стихийных бедствий, приводящих  к полной разгерметизации всех  емкостей и нарушению технологических  коммуникаций.

   Авария – чрезвычайное  событие  техногенного характера,  происшедшее по конструктивно-  производственным, технологическим  или эксплуатационным причинам, либо из-за случайных внешних  воздействий и заключающееся  в повреждении, выходя из строя,  разрушении технологических устройств  или сооружений.

   Зона заражения  АХОВ – территория, зараженная  аварийно химически опасными  веществами в опасных для жизни  людей пределах.

   Пороговая токсодоза – ингаляционная токсодоза, вызывающая начальные симптомы поражения.

   Прогнозирование  масштаба заражения АХОВ –  определение глубины и площади  зоны заражения.

   Оценивая химическую  обстановку после аварии на  ХОО, предполагается решение   следующих задач:

1. определение глубины зоны заражения АХОВ,  Г км;
2. определение продолжительности поражающего действия АХОВ (время испарения вещества) Т, ч;
3. определение площади зон возможного или фактического заражения, , ;
4. определение возможных потерь людей, оказавшихся в очаге поражения;
5. нанесение зон заражения на топокарты или схемы.

 

 

                   Принятые допущения и положения

 

1. Масштабы заражения АХОВ в зависимости от их физических свойств и агрегатного состояния, рассчитываются по первичному и вторичному облаку. Для ядовитых жидкостей с температурой кипения больше температуры окружающей среды расчет только по вторичному.
2. Толщина слоя, разлившегося АХОВ в поддон и обваловку(h) равна H-0,2м, где Н- высота обваловки. При свободном разливе h= 0,05 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача.

Разрушилась ёмкость с  сероводородом 300 тонн. Высота обваловки 2,5 м, температура воздуха  С, розлив в поддон. Метеоусловия – инверсия, скорость ветра 2 м/с. Время, прошедшее после разрушения объекта – 2 часа.

Данные для прогнозирования:

= 300 тонн

= 2,5 м

=2 часа

= 2 м/с

= C

Метеоусловия – инверсия.

d = 0,964 т/

Расчетная часть:

І. Расчет глубины  зоны возможного заражения.

 

1. Расчет глубины заражения первичным (вторичным) облаком АХОВ ведется с помощью приложений 1 и 2.

Первичное – облако АХОВ, образующееся в результате мгновенного (1-3 мин) перехода в атмосферу части  содержимого ёмкости, содержащей АХОВ при ее разрушении.

Вторичное – облако АХОВ, образующееся в результате испарения  разлившегося вещества с подстилающей поверхности.

Эквивалентное количество АХОВ – такое количество хлора, масштаб  заражения которым при инверсии эквивалентен масштабу заражения при  данной степени вертикальной устойчивости воздуха, количеством ядовитого  вещества сероводорода, перешедшим в  первичное (вторичное) облако.

Определяем  в первичном облаке:

 = · · · · ,

- коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ (приложение 2);

= 0,27

- коэффициент,  равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе сероводорода (приложение 2);

= 0,336

 – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха;

= 1

 – коэффициент,  учитывающий температуру воздуха;

= 1/1

= 0,27 · 0,336 ·  1 · 1 · 300 = 27 тонн

 

2. Рассчитываем  во вторичном облаке:

= (1- ) · · · · · · · ;

 – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ;

= 0,42

 – коэффициент,  учитывающий скорость ветра (приложение 3);

= 1,33

 – коэффициент,  зависящий от времени, прошедшего  после начала аварии N, определяется после расчета продолжительности испарения вещества Т.

= 1,7

= ( 1- 0,27) · 0,42 ·  0,336 · 1,33 · 1 · 1,7 · 1 ·   = 31, 36 тонн

 

3. Определяем время испарения вещества Т, ч;

Т = ;

Т = = 4 часа

 

4. Определяем:

= ;

= = 1,7 т.к. N T.

 

5. Определяем глубину заражения первичным облаком  ,км (приложение 1);

= 16,44 + · 7 = 19,6 км

= 21,02

 

6. Определяем полную глубину зоны заражения  , км:

= + 0,5

= 19,6 + 0,5 · 21,02 = 30 км

 

 

7. Определяем предельно-возможное значение глубины переноса воздушных масс, , км;

= у · N,

у – скорость переноса переднего  фронта облака зараженного воздуха, км/ч,

у = 10

= 10 · 2 = 20 км

8. Сравним значения и и выбираем меньшее. Это и будет глубина зоны заражения.

Так как  , то Г = = 20 км

 

II. Определение площади зон поражения.

1. Рассчитываем площадь зоны возможного заражения, ,.

Площадь зоны возможного заражения  – территория, в пределах которой под воздействием изменения направления ветра может перемещаться облако АХОВ;

= 8,27 ·  · · φ, где φ – угловые размеры зоны заражения.

Если V = 2м/с, то φ = .

= 8,27 ·  · 400 · 90 = 298

2. Определение площади зоны фактического заражения АХОВ в опасных для человека пределах:

= · · , где - коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха. При инверсии  = 0,081;

= 0,081 · 1,15 ·  400 = 37

 

       III. Нанесение зоны заражения на схему.

При скорости ветра 2 м/с, φ = , радиус совпадает с осью следа облака и ориентирован по направлению ветра.

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ: Г =20 км

Т = 4 ч

= 298

= 37

                                              Характеристика вещества.

   Сероводоро́д (серни́стый водоро́д, сульфид водорода, дигидросульфид) — бесцветный газ. Химическая формула — H2S. Плохо растворим в воде, хорошо — в этаноле. Ядовит. При больших концентрациях разъедает многие металлы. Концентрационные пределы воспламенения с воздухом составляют 4,5 — 45 % сероводорода.

   В природе встречается очень редко в виде смешанных веществ нефти и газа. Входит в состав вулканических газов. Образуется при гниении белков. Сероводород используют в лечебных целях, например, в сероводородных ваннах.

   Физические свойства: термически устойчив (при температурах больше 400 °C разлагается на простые вещества — S и H2). Молекула сероводорода имеет угловую форму, поэтому она полярна (μ = 0,34·10−29 Кл·м). В отличие от молекул воды, атомы водорода в молекуле не образуют прочных водородных связей, поэтому сероводород является газом. Раствор сероводорода в воде — очень слабая сероводородная кислота.

   Применение:  сероводород из-за своей токсичности находит ограниченное применение.

В аналитической химии  сероводород и сероводородная вода используются как реагенты для осаждения  тяжёлых металлов, сульфиды которых  очень слабо растворимы.

В медицине — в составе  природных и искусственных сероводородных ванн, а также в составе некоторых  минеральных вод.

Сероводород применяют для  получения серной кислоты, элементной серы, сульфидов.

Используют в органическом синтезе для получения тиофена  и меркаптанов.

В последние годы рассматривается  возможность использования сероводорода, накопленного в глубинах Чёрного  моря, в качестве энергетического (сероводородная энергетика) и химического сырья.

   Очень токсичен. Вдыхание воздуха с небольшим содержанием сероводорода вызывает головокружение, головную боль, тошноту, а со значительной концентрацией приводит к коме, судорогам, отёку лёгких и даже к летальному исходу. При высокой концентрации однократное вдыхание может вызвать мгновенную смерть. При небольших концентрациях довольно быстро возникает адаптация к неприятному запаху «тухлых яиц», и он перестаёт ощущаться. Во рту возникает сладковатый металлический привкус. При большой концентрации ввиду паралича обонятельного нерва запах сероводорода не ощущается.