Прогнозирование масштабов заражения АХОВ при химической аварии

Нижегородский Государственный

 архитектурно-строительный университет

 

 

 

Кафедра Гражданской обороны

 

 

 

 

Расчетно-графическая работа на тему:

 

 

« Прогнозирование  масштабов заражения АХОВ

при химической аварии»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила

 студентка гр. ПГС 600/1……………………………. Торопова Н.В.

 

Проверил ……………………………………………   Жилов А.В.

 

 

 

2013 год

2.1. Исходные данные :

На расстоянии 0.7.км к западу от населенного пункта произошла  химическая авария со свободным выливом (выбросом) 5т АХОВ типа аммиак. Метеоусловия: ветер: западный, 2м/с, температура наружного воздуха 0⁰С, инверсия.

2.2. Аварийно химически опасные вещества(АХОВ)- это искусственные химические соединения, производимые, хранящиеся на складах, транспортируемые и применяемые на объектах экономики.

Химически опасный  объект(ХОО)- предприятие или организация, где хранят, перерабатывают, используют или транспортируют опасные химические вещества, при аварии на которых или при их разрушении может произойти гибель или химическое заражение людей, животных и растений, а так же химическое заражение окружающей среды.

Химическая авария (ХА)-чрезвычайное событие на химическом объекте, сопровождающееся проливом, утечкой, выбросом или просыпанием опасных химических веществ, способное привести к гибели или химическому заражению окружающей среды. Крупная авария или стихийное бедствие, повлекшие за собой человеческие жертвы, значительный материальный ущерб и другие тяжелые последствия, называется катастрофой.

Зона химического  заражения(ЗХЗ)- территория, в пределах которой распространены или привнесены АХОВ в концентрациях или количествах, создающих опасность для жизни и здоровья людей, животных и растений в течении определенного времени. размеры этой зоны зависят от типа АХОВ, их вылившейся массы, характера разлива, метеоусловий и топографических условий местности. ЗХЗ включает очаг химического заражения, район аварии и район распространения облака АХОВ. Внешние границы ЗХЗ принято определять по пороговому значению токсодозы при ингаляционном воздействии на человека.

Очаг химического  заражения- территория или участок, где образовался аварийный разлив АХОВ.

Район аварии- территория в границах зоны химического заражения, в пределах которой облако АХОВ обладает наибольшими поражающими возможностями.

Принятые допущения:

1. Емкости, содержащие АХОВ, при аварии разрушены полностью. Толщина слоя жидкости для АХОВ, разливающихся свободно, принимается равной В= 0,05м по всей площади разлива. Для АХОВ, разлившихся в поддон или обваловку, она на 0,2м меньше, чем высота поддона (обваловки).
2. При авариях на газо-и продуктопроводах выброс АХОВ принимается равным максимальному количеству веществ, содержащимся в трубопроводе между автоматическими отсекателями.
3. Внешние границы зоны химического заражения рассчитываются по пороговой токсодозе при ингаляционном воздействии на организм человека.
4. При заблаговременном прогнозировании принимаются: выброс АХОВ соотвествует массе вещества в максимальной по объему единичной емкости, метеоусловия-инверсия, направление ветра- по розе ветров, скорость ветра-1м/с. Температура воздуха типовая для сезона года.

Характеристика  аммиака.

Аммиак - вещество удушающего и нейротропного действия. Бесцветный газ с резким запахом нашатыря, почти в два раза легче воздуха, хорошо растворим в воде, горит при наличии постоянного источника огня, пары образуют в воздухе взрывоопасные смеси, может проникать в верхние этажи зданий. ПДК - 0,02 мг/л, поражающая концентрация - 0,2 мг/л, пороговая токсодоза - 15 мг/л. Действует на органы дыхания, глаза, кожу, нервную систему и мозг, нарушает свертываемость крови и чувство равновесия, понижает болевую чувствительность, вызывает головокружение. При остром отравлении - помутнение хрусталика, охриплость. При высоких концентрациях смерть наступает через несколько часов. Аммиак ядовит, ПДК 20 мг/м3. Жидкий аммиак вызывает сильные ожоги. При содержании в воздухе 0,5% по объему аммиак сильно раздражает слизистые оболочки. При остром отравлении поражаются глаза и дыхательные пути. При хроническом отравлении -- расстройство пищеварения, катар верхних дыхательных путей, ослабление слуха. Смесь аммиака и воздуха взрывоопасна.

2.3. Коэффициенты, используемые при расчетах

К₁- определяющий относительное количество АХОВ, переходящего в газ;

К₂- определяющий удельную скорость испарения АХОВ;

К₃- отношение пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе данного вещества;

К₄- учитывающий скорость ветра;

К₅- учитывающий степень вертикальной устойчивости атмосферы;

К₆-зависящий от времени, на которое осуществляется прогноз, рассчитывается по формуле:

К₆ =       , где Ти –продолжительность испарения АХОВ, час

К₇ – коэффициент, учитывающий температуру воздуха;

К₈ – коэффициент, учитывающий массу разлившегося АХОВ для размеров района аварии.

2.4. Расчеты и  обоснования параметров зоны  химического заражения

Зона химического заражения  включает очаг химического заражения, район аварии и район распространения  облака АХОВ.

Очаг химического заражения  при свободном разливе имеет  форму круга, его радиус (R_охз ) рассчитывается по формуле:

       R_{охз =,}                     (1)

где Р_в-плотность вещества, т/м³ , М_в – масса разлившегося вещества, т

 

  R_{охз =} = 6,8м

Рассчитываем площадь  очага заражения:

            П_охз = 3,14 ∙ R_охз                                     (2)

                                               П_охз = 3,14 ∙ 6,8 м                                     

Район аварии имеет форму  круга, его радиус (R_ра ) рассчитывается по формуле:

           R_ра = (0.5∙К₈) км                (3)

 

                                                R_ра = 0,5∙0,3 =0,15 км

Отсюда, площадь района аварии (П_ра) составит:

         П_ра =3,14∙ R_ра км₂                       (4)

П_ра =3,14∙0,15² ,км²  

Продолжительность поражающего  действия (Т_пд)данного АХОВ определяется временем испарения с площади разлива (Т_и ) и рассчитывается по формуле:

Т_пд = Т_и  = (В ∙ Р_в )/ К₂ ∙ К₄  ∙К₇ , час                   (5)

Т_пд = Т_и  = 0,05 ∙ 0,681/ 0,025∙1,33∙0,6= 1,7час= 102 мин

Расчет глубин распространения  первичного и вторичного облаков  АХОВ выполняется по эквивалентным(по отношению к хлору) значениям в них вещества, участвующего в аварии.

Эквивалентное количество веществ, образующее первичное облако АХОВ (М_э1) рассчитывается по формуле:

                  М_э1 = М _в ∙ К₁∙К₃∙К₅∙ К₇, т                (6)

М_э1 = 5∙0,18∙0,04∙1∙0,6=0,0216,т

Эквивалентное количество веществ, образующее вторичное облако АХОВ (М_э2) рассчитывается по формуле:

М_э2= М _в ∙(1- К₁) ∙К₂∙К₃∙К₄∙К₅∙К₆∙К₇)/ В ∙ Р_в , т     (7)

М_э2= 5∙(1-0,18) ∙0,025∙0,04∙1,33∙1∙1/0,05 ∙ 0,681=0,16

Зная значения М_э1 и М_э2 и скорость ветра (2м/с) находим глубины распространения первичного (Г₁ и Г₂) облаков АХОВ, которые будут равны:

Г₁= 0,43 км; Г₂ =1,11км

Полная теоретическая  глубина зоны химического заражения  местности (Г_п),обусловленная воздействием первичного и вторичного облаков АХОВ, определяется по формуле:

                       Г_т = Г_max +0,5Г_min ,км                   (8)

где Г_max-наибольший, Г_min –наименьший из размеров Г₁и Г₂

следовательно, для заданных условий она составит:

Г_т =1,11+0,5∙0,43= 1,33км

 

Полученное значение Гт сравнивается с предельно возможной глубиной переноса воздушных масс за время испарения АХОВ, которая определяется по формуле:

                     Г_n = C_n ∙ T_и, км                      (9)

Где Cn – скорость переноса облаков АХОВ (км/час).

Отсюда:                                         Г_n = 10 ∙1,7=17 км.

За окончательную расчетную  глубину зоны химического заражения  принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений Г_т , либо Г_n. Следовательно, Г_ргз= 1,33км.

Время подхода облака АХОВ к объекту рассчитывается по формуле:

                      Т_под =Х/ C_n, час                   (10)

где Х- расстояние от очага  аварии до объекта, км

подставив значения, получим:

Т_под = 0,7/10=0,07час= 4 мин.

 

Простейшие меры и правила самозащиты от АХОВ

 

1.В местном органе ГО и ЧС выяснить источник химической опасности вблизи своего места жительства и телефон дежурной службы.

2.Четко представлять, какую опасность для человека таит конкретное АХОВ, собственными силами изготовить ватно-марлевые повязки для себя и членов семьи.

З.На случай экстренной эвакуации  предусмотреть минимальный набор  предметов первой необходимости (по сезону) и продукты на 2-3 дня.

4.Проявлять особую заботу  о детях, для них токсодозы в 4-10 раз меньше, чем для взрослых.

5.При возникновении подозрения  на поражение АХОВ исключить  любые физические нагрузки, принять  обильное питье и обратиться  к врачу.

6.Если авария Вас застала  на улице, то сразу же необходимо  укрыться в помещениях ближайшего жилого или общественного здания и занять нужный этаж.

7.Если сигнал застал  Вас дома, то немедленно закрыть  окна, форточки, заклеить плотным  материалом вентиляционные отверстия.

8.Занять комнату с подветренной  стороны ветра.

9.При появлении резких  посторонних запахов применять  ватно-марлевые повязки, сложенные  в несколько слоев полотенца  и т.п.

10.После прохождения облака  АХОВ тщательно проветрить квартиру.

 

Средства защиты от аммиака.

Средства защиты - промышленные противогазы марки КД и К. Боевые и гражданские противогазы от аммиака не защищают. Возможна кратковременная  защита с помощью ватно-марлевой повязки, смоченной водой или 5% раствором  лимонной кислоты. Для защиты кожи можно  использовать спортивный костюм, пропитанный  мыльно-масляной эмульсией (300 г мыла, 0,5 г масла на 2 л горячей воды). Признаки поражения: раздражение глаз и верхних дыхательных путей, насморк, кашель, тошнота, учащенное  сердцебиение, нарушение частоты  пульса.