Файл: 1. Удельная смертность при выбросе ахов в окружающую среду определение, размерность 2.doc

Содержание

Введение

Обеспечение безопасности человека и окружающей природной среды одна из главных задач общества.

Анализ тенденции развития аварий, катастроф и стихийных бедствий в последнем десятилетии и прогноз возможных опасностей показывают, что на территории России сохранится высокая степень риска возникновения крупномасштабных чрезвычайных ситуации природного и техногенного характера.

Важной инженерной задачей является умение оценить результат возможных последствий аварий на химически опасных объектах и принять меры по предотвращению опасных последствий на человека и окружающую среду, овладеть методами решения вопросов оценки последствий ЧС и своевременно принять превентивные меры.

Указания специалистов предусматривают овладение методикой прогнозирования масштабов зон заражения при выбросе АХОВ в атмосферу в газообразном, парообразном или аэрозольном состоянии, а также при авариях на технологических ёмкостях и хранилищах, при транспортировке, а также в случае разрушения объекта.

Цель данной работы – рассмотреть удельную смертность при выбросе АХОВ в окружающую среду - определение, размерность; численные значения удельной смертности для хлора, аммиака, метилизоцианата.

1. Удельная смертность при выбросе АХОВ в окружающую среду - определение, размерность

Аварийно химически опасное вещество (АХОВ) - это опасное химическое вещество, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварийном выбросе (разливе) которого может произойти заражение окружающей среды в поражающих живой организм концентрациях (токсодозах).

Основные особенности АХОВ:

- способность по направлению ветра переноситься на большие расстояния, где и вызывает поражение людей;

- объемность действия, то есть способность зараженного воздуха проникать в негерметизированные помещения;

- большое разнообразие АХОВ, что создает трудности в создании фильтрующих противогазов;

---

- способность многих АХОВ оказывать не только непосредственное действие, но и заражать людей посредством воды, продуктов, окружающих предметов.

Одномоментное загрязнение двумя и более токсичными агентами может стать причиной комбинированного действия на организм  нескольких ядов. При этом токсический эффект может быть усилен (синергизм) или ослаблен (антагонизм).

В соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 (99) «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности»¹, по степени воздействия на организм человека АХОВ разделяются на 4 класса опасности (таблица 1).


Таблица 1 – Нормы для класса опасности

Наименование	Норма для класса опасности
	1-го		2-го	3-го	4-го
1	2		3	4	5
Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м³	Менее 0,1		0,1-1,0	1,1-10,0	Более 10,0
Средняя смертельная доза при введении в желудок, мг/кг		Менее 15	15-150	151-5000	Более 5000
Средняя смертельная доза при нанесении на кожу, мг/кг		Менее 100	100-500	501-2500	Более 2500
Средняя смертельная концентрация в воздухе, мг/м³		Менее 500	500-5000	5001-50000	Более 50000
Коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО)		Более 300	300-30	29-3	Менее 3
Зона острого действия		Менее 6,0	6,0-18,0	18,1-54,0	Более 54,0
Зона хронического действия		Более 10,0	10,0-5,0	4,9-2,5	Менее 2,5

1 класс, чрезвычайно опасные: хлорокись фосфора, этиленимин, ртуть.

2 класс, высокоопасные: мышьяковистый водород, синильная кислота, диметиламин, фтор, хлор и т. д.

---

3 класс, умеренноопасные: триметиламин и др.

4 класс, малоопасные: аммиак, метилакрилат, ацетон.

Вещества 1 и 2 классов опасности способны образовывать опасные для жизни концентрации даже при незначительных утечках.

В настоящее время разрабатывается Технический регламент «О безопасности химической продукции», который будет иметь собственную классификацию химической продукции, обладающей острой токсичностью.

Определение числа погибших людей при выбросе облака АХОВ можно провести по формуле

 N_пот =   М

где   – средняя удельная смертность при воздействии делимого АХОВ, чел/т (табл. 28);

М – масса выброса АХОВ, т.

2. Численные значения удельной смертности для хлора, аммиака, метилизоцианата

Исходные данные по поражениям хлором разделяются на два больших класса: поражения в военных действиях и поражения в промышленных авариях. Эти классы сначала рассматриваются самостоятельно, затем сопоставлены полученные выводы.

Таблица 2 - Средняя удельная смертность для некоторых АХОВ 

Наименование вещества	, чел./т
1	2
Хлор, фосген, хлорпикрин Сероводород Сернистый ангидрид Аммиак Сероуглерод Метилизоцианат	0,50 0,20 0,12 0,05 0,02 12,5

 УДЕЛЬНАЯ СМЕРТНОСТЬ ПРИ ПОРАЖЕНИЯХ ХЛОРОМ В БОЕВЫХ ОПЕРАЦИЯХ

Газовая атака при Ипре 22 апреля 1915 г. описана в гл. 15 (разд. 15.2.3). Хлор был выпущен из стоящих в ряд цилиндров, и спастись почти никому не удалось.

Масса созданного облака хлора хорошо известна - 168 т, однако число погибших не установлено достоверно. Документальных свидетельств об этой боевой операции почти нет.

Немецкое командование объявило о 5000 погибших [Marshall,1977]. В книге [Haber,1986], в которой детально изучаются различные аспекты химического оружия, число погибших принимается равным 1000.

Указанное количество трудно безоговорочно принять

---

, поскольку на семикилометровом участке фронта, вдоль которого и было создано облако хлора, стояли 2 дивизии общей численностью 15 тыс. чел., причем не менее половины были на переднем крае или рядом с ним. Эти данные согласуются с приведенными в книге [Carrington,1970].

Если принять число погибших равным 1000, как рекомендует Хабер [Haber, 1986], то удельная смертность составит 6 чел./т. Если принять число 5000, как это сделано в работах [Prentiss,1937; Marshall, 1977], удельная смертность составит 30 чел./т.

Эти значения удельной смертности соответствуют условиям незащищенных войск и сильной инверсии в атмосфере. 50%-ная летальная доза LD50 для хлора составляет приблизительно 3,5 мг на 1 кг массы тела человека, или в среднем 0,25 г на человека.

Таким образом, из 168 000 кг хлора всего лишь от 550 г до 2,5 кг было непосредственно задействовано в поражении. Всего же в газовой атаке было задействовано 7 ∙ 108 50%-ных летальных доз.

В последующих случаях применения хлора в качестве боевого отравляющего вещества удельная смертность была значительно ниже. Данные по массе облаков хлора и числу погибших приводятся в работе [Prentiss,1937].

К этим сведениям надо относиться с осторожностью, поскольку в боевых условиях трудно разделить смертельные поражения, обусловленные хлором и вызванные другими факторами.

В целом для газовых атак в работе [Prentiss.1937] приводится соотношение: 2312 погибших на 1041 т хора.

Удельная смертность, таким образом, составляет примерно 2,22 чел./т.

Как бы то ни было, приведенные данные свидетельствуют о том, что в боевых условиях - при защите от возможного применения хлора и одновременного действия других поражающих факторов - удельная смертность от хлора была на уровне 2,22 чел./т.

УДЕЛЬНАЯ СМЕРТНОСТЬ ПРИ ПОРАЖЕНИЯХ ХЛОРОМ В ПРОМЫШЛЕННЫХ АВАРИЯХ

Данные по удельной смертности от хлора весьма существенны, так как он широко используется и очень токсичен. Эти данные могут быть использованы для оценки удельной смертности от других токсичных веществ по их известной относительной токсичности по сравнению с хлором.

Такую оценку, позволяющую продвинуться в этом важном направлении, следует проводить с учетом замечаний. Как будет показано ниже, число погибших в Бхопале, с учетом интенсифицирующих поражение факторов, может быть разумным образом соотнесено с произведением удельной смертности для хлора на токсичность метилизоцианата относительно хлора и массу выброса метилизоцианата.

---

Как зависит масштаб поражения от массы облака токсичного вещества? Если удельная смертность при взрывах степенным образом зависит от массы ВВ, а показатель степени равен - 0,333, то (предположив степенную зависимость удельной смертности от массы токсичного вещества. - Перев.) как определить показатель степени в интересующем нас случае? Автору не удалось найти в литературе обсуждения этого вопроса. Однако в работе [McQuaid,1982c] приводятся рассчитанные с помощью численной модели «DENZ» области смертельного поражения. Там же приведены результаты вычислительных экспериментов для различных режимов выброса (количество, длительность, тип вещества) и метеорологических условий (класс стабильности атмосферы, скорость ветра).

В предположении, что все находящиеся в области смертельного поражения погибают и что плотность работающих в промышленной зоне составляет 850 чел./км² (как принималось в этом разделе ранее), из расчетов получаем, что число погибших при выбросе 1 т хлора (это соответствует значению удельной смертности для массы облака, равной 1 т) колеблется в пределах 51 - 289.

Эти данные на несколько порядков превосходят значения удельной смертности для боевых действий. Эти значения также намного выше, чем для аварии в Бхопале, где токсичный агент был по крайней мере на порядок токсичнее хлора, так же как и соответствующая плотность населения.

Тем не менее автор книги восстановил по результатам расчетов работы [McQuaid, 1982 с] показатель степени функциональной зависимости (удельной смертности от массы токсичного облака).

Получилось, что интервал возможных значений этого параметра равен [-0,222; -0,06]. Поэтому у автора возникли серьёзные сомнения в применимости результатов расчетов числа погибших по численной модели «DENZ» и обоснованности использования значений показателя степени, полученных на основе этих результатов.

Таким значением могла бы, в крайнем случае, служить нижняя граница интервала, однако наиболее осторожное решение - это предположение о независимости удельной смертности от массы облака токсичного вещества.
Таблица 3 - Некоторые аварии с выбросом хлора²

Дата аварии	Место аварии	Хранилище хлора Ж/д цистерны	Масса облака, т	Количество погибших
1	2	3	4	5
1августа 1981 г.	пос. Монтана, Мексика	Ж/д цистерны	300	17

---