ДИПЛОМ / Раздел ДП Безопасность и охрана труда, Методические указхапния и примеры расчета / ПРимеры выполнения расчетов по ОТ

Р1 – уровень радиации на 1 час после аварии (эталонный уровень),

Рад/ч.

По табл. 20.2 на пересечении значений найденного отношения «а» и времени, прошедшего с момента аварии до начала облучения tобл. определяют продолжительность пребывания людей на загрязненной территории.

Поражение людей проникающей радиацией зависит от дозы излучения. Различают четыре степени лучевой болезни: 1 – легкая, при дозе излучения

1...2 Гр; 2 – средняя, при дозе излучения 2...4 Гр; 3 – тяжелая, при дозе излучения 4...6 Гр; 4 – крайне тяжелая, при дозе более 6 Гр. Практически не приводят к снижению трудоспособности следующие дозы излучения: при однократном облучении или периодически в течение 4-х суток – 0,5 Гр; за 10...30 суток – 1 Гр; за 3 месяца – 2 Гр; за год – 3 Гр.

Выход из строя людей при однократном внешнем облучении определяется по табл. 20.3. Зная дозу облучения на открытой местности или в помещениях, определяют санитарные и безвозвратные потери, т.е. количество заболевших и умерших, а также изменения в организме.

Таблица 20.3 – Выход из строя людей при однократном внешнем облучении

Доза облуче-	Санитарные	Безвозвратные	Примечания
ния, Гр	потери	потери
0-0,5	- “ -	- “ -	Возможны изменения в крови
0,6-1,2	10%	- “ -	В течение суток тошнота
1,3-1,7	25%	- “ -	В течение суток тошнота
1,8-2,2	50%	- “ -	В течение суток тошнота
2,3-3,3	100 %	20%	Выздоровление в течение 3-х суток
3,4-5,0	100 %	50%	Выздоровление в течение 6 месяцев
5,1-7,0	100 %	Почти 100 %	Рвота и тошнота через 4 часа после об-
			лучения
7,0-10,0	100 %	100 %	Рвота и тошнота через 2 часа после об-
			лучения

Пример 20.1. На радиационно-опасном объекте произошла авария с выбросом радиоактивных веществ. Уровень радиации, измеренный через 4 часа после аварии Рt, составил 40 Рад/ч. Определить уровень радиации на 1 час после аварии.

Решение. Выберем по табл. 20.1 коэффициент для пересчета уровней радиации на различное время после аварии К.

Так как прошло 4 часа после аварии, К = 0,575.

Уровень радиации на 1 час после аварии определим по формуле (20.7)

Р1 = Рt / К = 40 / 0,575 = 68,6 Рад/ч

385

Вывод. Эталонный уровень радиации (уровень радиации через 1 час после аварии равен 68,6 Рад/ч.

Пример 20.2. Авария на РОО произошла в 8 часов утра. В населенном пункте Верховье., в 11 часов уровень радиации составил 5 Рад/ч, а в населенном пункте Мартыново в 14 часов - 2 Рад/ч. Определить время, прошедшее после аварии и уровни радиации через час после аварии (эталонные уровни).

Решение. Время после аварии определим по формуле (20.6) -для п. Верховье: t = tuзм - taвp = 11-8 = 3 ч;

-для п. Мартынове: t = tизм. - taвp = 14 - 8 = 4 ч.

По табл. 20.1 находим значение коэффициентов для пересчета уровней радиации:

-для времени после аварии 3 ч – К = 0,645; -для времени после аварии 4 ч – К = 0,575.

Определяем по формуле (20.7) эталонные уровни радиации

Pt= Рt / К = 5 / 0,645 = 7,75 Рад/ч; Р1= Рt / К = 2 / 0,576 = 3,47 Рад/ч.

Пример 20.3. Определить дозу излучения, которую получат рабочие на открытой местности (Косл.=1), если начнут работу в п. В. через час после аварии на РОО (время начала облучения Тобл = 1ч). Уровень радиации на это время Р1 = 7,75 Рад/ч. Продолжительность работы Тр = 3 ч.

Решение. Определим время окончания работы

tK = Тобл + Тр = 1 + 3 = 4 ч

Определим по табл. 20.1 коэффициент пересчета уровней радиации для времени tK = 4 ч: К = 0,575

Определим уровень радиации в конце работы, выразив его из формулы

(20.7)

Рt = Рt ·K = 7,75 · 0,575 = 4,45 Рад/ч

Рассчитаем по формуле (20.1) дозу излучения, которую получат работники за промежуток времени, принимая tн = 1ч; tK = 4 ч; Р1 = Рк; Рн = Р1

Пример 20.4. Определить дозу облучения за период длительного проживания людей на загрязненной территории, допустимую продолжительность пребывания на загрязненной местности, возможные потери людей от облучения, если известно, что период проживания tн = 7 лет, tк = 56 лет. Уровень первоначального загрязнения по Цезию-137 (Т = 30 лет) N = 45 Ки/км2. Допустимая доза Ддоп = 25Р, коэффициент ослабления Косл.= 3. Время начала облучения 2 часа.

Решение. Определим первоначальный уровень радиации по формуле (20.3)

386

Р0 = 1,2 · 10-1 · N, Р0 = 1,2 · 10-1 · 45 = 5,4Ки / км2

Дозу облучения за период длительного проживания на загрязненной территории определяем по формуле (20.2)

Для определения допустимой продолжительности пребывания людей на загрязненной местности определим по формуле (20.8) отношение «а»

По табл. 20.2 при значениях а = 0,9 и tнач = 2часа определяем продолжительность пребывания людей на загрязненной местности tnpеб = 1час 35 минут.

Вывод. За период проживания – 49 лет доза облучения составит 121 Р, что может вызвать хроническую лучевую болезнь.

Задачи

1.Определить дозу облучения, которую получат рабочие на открытой местности, если начнут работу в п. Л. через 4 часа после аварии на РОО при уровне радиации на это время Р1 = 7 Р/ч. Продолжительность работы 3 часа;

2.Определить допустимую продолжительность работы на зараженной местности в п. С, если измеренный уровень радиации при входе в зону через 3 часа после аварии на РОО составил 5 Р/ч.

3.Определить возможные потери населения, если полученная доза в одноэтажном деревянном здании составила 50 Р, а в каменном 20 Р.

4.Уровень первоначального загрязнения по стронцию – 90 (Т = 28 лет) N

=50 Ки/км2. Определить дозу облучения за период длительного проживания людей на загрязненной территории от 10 до 70 лет после аварии в кирпичных одноэтажных домах (Косл.=10); в кирпичных пятиэтажных домах (Kосл.=27); в деревянных двухэтажных домах (Косл.= 8).

Глава 21. Аварии на химически опасных объектах

21.1. Общие сведения

Химически опасными объектами (ХОО) называют объекты народного хозяйства, производящие, хранящие или использующие аварийно химически опасные вещества.

Аварийно химически опасные вещества – химические вещества, которые при проливе, выбросе в окружающую среду способны вызвать массовые поражения людей, животных, растений, а также заражение почвы, воздуха, воды и объектов. В системе гражданской обороны к АХОВ относят: аммиак, окислы азота, сероводород, сероуглерод, сернистый ангидрид, соляная кислота, синильная кислота, формальдегид, фосген, фтор, фтористый водород, фосфата хлорокись, хлор, хлористый водород, хлорциан, этилена окись и др. вещества

[13].

На объектах народного хозяйства эти вещества (рис. 21.1) могут быть элементами технологического процесса (аммиак, хлор, серная и азотная кислота, фтористый водород), или образовываться при пожарах (оксид углерода, оксид

387

азота, хлористый водород, сернистый газ), или являться конечным продуктом, а также образовываться при разложении органики (метан, сероводород) и некоторых пестицидов (фосген).

АХОВ на объектах экономики

Исход-		Проме-		Побоч-		Готовый		Раство-		Средство
ное сы-		жу-		ный про-		продукт		ри-тель		перера-
рьё		Точный		дукт						ботки

Рис. 21.1. Использование АХОВ в народном хозяйстве

Агрегатное состояние АХОВ может быть различным: жидкое, твердое, газообразное. В большинстве случаев при обычных условиях АХОВ могут находиться в газообразном и жидком состояниях. При производстве, использовании, хранении их состояние может отличаться от такового в обычных условиях, что может оказать существенное влияние на количество вещества, выбрасываемого при авариях в атмосферу, и на состав образующегося облака АХОВ. Физикохимические свойства АХОВ представлены на рис. 21.2.

Физико-химические свойства АХОВ

			Газообразное, жидкое, твердое,
	Агрегатное состояние
			особое аэрозольное
	Летучесть
			Нелетучие, летучие, высоколе-
	(способность переходить в
	парообразное состояние)		тучие
	Растворимость
			Высокая, низкая
	(способность образовывать с
	другими веществами однород-
	ные системы)
	Токсичность		Токсодоза
	(способность вызывать патоло-		(количественная оценка ток-
	гические изменения в организ-		сичности, мг·мин/м3): порого-
	ме человека)		вая, смертельная
	Концентрация		Предельно-допустимая
	(количество вещества в едини-		(ПДК), пороговая,
	це объёма, мг/м3)		смертельная

Плотность заражения (количество вещества на единицу площади, мг/м2)

Рис. 21.2. Свойства и характеристики АХОВ [28]

Повреждение или разрушение хранилищ, цистерн, емкостей, трубопрово-

388

дов в результате аварий обуславливается попаданием АХОВ в атмосферу с последующим образованием зоны заражения.

Двигаясь по направлению приземного ветра, облако АХОВ может формировать зону заражения глубиной до десятков километров, вызывая опасность поражения незащищенных рабочих и служащих химически опасных объектов, проживающего вблизи населения.

21.2. Методика оценки химической обстановки при авариях на ХОО

Под химической обстановкой понимают совокупность последствий химического заражения местности АХОВ или отравляющими веществами, оказывающих влияние на деятельность объектов народного хозяйства и населения.

Химическая обстановка создается в результате разлива (выброса) АХОВ с образованием зоны химического заражения.

Под зоной заражения понимается территория, в пределах которой будет проявляться поражающее действие АХОВ, а под глубиной зоны понимается расстояние от источника заражения до границ зоны.

Оценка химической обстановки включает определение масштабов и ха-

рактера химического заражения, а также выбор наиболее целесообразных вариантов действий, исключающих поражение людей.

Исходными данными для оценки химической обстановки являются: тип и количество АХОВ; район и время выброса, вылива АХОВ; степень защищенности людей; топографические условия местности; метеоусловия: скорость и направление ветра, температура воздуха и почвы, степень вертикальной устойчивости воздуха [13].

Различают три степени вертикальной устойчивости воздуха: инверсия,

изотермия, конвекция, которые определяются по табл. 21.1.

Таблица 21.1 – Определение степени вертикальной устойчивости воздуха по данным прогноза погоды

Скорость		Ночь			День
ветра,	ясно	полуясно	пасмурно	ясно	полуясно	пасмурно
м/с
0,5	инверсия	инверсия	изотермия	конвекция	конвекция	изотермия
0,6...2	инверсия	инверсия	изотермия	конвекция	конвекция	изотермия
2,1...4	инверсия	изотермия	изотермия	конвекция	изотермия	изотермия
Свыше 4	изотермия	изотермия	изотермия	изотермия	изотермия	изотермия

Инверсия возникает в вечерние часы за час до захода солнца, разрушается за час после его восхода. При инверсии нижние слои воздуха холоднее верхних, что препятствует рассеиванию по высоте и создает благоприятные условия для сохранения высоких концентраций АХОВ в воздухе.

Изотермия характеризуется стабильным равновесием, характерна для пасмурной погоды, может возникать в утренние и вечерние часы как переходное состояние от инверсии к конвекции и наоборот.

389

Конвекция возникает через два часа после восхода солнца и разрушается за два часа до его захода. При конвекции нижние слои воздуха нагреты больше, чем верхние, что способствует рассеиванию зараженного облака и снижению концентрации АХОВ.

Глубина зоны химического заражения зависит от количества АХОВ на объекте (в емкости), их токсичности, физических свойств, метеоусловий и рельефа местности. Глубина распространения ГТ зараженного облака определяется по справочным таблицам: для открытой местности – по табл. 21.2; для закрытой местности – по табл. 21.3.

Для обвалованных и заглубленных емкостей с АХОВ табличная глубина распространения уменьшается в 1,5 раза. Фактическая глубина зоны заражения будет равна

ГФ = ГТ :1,5

(21.1)

где Гф – глубина зоны заражения фактическая, с учетом обвалования или заглубления емкости, км;

ГТ – табличное значение глубины зоны заражения, км (табл. 21.1 или

21.2).

Таблица 21.2 – Глубина распространения (км) облака зараженного воздуха с поражающими концентрациями АХОВ на открытой местности при скорости ветра I м/с (емкости не обвалованы)

	Наименование вещества		Количество АХОВ в емкости (на объекте), т
		1	5	10	25	50	75	100	500	1000
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
			При инверсии
	Хлор, фосген	9	23	4,9	80	Более 80
	Цианистый водород	6	16	24	53,3	80	Более 80
	Аммиак	2	3,5	4,5	8,5	9,5	12	15	35,5	80
	Сернистый ангидрид	2,5	4	4,5	7	10	12,5	17,5	53,3	80
	Сероводород	3	5,5	7,5	12,5	20	25	61,6	80,4	100
			При изотермии
	Хлор, фосген	1,8	4,6	7	11,5	16	19	21	36	54
	Цианистый водород	1,2	3,2	4,8	7,9	12	14,5	16,5	38	52
	Аммиак	0,4	0,7	0,9	1,3	1,9	2,4	3	6,7	11,5
	Сернистый ангидрид	0,5	0,8	0,9	1,4	2	2,5	3,5	7,9	12
	Сероводород	0,6	1,0	1,5	2,5	4	5,0	8,8	14,5	20
			При конвекции
	Хлор, фосген	0,47	1,0	1,4	1,96	2,4	2,85	3,05	3,6	4,3
	Цианистый водород	0,36	0,7	1Д	1,58	1,8	2,18	2,47	3,8	4,16
	Аммиак	0,12	0,21	0,27	0,39	0,5	0,62	0,64	1,14	1,96
	Сернистый ангидрид	0,15	0,24	0,27	0,42	0,52	0,65	0,77	1,34	2,05
	Сероводород	0,18	0,33	0,45	0,65	0,88	1,10	1,50	2,13	2,4

Таблица 21.3 – Глубина распространения (км) облака зараженного воздуха с поражающими концентрациями АХОВ на закрытой местности при скорости ветра

390

1 м/с (емкости не обвалованы)

	Наименование вещества		Количество АХОВ в емкости (на объекте), т
		1	5	10	25	50	75	100	500	1000
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
			При инверсии
	Хлор, фосген	2,57	6,57	14	22,85	14,14	48,85	54	Более 80
	Цианистый водород	1,71	4,57	6,35	15,22	29,85	29	33	Более 80
	Аммиак	0,57	1,00	1,28	1,85	2,71	3,42	4,28	10,14	22,8
	Сернистый ангидрид	0,71	1,14	1,28	2,00	2,85	3,57	5	15,14	22,8
	Сероводород	0,85	1,57	2,60	3,57	5,71	7,44	17,6	37,28	51,4
			При изотермии
	Хлор, фосген	0,51	1,31	2,00	3,28	4,57	5,43	6,0	10,28	15,4
	Цианистый водород	0,43	0,91	1,37	2,26	3,43	4,14	4,7	10,86	14,8
	Аммиак	0,114	0,2	0,26	0,37	0,54	0,68	0,86	1,92	3,28
	Сернистый ангидрид	0,142	0,23	0,26	0,40	0,57	0,71	1,1	2,26	3,43
	Сероводород	0,171	0,31	0,43	0,71	1,14	1,43	2,51	4,14	5,72
			При конвекции
	Хлор, фосген	0,15	0,40	0,52	0,72	1,0	1,2	1,32	1,75	2,31
	Цианистый водород	0,10	0,273	0,411	0,59	0,75	0,91	1,03	1,85	12,23
	Аммиак	0,034	0,06	0,08	0,11	0,16	0,21	0,26	0,50	0,72
	Сернистый ангидрид	0,043	0,07	0,08	0,12	0,17	0,21	0,30	0,59	0,75
	Сероводород	0,51	0,093	0,13	0,21	0,34	0,43	0,65	0,91	1,26

Для скоростей воздуха более 1 м/с необходимо вводить поправочный коэффициент к0 (табл. 21.4). Окончательная глубина зоны заражения Гф с учетом поправочного коэффициента к0 определится из выражения

Г'Ф = Гф · к0

(21.2)

Таблица 21.4 – Поправочные коэффициенты для учета влияния скорости ветра на глубину распространения зараженного воздуха

Степень вертикальной					Скорость ветра и, м/с
устойчивости воздуха	1	2		3	4	5	6	7	8		9	10
Инверсия	1	0,6		0,45	0,38	-	-	-	-		-	-
Изотермия	1	0,71		0,55	0,50	0,45	0,41	0,38	0,36		0,34	0,32
Конвекция	1	0,70		0,62	0,55	-	-	-	-		-	-
Ширина зоны химического заражения зависит от степени вертикальной ус-
тойчивости воздуха и определяется по следующим соотношениям:
- при инверсии	Ш = 0,03		· Г'Ф								(21.3)
- при изотермии Ш = 0,15			· Г'Ф								(21.4)
- при конвекции Ш = 0,08			· Г'Ф								(21.5)

где Г'Ф – глубина распространения при конвекции глубина распространения облака зараженного воздуха с учетом поправочного коэффициента, км.

Площадь зоны – химического заражения S определяется, как площадь рав-

391

нобедренного треугольника

S	1		(21.6)
	2	Гф Ш

Для оценки химической обстановки необходимо знать время, в течение которого облако зараженного воздуха достигнет определенного рубежа и создастся угроза поражения людей.

Время подхода облака зараженного воздуха tподх., (мин) определяется из выражения

tподх.	R	.	(21.7)
	пер 60

Таблица 21.5 – Средняя скорость переноса зараженного АХОВ воздушным потоком vпер, м/с

Скорость		Удаление от места аварии R, км
ветра
	до 10	более 10	до 10	более 10		до 10	более 10
υ, м/с
	инверсия		изотермия			конвекция
1	2	2,2	1,5	2		1,5	1,8
2	4	4,5	3	4		3	3,5
3	6	7	4,5	6		4,5	5
4	-	-	6	8		-	-
5	-	-	7,5	10		-	-
6	-	-	9	12		-	-
7	-	-	10,5	14		-	-
8	-	-	12	16		-	-
9	-	-	13	18		-	-
10	-	-	15	20		-	-

Примечания: 1 Облако зараженного воздуха распространяется на высоты, где скорость ветра больше, чем у поверхности земли. Вследствие этого средняя скорость распространения будет больше, чем скорость ветра на высоте 1 м.

2 Конвекция и инверсия при скорости ветра более 3 м/с наблюдается » редких случаях.

Скорость переноса облака зараженного воздуха υпер. можно определить по формуле

υпер. = (2 … 3) · υ,

(21.8)

где υ – скорость ветра, м/с.

Время поражающего действия tnop зависит от времени его испарения tисп из поврежденной емкости или с площади разлива, и определяется по формуле

tпор = tucп ·Кucп,	(21.9)
392

где tucп – время испарения, ч (табл. 21.6);

Кисп – поправочный коэффициент, учитывающий влияние различных скоростей ветра на время испарения АХОВ (табл. 21.7).

Таблица 21.6 – Время испарения некоторых АХОВ, ч (при скорости ветра 1 м/ч)

	Наименование АХОВ	Характер разлива
		не обвалованная емкость	обвалованная емкость
	Хлор	1,3	22
	Фосген	1,4	23
	Цианистый водород	3,4	57
	Аммиак	1,2	20
	Сернистый ангидрид	1,3	20
	Сероводород	1,0	10

Примечание. Принимается, что при разрушении не обвалованной емкости АХОВ разливается свободно на поверхности, высота слоя разлившегося вещества составляет 0,05 м, в случае разрушения обвалованной емкости вещество размещается в пределах обвалования, высота слоя разлившегося АХОВ условно принимается равной 0,85 м.

Таблица 21.7 – Поправочный коэффициент Кисп., учитывающий влияние различных скоростей ветра на время испарения АХОВ

Скорость ветра, м/с	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Поправочный коэф-	1,00	0,70	0,55	0,43	0,37	0,32	0,28	0,25	0,22	0,20
фициент Кисп.

Время испарения для веществ, не указанных в табл. 21.6, можно рассчитать по формуле

tucп = G / vucm

где vисп – скорость испарения, г/мин;

исп 12,5 S Ph (5,38 4,1 в ) M 10 8

где S – площадь разлива, м2;

Рh – давление насыщенных паров, кПа (табл. 21.8); М – молекулярная масса жидкости, г (табл. 21.8); υв – скорость ветра, м/с.

(21.10)

(21.11)

Площадь разлива химического вещества S можно определить из выраже-

ния

S	G	,	(21.12)

h

где G – масса АХОВ, т;

393

ρ – плотность АХОВ, т/м3 (табл. 21.8);

h – толщина слоя разлившейся жидкости, м;(при свободном разливе h =

0,05м).

При разливе в поддон высотой Н толщина слоя h определяется по форму-

ле [24]

		h = H – 0,2		(21.13)
Таблица 21.8 – Физико-химические свойства АХОВ
		Молекулярная		Давление насы-
	Название вещества		Плотность, ρ, кг/м3	щенных паров, Ph,
		масса, М, г		кПа
	Аммиак газ	17	0,771	854
	Аммиак жидкость	-	680	-
	Хлор газ	71	3,214	690
	Хлор жидкость	-	1570	-
	Сернистый ангидрид	64	11460	350
	Фосген	98,9	3500	200
	Сероводород	34	0,938	-
	Синильная кислота	27	900	100
	Хлорциан жидкость	-	1220	150

Глубина зоны распространения АХОВ, не указанных в табл. 21.2 и 21.3, может быть рассчитана по формуле

	Г	34,2 G/ D 2/3	,	(21.14)
		KВУВ RОБВ

где G – количество АХОВ, кг;

D – токсодоза, мг мин/л;

υ – скорость приземного ветра, м/с; КВУВ – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости

воздуха; КВУВ = 5 (конвекция); КВУВ = 1/5 (инверсия); КВУВ = 1 (изотермия); КОБВ – коэффициент, учитывающий глубину зоны при наличии обвалова-

ния; КОБВ = 1,5 (есть обвалование); КОБВ=1 (нет обвалования).

Потери рабочих, служащих и проживающего вблизи от объектов населения будут зависеть от численности людей, оказавшихся на площади очага, степени защищенности их и своевременного использования средств индивидуальной защиты (противогазов).

Количество рабочих и служащих, оказавшихся в очаге поражения, подсчитывается по их наличию на территории объекта, по зданиям, цехам, площадкам; количество населения - по жилым кварталам в городе (населенном пункте).

Потери людей в очаге поражения, находящиеся на открытой местности

394