2.2. Прогнозирование и оценка химической обстановки в чс.

Химическое заражение – распространение опасных химических веществ в окружающей природной среде в концентрациях или количествах, создающих угрозу для людей, сельскохозяйственных животных и растений в течение определенного времени.

Последствия химически опасных аварий характеризуются масштабом, степенью опасности и продолжительностью химического заражения.

Масштаб химического заражения характеризуется:

 радиусом и площадью района аварии;

 глубиной и площадью заражения местности с опасными плотностями;

 глубиной и площадью зоны распространения первичного и вторичного облака СДЯВ.

Рис13. Зона химического заражения АХОВ (СДЯВ):

П₃-П₄ – очаги поражения; III – участок разлива АХОВ; IV – территория распространения АХОВ; Г – глубина зоны; L – ширина зоны.

Под глубиной заражения понимается максимальная протяженность соответствующей площади заражения за пределами района аварии, а под глубиной распространения – максимальная протяженность зоны распространения первичного или вторичного облака АХОВ.

Под зоной распространения понимается площадь химического заражения воздуха за пределами района аварии, создаваемая в результате распространения облака АХОВ по направлению ветра.

Во всех случаях глубина химического заражения и распространения измеряется по направлению ветра от подветренной границы района аварии.

Зона химического заражения – территория или акватория, в пределах которой распространены или куда привнесены опасные химические вещества в концентрациях или количествах, создающих опасность для жизни и здоровья людей, для сельскохозяйственных животных и растений в течение определенного времени.

Под поражающими концентрациями понимается такое содержание в воздухе паров АХОВ, при которых исключается пребывание без противогазов.

В зависимости от количества выброшенного (вылившегося) ядовитого вещества в зоне химического заражения может образоваться один или несколько очагов химического поражения.

Размеры зоны химического заражения характеризуются глубиной распространения зараженного воздуха с поражающими концентрациями Г, шириной Ш и площадью S. Они зависят от количества АХОВ, физических и токсических свойств, условий хранения, метеоусловий и рельефа местности.

Количество вылившейся жидкости определяют по площади разлива и толщине слоя. Площадь разлива при обваловании хранилищ равна площади обвалованной территории, а толщина h слоя определяется по формуле h = Н – 0,2, где Н – высота обваловки (поддона). При отсутствии обваловки толщина слоя берется 0,05 м. Произведение площади разлива на толщину слоя даст примерный объем вылившейся жидкости.

При разрушении нескольких емкостей с различными ядовитыми веществами, если эти жидкости не вступят в химическую реакцию между собой, а их поражающей концентрацией примерно одинаковой, то общее количество разлившихся жидкостей определяют суммированием (синильная кислота, хлор, фосген).

Вещества однородного характера, но резко отличающиеся по степени токсичности, приводят к эквивалентной токсичности.

Основной характеристикой зоны химического заражения является глубина распространения зараженного воздуха.

Эта глубина пропорциональна концентрации АХОВ и скорости ветра. Повышение температуры почвы и воздуха ускоряет испарение АХОВ, а, следовательно, увеличивает концентрацию его над зараженной местностью.

На глубину распространения АХОВ и на их концентрацию в воздухе значительно влияют вертикальные потоки воздуха. Их направление характеризуется степенью вертикальной устойчивости атмосферы. Различают три степени вертикальной устойчивости: инверсию, изотермию, конвекцию.

Инверсия в атмосфере – это повышение температуры воздуха по мере увеличения высоты. Инверсия препятствует рассеиванию АХОВ на высоте и создает наиболее благоприятные условия для сохранения их высоких концентраций.

Изотермия характеризуется стабильным равновесием воздуха. Она наиболее типична для пасмурной погоды, также как и инверсия, способствует длительному застою паров АХОВ на местности, в лесу, в жилых кварталах населенных пунктов.

Конвекция – это вертикальное перемещение воздуха с одних высот на другие. Воздух более теплый перемещается вверх, а более холодный и более плотный – вниз. Конвекция вызывает сильное рассеивание зараженного воздуха, и концентрация АХОВ в воздухе быстро снижается. Отмечается конвекция в ясные летние дни.

Важной характеристикой зоны заражения является стойкость заражения, которая определяет продолжительность существования зоны заражения и вторичных очагов химического поражения. На скорость обеззараживания местности влияют, прежде всего, испарение, впитывание в почву и химическое разложение АХОВ.

Скорость испарения зависит от таких факторов, как температура воздуха, вид почвы, скорость ветра и степень вертикальной устойчивости атмосферы. На стойкость зоны химического заражения, возникшей на территории населенного пункта, воздействуют ряд особых факторов. В целом можно считать, что стойкость АХОВ в населенном пункте выше, чем на открытой местности.

Оценка последствий химически опасных аварий, прежде всего, осуществляется методом прогнозирования. Прогнозирование химической обстановки проводится заблаговременно и осуществляется с использованием справочников, ЭВМ.

СДЯВ выбрасываемые при авариях на химических предприятиях переносятся и рассеиваются в атмосфере по-разному в зависимости от ряда факторов: метеорологических, климатических, рельефа местности и расположения на ней объектов предприятий, плотности застройки, растительного покрова. При этом к важнейшим метеорологическим и климатическим факторам относят скорость ветра, температуру окружающего воздуха и распределение ее по вертикали, осадки. Особая роль их проявляется в нижнем слое атмосферы – до высоты 50-250 м над поверхностью земли.

После выброса из источника СДЯВ, они не остаются в атмосфере в неизменном виде. Прежде всего, происходят физические изменения, особенно в процессе динамических явлений, таких как перемещение и распространение в пространстве, турбулентная диффузия разбавление. Кроме того, СДЯВ способны вступать в химическое взаимодействие с другими компонентами атмосферного воздуха, изменяя во времени и пространстве свой количественный и качественный состав.

Эффективность рассеивания СДЯВ зависит от многих факторов. В общем случае степень разбавления выбросов находится в прямой зависимости от расстояния, которое прошел этот выброс до данной точки. СДЯВ, содержащиеся в выбросе, распространяются по направлению ветра в пределах сектора. Поступившие в атмосферу частицы СДЯВ перемещаются благодаря молекулярной и турбулентной диффузии. Рассеивание СДЯВ, осуществляемое за счет молекулярной диффузии, незначительно. Основная доля диффузионного переноса приходится на турбулентную диффузию. Перенос происходит под воздействием ветра в направлении от высокого давления к низкому. Ветер, который представляет собой турбулентное движение воздуха над поверхностью земли, является метеорологическим фактором, в значительной мере влияющим на горизонтальное перемещение СДЯВ.

Информация о скоростях и направлениях ветра в рассматриваемом районе расположения химически опасного объекта используется для анализа и выявления частоты образования неблагоприятных метеорологических условий, при которых возникает повышенное загрязнение воздуха.

СДЯВ после выброса разбавляется незараженным воздухом, при этом особое значение имеет концентрация СДЯВ в приземном слое воздуха до двух метров, где находятся люди.

Прогнозирование масштабов химического заражения в условиях города тесно связано с его климатом. Климатические условия в городах значительно отличается от окружающих районов, причем эти отличия при прочих равных условиях тем больше, чем значительнее территория города. Перепад температур, относительной влажности, величины солнечной радиации между городом и его окрестностями иногда соизмеряются с передвижением в естественных условиях на 20^о по широте. Причем климат города нельзя рассматривать изолированно, так как он является статистической совокупностью множества ежедневных погодных событий, происходящих на территории города