tema3_1 (Лекции), страница 2

Сосотояния, приводящие к смертельному исходу (эффекту).

Мера токсичности АХОВ - это количество вещества, вызывающее определенный токсический эффект, отнесенное к единице массы организма. Размерность токсичности выражается в г/кг или мг/кг. Так, например, к сильнодействующим ядовитым веществам относятся вещества с токсичностью <15 мг/кг, которая вызывает смертельный эффект.

Чем меньше мера токсичности, тем более токсичным является вещество. Однако реальное определение токсичности АХОВ во многих случаях затруднено (даже при экспериментах на биологических объектах), т.к. вещества могут попадать в организм такими путями, которые практически исключают возможность точного измерения количества поступившего АХОВ (например, при кожной резорбции или ингаляции).

Поэтому для АХОВ, проникающих в организм ингаляционно, количество вещества условно заменяется величиной, которую называют дозой и которая является произведением концентрации паров или аэрозолей в воздухе на время вдыхания зараженного воздуха.

Концентрация выражается количеством АХОВ в одном кубическом метре: С г/м.куб, мг/м.куб.

Доза определяется как: D = C t г мин/м.куб, мг мин/м.куб.

Доза, вызывающая конкретный токсический эффект, называется токсодозой и является характеристикой токсичности АХОВ.

В связи с этим различают пороговую или минимальную токсодозу (PD), выводящую из строя или поражающую токсодозу (ID), а также смертельную (LD). Токсодозами удобно пользоваться для ориентировочной оценки токсичного действия АХОВ.

Поскольку действие большинства АХОВ проявляется на достаточно коротком интервале, ограниченном обычно временем нескольких вдохов, то при определении токсодоз берется экспозиция, равная 1 мин. В этом случае также можно характеризовать концентрации АХОВ по токсическому воздействию: пороговая концентрация (PC), выводящая из строя (IC) и смертельная (LC), считая, что время нахождения в зараженном воздухе равно 1 мин.

Как было сказано выше, одним из факторов, влияющих на поражение организма, являются его индивидуальные особенности, поэтому по примеру военной токсикологии токсодозам и токсическим концентрациям часто придается вероятностный характер. Обычно рассматриваются средние токсодозы и концентрации, которые характеризуют наступление токсических эффектов у 50% людей, подвергшихся воздействию АХОВ: PD₅₀, ID₅₀, LD₅₀, PС₅₀, IС₅₀, LС₅₀. Иногда применяют абсолютные токсодозы, вызывающие поражение у 100% подвергшихся воздействию.

Наиболее употребительными значениями, характеризующими АХОВ по токсичности, являются: средние выводящие из строя токсодоза ID₅₀ и концентрация IС₅₀, а также средние смертельные токсодоза LD₅₀ и концентрация LС₅₀.

Следует отметить, что токсодозы обычно определяются для спокойного состояния человека, когда дыхание равномерное, с нормальным объемом вдыхаемого воздуха. При физической нагрузке объем вдыхаемого воздуха увеличивается (в спокойном состоянии человек вдыхает около 10 литров воздуха в минуту, при средней физической работе - 15л, а при тяжелой физической нагрузке - 40л), следовательно, за единицу времени в организм может поступить больше АХОВ и токсическая концентрация, как характеристика, в этом случае должна быть уменьшена.

1.2.2Классификация АХОВ

Наи­бо­лее час­то клас­си­фи­ка­цию АХОВ про­во­дят по при­зна­ку пре­иму­ще­ствен­но­го воз­дейс­твия на че­ло­ве­ка.

Со­глас­но кли­ни­че­ской клас­си­фи­ка­ции АХОВ де­лят­ся на сле­ду­ющие семь групп:

Ве­ще­ства пре­иму­ще­ствен­но уду­ша­юще­го дейс­твия (хлор, трех­хло­ри­с­тый фос­фор, хло­ро­кись фос­фо­ра, фос­ген, хлор­пик­рин);

Ве­ще­ства пре­иму­ще­ствен­но об­ще­ядо­ви­то­го дейс­твия (ци­ани­с­тый во­до­род, хлор­ци­ан, мы­шь­я­ко­ви­с­тый во­до­род);

Ве­ще­ства, об­ла­да­ющие уду­ша­ющим и об­ще­ядо­ви­тым дейс­тви­ем (ни­трил ак­ри­ло­вой кис­ло­ты, сер­ни­с­тый ан­гид­рид, се­ро­во­до­род, окис­лы азо­та);

Ней­ро­троп­ные яды (вещества нервно-паралитического действия), вещества, действующие на генерацию и передачу нервного импульса (се­ро­уг­ле­род, фосфорорганические ОВ);

Ве­ще­ства, об­ла­да­ющие уду­ша­ющим и ней­ро­троп­ным дейс­тви­ем (ам­ми­ак);

Ме­та­бо­ли­че­ские яды - нарушающие действие центральной нервной системы и системы крови (окись эти­ле­на, метилхло­ри­д);

Вещества, нарушающие обмен веществ (диоксины).

Сле­ду­ет от­ме­тить, что дан­ная клас­си­фи­ка­ция в опре­де­лен­ной сте­пе­ни услов­на, т. к. бо­ль­шинс­тво АХОВ дейс­тву­ет на ор­га­низм че­ло­ве­ка ком­плекс­но, кро­ме то­го, по­ми­мо основ­ных воз­дейс­твий, име­ют­ся по­боч­ные, час­то очень су­ще­ствен­ные.

1.3.Способы хранения АХОВ

Способы хранения АХОВ выбираются в зависимости от их физико-химических свойств. Основная цель - уменьшить объем хранимого вещества, что весьма существенно при промышленных масштабах использования АХОВ.

Важно отметить, что развитие аварии на ХОО и формирование зон химического заражения в основном определяется способом хранения АХОВ.

Основным параметром, определяющим выбор способа хранения АХОВ, является температура кипения Т_к .

Получили распространение следующие способы хранения АХОВ:

1. Хранение под давлением в жидком виде АХОВ, имеющих при атмосферном давлении низкую температуру кипения¹.

2. Изотермическое (при постоянной низкой температуре) хранение в жидком виде АХОВ, имеющих при атмосферном давлении низкую температуру кипения. Не­до­стат­ком это­го спо­со­ба яв­ля­ют­ся труд­но­сти ре­али­за­ции изо­тер­ми­че­ских ем­ко­стей про­мыш­лен­ных объ­емов, не­из­бе­жные утеч­ки за счет ис­па­ре­ния, не­об­хо­ди­мость слож­но­го хо­ло­ди­ль­но­го обо­ру­до­ва­ния.

3.Хранение АХОВ в газообразном виде, как правило при повышенном давлении. Способ применяется для тех АХОВ, для которых не удается достичь давлений, переводящих их в жидкое состояние, но все же уменьшающих объем хранения.

4. Хранение жидких АХОВ при нормальных условиях. Способ применяется для АХОВ, имеющих высокую температуру кипения.

1.3.1Рас­смо­трим спо­со­бы хра­не­ния АХОВ на при­ме­ре хра­не­ния ам­ми­ака.

1.3.1.1Изо­тер­ми­че­ское хра­не­ние жид­ко­го ам­ми­ака.

Для изо­тер­ми­че­ско­го хра­не­ния ам­ми­ака в про­мыш­лен­но­сти ис­по­ль­зу­ют­ся стан­да­рт­ные вер­ти­ка­ль­ные ци­лин­дри­че­ские ре­зер­ву­ары вмес­ти­мо­стью 10 тыс. т и 30 тыс. т.. Ре­зер­ву­ары це­ль­но­ме­тал­ли­че­ские, двух­сте­ноч­ные с теп­ло­изо­ля­ци­ей в про­странс­тве меж­ду стен­ка­ми, обо­ру­до­ван­ные сис­те­мой сиг­на­ли­за­ции по дав­ле­нию, тем­пе­ра­ту­ре и уров­ню жид­ко­сти, сис­те­ма­ми пре­до­хра­ни­те­ль­ных устройств.

Хра­не­ние про­из­во­ди­т­ся под из­бы­точ­ным дав­ле­ни­ем 2—8 КПа.

При хра­не­нии про­из­во­ди­т­ся охлаж­де­ние ем­ко­стей до тем­пе­ра­ту­ры -33^оС.

Для под­дер­жа­ния за­дан­но­го дав­ле­ния ам­ми­ак, ис­па­рив­ший­ся в ре­зу­ль­та­те при­то­ка теп­ла, от­во­дят по­тре­би­те­лям или кон­ден­си­ру­ют и воз­вра­ща­ют в ре­зер­ву­ар. При рос­те дав­ле­ния вы­ше за­дан­но­го га­зо­об­раз­ный ам­ми­ак сбра­сы­ва­ет­ся на фа­ке­ль­ную уста­но­вку и сжи­га­ет­ся в сме­си с бо­лее ка­ло­рий­ным при­род­ным га­зом.

1.3.1.2Хра­не­ние жид­ко­го ам­ми­ака под дав­ле­ни­ем.

Ве­ли­чи­на ра­бо­че­го дав­ле­ния в ре­зер­ву­арах рас­счи­ты­ва­ет­ся с уче­том мак­си­ма­ль­ной тем­пе­ра­ту­ры окру­жа­юще­го воз­ду­ха в мес­те рас­по­ло­же­ния пред­при­ятия. Обыч­но ис­по­ль­зу­ет­ся од­но из двух стан­да­рт­ных дав­ле­ний — 1 или 2 МПа.

Хра­не­ние под дав­ле­ни­ем 1,0 мПа (10 атм) и тем­пе­ра­ту­ре до +28^оС осу­ще­ствля­ет­ся обыч­но в ша­ро­вых ре­зер­ву­арах с теп­ло­изо­ля­ци­ей, вмес­ти­мо­стью от 900 до 2000т.

Под­дер­жа­ние за­дан­но­го дав­ле­ния в ем­ко­стях осу­ще­ствля­ет­ся так­же, как при изо­тер­ми­че­ском хра­не­нии.

Хра­не­ние жид­ко­го ам­ми­ака под дав­ле­ни­ем 2 МПа (20 атм) и тем­пе­ра­ту­ре до +50^оС про­из­во­ди­т­ся без от­во­да па­ров, об­ра­зу­ющи­х­ся в ре­зу­ль­та­те при­то­ка теп­ла и используется, как правило, в транспортных емкостях.

1.3.1.3Транс­пор­ти­ро­вка ам­ми­ака.

Транспортировка АХОВ проводится в специальных транспортных емкостях железнодорожным, водным и автотранспортом либо по магистральным трубопроводам.

Основное требование - обеспечение условий надежного хранения и безопасности при перевозках.

При бо­ль­ших объ­емах и да­ль­но­сти транс­пор­ти­ро­вки наи­бо­лее вы­год­ной яв­ля­ет­ся транс­пор­ти­ро­вка по ма­ги­стра­ль­ным тру­бо­про­во­дам. В США уже бо­лее 35 лет при­ме­ня­ют тру­бо­про­во­дную транс­пор­ти­ро­вку жид­ко­го ам­ми­ака от за­во­дов-про­из­во­ди­те­лей в рай­о­ны ин­тен­сив­но­го се­льс­ко­хо­зяйс­твен­но­го про­из­водс­тва, ис­по­ль­зу­юще­го его в ка­че­стве удо­бре­ния.

В  РФ экс­плу­ати­руется международный ам­ми­ако­про­вод То­ль­ят­ти-Одес­са, про­тя­жен­но­стью око­ло 2500 км.

Пе­ре­воз­ка ам­ми­ака ж/д транс­пор­том про­из­во­ди­т­ся в стан­да­рт­ных цис­тер­нах гру­зо­подъ­ем­но­стью 30,7 и 43 т в жид­ком ви­де под дав­ле­ни­ем 2 МПа. Цис­тер­ны в пре­дуп­ре­ди­те­ль­ных це­лях окра­ше­ны в стан­да­рт­ные для ам­ми­ака цве­та: вер­хняя по­ло­ви­на цис­терн окра­ше­на в свет­ло-се­рый цвет, ни­жняя часть — в зе­ле­ный.

Ав­то­мо­би­ль­ным транс­пор­том жид­кий ам­ми­ак пе­ре­во­зи­т­ся ав­то­тя­га­ча­ми с цис­тер­ной объ­емом 6 т при дав­ле­нии 2 МПа в юж­ных рай­о­нах и 1 МПа - в се­вер­ных.

Су­да , в ко­то­рых пе­ре­во­зи­т­ся ам­ми­ак во­дным пу­тем, име­ют ем­ко­сти от 100 до 100 000 м.куб. (так­же при 2 МПа ).

1.4.Источники опасности при авариях на ХОО.

О токсичности АХОВ уже говорилось. Кроме того, необходимо отметить, что очень многие АХОВ могут при определенных условиях представлять опасность как пожаро- и взрывоопасные вещества. Так, например, могут самовоспламеняться и гореть аммиак, окись этилена, синильная кислота, окись углерода. Могут участвовать в горении, расширяя зону пожара, хлор, фосген, двуокись серы, а окислы азота, гидразин и другие являются взрывоопасными АХОВ. К тому же и сам пожар может способствовать выделению различных ядовитых веществ. Например, при горении комовой серы выделяется в больших количествах двуокись серы, а горение полиуретана и других пластмасс приводит к выделению синильной кислоты, фосгена, окиси углерода, различных изоционатов, диоксина и других опасных веществ с поражающими концентрациями, особенно в закрытых помещениях.

Поэтому при ликвидации аварий на ХОО необходимо учитывать не только физико-химические и токсические свойства АХОВ, но и их пожаро- взрывоопасность, а также возможность образования в ходе пожара новых химически опасных веществ.

Анализ многочисленных аварий на ХОО показывает, что эти объекты могут быть источниками залповых выбросов АХОВ в атмосферу; сброса их в водоемы, заражения окружающей среды токсичными продуктами сгорания в сочетании с химически опасными веществами, а также разрушительных взрывов.

Таким образом, поражающими факторами аварий на ХОО могут быть:

1. Заражение воздушного пространства АХОВ и ядовитыми продуктами сгорания.

2. Заражение местности и водных бассейнов разлившимися и осажденными токсичными веществами.

3. Разрушения на объектах и за их пределами, вызванные взрывами паро- и газовоздушных облаков, образовавшихся в ходе аварии.

1.4.1Пример

В качестве примера рассмотрим завод по производству хлора (150 тыс т в год), средств защиты растений (5 тыс. тонн в год) и других продуктов. Завод расположен на берегу реки. Произошло разрушение резервуара вместимостью 150 т в хранилище жидкого хлора и возник пожар на складе готовой продукции.

Характеристика поражающих факторов: