Методичка (3) (975694), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Еслиизвестны константы (а, Р, v), a также значение LCT50, и приподстановке концентрации для 50% поражения в уравнение дляпробит функции получится значение PR = 5, то константыприменяются для выражения A(?R-5). Если же PR= 0, то - A(PR).Для различных токсичных и вредных веществ пробит-функцияимеет различные константы, определяемые в результате специальныхмедико-биологическихисследованийиотнесенныек172среднестатистическому составу населения или, если это оговореноспециально, к определенному контингенту (группе) людей.
В таблице5.4.1 приведены константы для вычисления пробит-функщшлетального поражения для некоторых химических веществ,рекомендованные Центром изучения безопасности химическихпроцессов Американского института инженеров-химиков длитехнического персонала заводов [26].Таблица 5,4.1Константы для вычисления пробит - функции летального поражениятехнического персонала (С - ррм, Т - мин).ВеществоАкролеинАкрилонитрилАммиакБензол|БромjУгарный газ1аВ-9.931-29.422.04913.0081.851.43-35.90-109,78-9.04Формальдегид-12.245.30.923.70.4080.921.3Соляная кислота-16.852.00Цианистоводородная кислотаФтористоводородная кислота-29.42СероводородБромистый метилМетилизоцианатДвуокись азотаФосгенОкись пропиленаДвуокись серыТОЛУОЛ«31.42-37.98Четыреххлористый углерод-6.29Хлор-8.29-35,87-56.81-5.642-13,79-19.27-7,415-15.67-6.7943.0083.3543.0085.271.6371.43,6860,5092.100,408V22212.5221.001.431.001.431.000.653212.00ЬОО2.5173Как уже отмечалось, результат токсикологического воздействиязависят от текущего состояния человека, его возрастных и физическихданных и ряда других особенностей.
Это приводит к тому, чтозачастую эффект воздействия может изменяться в 2 - 5 раз припоглощении одной и той же дозы токсиканта. Более того в рядезарубежных работ значения пробит-функций приведены с учетомповедения людей и их физиологической активности [27],Этап выделения и обоснования критериев негативноготоксического воздействия на человека во многом определяетполучаемые в дальнейшем количественные характеристики риска.Так, например, распространение критериев токсического воздействия,принятых для технического персонала предприятия, на все населениерегиона приводит к значительному занижению показателей риска.С использованием данных работ [28] ниже дан примеробоснования критериев негативного воздействия для хлора.
Группариска среди населения, подверженного потенциальному токсическомувоздействию, состоит из:Дети <6 месяцев0.8%<12 месяцев0.8%12 месяцев-6 лет7.5%6 лет-9 лет8.2%Пожилые люди >70 лет8.5%Люди с хроническими заболеваниями сердца0.5%Люди с заболеваниями органов дыхания0.9%Люди с ограниченной подвижностью0.4%Слепые0,2%Взрослые и подростки72.2%Для токсических веществ подобного типа мера тяжестипоследствий определяется скоростью поглощения вещества и можетбыть выражена (при C(T)=const) как(5А9)174где V^- скорость дыхания, л/мин; Рд - площадь повергаостй легких,м2; С концентрация токсиканта в воздухе, мг/м3,И скорость дыхания, и поверхность легких обычнокоррелируются с общим весом человека (М, кг)(514.10)где kj - константы,дифференциацию.имеющиеопределеннуювозрастнуюТаким образом, D » k e • М0'22 • Сй t.Типовые значения скорости поглощения воздуха на различныхэтапах жизнедеятельности взрослого человека даны в таблице 5.4.2.Таблица 5.4.2Скорость дыхания и поглощения кислорода при различных видахВид деятельностиСонОтдых:- в положение сидя- в положение стояПрогулка, 2 мили/часПрогулка, 4 мили/часЛыжная прогулкаМаксимальные физическиенагрузкиСкорость дыхания,л/мин6Скорость поглощенияО2, л/мин70.300.30814264365-1000.240.6501.22.03.0-4.0При оценках масштабов поражения необходимо учитывать, чтодля рассматриваемого случая особо чувствительная группа населениясоставляет до 30% от всего контингента.На основании изложенного были предложены следующиезависимости пробит-функций для хлора:175для взрослых и подростковдля детей и стариковPR - -8.29 4- 0.92 * ln(C21)PR - -6.61 + 0.92 * ln(C2t).Сравним эти показатели с соответствующими литературнымиданными [29-33]:Eisenberg и дрРепу и ArticolaRijnmond Reportten Berge- PR * -17Л + 1.69 * In(C2 75t)- PR = -36.45 + 3 Л 3 * ln(CI64t)- PR = -11.4 + 0.82 * ln(C2J5t)- PR « -5.04 + 0.5 * In(CI75t)№ этих данных можно сделать вывод о том, что, в зависимостиот исходных предположений об уязвимости человека, значенияфункции доза-эффект могут различаться в 4-5 раз.176204060Процент поражения80100Рисунок 5.4.1.
Варианты зависимости процента поражениялюдей от токсической нагрузки (при 30 мин. экспозиции с постояннойконцентрацией) для хлора с различными токсикологическимиданными ct,P,v.23456№1а-17.1Р1.693.130.820.50.920.92V2.752.642.752.752236.45-11.4 -5.04 -8.29 -6.61177В инженерной практике для прогноза эффектов остроготоксического воздействия на человека часто используютсясистематизированные лабораторные материалы, полученные наразличных группах животных. Для характерных случаев поражениягазообразными токсикантами обычно выбираются материалы покрысам, имеющим близкие к человеку физиологические системыдыхания и кровообращения [1,5,8,34].
При этом за счеткорректирующих коэффициентов учитывается более высокая у крысскорость поглощения или абсорбции - (примерно в 5 раз) и большаяинтенсивность дыхания в стрессовых ситуациях (примерно в 2 раза).Для принимаемой в качестве типового примера 30-ти минутнойэкспозиции с постоянной концентрацией1СТ50чел яг10*1СТ50^ЫС.(5.4. 1 1 )На основании проведенного анализа можно сделать вывод, чтопри оценке риска токсического поражения для населения в качествеконсервативной оценки наиболее целесообразно принимать критериивоздействия, которые вызывают поражение у наиболее уязвимойчасти населения (нижние кривые функций поражения).Представленное выше выражение для Ап/с(а(х,у) учитываетколичественные характеристики всех "объективные" факторов(n,k,^,a), влияющих на величину поражения, кроме частотныххарактеристикэтихфакторовинаправленияветра,характеризующегося случайной величиной 0<ф<2тг (ф=0 принимаетсяза восточное направление).Поскольку токсическая опасность в виде облака (шлейфа)вредного вещества распространяется в атмосфере в основном поветру, который изменяет свое направление независимо от параметровисточника и случайным образом, то значение доли поражения А„^^(а вконкретной точке (х,у) будет лишь одним из возможных значенийпоражения.Для того чтобы учесть при вычислении Ая^е^(х,у) направлениеветра, необходимо найти зависимость An^t(^ от полярного угла ф, т.е.определить функцию поражения как функцию от случайной величиныф.
Эта зависимость устанавливается с помощью процедурыинтерполяции функции Ank(a(x,y), которая определена численнымрешением в прямоугольной сетке (xi?yj), на полярную сетку (рп,фй).178Таким образом, функция поражения - Ап^^а(р,(р)функция случайной величины ср.определена какПлотность распределения случайной величины ф можнопредставить на основании метеорологической информации в видегистограммы - ступенчатой функции (рис. 5.4.2):м(5.4.12)мV, t =L..L, а=1...
6Фактически Ч* есть дискретная плотность распределениясовокупности случайных, независимых временных и погодныхфакторов: п, 1 при условии а и ф, результатом интегрирования(суммирования) которой по всем этим факторам в соответствии сзаконами вероятности есть 1, т.е."""""" РД, /а =1./t»l=l a=»l Q/tail ;=1 а=»1 т»1Математическое ожидание токсического поражения впроизвольной точке полярной сетки (рл,фц) для условий (n,k, ^,a,)будет определяться как2яiл. .(5.4.14)Здесь под интегралом аргумент |<рц - ф| означает, что функцияАпЛ(а(х,у) симметрична относительно оси Ф^Фц., посколькупредполагается, что токсическая опасность (токсическое облако)также симметрична относительно этой же оси (рис. 43).Полное математическое ожидание в точках полярной сетки(Рп>Фц) учитывает частотные характеристики остальных объективныхфакторов и имеет вид:179NКL6(5.4.15)Тем самым определено поле потенциального риска.
Изолинии"есть Уровни равного риска.Рисунок 5.4.2. К построению поля токсического пораженияЕсли при определении поражения в точке (р,ср) учесть еще и"субъективные" факторы, т.е. факторы, определяющие присутствие,180жизнедеятельность и поведение человека, характерные для даннойточки, в частотном или вероятностном выражении, то можнополучить значение уже реального риска,В заключение следует отметить, что максимальное числорасчетов значений А^^р^ф^) будет равно N*K*L*6 для каждойточки (рп,Фц). Важно подчеркнуть, что точность вычислений А(р п ,ф ц )зависит при этом не только от точности численных методов прирешении различных краевых задач истечения и рассеяния опасноговещества, но и от степени достоверности, детализации и полнотыколичественных и частотных характеристик объективных (а приопределении реального риска и "субъективных") факторов.Представленныйалгоритмрасчетаколичественныххарактеристик поражения людей при аварийном выбросе в наиболееобщем виде учитывает влияние определяющих технологических иклиматологических факторов, принимающих случайные значения впределах соответствующих характерных диапазонов изменения.Как будет показано ниже, в большинстве случаев этот алгоритмможет быть упрощен, что позволяет существенно снизитьтрудоемкость вычислений без сколь-нибудь заметного влияния наточность прогноза.Рассмотрим более подробно методические особенностипостроения зоны токсического поражения, вызванного выбросомтоксиканта.
В зависимости от сценария возникновения и развитияаварии, в частности, результирующего направления истечения, атакже исходного поля скорости интегрального потока, точка касанияшлейфом поверхности земли может находиться либо внепосредственной близости от "источника", либо отстоять от него наопределенное расстояние (на рис. 5.4.3 х = Xi). Примем, что за весьрассматриваемый период "времени негативного воздействия"направление и сила ветра, а также градиент температуры по высотеостаются неизменными. Под действием турбулентного переноса газа ватмосфере, начиная от точки касания шлейфа, на поверхности землибудет формироваться некоторый характерный "след" (с граничнойконцентрацией С*) с изменяющейся в общем случае во временигеометрией.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
