Тема 2. Аварии на химически и радиационно опасных объектах
Цель: Дать характеристику ХОО и РОО, содержание этапов развития аварий на них. Ознакомить с токсическими характеристиками и классификацией АХОВ, основными дозиметрическими характеристиками, радиационными эффектами облучения людей и классификацией аварий на АЭС
План:
1. Аварии на химически опасных объектах
2. Аварии на радиационно опасных объектах
Химически опасные объекты
в России:
общее количество – более 3600
в зонах потенциальной химической опасности расположены 146 городов с населением более 100 тыс. чел. в каждом
общая площадь, на которой может возникнуть химическое заражение, составляет около 300 тыс. км2 с населением около 60 млн. чел.
в Северо-Западном регионе:
общее количество – около 400
в зонах потенциальной химической опасности расположено 30 городов и населенных пунктов
в зонах заражения может оказаться до 70% населения (из 15 млн. чел.)
в Санкт-Петербурге:
общее количество – около 70
в результате аварий могут пострадать свыше 3,6 млн. чел.
Химически опасный объект (ХОО) – это объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют аварийно химически опасные вещества, при разрушении которого могут произойти гибель или химическое поражение людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также химическое заражение ОПС
К химически опасным объектам относятся:
1. Предприятия химической, целлюлозно-бумажной, текстильной, металлургической и других отраслей промышленности, производящие и хранящие АХОВ
2. Предприятия, потребляющие АХОВ (станции водоподготовки, холодильники, овощебазы и т.п.)
3. Железнодорожные станции, порты, терминалы и склады на промежуточных или конечных пунктах перемещения АХОВ
4. Транспортные средства по перевозке АХОВ
5. Магистральные газо- и продуктопроводы
Распределение ХОО и городов по степени химической опасности для населения
Распре-деление |
Степень опасности ХОО для населения |
Число химич. опасных городов |
Степень опасности города** |
|||||
I |
II |
III |
IV |
I |
II |
III |
||
норма-тивное, тыс.чел. |
>75 |
40-75 |
до 40 |
СЗЗ (санитарно-защитная зона с населением более 100 тыс.чел) |
|
>50 |
30-50 |
10-30 |
Сев.-Зап. регион,% |
10 |
7 |
74 |
9 |
11 |
82 |
- |
18 |
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) (ГОСТ Р.22.9.05-95)
Вредные вещества.....≈ 60 тыс.
Сильно действующие
ядовитые вещества (СДЯВ)…………………...107
Аварийно химически опасные вещества (АХОВ)……………………21
По широте применения и используемому объему.
Аммиак – 50%
Хлор – 35%
Соляная кислота – 5%
Остальные - 10%
Токсическая концентрация – количество вещества, находящееся в единице объема воздуха и вызывающее токсический эффект (С, мг/л или мг/м3)
Предельно допустимая (безопасная) – максимальная концентрация, не оказывающая прямого или косвенного вредного воздействия на человека
Пороговая – проявляются первичные признаки, но они достаточно быстро пропадают при выходе из зоны поражения
Смертельная – вызывающая смертельный исход у 50% пораженных за время экспозиции (нахождения) 30 - 60 минут
Токсическая доза – количество вещества, попавшее в организм и вызвавшее определенный токсический эффект
органы дыхания => ингаляционная токсодоза, D мг∙мин/л – при попадании через дыхательные пути
кожа, желудочно-кишечный тракт => удельная токсодоза, D мг/кг
абсолютный этиловый спирт:
2,5-3,5 г/кг – сильное опьянение
4-5 г/кг – тяжелое опьянение
от 6 г/кг – смертельная доза
средние токсодозы (вероятность поражения р=50%)
ингаляционная |
кожно-резорбтивная |
средняя смертельная – летальный исход L – от лат. letalis – смертельный |
|
LCt50 |
LD50 |
средняя выводящая из строя - «непереносимая» - существенные нарушения дееспособности I – от англ. incapacitating – небоеспособный |
|
ICt50 |
ICt50 |
средняя пороговая - начальное проявление действия токсического вещества Р – от англ. primary – начальный |
|
РCt50 |
РCt50 |
Наименование АХОВ |
Характер действия |
Наименование группы |
ПДК в воздухе, мг/м3 |
Токсодоза, мг∙мин/л |
|||
рабочая зона |
насел. пункт |
пороговая |
смертельная |
||||
Хлор |
воздействуют на дыхательные пути человека |
вещества с преимущественно удушающим действием |
1,0 |
0.03 |
0,6 |
6,0 |
|
Фосген |
|
|
|
|
|||
Соляная кислота |
5,0 |
0.2 |
2,0 |
7,0 |
|||
Окись углерода |
нарушают энергетический обмен |
вещества преимущественно общеядовитого действия |
|
|
|
|
|
Синильная кислота |
0,3 |
0,01 |
0,2 |
2,0 |
|||
Фенол |
|
|
|
|
|||
Амил |
вызывают отек легких при инга-ляционном воз-действии и нару-шают энергети-ческий обмен при резорбции |
вещества совместного удушающего и общеядовитого действия |
|
|
|
|
|
Акрилонитрил |
|
|
|
|
|||
Азотная кислота |
5,0 |
0,15 |
3,0 |
- |
|||
Сернистый ангидрид |
|
|
|
|
|||
Тетраэтисвинец |
действуют на ге-нерацию и пере-дачу нервного импульса |
нейротропные яды |
|
|
|
|
|
Сероуглерод |
1,0 |
0,005 |
45 |
300 |
|||
Фосфорорган. соед |
|
|
|
|
|||
Гептил |
вызывают отек легких с тяже-лым поражением ЦНС |
вещества совместного удушающего и нейротропного действия |
|
|
|
|
|
Аммиак |
10 |
0,04 |
15 |
100 |
|||
Гидразин |
|
|
|
|
|||
Окись этилена |
нарушают мета-болизм вещества в организме |
метаболические яды |
1,0 |
0,3 |
2,2 |
25 |
|
Дихлорэтан |
|
|
|
|
|||
Диоксин |
вызывают вяло-текущие забол-я |
вещества, нарушающие обмен веществ |
10 |
0,05 |
1,8 |
20 |
|
Классификация АХОВ (по степени опасности)
Показатель |
1 класс |
2 класс |
3 класс |
4 класс |
ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м3 |
< 0,1 |
0,1…1,0 |
1…10 |
> 10 |
Средняя смертельная доза при попадании в желудок, мг/кг |
< 15 |
15…150 |
150…5000 |
> 5000 |
Средняя смертельная доза при попадании на кожу, мг/кг |
< 100 |
100…500 |
500…2500 |
> 2500 |
Средняя смертельная концентрация в воздухе, мг/м3 |
< 500 |
500…5000 |
5000…50000 |
> 50000 |
Авария на ХОО - любые нарушения технологического процесса, повреждения емкостей, трубопроводов и транспортных средств, приводящие к выбросу (выливу) АХОВ в окружающую среду в опасных количествах.
Степень опасности и возможный ущерб при ЧС на ХОО зависят от:
1. Характеристик ХОО (типа АХОВ, его массы, способов хранения и др.)
2. Метеоусловий в районе ХОО (скорость и направление ветра в приземном слое воздуха, температура и др.)
3. Физико-географических условий в районе ХОО (тип рельефа местности, тип растительности, характер застройки жилых районов и др.)
4. Времени возникновения ЧС на ХОО
Типы ЧС.
Первый тип ЧС с образованием только первичного облака
Первичное облако:
1. Образуется непосредственно в момент аварии за счет бурного испарения АХОВ
2. Характерно для низкокипящих (температура кипения ниже +200С) АХОВ, хранящихся под давлением
3. Перенос ветром сопровождается гравитационным оседанием мелких капель АХОВ, в результате чего происходит заражение местности и объектов
4. Глубина распространения от единиц до нескольких десятков километров например: хлор - 0,5…2,5км; аммиак - 1,5…30км)
5
.
Граница зоны распространения
определяется пороговой токсодозой
для времени воздействия 40…60мин
Второй тип ЧС с образованием пролива и только вторичного облака.
Вторичное облако:
1. Формируется за счет испарения жидких АХОВ из зоны разлива в районе аварии
2. Время испарения от нескольких часов до нескольких суток
3. Поражающее действие оказывают только пары АХОВ через органы дыхания
4. Глубина распространения от единиц до десятка километров
(например: хлор - 0,5…9км; аммиак - 0,5…4км)
5
.
Граница зоны распространения
определяется пороговой токсодозой
для времени воздействия 40…60мин
Т
ретий
тип ЧС с образованием пролива,
первичного и вторичного облаков.
Четвертый тип ЧС с заражением только территории.
Заражение территории:
1. Зона заражения, как правило, ограничена районом аварии
2. Радиус - несколько сотен метров
3. Максимальная концентрация АХОВ
4.
Поражение возможно как при вдыхании
зараженного воздуха, так и при
соприкосновении с зараженными
поверхностями
Радиация - ионизирующие излучения (ИИ), превращающие электрически нейтральные атомы в заряженные частицы - ионы
Ионизирующие излучения:
заряженные частицы (α, β)
γ - излучение
рентгеновское излучение
нейтроны
Радиоактивность - способность какого-либо источника в результате его радиоактивного распада испускать ИИ
И
сточник
ИИ.
Б
иологическое
действие ионизирующих лучей.
Количественными мерами радиационной нагрузки на объекты живой и неживой природы являются дозовые величины – доза облучения и мощность дозы
Доза облучения (D) – количество энергии, переданной облучаемому объекту в результате взаимодействия ИИ с ним
М
ощность
доз ( ) – величина, характеризующая
скорость изменения дозы во времени
Доза облучения характеризует конечный интегральный эффект облучения, а мощность дозы – скорость изменения этого эффекта
К основным дозовым величинам относятся:
1. Поглощенная доза (Мощность поглощенной дозы)
2. Экспозиционная доза(Мощность экспозиционной дозы)
3. Эквивалентная доза(Мощность эквивалентной дозы)
Поглощенная
доза – количество энергии
ИИ, поглощенной в единице массы облучаемого
вещества:
Системная
единица:
Внесистемная
единица: 1 рад = 100
=
= 10-2 Гр
1 Гр = 100 рад
Характеризует воздействие любого вида ИИ в любой среде (кроме биоткани)
1. Неравномерность поглощения энергии различными органами
2. При использовании калориметрических методов ничтожно малые наблюдаемые эффекты
Определение действия ИИ на модельную среду с последующим пересчетом на биоткань
Калориметрический метод – изменение температуры и цвета.
Требования к модельной среде:
1.
Тканеэквивалентность:
2. Простота измерений
ионизация воздуха
экспозиционная доза гамма- и
рентгеновского излучения
Воздух по хим. Консистенции близок к живой ткани через воздух можно исследовать воздействие гамма и рентгеновских лучей на биологическую ткань.
ЭКСПОЗИЦИОННАЯ ДОЗА
Экспозиционная
доза – отношение суммарного
заряда всех ионов одного знака,
образованных в единице объема воздуха,
к массе воздуха, заключенного в этом
объеме:
Системная
единица:
Внесистемная
единица:
1 Р = 2,5810-4 Кл/кг
СООТНОШЕНИЕ ЭКСПОЗИЦИОННОЙ И ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗ
Для воздуха:
Поглощенная и экспозиционная дозы в воздухе для гамма- и рентгеновского излучения примерно равны
Для биоткани:
Измеряя в воздухе экспозиционную дозу, можно утверждать, что такая же по величине поглощенная доза будет в биоткани
ЭКВИВАЛЕНТНАЯ ДОЗА
Эквивалентная
доза – произведение поглощенной
дозы в биоткани i-го
вида ИИ на коэффициент
относительной биологической эффективности
для этого вида излучения:
ОБЭ – численный коэффициент, показывающий, во сколько раз данный вид ИИ оказывает более сильное биологическое действие по сравнению с рентгеновским и гамма-излучением, принятых за эталонные, при одинаковой величине поглощенной дозы: ОБЭ=Di /Dγ
Вид излучения |
ОБЭ |
Рентгеновское (γ) излучение |
1 |
Бета-излучение |
2 |
Альфа-излучение |
10 |
Тепловые нейтроны |
3 |
Промежуточные нейтроны |
6 |
Быстрые нейтроны |
10 |
Системная единица: 1 Зв = 1 Дж / 1 кг
Внесистемная единица: 1 бэр = 10-2 Зв
1 Зв = 100 бэр
МОЩНОСТЬ ДОЗЫ ИЗЛУЧЕНИЯ
Мощность дозы излучения – приращение дозы, отнесенное к единице времени:
Единицы измерения мощности дозы
Доза |
Единицы измерения
|
||
системные |
внесистемные |
кратные |
|
Поглощенная |
1 Дж/(кг∙с) = 1 Вт/кг |
рад/ч |
рад/с (мрад/ч) и т.д. |
Экспозиционная |
1 Кл/(кг∙с) = 1 А/кг |
Р/ч |
Р/с (мР/ч) и т.д. |
Эквивалентная |
Зв /ч |
бэр /ч |
мЗв /ч, мбэр /с и т.д. |
ДОЗОВЫЕ ВЕЛИЧИНЫ
Флюшка или рентген – Зиверт или Грей
Поглощенную дозу используют для определения радиационных эффектов от любых видов ИИ в любых объектах неживой природы, а также при оценке действия гамма-рентгеновского излучения на биоткань (Dп = D).
Экспозиционная доза (D) характеризует поле гамма-рентгеновского излучения по его ионизирующей способности в воздухе, а также определяет воздействие этих ИИ на биоткань.
Для оценки раздельного действия любых видов ИИ, а также их совместного действия на живые организмы (человека) применяют эквивалентную дозу. При действии гамма-рентгеновскогоизлучения на биоткань Dэ = Dп = D
ПОСЛЕДСТВИЯ ОБЛУЧЕНИЯ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА
На конечный результат биологического действия ИИ влияют: