Выбросы опасных веществ на предприятиях

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Реферат

По дисциплине: БЖД

Тема: Выбросы опасных веществ на предприятиях

Выполнил: студент гр. ЭП-08

Шамбулина А.В.

Санкт-Петербург 2011 г.

Содержание

Ключевые слова

Динамика развития процесса

Классификации химически опасных веществ

Последствия воздействия (влияние выбросов на здоровье человека)

Способы профилактики, прогноза и средств защиты

Пример разбора конкретной ситуации

Список литературы

Ключевые слова

Атмосфера, нефть, нефтехимия, нефтепереработка, охрана окружающей среды, сточные воды, загрязнение, вредное вещество (вв), предельно допустимая концентрация (пдк), предельно допустимые сбросы (пдс), отходы, фенол, диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, индекс загрязнения атмосферы (иза), аварийно химически опасные вещества (ахов), химически опасные вещества (хов), отравляющие вещества (ов), токсодоза, зона химического заражения (зxз), инверсия, изотермия, конвекция, глубина зоны заражения, средства индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД).

Динамика развития процесса

Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем, что дым мешал дыханию, и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и незаконченные стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими группами, занимая неизмеримо обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалось еще серьезными последствиями.

Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за последние сто лет развитие промышленности "одарило" нас такими производственными процессами, последствия которых вначале человек еще не мог себе представить. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это результат великих изобретений и завоеваний человека.

выброс опасное вещество защита

В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы:

·        промышленность,

·        бытовые котельные,

·        транспорт.

Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство.

Промышленные производства по количественному и качественному составу вредных выбросов разделяют на четыре группы.

·        К первой группе относят промышленные производства, технологические и вентиляционные выбросы которых можно считать условно чистыми, с содержанием вредных веществ, не превышающих ПДК в рабочей зоне производственных помещений;

·        Ко второй группе - "дурно пахнущие" промышленные производства;

·        К третьей группе - промышленные производства со значительными выбросами газа, содержащего нетоксичные или инертные вещества;

·        К четвертой группе - промышленные производства, выбрасывающие в атмосферу токсичные и канцерогенные вещества или опасные выбросы.

Таблица 1

Основные источники и состав вредных выбросов

Чистый воздух имеет следующий химический состав в % по объему: азот~78,08; кислород ~ 20,94: аргон, неон и другие инертные газы~0,94; углекислый газ ~0,03; прочие газы~0,01.

Вредное вещество - вещество, которое при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности может вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе контакта с ним, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Из данного определения следует, что все химические соединения потенциально являются вредными или опасными веществами.

Классификации химически опасных веществ

По виду воздействия химически опасные вещества условно делят на следующие группы:

вещества с преимущественно удушающим действием с выраженным и слабым прижигающим эффектом (хлор, фосген, хлорпикрин и др.);

вещества, преимущественно общеядовитого действия (окись углерода, цианистый водород и др.);

вещества, обладающие удушающим и общеядовитым действием (амил, акрилонитрил, азотная кислота и окислы азота, сернистый ангидрид, фтористый водород и др.);

вещества, действующие на генерацию, проведение и передачу нервных импульсов - нейротропные яды (сероуглерод, тетраэтилсвинец, фосфорорганические соединения и др.);

вещества, обладающие удушающим и нейротропным действием (аммиак, гептил, гидразин и др.);

метаболические яды, нарушающие обмен веществ в живых организмах (окись этилена, дихлорэтан, диоксин и др.).

По скорости воздействия на организм различают быстродействующие и медленнодействующие ХОВ. При поражении быстродействующими ХОВ картина отравления развивается быстро, при поражении медленнодействующими имеет место латентный, или скрытый, период (до проявления картины отравления проходит несколько часов).

По своей стойкости химические вещества подразделяются на стойкие и нестойкие. Стойкость и способность заражать поверхности зависит от температуры кипения вещества. Нестойкие ХОВ с температурой кипения ниже 130°С заражают местность на минуты или десятки минут. Стойкие ХОВ с температурой кипения выше 130°С сохраняют свойства, а следовательно, и поражающее действие, от нескольких часов до нескольких месяцев.

По продолжительности поражающего эффекта условно выделяют 4 группы химически опасных веществ:

нестойкие быстродействующие (синильная кислота, аммиак, оксид углерода);

нестойкие замедленного действия (фосген, азотная кислота);

стойкие быстродействующие (фосфорорганические соединения, анилин);

стойкие замедленного действия (серная кислота, диоксин и др.).

По показателям токсичности и опасности химические вещества делят на 4 класса:

чрезвычайно опасные (LC₅₀ менее 0,5 г/м³;

высокоопасные (LC₅₀ до 5 г/м³);

умеренно опасные (LС₅₀до 50 г/м³);

С учетом путей поступления вещества в организм различают:

ХОВ ингаляционного действия (поступают через органы дыхания);

ХОВ перорального действия (поступают через рот, желудочно-кишечный тракт);

ХОВ кожно-резорбтивного действия (воздействуют через кожу, рану).

Основным параметром зараженного воздуха является концентрация ХОВ - количество вещества (в единицах веса), отнесенное к единице объема воздуха; измеряется в мг/м³ или мг/л.

Важной характеристикой ХОВ является токсодоза. Она определяется как произведение концентрации химического вещества и времени пребывания в зараженном воздухе. В табл.2 приведены данные о токсодозах для некоторых химически опасных веществ.

Таблица2

Токсодозы для некоторых ХОВ

Для предотвращения негативных последствий воздействия загрязняющих веществ на отдельные компоненты природной среды необходимо знать их предельные уровни, при которых возможна нормальная жизнедеятельность и функционирование организма. Основной величиной экологического нормирования содержании вредных химических соединений в компонентах при родной среды является предельно допустимая концентрация (ПДК).

ПДК - это такое содержание вредного вещества в окружающей среде, которое при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияет на здоровье человека и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства. Для санитарной оценки воздушной среды используется несколько видов предельно допустимых концентраций вредных веществ, которые установлены на основании рефлекторных реакций организма человека на присутствие в воздухе вредных веществ.

ПДК_рз - предельно-допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м³. Эта концентрация не должна вызывать у работающих при ежедневном вдыхании в течение 8 ч за все время рабочего стажа каких-либо заболеваний или отклонений от нормы в состоянии здоровья, которые могли бы быть обнаружены современными методами исследования непосредственно во время работы или в отдаленные сроки. При этом рабочей зоной считается пространство высотой 2 м над уровнем пола или площадки, на которой расположены места постоянного или временного пребывания работающих.

ПДК_мр - максимальная разовая концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, мг/м³, которая не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека.

ПДК_сс - среднесуточная предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, мг/м³. Эта концентрация вредного вещества не должна оказывать прямого или косвенного вредного воздействия на организм человека в условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания.

В настоящее время действуют "ПДК вредных газов, паров и аэрозолей в воздухе рабочей зоны", установленные для 445 загрязняющих веществ, и "ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест", включающие 109 загрязняющих веществ.

В качестве примера дадим характеристику некоторым загрязняющим опасным выбросам:

Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн. т. Оксид углерода является соединение, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 170 млн. т в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65 % от общемирового выброса.

Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 11 км от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

Оксиды азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксидов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн. т в год.

Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

Хлор. Зеленовато-желтый газ с характерным удушливым запахом. Является сильным окислителем. Хлор тяжелее воздуха, скапливается в подвалах, низинах местности, хранится и перевозится в сжиженном состоянии. Поступает в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов (мышьяк, фосфор, сурьма, свинец, пары ртути и редких металлов, смоляные вещества и цианистый водород).

Углеводороды. Токсичность нефтепродуктов и выделяющихся газов определяется сочетанием углеводородов, входящих в их состав. От преобладания углеводородов того или иного ряда зависят токсические свойства нефтепродуктов. Так, тяжелые бензины являются более токсичными по сравнению с легкими. Токсичность смеси углеводородов в составе нефтепродуктов, выше токсичности отдельных компонентов смеси. Значительно возрастает токсичность нефтепродуктов при переработке сернистых и многосернистых нефтей. Основной вредностью при переработке нефтей, содержащих сернистые соединения, является комбинация углеводородов и сероводорода. Комбинированное действие углеводородов и сероводорода проявляется быстрее, чем при изолированном действии углеводородов.

Аэрозоли. Это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб. км пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей.

Сведения о некоторых источниках техногенной пыли приведены в таблице 3:

Таблица 3. Производственный процесс выброс пыли, млн. т/год

Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже - оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы - искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС. Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы этих производств - измельчение и химическая обработка шихт, полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу. азота и серы часто в виде аэрозольных частиц. При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.

Фотохимический туман (смог) представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ.

Проблема контролирования выброса в атмосферу загрязняющих веществ промышленными предприятиями:

приоритет в области разработки предельно допустимых концентраций в воздухе принадлежит СССР. Обобщение всей информации по ПДК, получаемой всеми ведомствами, осуществляется в ГГО (Главной Геофизической Обсерватории). Чтобы по результатам наблюдений определить значения воздуха, измеренные значения концентраций сравнивают с максимальной разовой предельно допустимой концентрацией и определяют число случаев, когда были превышены ПДК, а также во сколько раз наибольшее значение было выше ПДК. Среднее значение концентрации за месяц или за год сравнивается с ПДК длительного действия - среднеустойчивой ПДК. Состояние загрязнение воздуха несколькими веществами, наблюдаемые в атмосфере города, оценивается с помощью комплексного показателя - индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для этого нормированные на соответствующее значения ПДК и средние концентрации различных веществ с помощью несложных расчетов приводят к величине концентраций сернистого ангидрида, а затем суммируют. Максимальные разовые концентрации основных загрязняющих веществ были наибольшими в Норильске (оксилы азота и серы), Фрунзе (пыль), Омске (угарный газ). Степень загрязнения воздуха основными загрязняющими веществами находится в прямой зависимости от промышленного развития города. Наибольшие максимальные концентрации характерны для городов с численностью населения более 500 тыс. жителей. Загрязнение воздуха специфическими веществами зависит от вида промышленности, развитой в городе. Если в крупном городе размещены предприятия нескольких отраслей промышленности, то создается очень высокий уровень загрязнения воздуха, однако проблема снижения выбросов многих специфических веществ до сих пор остается нерешенной.

Последствия воздействия (влияние выбросов на здоровье человека)

Имеются многочисленные научные данные, свидетельствующие о связи легочной, онкологической, кожной и другой патологии с характером и уровнем загрязнения воздуха. Многократно подтверждена, например, зависимость обострения хронического бронхита от уровня загрязнения воздуха сернистым газом, характеризуемая следующими данными: при концентрации сернистого газа 0,13 мг/м³ процент обострения хронического бронхита (в человеко-днях) 13,0, при концентрации 0,78 мг/м³ - 26,5. Статистически установлена связь детской заболеваемости (в первую очередь органов дыхания) с уровнем загрязнения атмосферного воздуха сернистым газом. Обстоятельное изучение большой группы детей (3866 человек) с момента их рождения и до 15-летнего возраста показало, что частота острых респираторных заболеваний среди них значительно увеличилось в те дни, когда уровни среднегодовых концентраций сернистого газа и дыма в атмосферном воздухе превышали 0,13 мг/м³. Аналогичная связь частоты обострений с опасным загрязнением атмосферы установлена для бронхиальной астмы.

Канцерогенные вещества при контакте с клеткой организма человека оставляют на ней "клеймо". Последующее воздействие канцерогенов суммируется даже в том случае, если оно разделено значительным интервалом времени. Вероятность возникновения злокачественного образования повышается, хотя видимого воздействия на организм и качественной перестройки клетки не отмечено. Последняя отчетливо фиксируется при пороговой концентрации. Для многих вредных веществ биологических видов и экосистем эта концентрация в настоящее время не определена.

Опасное воздействие на человека оказывает окись углерода. Вдыхание воздуха, содержащего даже небольшие количества СО, вызывает глубокое отравление. Причина отравления в том, что окись углерода быстрее и легче, чем кислород, связывается с гемоглобином крови и образует довольно стойкое соединение, названное карбоксигемоглобин (НЬ - СО). Химическое сродство НЬ с СО в 200 раз больше, чем с кислородом. Это означает, что даже небольшого количества СО во вдыхаемом воздухе оказывается достаточно, чтобы превратить около 2/3 гемоглобина крови в карбоксигемоглобин. Процесс этот обратим, но НЬ - СО диссоциирует медленно. По этой причине образовавшийся НЬ - СО нарушает дыхательную функцию крови (кровь насыщается окисью углерода и человек погибает от кислородной недостаточности). Повышенное содержание СО в воздухе при высоких уровнях загрязнения атмосферы (0,1%) нарушает сердечно-сосудистую функцию у работающих. Оно смертельно опасно для людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. Содержание СО в атмосфере при концентрации 0,1% в 35 раз увеличивает смертность больных острым инфарктом миокарда и т.д.

Одним из опасных загрязнителей атмосферы Земли, связанных также с нефтегазодобывающим производством, является сера. По удельной значимости вклада в загрязнение сера занимает в настоящее время одно из первых мест, особенно в составе очень распространенных сульфатных аэрозолей.

Хлор - вещество преимущественно удушающего действия, раздражает дыхательные пути, может вызвать отек легких. При действии хлора в крови нарушается содержание свободных аминокислот. При незначительных концентрациях хлора наблюдается покраснение конъюктивы, мягкого неба и глотки, чувство давления в груди. Иногда, отравление, перенесенное на ногах, через несколько дней заканчивается смертью. ПДК_мр - 0,1 мг/м³, ПДК_СС=0,03 мг/м³.

Токсичность оксида углерода для человека связана с высокой способностью этого газа вступать в реакцию с гемоглобином - яд гемоглобина.

Оксид углерода способен оказывать непосредственное токсическое действие на клетки, нарушая тканевое дыхание. При действии окиси углерода наблюдается тяжесть, ощущение сдавливания головы, сильная боль в висках, головокружение, дрожь, тошнота, рвота. В дальнейшем появляется оцепенелость, слабость и безучастность, нарастает сонливость. Температура тела может повышаться до 38-40^оС. ПДК_мр - 3 мг/м³, ПДК_СС =1 мг/м³.

Порог раздражающего действия диоксида серы лежит на уровне 20 мг/м³. Острое токсическое действие оказывают более высокие концентрации; хроническое отравление, несомненно, имеет место также при концентрациях, лежащих выше порога раздражения. Порог рефлекторного действия газа на функциональное состояние коры головного мозга лежит на уровне 0,6 мг/м³. На основании последних исследований была предложена максимальная разовая ПДК в атмосферном воздухе, равная 0,5 мг/м³, т.е. ниже установленного порога. Вдыхание диоксида серы в низких концентрациях от 2,7 до 21,6 мг/м³ вызывает заметные изменения в дыхании, которое становится более поверхностным и быстрым, и сердечный ритм нарушается.

Оксиды азота оказывают раздражающее действие на органы дыхания, особенно на легкие, и в больших концентрациях вызывают отек легких. Опасной при кратковременном дыхании является концентрация 200-300 мг/л. При концентрации 15 мг/м³ ощущается явный запах оксида азота и слабое раздражение глаз; при концентрации 10 мг/м³ запах едва заметен; при концентрации 3 мг/м³ запаха не обнаруживается. Учитывая высокую токсичность диоксида азота, в качестве среднесуточной ПДК в атмосферном воздухе рекомендовали концентрацию 0,085 мг/м³, т.е. на уровне максимальной разовой величины. Действие на организм углеводородных компонентов в сочетании с сероводородом многообразно. Прежде всего, страдает центральная нервная система. При углеводородных отравлениях поражается промежуточный мозг как высший центр вегетативной нервной системы. Углеводороды влияют на сердечно-сосудистую систему, а также на гематологические показатели (снижение содержания гемоглобина и эритроцитов). Специальные экспериментальные исследования указывают на возможность поражения печени, нарушения различных ее функций при хроническом воздействии нефтепродуктов. Углеводороды влияют и на эндокринный аппарат организма. При хроническом воздействии углеводородов выявляются изменения в щитовидной железе, коре надпочечников. Основные типы опухолей легких, особенно часто встречающихся и в патологии человека, - плоскоклеточный рак, недифференцированный рак типа мелкоклеточного, аденокарцинома и комбинированные опухоли, а также саркомы.

Способы профилактики, прогноза и средств защиты

Основными профилактическими мероприятиями, обеспечивающими метеорологические условия и чистоту воздуха, являются строительство газоочистных сооружений и правильно организованные вентиляционные системы.

В зоне химического заражения (ЗXЗ) может оказаться само предприятие и прилегающая к нему территория. В соответствии с этим выделяют 4 степени опасности химических объектов:

I степень - в зону возможного заражения попадают более 75 тыс. человек;

II степень - в зону возможного химического заражения попадают 40-75 тыс. человек;

III степень - в зону возможного химического заражения попадают менее 40 тыс. человек;

IV степень - зона возможного химического заражения не выходит за границы объекта.

Размеры очага химического заражения в основном зависят от количества разлившегося ХОВ, метеоусловий и токсичности вещества. Форма и размеры зоны заражения в значительной мере зависят от скорости ветра. Так, при скорости ветра от 0 до 0,5 м/с зона заражения будет представлять собой круг, при скорости от 0,6 до 1 м/с - полукруг, при скорости от 1,1 до 2 м/с - сектор с углом 90°, при скорости более 2 м/с - сектор с углом в 45°.

Скорость ветра определяет не только форму зоны заражения, но и скорость движения зараженного облака. Так, при скорости ветра 1 м/с за 1 ч облако удалится от места аварии на 5-7 км, при 2 м/с - на 10-14 км, а при 3 м/с - на 16-21 км. Значительное увеличение скорости ветра (6-7 м/с и более) способствует быстрому рассеиванию облака.

Глубина зоны заражения зависит от метеорологических условий, вертикальной устойчивости атмосферы и колебаний направления ветра.

Различают три степени вертикальной устойчивости атмосферы: инверсию, изотермию, конвекцию.

Инверсия - это повышение температуры воздуха по мере увеличения высоты. Толщина приземных инверсий составляет десятки и сотни метров. Этот слой является в атмосфере задерживающим. Под ним накапливается водяной пар, пыль, что способствует образованию дыма и тумана. Инверсия способствует сохранению высоких концентраций ХОВ в приземном слое воздуха.

Изотермия характеризуется равновесием воздуха и типична для пасмурной погоды. Она также возникает в утренние и вечерние часы. Изотермия, как и инверсия, способствует застою паров ХОВ в приземном слое.

Конвекция характеризуется вертикальным перемещением воздуха с одной высоты на другую. Такие перемещения воздуха приводят к рассеиванию зараженного облака, снижают концентрацию ХОВ и препятствуют их распространению. Наиболее часто подобное явление наблюдается в летние ясные дни.

Если рассмотреть в качестве примера аварию с разрушением 100-тонной емкости с ХОВ при скорости ветра 2 м/с, то:

в случае изотермии опасное воздействие паров аммиака может сказываться на расстоянии порядка 1,3 км, хлора - до 4 км;

в случае конвекции опасное воздействие паров аммиака может сказываться на расстоянии порядка 0,5 км, хлора - до 2 км.

Защита населения - комплекс организационных, инженерно-технических и специальных мероприятий по предупреждению и ослаблению воздействия на жизнь и здоровье людей отравляющих и химически опасных веществ.

Общие требования к организации и проведению аварийно-спасательных работ при авариях на химически опасных промышленных объектах устанавливает ГОСТ Ρ 22.8.05-99. Общая схема организации спасательных работ приведена на рис.1.

Рис.1. Способы защиты от химически опасных веществ

Спасательные работы в зоне заражения проводятся с обязательным использованием средств индивидуальной защиты (СИЗ) кожи и органов дыхания.

Основным видом защиты от воздействия ХОВ являются: изолирующая одежда, промышленные изолирующие противогазы марки ИП-4М, ИП-5 (в них дыхание обеспечивается за счет кислорода, находящегося в самом противогазе в расчете от 45 мин до 3 ч) и фильтрующие противогазы ППФ-95, ПП ФМ-92, ПФМ 95М. При суммарной концентрации ядовитых паров и газов не более 0,5% возможно применение респиратора РПГ-67КД. Время пребывания в средствах индивидуальной защиты существенно зависит от температуры окружающей среды (табл.4).

Таблица 4

Продолжительность работы в зараженной местности в изолирующей одежде

Профилактика аварий и снижение ущерба от ВВ обеспечиваются комплексом организационных, правовых и технических мероприятий:

использование безопасных технологий;

осуществление организационных, технических, специальных и других мер, обеспечивающих высокую эксплуатационную надежность объектов;

ограничение распространения ХОВ за пределы санитарно-защитной зоны при авариях и разрушениях;

рациональное размещение ХОО с учетом возможных последствий аварий;

проведение специальных мероприятий по защите и обеспечению населения, позволяющих снизить масштабы вредного воздействия.

Важную роль в деле профилактики аварий на ХОО играет повышение уровня автоматизации и механизации технологических процессов, оснащенности их быстродействующими техническими средствами защиты, системами взрывопредупреждения и локализации аварий, а также совершенствование профессиональной подготовки производственного персонала.

С целью повышения стойкости (прочности) хранилищ может проводиться их заглубление в грунт или размещение под землей.

Пример разбора конкретной ситуации

"Уголовка за выбросы" 24 августа 2011 года

Областные и городские власти угрожают двум крупнейшим предприятиям Челябинска уголовным преследованием. Причиной тому стал смог, накрывший город ночью 23-24 августа 2011 года. Как сообщил на пресс-конференции 24 августа первый вице-губернатор Олег Грачев, анализы воздуха, сделанные лабораториями "Горэкоцентра", подтвердили превышение предельно допустимых норм опасных веществ. Ночью же были выявлены источники выбросов - они находятся на площадках двух крупных предприятий - ОАО "Челябинский металлургический комбинат" и ОАО "Челябинский электрометаллургический комбинат". По словам главы городской администрации Сергея Давыдова, власти написали заявление в областную прокуратуру с просьбой проверить обоснованность установления нормативов выбросов для промышленных предприятий.

Смог над Челябинском, образовавшийся из газов промышленных предприятий в ночь с 23 на 24 августа, вызвал настоящий переполох в городских и областных верхах. Как утверждает Олег Грачев, всю ночь чиновники усердно искали источники выбросов.

"Вчера в 23 часа губернатор Михаил Юревич обратил внимание на то, что в Челябинске невозможно дышать, и потребовал от нас срочно организовать проверку на местах, выявить источники загрязнения, - рассказывает Олег Грачев. - Была сформирована бригада, в которую вошел дежурный следователь следственного комитета, помощник прокурора, начальник отдела управления Росприроднадзора, две лаборатории "Горэкоцентра". Первым объектом стала территория ЧМК. После того, как я проехал по улице Героев Танкограда, нашелся еще один источник - на территории ЧЭМК".

Лаборатории замеряли уровень выбросов в районе улицы Сталеваров, 40, на пересечении улицы Героев Танкограда и проспекта Победы, улице Артиллерийской, 43. Сергей Давыдов представил предварительные результаты анализов: в 2,5 раза превышены ПДК серы и сероводорода, 2,8 раза - диоксида серы, 1,5 раза - оксида азота, 2,25 раза - оксида углерода. Наибольшее загрязнение отмечалось в районе улицы Артиллерийской, 43. "Согласно показаниям санитарных постов челябинского гидрометцентра, имеются превышения по вышеупомянутым веществам, а также таким опасным, как фенол, формальдегид, бензапирен, источники выбросов которых находятся на площадке ЧЭМК", - уточнил Олег Грачев.

Специалисты горадминистрации обратились с заявлением в следственный комитет с просьбой возбудить уголовное дело по статье 251 УК РФ, которая предусматривает ответственность за загрязнение воздуха. "Надзорными органами установлены завышенные нормативы выбросов загрязняющих веществ, - считает сити-менеджер. - Мы сомневаемся в их обоснованности. В такой ситуации отсутствуют материальные стимулы совершенствования системы очистки выбросов на предприятиях. Если бы были установлены минимальные нормативы и промышленники платили бы огромные штрафы за превышение, они бы раскошелились на установку эффективного газоочистного оборудования. Многое сделано в плане уменьшения выбросов, но этого явно не достаточно. Мы продолжаем дышать воздухом, который не соответствует требованиям качества жизни".

Челябинский металлургический комбинат попал в опалу областных властей после того, как отказался устанавливать датчики системы промышленного мониторинга.23 августа пресс-служба министерства по радиационной и экологической безопасности Челябинской области сообщила, что ЧМК отказался поддерживать создание дополнительной системы промышленного мониторинга, в котором участвуют практически все промпредприятия города. Сегодня ЧМК подозревают в превышении предельно допустимых норм выбросов.

На самом предприятии сообщили, что у них существует разветвленная система экологического контроля и мониторинга окружающей среды, призванная обеспечить соблюдение норм предельно допустимых выбросов и нормативов допустимых сбросов. "В соответствии с ФЗ "Об охране атмосферного воздуха", постановлением губернатора области "Об утверждении порядка проведения работ по регулированию выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух в период неблагоприятных метеорологических условий на территории Челябинской области" ЧМК строго выполняет мероприятия по сокращению выбросов в период НМУ, утвержденные Росприроднадзором и другими контролирующими органами, - говорится в официальном сообщении пресс-службы ЧМК. - Разработаны и выполняются согласованные контролирующими органами планы по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, сбросов в водные объекты, уменьшению количества отходов". На предприятии уточнили, что в 2011 году ЧМК планирует направить на реализацию экологических программ свыше 800 миллионов рублей, в 2010 году эта сумма составила 305 миллионов рублей.

ЧЭМК, в отличие от ЧМК, согласился принимать участие в системе дополнительного мониторинга промышленных выборов - с горадминистрацией было подписано соответствующее соглашение. На предприятии устанавливаются автоматические приборы непрерывного контроля. Кроме того, 6 июля председатель совета директоров ОАО "ЧЭМК" Александр Кретов и глава администрации Сергей Давыдов подписали договор, согласно которому комбинат за свой счет обязуется высадить сотни саженцев и обеспечить городу "зеленые легкие".

В свете новых событий генеральный директор ЧЭМК Павел Ходоровский заявил, что комбинат полностью открыт для любых проверок. "За последние два года ЧЭМК инвестировал в строительство у себя газоочистных сооружений более 8,5 миллиарда рублей, до 2015 года будет вложено еще пять миллиардов, - рассказывает он. - В прошлом году были запущены обе очереди уникальной системы газоочистки стоимостью 60 миллионов долларов. До конца года на ЧЭМК запустят третью современную газоочистку при электроплавильном цехе №2. Она заменит уже устаревшую, которая работает с 1977-го года. Тогда ни одна печь комбината не будет выбрасывать в воздух промышленную пыль вообще".

Список литературы

1.      Русак О., Малаян К., Занько Н. Безопасность жизнедеятельности: Учеб. Пособие. М.: ООО Издательство "Омега-Л", 2006. - 448 с.

2.      Панов Г.Е., Петряшин Л.Ф., Лысяный Г.Н. Охрана окружающей среды на предприятиях нефтяной и газовой промышленности - Москва. Недра, 1986г., 244с.

.        Давыдова С.Л., Тагасов В.И. Нефть и нефтепродукты в окружающей среде: Учеб. Пособие. - М.: Изд-во РУДН, 2004. - 163 с.

.        Лозановская И.Н. и др. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. М.: Высшая школа, 1998, 287с.

.        Карамова Л.М. Нефть и здоровье. - Уфа, 1993, - С.592.