Химически опасные объекты

Аварийно химически опасным веществом  (АХОВ) называют вещество ингаляционного действия, при выбросе или разливе которых может произойти массовое поражение людей и заражение окружающей природной среды.

На зараженной территории химические вещества могут находиться в капельно-жидком, парообразном, аэрозольном, газообразном состоянии. Парообразные и газообразные вещества формируют зараженное обла­ко. Если в облаке плотность вещества большая, оно будет стелиться вблизи поверхности земли, если плот­ность мала - быстро рассеивается в атмосфере. Опас­ность паро- или газообразного облака не ограничивает­ся его токсичностью, так как существует опасность его воспламенения. Воспламенение такого облака про­исходит при концентрациях, превышающих 1,5—3,0х х!04 мг/л, в то время как летальные концентрации химически опасных веществ в атмосфере значительно ниже (менее 102 мг/л). Из этого следует, что при рав­ных условиях облака токсичных веществ представля­ют опасность на значительно больших расстояниях от точки выброса, чем облака горючих газов. Таким обра­зом, зона химического заражения включает 2 террито­рии: подвергшаяся непосредственному воздействию хи­мического вещества и над которой распространилось зараженное облако.

Химические вещества по опасности и токсичнос­ти воздействия на организм человека делят на 4 клас­са в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76, с изменением № 1 от 01.01.82 г.:

1) чрезвычайно опасные — летальная доза 50 % — менее 0,5 г/м3;

2) высокоопасные — до 5 г/см3;

3) умеренноопасные - до 50 г/см3;

4) малоопасные — более 50 г/см3.

Все опасные химические вещества делят на быст­ро- и медленнодействующие. При поражении быстро­действующими картина отравления развивается прак­тически немедленно, а при медленнодействующими — латентный период — несколько часов.

Заражение местности зависит от стойкости химических веществ, которая определяется температурой кипения вещества. Нестойкие имеют температуру кипения ниже 130°С, стойкие – выше 130°С. Нестойкие заражают местность на минуты или десятки минут, а стойкие — от нескольких часов до нескольких меся­цев. 

• нестойкие быстродействующие — аммиак, СО;

• нестойкие медленнодействующие — фосген, азот­ная кислота;

•  стойкие быстродействующие — анилин, фосфорно-органические;

•  стойкие медленнодействующие — диоксин, тетраэтилсвинец.

3.1.ТОКСИЧНОСТЬ ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ И ХАРАКТЕР ИХ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНИЗМ

По характеру воздействия на организм химиче­ски опасные вещества делят на следующие группы:

1)удушающие с прижигающим эффектом — хлор, фосген;

2)общеядовитые вещества — синильная кислота, угар­ный газ, цианиды;

3)удушающие и общеядовитые — с прижигающим дей­ствием — соединения фтора, азотная кислота, серо­водород, сернистый ангидрид, окислы азота;

4)нейротропные яды - фосфорно-органические соеди­нения, сероуглерод, тетраэтиленсвинец;

5)нейротропные и удушающие — аммиак, гидразин;

6)метаболические яды — дихлорэтан, оксид этилена;

7)нарушающие обмен веществ — диоксин, бензофураны.

Вредные вещества могут поступать в организм тре­мя путями (знание путей определяет меры профилак­тики отравлений):

• через легкие при вдыхании — основной и наиболее опасный путь, так как за счет большой поверхности легочных альвеол и малой толщины альвеолярной стен­ки в легких создаются наиболее благоприятные условия для проникновения газов, паров и пыли непос­редственно в кровь. При физической работе или пре­бывании в условиях повышенной температуры возду­ха, когда объем дыхания и скорость кровотока резко увеличиваются, отравление наступает значительно быстрее;

• через желудочно-кишечный тракт с водой и пи­щей или с загрязненных рук, В желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) лучше всего всасываются вещества, хо­рошо растворимые в жирах. Большая часть химиче­ских веществ, поступивших в организм через ЖКТ, попадает в печень, где задерживается и в определен­ной степени обезвреживается;

• через неповрежденную кожу путем резорбции — проникают вещества, хорошо растворимые в жирах и липоидах (например, многие лекарственные вещества и вещества нафталинового ряда). Степень проникно­вения химических веществ через кожу зависит от их растворимости, величины поверхности соприкоснове­ния с кожей, объема и скорости кровотока в ней. При работе в условиях повышенной температуры воздуха, когда кровообращение в коже усиливается, количество отравлений увеличивается. Наибольшую опасность представляют маслянистые малолетучие вещества, так как они длительно задерживаются на коже, что спо­собствует их всасыванию.

Судьба поступивших в организм вредных химиче­ских веществ различна:

• инертные вещества (например, бензин) не подвер­гаются в организме превращениям и выделяются в неизменном виде;

• откладываются в каком-либо органе (в костях откладываются свинец и фтор);

• вступают в реакции окисления, восстановления и др. В результате химических превращений большин­ство ядов обезвреживается, но иногда образуются более токсичные вещества (например, метиловый спирт окисляется до очень токсичных формальдегида и му­равьиной кислоты).

Если выделение вещества и его превращение в орга­низме происходит медленнее, чем поступление, то ве­щество накапливается в организме и может длительно действовать на органы и ткани. В связи с нарастанием урбанизации и развитием промышленности создаются условия поступления в организм человека одновремен­но нескольких вредных химических веществ, что спо­собствует их комбинированному действию на орга­низм. Комбинирование может быть трех типов:

• синергизм — одно вещество усиливает действие другого;

• антагонизм — одно вещество ослабляет действие другого;

• суммация — действие веществ в комбинации скла­дывается (например, если в воздухе присутствуют пары двух веществ, ПДК для каждого из которых 0,1 мг/л, то в комбинации они окажут такое же воздействие на организм, как 0,2 мг/л вещества).

Важнейшей характеристикой химически опасного вещества является токсичность, которая представляет собой степень ядовитости и характеризуется допусти­мой концентрацией и токсической дозой.

Допустимая концентрация — это количество веще­ства в почве, воздушной или водной среде, продоволь­ствии и кормах, которое может вызывать негативный физиологический эффект в виде первичных призна­ков поражения (при этом работоспособность сохраняется).

Предельно допустимой концентрацией  (ПДК) химического соединения во внешней среде согласно И.В. Саноцкому (1971) называют такую концентрацию, при воздей­ствии которой на организм периодически или в тече­ние всей жизни, прямо или опосредовано (через экологические системы или через возможный экономический ущерб) не возникает соматических или психи­ческих заболеваний или изменений в состоянии здо­ровья, выходящих за пределы приспособительных фи­зиологических колебаний, обнаруживаемых современ­ными методами исследования сразу или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Токсическая доза определяется как произведение концентрации химически опасного вещества в данном месте зоны химического заражения на время пребыва­ния человека в этом месте без средств защиты.

Ядом называют химический компонент среды оби­тания, поступающий в организм в количестве (каче­стве), не соответствующем врожденным или приобре­тенным свойствам организма, и поэтому несовмести­мый с жизнью. Действие ядов на организм может быть как общетоксическим, так и специфическим:

•сенсибилизирующим — вызывающим повышенную чувствительность;

• гонадотропным — действие на половые железы;

• эмбиотропным — действие на зародыш и плод;

• тератогенным — вызывает уродства;

• мутагенным — действие на генетический аппа­рат;

• бластомогенным — образование опухолей.

Яды вызывают острые или хронические отравления. Острые отравления носят преимущественно бытовой, а хронические — профессиональный характер. При ост­ром отравлении симптомокомплекс развивается при однократном поступлении большого количества вред­ного вещества в организм. Хроническое отравление возникает постепенно при повторном или многократ­ном поступлении вредного вещества в организм в от­носительно небольших количествах.

Порог острого действия — та наименьшая концент­рация вещества, которая вызывает статистически достоверные изменения в организме при однократном воз­действии.

Порог хронического действия — та минимальная концентрация, которая при хроническом воздействии вызывает достоверные изменения в организме.

3.2.ТОКСИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ХОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

Эффект от токсического воздействия зависит от количества попавшего в организм АХОВ, его физико-химических свойств, длительности и интенсивности поступления, взаимодействия с биологическими средами (кровью, ферментами). Кроме того, эффект зависит от пола, возраста, индивидуальной чувствительности, путей поступления и выведения, распределения в организме, а также метеорологических условий окружающей среды.

АХОВ наряду с общей обладают избирательной токсичностью, т.е. они представляют наибольшую опасность для определенного органа или системы организма. По избирательной токсичности выделяют:

·       сердечные с преимущественным кардиотоксическим действием (многие лекарственные препараты, растительные яды, соли металлов – бария, калия, кобальта, кадмия);

·       нервные, вызывающие нарушение психической активности (угарный газ, фосфорорганические соединения, алкоголь и его суррогаты, наркотики, снотворные препараты);

·       печеночные (хлорированные углеводороды, ядовитые грибы, фенолы и альдегиды);

·       почечные (соединения тяжелых металлов, этиленгликоль, щавельная кислота);

·       кровяные (анилин и его производные, нитриты, мышьяковистый водород);

·       легочные (оксиды азота, озон, фосген).

Токсический эффект при действии различных доз и концентраций АХОВ может проявиться функциональными и структурными (патоморфологическими) изменениями, т.е. токсичность проявляется в виде пороговых доз и концентраций. Но результатом может быть и гибель организма в случае смертельных концентраций.

Смертельные (летальные) дозы DL при введении в организм (или смертельные концентрации CL) могут вызвать единичные случаи гибели или гибель всех организмов. В качестве показателей токсичности используют среднесмертельные дозы и концентрации (DL50, CL50). Среднесмертельная концентрация вещества в воздухе – это концентрация вещества, вызывающая гибель 50% подопытных животных при 2-4часовом ингаляционном воздействии (мг/м³). Среднесмертельная доза при введении в желудок (мг/кг) обозначается как DL50ж, при нанесении на кожу – DL50к.

Об опасности ядов можно судить также по значениям порогов вредного действия (однократного, хронического) и порога специфического действия).

Порог вредного действия – это минимальная концентрация (доза) вещества, при воздействии которой в организме возникают изменения биологических показателей на организменном уровне, выходящие за пределы приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология.

Характер воздействия вредных веществ на организм и общие требования безопасности регламентируются ГОСТ 12.0.003 – 74, который подразделяет вещества на:

·       токсические, вызывающие отравление всего организма или поражающие отдельные системы (ЦНС, кроветворения), вызывающие патологические изменения печени, почек;

·       раздражающие, вызывающие раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, легких, кожных покровов;

·       сенсибилизирующие, действующие как аллергены (формальдегид, растворители, лаки на основе нитро- и нитрозосоединений);

·       мутагенные, приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственной информации (свинец, марганец, радиоактивные изотопы);

·       канцерогенные, вызывающие злокачественные новообразования (циклические амины, ароматические углеводороды, хром, никель, асбест);

·       влияющие на репродуктивную (детородную) функцию (ртуть, свинец, стирол, радиоактивные изотопы).

Опасность АХОВ по заражению приземного слоя атмосферы определяется их физико-химическими свойствами, а также их способностью перейти в поражающее состояние, то есть создать поражающую концентрацию или снизить содержание кислорода в воздухе ниже допустимого уровня. Все АХОВ (СДЯВ) можно разделить на три группы, исходя из температуры кипения при атмосферном давлении, критической температуры и температуры окружающей среды; агрегатного состояния АХОВ; температуры хранения и рабочего давления в емкости.

1-ая группа АХОВ имеет температуру кипения ниже -40ºС. При выбросе образуется только первичное газовое облако с вероятностью взрыва и пожара (водород, метан, угарный газ), а также резко снижается содержание кислорода в воздухе (жидкий азот). При разрушении единичной емкости время действия газового облака не превышает 1 мин.

2-ая группа АХОВ имеет температуру выше температуры окружающей среды. Для приведения таких АХОВ в жидкое состояние их надо сжать и хранить в охлажденном виде (или под давлением при обычной температуре)– хлор, аммиак, оксид этилена. Выброс таких АХОВ обычно дает первичное и вторичное облако зараженного воздуха (ОЗВ). Характер заражения зависит от соотношения между температурами кипения АХОВ и температурой воздуха. Так, бутан (температура кипения - 0 ºС) в жаркую погоду будет по действию подобен АХОВ 1-ой группы, т.е. появится только первичное облако, а в холодную – 3-й группы. Но если температура кипения ниже температуры воздуха, то при разрушении емкости и выходе АХОВ в первичном ОЗВ может оказаться его значительная часть. При этом в месте аварии может наблюдаться значительное переохлаждение воздуха и конденсация влаги.

3-я группа АХОВ характеризуется температурой кипения выше 40ºС, т.е. все АХОВ, находящиеся при атмосферном давлении в жидком состоянии. При их выливе происходит заражение местности с опасностью последующего заражения грунтовых вод. С поверхности грунта жидкость испаряется долго, т.е. возможно образование вторичного облака ЗВ, что расширяет зону поражения. Наиболее опасны АХОВ (СДЯВ) 3-й группы, если они хранятся при повышенной температуре и давлении (бензол, толуол).

3.2.1.ХЛОР

Далее я приведу описание некоторых наиболее распространенных АХОВ, потому как для успешного проведения мероприятий по защите от сильнодействующих ядовитых веществ и ликвидации последствий их воздействия необходимо знать их физические и токсические свойства.

Хлор – ядовитый газ, почти в 2,5 раза тяжелее воздуха, часто применяется в чистом виде или в соединении с другими компонентами. При температуре около 20ºС и атмосферном давлении хлор находится в газообразном состоянии в виде зеленовато-желтого газа с резким неприятным запахом. Он энергично вступает в реакцию со всеми живыми организмами, разрушая их. Жидкий хлор – подвижная маслянистая жидкость, которая при нормальной температуре и давлении имеет темно-зеленовато-желтую окраску с оранжевым оттенком и удельным весом 1,427 г/см³. При температуре -102ºС и ниже хлор твердеет и принимает форму мелких кристаллов темно-оранжевого цвета и удельным весом 2,147г/см³. Жидкий хлор плохо растворяется в воде, и хлорирование воды на обеззараживающих сооружениях водоканала производится только газообразным хлором. Производство газообразного хлора (водорода и щелочи) основано на электролизе поваренной соли. Это сложный комплекс: приготовление рассола, очистка его, выпаривание, электролиз, охлаждение, перекачка газа. Сухая смесь с воздухом взрывается при содержании хлора от 3,5 до 97%, т.е. смеси, содержащие менее 3,5% хлора, невзрывоопасны. Наиболее опасны по силе взрыва смеси, в которых хлор и водород находятся в стехиометрическом соотношении (50 на 50%). Такие смеси взрываются с наибольшей силой, а взрыв сопровождается сильным звуковым ударом и пламенем. Инициатором взрыва хлороводородной смеси (кроме открытого пламени) может быть электрическая искра, нагретое тело, прямой солнечный свет в присутствии контактирующих веществ (древесного угля, железа и оксидов железа). Влажный хлор вызывает сильную коррозию (это соляная кислота), что приводит к разрушениям емкостей, трубопроводов, арматуры и оборудования.

Аварийная ситуация в цехе может возникнуть при внезапном отключении подачи воды, электрического тока, образовании взрывоопасной смеси, проникновении хлора (газа) в производственное помещение, создании давления в водородном коллекторе при электролизе, при возникновении пожара. Во всех случаях необходима работоспособная световая или звуковая сигнализация об этих ситуациях, а водородные компрессоры должны автоматически останавливаться. 

Железнодорожные цистерны, танки, бочки, баллоны должны заполняться только по массе с тщательным контролем массы пустой и заполненной емкости, так как жидкий хлор при нагревании на 1ºС увеличивается в объеме почти на 0,2%, а с увеличением давления на каждые 100кПа его объем уменьшается на 0,012%, т.е. в заполненном жидким хлором сосуде повышение температуры на 1% приводит к повышению давления на 1500-2000 кПа. Норма заполнения сосудов жидким хлором установлена из расчета 1,25 кг на 1л емкости.

На металлы, кроме олова и алюминия, сухой хлор почти не действует, а в условиях влаги подвергает их сильной коррозии. При концентрации хлора в воздухе 0,1-0,2 мг/л у человека вызывается отравление, удушливый кашель, головная боль, резь в глазах, поражение легких, раздражение слизистых оболочек и кожи. Пострадавшего необходимо немедленно вынести на свежий воздух (только в горизонтальном положении, так как из-за отека легких любые нагрузки на них провоцируют усугубление положения), согреть, дать дышать парами спирта, кислорода, кожу и слизистые оболочки промывать 2%-ным содовым раствором в течение 15 мин.

3.2.2.АММИАК

Аммиак – бесцветный газ с резким удушливым запахом нашатырного спирта. Смесь паров аммиака с воздухом при объемном содержании от 15 до 28% (107-200 мг/л) является взрывоопасной. Давление взрыва аммиачно-воздушной смеси может достичь 0,45 МПа при объемном содержании аммиака в воздухе свыше 11% (78,5 мг/л). При наличии открытого пламени начинается его горение. При давлении 1013 ГПа (760 мм рт. ст.) температура кипения составляет -33,3ºС, а затвердевания -77,9ºС, воспламенения - 630ºС.

Аммиак относится в веществам удушающего, нейротропного действия. Действует на образование и передачу нервного импульса. Пары аммиака легче воздуха. Растворимость в воде больше, чем у остальных газов, перевозится в сжиженном состоянии в танках под давлением 28 атм.

Нормы содержания аммиака в воздухе:

·       предельно допустимое в рабочей зоне 0,0028%;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5