CC BY
104
УДК 614.7
С. А. Прохоров, С. О. Потапова
ФГБОУ ВО Воронежский институт-филиал Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России
К ВОПРОСУ БЕЗОПАСНОСТИ ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТОВ
В статье рассматривается вопрос химической опасности, химически-опасных объектах и обеспечении безопасности, на которых хранят, перерабатывают, используют или транспортируют опасные химические вещества. Рассмотрена клиническая классификация аварийно химически опасных веществ. Представлены классы вредных химических веществах по степени токсичности. Представлена структура химически опасных объектов.
Ключевые слова: химическая опасность, токсичная опасность, пожаро-взрывоопасность, химические вещества, химически-опасный объект, авария, химические вещества, опасность для здоровья людей и экологии.
S.A. Prokhorov, S. О. Potapova
ТО THE ISSUE OF SAFETY OF CHEMICALLY HAZARDOUS OBJECTS
The article deals with the issue of chemical hazards, chemically hazardous facilities and safety, which store, process, use or transport hazardous chemicals. The clinical classification of emergency chemically dangerous substances is considered. Represented classes of animals of harmful chemical substances are in terms of toxicity. The structure of the process of chemically dangerous dioxins objects is presented.
Keywords: chemical hazard, toxic hazard, fire and explosion hazard, chemical substances, chemically hazardous object, accident, chemical substances, danger to human health and ecology.
Введение
Развитие систем топливной энергетики и объектов химической технологии связано с увеличением масштабов добычи и переработки нефти, газа и конденсата, со значительным возрастанием единичных мощностей установок и аппаратов, а также с усложнением самих технологических процессов и режимов управления производством.
Как следствие, наряду с развитием научно-технического прогресса в промышленности имеет место устойчивая тенденция роста числа аварий со все более тяжелыми экологическими, экономическими и социальными последствиями.
Безопасность, таким образом, выдвигается в число основных характеристик промышленных объектов. Это особо подчеркивается в принятых Правительством Федеральных целевых научно-технических программах «Экологическая безопасность России», «Химическая безопасность России», в которых поставлена задача безотлагательного решения широкого круга вопросов, связанных с технологической и экологической безопасностью энергетики и химии.
Химическая опасность, химически опасные объекты и обеспечение
безопасности
Среди различных объектов техносферы значительную долю составляют объекты химического профиля или химические объекты, в которых обращаются различные химические вещества. Химические вещества при всей их пользе и необходимости таят в
себе значительные опасности для людей и окружающей среды. Подавляющее большинство из них обладают токсичностью, и их воздействие на живые организмы может приводить к токсическим поражениям различной степени тяжести, включая летальные исходы. Многие химикаты, используемые в промышленности, к тому же и огнеопасны. Паровоздушные смеси, образованные на их основе, способны взрываться.
Все это предопределяет опасность объектов техносферы, где обращаются химические вещества.
Под опасностью понимаются явления, процессы, действия или условия, чреватые наличием потенциала, который может нанести ущерб здоровью людей, привести к их гибели, нанести ущерб окружающей среде, привести к потере сохранности материальных объектов антропогенного происхождения [1]. Опасности, содержащиеся в объектах химического профиля, обусловлены наличием в них токсического и энергетического потенциала.
Надо подчеркнуть вероятностную природу этого понятия. Опасность - это предтеча возможных негативных событий, но не сами эти события. Они могут произойти, но могут и не осуществиться, более подробно это будет рассмотрено в следующем разделе пособия.
Основные виды техногенных опасностей согласно [1] следующие: химическая, радиационная и бактериологическая опасности. Объекты химического профиля характеризуются химической опасностью. Последняя подразделяется на токсическую, пожаро- и взрывоопасностъ.
Токсическая опасность предопределяется наличием токсического потенциала. Пожаро- и взрывоопасность обусловлены энергетическим потенциалом. При высвобождении токсического потенциала, сконцентрированного на объекте, опасность может преобразоваться в токсическую аварию.
Высвобождение энергетического потенциала может привести к превращению соответствующей опасности в пожар или взрыв. Возможны комбинированные аварии: пожар в сочетании с токсической аварией, когда огнеопасное вещество является одновременно и токсичным веществом, или когда нетоксичное вещество (материал) при горении выделяет токсичные вещества.
Химическая (токсическая) опасность отличается рядом важных специфических особенностей [1]:
Во-первых, химические продукты (токсичные химические вещества - ТХВ) обращаются на множестве химически опасных объектов (ХОО). К ним относятся не только предприятия химической, нефтехимической, металлургической и других видов промышленности, где ТХВ содержатся в сырье, вспомогательных материалах, технологических смесях, продуктах и отходах. Опасность присуща не только стационарным химико- технологическим объектам, но и транспортным средствам, постоянно перемещающим по суше, воде и воздуху громадные массы токсически опасных грузов.
Во-вторых, токсическая опасность химических продуктов, производимых и используемых в промышленности, проявляется не только в авариях, но и при «нормальном » режиме эксплуатации промышленных предприятий. Химические объекты промышленного назначения работают по принципу открытой системы. В них поступают сырье и вспомогательные материалы; в объектах обращаются также технологические смеси, образующиеся продукты. С другой стороны из объектов в окружающее пространство уходят отходящие газы, сточные воды и твердые отходы. Все эти технологические составляющие зачастую являются в той или иной мере токсичными, их попадание в окружающую среду и нахождение в ней представляют опасность.
В-третьих, химическая опасность, обусловленная попаданием токсикантов в окружающую среду, может проявляться на значительном удалении от источников токсического загрязнения (трансграничный и трансконтинентальный перенос).
Токсические аварии могут сопровождаться образованием вторичных источников токсического поражения в виде зараженных объектов и участков, которые могут существовать и проявлять себя длительное время после аварии.
В-четвертых, токсическому воздействию подвержены буквально все представители биосферы. Разнообразны пути попадания токсикантов в живые организмы, многообразны механизмы токсического поражения и если ранее учитывался пороговый характер воздействия, то в самое последнее время установлено, что многие химические продукты способны негативно воздействовать на человека при супермалых концентрациях и дозах, то есть в настоящее время приметается линейная зависимость (беспороговая) [1].
В-пятых, и это едва ли не главная особенность химической опасности, свойства многих ТХВ, способность негативно воздействовать на человека и окружающую природную среду, изучены слабо.
Исследования механизмов воздействия в системах токсикант - организм, токсикант -окружающая среда - организм затруднены в силу исключительной вариабельности последствий токсического воздействия.
А между тем, по свидетельству крупных специалистов в области экотоксикологии [1] «...из 12860 исследованных продуктов при объеме их производства свыше 500 т/год для 78 % из них не имеется никакой информации о токсических свойствах этих химикатов».
В промышленности, сельском хозяйстве, в быту уже применяется более 100 тысяч химических веществ и ежегодно к ним добавляется 500- 1000 новых химикатов. Токсический потенциал химических веществ, используемых в промышленности, сельском хозяйстве и в быту, исчисляется триллионами летальных доз. В книге Легасова В. А. «Из сегодня в - завтра. Мысли вслух». М., 1996, 226с. приводятся любопытные сведения по числу летальных токсических доз для человека, содержащихся в различны производствах Западной Европы. По хлору - 10 триллионов доз, по фосгену, аммиаку, синильной кислоте -100 миллиардов доз по каждому соединению (по радиоактивным веществам, для сравнения, более 10 миллиардов доз).
Из всего сказанного выше следует, что токсическая техногенная опасность представляет собой большую угрозу для человечества,
Структура химически опасных объектов Химически опасный объект (далее ХОО) - объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют опасные химические вещества, при аварии на котором или при разрушении которого может произойти гибель или химическое заражение людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также химическое заражение окружающей природной среды. [4]
Следует иметь ввиду, что к ХОО относятся не только собственно химическиепроизводства, но и обширный класс различных объектов, использующих в своей работе аварийно химически опасные вещества (далее АХОВ). Значительные запасы ядовитых веществ сосредоточены на объектах металлургии, нефтегазодобывающей, пищевой, мясомолочной промышленности, холодильниках торговых баз, в жилищно-коммунальном хозяйстве. Это, в первую очередь, серная кислота, использующийся в технологическом процессе металлообрабатывающих производств. [4]
Перечень производимых промышленностью и используемых в стране химических веществ насчитывает более 70 тысяч наименований. Большинство из них представляет определенную опасность для здоровья людей и экологии. Перечень опасных химических веществ с указанием их пороговых количеств на промышленных объектах включает более
179 наименований. Однако не все из этих веществ представляют реальную опасность и при авариях могут вызвать ЧС. [2,3,4]
В случае аварии на ХОО создается опасность химического заражения местности, поэтому они получили название химически опасных объектов (рис. 1) [4]
Структура химически опасных объектов
По характеру воздействия на организм человека АХОВ подразделяются на три группы:
1) ингаляционного действия (АХОВ ИД) - воздействуют через органы дыхания;
2) перорального действия (АХОВ ПД) - воздействуют через желудочно-кишечный
тракт;
3) кожно-резорбтивного действия (АХОВ КРД) - воздействуют через кожные покровы. [2,3,4]
Согласно клинической классификации АХОВ делятся на следующие шесть групп:
- первая группа - вещества преимущественно удушающего действия (хлор, треххлористый фосфор, хлор окись фосфора, фосген, хлорпикрин);
- вторая группа - вещества преимущественно обще ядовитого действия (цианистый водород, хлорциан, мышьяковистый водород);
- третья группа - вещества, обладающие удушающим и обще ядовитым действием (нитрил акриловой кислоты, сернистый ангидрид, сероводород, окислы азота);
- четвертая группа - нейротропные яды (сероуглерод);
- пятая группа - вещества, обладающие удушающим и нейротропным действием (аммиак);
- шестая группа - метаболические яды (окись этилена, хлористый метил). [2,3,4] Введение такой классификации обусловлено тем, что в ряде случаев
высокотоксичные соединения оказываются, вследствие особенностей их физико-химических свойств, относительно малоопасными и, наоборот, становятся высоко опасными. [2,3,4]
Вредные химические вещества по степени токсичности подразделяют на четыре
класса:
I класс - чрезвычайно токсичные;
II класс - высокотоксичные;
III класс - умеренно-токсичные;
IV класс - малотоксичные вещества.
По способам хранения и перемещения все опасные химические вещества, в том числе АХОВ, можно разделить на пять основных категорий:
Первая категория - вещества, у которых критическая температура ниже температуры окружающей среды (далее ОС). Эти вещества часто называют «криогенными» - сжиженный природный газ (метан), окись азота. При резкой разгерметизации емкостей с этими веществами происходит быстрое их превращение в первичное паро-аэрозольное облако.
Вторая категория - вещества, у которых критическая температура выше, а точка кипения ниже температуры ОС - аммиак, закись азота, сернистый ангидрид, сероводород, хлор, хлористый водород. При разгерметизации емкостей с этими веществами часть их быстро (за 2-3 мин) переходит в паро-аэрозольное состояние, остальная масса испаряется за более продолжительное время.
Третья категория - вещества, у которых критическое давление выше атмосферного и точка кипения выше температуры ОС - четырехокись азота, фосген, окись этилена, фтористый водород, хлорциан, цианистый водород. При повышенных температурах (30 - 50 °С и выше) эти вещества по своему поведению будут приближаться к веществам второй категории.
Четвертая категория - вещества, находящиеся в обычных условиях (при атмосферном давлении и температуре ОС от - 60 °С до +60 °С) в жидком состоянии -несимметричный диметилгидразин, концентрированные серная, соляная и азотная кислоты, ацетонитрил, ацетонциангидрин, нитрил акриловой кислоты, хлор окись фосфора, хлорпикрин.
Пятая категория - вещества, хранящиеся в твердом состоянии, например, диоксины, комовая сера, нитрофоска, соли тяжелых металлов. Многие из них становятся опасными при пожарах, другие - при попадании в грунт и воду.[ 2,3,4]
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Меньшиков В.В., Швыряев А.А. Опасные химические объекты и техногенный риск: Учебное пособие. - М.: Изд-во Химия, фак. Моск. ун-та, 2003 - 254 е.;
2. Козлитин А.М. Методы технико-экономической оценки промышленной и экологической безопасности высокорисковых объектов техносферы / A.M. Козлитин, А.И. Попов. - Саратов: СГТУ, 2000. - 147 е.;
3. Показатели опасности веществ и материалов. / А.К. Чернышев, Б.А. Лубис, В.К. Гусев, Б.А. Курляндский, Б.Ф. Егоров; под общ. ред. В.К. Гусева. - М.: Фонд им. И. Д. Сытина, 1999. - 524 с.
4. РД 52.04.253 - 90. Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте.
УДК 614.75
С.А. Прохоров, С. О. Потапова
Воронежский институт-филиал ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России
ТОКСИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ
В статье рассматривается вопрос об опасности соляной кислоты, ее свойствах при
