Особенности выбора комплекса средств индивидуальной защиты для обеспечения работ по ликвидации непрерывно действующего источника опасного химического вещества Текст научной статьи по специальности «Физика»

ОСОБЕННОСТИ ВЫБОРА КОМПЛЕКСА СРЕДСТВ

ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТ ПО ЛИКВИДАЦИИ НЕПРЕРЫВНО ДЕЙСТВУЮЩЕГО ИСТОЧНИКА ОПАСНОГО ХИМИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА

А.Е. Басманов, главный научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории мониторинга чрезвычайных ситуаций, д.т.н., профессор

М.В. Васильев, адъюнкт, С.В. Говаленков, научный сотрудник, Научно-исследовательская лаборатория управления

в кризисных состояниях Национальный университет гражданской защиты Украины,

г. Харьков

В отличие от чрезвычайной ситуации с мгновенным выбросом опасных химических веществ (ОХВ), когда перед подразделениями МЧС в качестве главной стоит задача ликвидации последствий аварии, при непрерывно действующем источнике перед оперативно-спасательными подразделениями возникает задача ликвидации источника выброса и, следовательно, пребывания личного состава в зоне высоких концентраций ОХВ. В то же время, находящиеся на вооружении в пожарно-спасательных подразделениях, которые первыми прибывают к месту чрезвычайной ситуации, средства индивидуальной защиты рассчитаны для работы только при пожаре, условия которого могут существенно отличаться от условий, связанных с выбросом ОХВ. Таким образом, возникает необходимость определения зон, в которых может находиться личный состав в соответствующих средствах индивидуальной защиты.

В докладе рассматривается задача выбора комплекса средств индивидуальной защиты (КСИЗ) в результате оценки поля концентраций ОХВ вблизи непрерывно действующего источника выброса.

Для ее решения предлагается при разбиении местности в районе аварии на зоны в качестве критерия использовать требование о том, что с заданной доверительной вероятностью Рдов концентрация ОХВ q не превосходит некоторого критического значения qкр:

р^ * qкр Рдов (1)

Показано, что концентрация ОХВ в точке (х,у,2) в момент времени ? может быть описана следующим образом:

и =

Е

8л32ал1а7 * т

\ * и

1 1

х ехр

Г г

X

V г-т

г

- №

с

+

г

у - ^

V г-т

4а т

х

х <

ехр

(2 - V Т- )2 4а2 т

+ ехр

(г - т + 7и) 4а2 т

ёт

2

2

где Е - интенсивность источника выброса ОХВ, кг/с;

а, а2 - коэффициент турбулентной диффузии в горизонтальном и вертикальном направлении соответственно, м2/с;

У2 - вертикальная составляющая скорости ветра (детерминированная) м/с;

п(^) - нормальные стационарные случайные процессы, описывающие скорость ветра в направлении осей X и Y соответственно; 2и - высота, на которой произошел выброс ОХВ, м.

Анализ выражения (2) показал, что случайная величина и имеет распределение, близкое к нормальному распределению, параметры которого (математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение концентрации ОХВ в воздухе) позволяют определить необходимый КСИЗ, который обеспечит безопасное пребывание спасателей на месте проведения аварийно-спасательных работ. Критерием выбора является выполнение соотношения

К > кто (3)

где Кз - коэффициент защиты КСИЗ;

Кто - коэффициент токсической опасности среды:

^ _ Уфа кт (4)

К то

Чпдк

где Уфакт - фактическая концентрация ОХВ в воздухе, мг/м ;

УПдк - предельно допустимая концентрация ОХВ, мг/м .

Тактико-технические характеристики средств индивидуальной защиты позволяют определить границы зон, в которых должен использоваться КСИЗ:

• 1-я («горячая») зона - у > 5000 ПДК (личный состав должен быть в изолирующем костюме, внутри которого находится изолирующий аппарат);

• 2-я («теплая») зона - у = (200 ^ 5000) ПДК (личный состав должен быть в изолирующем аппарате);

3-я («холодная») зона - q = (1 - 200) ПДК ( можно быть в фильтрующем противогазе).

Таким образом, границы зон определяются отношением концентрации вещества в воздухе q к величине его ПДК ЧщК:

q (5)

ф = —-—

Чпдк

Поскольку концентрация вещества в воздухе пропорциональна интенсивности его выброса Е:

q = Е ■ Е (х, у, t) (6)

то границы зон определяются величиной у :

Е (7) ¥ =-

Чпдк

Анализ численных экспериментов показал, что даже для такого высокотоксичного вещества как хлор (Чщк(С12 ) = 1 мг / м3) и значительной интенсивности выброса (1 кг/с) размеры 1-й зоны составляют порядка 2 м.

Это означает, что только личный состав, непосредственно участвующий в ликвидации непрерывно действующего источника высокотоксичного ОХВ, нуждается в средствах с максимальной защитой (такой комбинации изолирующего костюма и изолирующего аппарата, когда последний находится внутри защитной одежды). На больших расстояниях (при проведении, например, работ по постановке водяных завес) спасатели могут быть в изолирующих аппаратах поверх защитной одежды.

Также показано, что форма 1-й зоны близка к круговой, т.е. ветер не оказывает существенного влияния на ее границы.

В качестве примера ситуации с менее токсичным веществом, которое выбрасывается с меньшей интенсивностью, была рассмотрена утечка аммиака с интенсивностью Е = 0,1 кг/с при тех же параметрах ветра, что приведены выше. Анализ полученных результатов показал, что в данном случае фактически отсутствует 1-я и 2-я зоны: граница 2-й зоны расположена на расстоянии не более 0,2 м от точки выброса ОХВ. Таким образом, только личный состав, непосредственно задействованный в ликвидации утечки, должен быть обеспечен изолирующими аппаратами.