ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОЙ ОБСТАНОВКИПРИ АВАРИИ НА ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 614.841 DOI 10.25257/FE.2020.1.44-53

СЕДНЕВ Владимир Анатольевич Доктор технических наук, профессор Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия E-mail: sednev70@yandex.ru

НЕМЦОВ Виталий Михайлович Академия ГПС МЧС России, Россия, Москва E-mail: nemtsovvm@bk.ru

ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОЙ ОБСТАНОВКИ ПРИ АВАРИИ НА ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

Рассмотрены методики оценки последствий аварии на химически опасном объекте. Обосновано использование научно-методического подхода к оценке возможной обстановки при подобных авариях. Результаты применения подхода в дальнейшем будут использованы для обоснования применения аварийно-спасательных формирований и разработки алгоритма организации защиты населения Ставропольского края.

Ключевые слова: химически опасный объект, авария, прогнозирование, защита населения и территорий.

На территории Российской Федерации расположено более 3,6 тысяч опасных объектов, суммарный запас аварийно химически опасных веществ на них составляет более 10 триллионов летальных доз.

В условиях непосредственной угрозы жизни и здоровью от чрезвычайных ситуаций (ЧС) при авариях на химически опасных объектах (ХОО) проживает более половины населения страны. Это делает актуальным вопрос повышения эффективности деятельности системы, направленной на защиту населения и территорий от ЧС [1-5]. Решение данных задач невозможно без прогнозирования возможной обстановки при аварии на ХОО.

Для разрешения противоречия между необходимостью обеспечения защиты населения, повышения оперативности управления подразделениями и отсутствием единых подходов к организации защиты населения при авариях на ХОО разработан научно-методический подход к оценке возможной обстановки при авариях на ХОО на примере Ставропольского края.

МЕТОДИКА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВОЗМОЖНОЙ ОБСТАНОВКИ ПРИ АВАРИИ НА ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

К возможным вариантам аварий на ХОО, формирующим химическую обстановку (ХО), можно отнести: выброс (пролив) аварийно химически опасных веществ (АХОВ); выброс (пролив) АХОВ на ХОО, расположенных в сейсмических районах, а также на объектах, отнесённых к категориям

по гражданской обороне; разрушение ХОО и авария на газо- и продуктопроводе.

Под химической обстановкой понимают возникающие в результате аварий на ХОО условия [6], которые определяются масштабами и степенью заражения местности, объектов, материальных средств, могут оказать влияние на жизнедеятельность населения, работу объектов экономики и действия сил по ликвидации ЧС.

Для определения влияния химического заражения, обоснования и принятия мер защиты осуществляется выявление и оценка ХО.

Выявление ХО - сбор и обработка исходных данных об аварии на ХОО (наименование, количество и условия хранения выброшенного в окружающую среду АХОВ, метеорологические условия, время аварии и т. д.), определение размеров зон химического заражения и нанесение их на карту (план).

Под оценкой ХО понимается определение лияния химического заражения на работу объекта экономики, жизнедеятельность населения и действия сил ликвидации чрезвычайной ситуации, анализ полученных результатов и выбор целесообразных вариантов действий, обеспечивающих исключение материальных потерь при условии выполнения поставленных задач.

К основным задачам оценки ХО относят определение:

- времени подхода облака заражённого АХОВ воздуха к определённому рубежу (объекту);

- возможных потерь населения и сил ликвидации ЧС в зонах химического заражения;

- количества заражённых людей, техники, транспорта, материальных средств, требующих производства работ по дегазации.

44

© Седнев В. А., Немцов В. М., 2020

Выявление и оценка ХО осуществляются в три

этапа.

1. Заблаговременное выявление и оценка ХО по прогнозу по оценочным параметрам аварий на ХОО с учётом среднегодовых метеоусловий. Основанием для прогнозирования являются сведения о ХОО от соответствующих министерств. Полученные результаты необходимы для планирования мероприятий по защите персонала и населения.

2. Выявление и оценка ХО по прогнозу после аварии на ХОО. Основанием для прогнозирования являются данные от органов управления по делам ГОЧС и сил наблюдения и контроля с учётом реальных метеоданных. Полученные результаты необходимы для уточнения задач органам разведки и проведения неотложных мероприятий по защите.

3. Выявление и оценка фактической ХО на основании данных от органов разведки, наблюдения и контроля о концентрациях АХОВ в отдельных точках местности на определённое время. Данные необходимы для уточнения ранее принятых решений по защите населения и проведения работ по ликвидации чрезвычайных ситуаций.

Для прогнозирования последствий аварий на ХОО могут быть использованы различные методики:

1. Методика прогнозирования масштабов возможного химического заражения АХОВ при авариях на ХОО и транспорте (СП 165.1325800.2014 «Инженерно-технические мероприятия по гражданской обороне». Актуализированная редакция СНиП 2.01.51-90);

2. Методика прогнозирования масштабов возможного химического заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях на ХОО и транспорте (РД 52.293 «Методика прогнозирования масштабов возможного химического заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях на ХОО и транспорте»);

3. Методические указания по прогнозированию медико-санитарных последствий химических аварий и определения потребности в силах и средствах для их ликвидации (Методические указания по прогнозированию медико-санитарных последствий химических аварий и определения потребности в силах и средствах для их ликвидации. МУ 2000/218 ВЦМК «Защита»);

4. Методика оценки последствий химических аварий (Методика оценки последствий аварий на опасных производственных объектах. «Токси-2.2», 2006);

5. Методические указания по оценке последствий аварийных выбросов опасных веществ (РД-03-26-2007 «Методические указания по оценке последствий аварийных выбросов опасных веществ «Токси-3», 2008).

Сравнительный анализ методик прогнозирования масштабов заражения АХОВ, их достоинства и недостатки приведены в таблице 1.

Третья и пятая методики требуют знания рассматриваемых технологических процессов и избыточных данных, что влияет на оперативность принятия решений в условиях недостатка времени при скоротечности процессов, сопровождающих аварии на ХОО. Поэтому в качестве основы для определения ХО при аварии на ХОО в дальнейшем будет использоваться первая методика.

Прогнозирование масштаба возможного химического заражения АХОВ [7, 8] - это опережающее отражение вероятности развития ЧС, обусловленной аварией на ХОО или транспорте, на основе анализа возможных причин и условий её возникновения и развития. При этом возможно образование площади зоны возможного химического заражения - территории, в пределах которой под воздействием изменения направления ветра может перемещаться облако АХОВ.

Масштабы возможного химического заражения АХОВ, в зависимости от их физических свойств и агрегатного состояния в ёмкостях, хранилищах и технологическом оборудовании, рассчитывают по первичному и вторичному облаку, например: для сжиженных газов - отдельно по первичному и вторичному облаку; для сжатых газов - только по первичному облаку; для ядовитых жидкостей, кипящих выше температуры окружающей среды - только по вторичному облаку.

Первичное облако АХОВ [8] - облако, образующееся в результате мгновенного перехода в атмосферу части АХОВ из ёмкости при её разрушении.

Вторичное облако АХОВ [8] - это облако АХОВ, образующееся в результате испарения разлившегося вещества с подстилающей поверхности.

Возможно выполнение заблаговременного и оперативного прогнозирования масштабов заражения на случай выбросов АХОВ в окружающую среду при авариях (разрушениях) на ХОО.

Под заблаговременным прогнозированием масштаба возможного химического заражения понимают прогнозирование масштаба возможного заражения АХОВ, осуществляемое для различных сценариев развития вероятной ЧС до факта её возникновения [1-3].

Исходные данные для прогнозирования представлены в таблице 2.

Под оперативным прогнозированием масштаба зоны возможного химического заражения понимают прогнозирование масштаба возможного заражения АХОВ, основанное на информации об угрозе возникновения ЧС или о произошедшей ЧС.

Принятые допущения:

1. Ёмкости, содержащие АХОВ, при авариях разрушаются полностью.

2. Толщина слоя жидкости И для АХОВ, разлившихся свободно на подстилающей поверхности, принимают равной 0,05 м по всей площади разлива; для АХОВ, разлившихся в поддон или обваловку, определяется по (1)-(2):

- для жидкостей, имеющих самостоятельный поддон (обваловку):

И = Н - 0,2,

(1)

где Н - высота поддона (обваловки), м;

- при разливах из ёмкостей, расположенных группой, имеющих общий поддон (обваловку):

Д/

(2)

где О0 - количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т; d - плотность АХОВ, т/м3; Р - реальная площадь разлива в поддон (обваловку), м2.

Предельное время пребывания людей [6] в зоне возможного химического заражения и продолжительность сохранения неизменными метеоусловий (степени вертикальной устойчивости атмосферы, направления и скорости ветра) составляет N = 4 ч.

Таблица 1

Сравнительный анализ основных методик прогнозирования масштабов заражения АХОВ

Критерий сравнения

Исходные данные для расчёта

СП 165.1325800.2014

1. Перечень и количество АХОВ на объекте, данные о размещении их запасов в ёмкостях и технологическом оборудовании (трубопроводах).

2. Место и время аварии, наименование и количество АХОВ, выброшенных в атмосферу, и характер их разлива на подстилающей поверхности («свободно», «в поддон» или «в обваловку»).

3. Высота поддона или обва-ловки складских ёмкостей.

4. Метеорологические условия:

- температура воздуха;

- направление и скорость ветра на высоте 10 м;

- степень вертикальной устойчивости атмосферы (конвекция, изотермия, инверсия)

Методики прогнозирования МУ 2000/218 «Токси-2»

«Токси-3»

1. Характеристика ХОО (перечень АХОВ, типы емкостей, способ хранения и количество АХОВ, нахождение непосредственно на территории объекта взрыво- и пожароопасных веществ, количество персонала).

2. Характеристика химической аварии (место, время, причина, масштаб и характер аварии, перечень и количество АХОВ, выброшенных, вылитых при аварии, их агрегатное состояние).

3. Характеристика потенциально поражаемого объекта, который может попасть в зону поражения при химической аварии.

4. Характеристика внешних условий:

- метеорологические условия (скорость и направление ветра в приземном слое, вертикальная устойчивость воздуха, температура воздуха);

- топографические условия местности

1. Наименование, количество и технологические параметры ОВ.

2. Параметры оборудования, в котором обращается ОВ.

3. Сценарий выброса ОВ в атмосферу.

4. Характер разлива на подстилающей поверхности и описание обвалования (для жидкой фазы).

5. Топографические характеристики территории вблизи аварийного объекта и температура поверхности, над которой распространяется выброс.

6. Метеоусловия на момент аварии.

7. Время экспозиции

Модель прогнозирования

Табличные значения глубин распространения рассчитываются на основе полуэмпирического подхода к процессу диффузии примеси в приземном слое атмосферы

Методика основана на Гауссовой модели рассеяния облака нейтрального газа

Результаты расчёта зоны химического поражения

1. Глубина зоны возможного заражения.

2. Угловые размеры зоны возможного заражения.

3. Площадь зоны возможного заражения

1. Глубина зоны возможного заражения.

2. Угловые размеры зоны возможного заражения.

3. Площадь зоны возможного заражения.

4. Количество и структура поражённых объектов среди персонала и среди населения

1. Количество выброшенного ОХВ или производительности источника поступления ОХВ в атмосферу для конкретного сценария аварии и времени поступления ОХВ в атмосферу.

2. Пространственно-временное распределение концентрации ОХВ («поле концентраций»).

3. Пространственное распределение токсодозы («поле токсодоз»).

4. Оценка поражающего воздействия ОХВ на основании вычисления пробит-функции

1. Количество выброшенного ОХВ или производительности источника поступления ОХВ в атмосферу для конкретного сценария аварии и времени поступления ОХВ в атмосферу.

2. Пространственно-временное распределение концентрации ОХВ («поле концентраций»).

3. Пространственное распределение токсодозы («поле токсодоз»).

4. Оценка поражающего воздействия ОХВ на основании вычисления пробит-функции.

5. Количество вещества, которое может участвовать во взрывных превращениях (с концентрацией от 0,5 НКПВ до ВКПВ)

Определение количества и структуры поражённых

Вычисляется статистически, исходя из площади сектора с заданными угловыми размерами, радиусом и плотности населения в данном районе. Время экспозиции - 4 часа. Не учитывается влияние процесса интоксикации и частичного вывода АХОВ из организма

Вычисляется, исходя из площади сектора с заданными угловыми размерами, радиусом и количества населения в районе. При этом время экспозиции вычисляется с учётом времени вывода населения (персонала) из зоны поражения и времени, необходимого на использование СИЗ и МСИЗ

Оценивается на основании сведений о распределении людей по зоне возможного поражения и вычисления пробит-функ-ции для каждой точки «поля концентраций»

Таблица 2

Исходные данные для прогнозирования возможной обстановки

Вариант аварии на ХОО Исходные данные

Заблаговременный прогноз Оперативный прогноз (при угрозе или после аварии)

Выброс (пролив) АХОВ на ХОО. Выброс (пролив) АХОВ на ХОО в сейсмических районах, а также на объектах, отнесённых к категориям по гражданской обороне Величина выброса АХОВ - количество АХОВ в максимальной по объёму единичной ёмкости (технологической, складской, транспортной и др.). За величину выброса следует принимать общий запас АХОВ на объекте. Метеорологические условия - изотермия, скорость ветра -3 м/с. Температура воздуха - 20°С - количество АХОВ на объекте и данные о размещении их запасов в ёмкостях и технологических трубопроводах; - количество АХОВ, выброшенных в атмосферу, и характер их разлива на подстилающей поверхности; - высота поддона или обваловки складских ёмкостей; - метеорологические условия: температура воздуха, скорость ветра в приземном слое (на высоте 10 м), степень вертикальной устойчивости атмосферы; - плотность (количество) населения в зоне возможного химического заражения и степень его защиты. При угрозе или после аварии принимать конкретные данные о количестве выброшенного (разлившегося) АХОВ, реальные метеоусловия, иные доступные исходные данные

Авария на газо- и продуктопро-водах Значение выброса АХОВ принимают равным максимальному количеству АХОВ, содержащихся в трубопроводе между автоматическими запорными устройствами

Разрушение ХОО - результат катастрофы, стихийного, иного бедствия, а также воздействия по ХОО обычных средств поражения, приведший к полной разгерметизации всех ёмкостей и технологических коммуникаций с АХОВ Эквивалентное количество АХОВ в облаке заражённого воздуха определяется по методу для вторичного облака при свободном разливе при следующих метеорологических условиях: изотермия, скорость ветра - 3 м/с. При этом суммарное эквивалентное количество АХОВ рассчитывается по формуле: О,=2ок4к£к21к3,к6,к^ м а, где К2 - коэффициент, зависящий от физико-химических свойств ¿-го АХОВ; К3 - коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе ¿-го АХОВ; К61 - коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после разрушения объекта; К'п\ - поправка на температуру для ¿-го АХОВ; - запасы ¿-го АХОВ на объекте, т; С - плотность ¿-го АХОВ, т/м3; п - количество одновременно выброшенных в окружающую среду наименований АХОВ

По истечении указанного времени прогноз обстановки должен уточняться. Приведём порядок проведения расчётов [6, 8].

1. Прогнозирование глубины зоны возможного химического заражения АХОВ.

Количественные характеристики выброса АХОВ для расчёта масштабов возможного химического заражения определяются по их эквивалентным значениям.

Эквивалентное количество АХОВ - количество хлора, масштаб заражения которым при инверсии эквивалентен масштабу заражения при данной степени вертикальной устойчивости атмосферы количеством данного АХОВ, перешедшим в первичное (вторичное) облако.

1.1. Эквивалентное количество АХОВ в первичном облаке определяется по формуле:

Оз, = К^ К3 К5 КуС)0,

где К1 - коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ (для сжатых газов К1 = 1); К3 - коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе другого АХОВ; К5 - коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха и равный: 1 - для инверсии, 0,23 - для изотермии и 0,08 - для конвекции; Щ - коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха на скорость образования первичного облака (для сжатых газов равен 1); - количество выброшенного (разлившегося) при АХОВ, т.

1.2. Эквивалентное количество АХОВ, перешедшего во вторичное облако, определяется по формуле:

Оэг = 0 - )К2К3 к4к5к6 к"^-,

па

где К2 - коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ; К4 - коэффициент, учитывающий скорость ветра; К6 - коэффициент, зависящий от времени М, прошедшего после начала аварии, и определяемый из условия:

Ке =

ЛГН при N < Т; Г0'8 при Л/> Г;

где Т - продолжительность испарения АХОВ с площади разлива, ч, определяемая из уравнения (3), при Т < 1 ч К6 принимается для 1 ч; К" - коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха на скорость образования вторичного облака; И - толщина слоя АХОВ, м; С - плотность АХОВ, т/м3.

1.3. Продолжительность поражающего действия АХОВ определяется временем его испарения с площади разлива, ч, по формуле:

Т =

К2КцК"

(3)

1.4. Глубина зоны заражения первичным (Г1) и вторичным (Г2) облаком АХОВ зависит от эквивалентного количества вещества и скорости ветра,

а полная глубина зоны заражения Г, км, вычисляется по формуле:

Г = Г'+ 0,5 Г",

где Г' - наибольший из размеров Г1 и Г2, км; Г" - наименьший из размеров Г1 и Г2, км.

Глубина распространения первичного и вторичного облаков АХОВ может также определяться с применением формулы интерполирования:

гж=ги+£^(<?х-<и

где Г , Г , Г - соответственно, большее, меньшее

^ б м> х > >

и искомое значение глубины распространения АХОВ, км; О,, О , О - соответственно, большее, меньшее и непосредственно перешедшее в первичное (вторичное) облако количество АХОВ, т.

1.5. Полученное значение сравнивают с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс, определяемым по формуле:

Г =

п 1

где N - время от начала аварии, ч; V - скорость переноса переднего фронта облака заражённого воздуха при данной скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха, км/ч.

За окончательную расчётную глубину зоны возможного химического заражения принимается меньшее из сравниваемых между собой значений:

Г = пнгн .

[Гп

Полученные значения глубины зоны заражения Г в зависимости от рассчитанного значения Оэ и скорости ветра сравниваются с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс Гп. За окончательную расчётную глубину зоны возможного химического заражения принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений.

2. Определение площади зоны возможного химического заражения АХОВ по формуле:

5в = 8,72-10-3Г2Ф,

где ф - угловые размеры зоны возможного химического заражения АХОВ, град. [6].

3. Определение времени подхода, ч, облака АХОВ к заданному объекту, зависящее от скорости переноса облака воздушным потоком, по формуле:

V

где х - расстояние от источника заражения до объекта, км.

4. Определение возможных общих потерь населения в очаге поражения АХОВ, чел., по формуле:

-^ДК + \ 1— Г I Г,

Ж'

где Гг - глубина распространения облака заражённого АХОВ воздуха в городе, км; Г - глубина зоны возможного химического заражения, км; Д, Д' - средняя плотность населения, соответственно, в городе и безопасном районе (чел/км2); К, К' - доля незащищённого населения, соответственно, в городе и безопасном районе:

К = 1—л, — л2;

К' = \-п[-п'2,

где п1, п[ - доли населения, обеспеченного противогазами, соответственно, в городе и в безопасном районе; п2, п'2 - доли населения, обеспеченного убежищами, соответственно, в городе и безопасном районе.

Для оперативных расчётов принимается, что структура потерь в очаге поражения составит: 35 % - безвозвратные потери; 40 % - санитарные потери тяжелой и средней форм тяжести (выход людей из строя не менее чем на 2-3 недели с госпитализацией);

25 % - санитарные потери лёгкой формы тяжести.

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОБСТАНОВКИ ПРИ АВАРИИ НА ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

П!

|рогнозирование масштабов заражения АХОВ предлагается осуществлять на основе методики прогнозирования масштабов возможного химического заражения АХОВ при авариях на технологических ёмкостях и хранилищах, при транспортировании железнодорожным, трубопроводным и другими видами транспорта, а также в случае разрушения ХОО.

Методика распространяется на случай выброса АХОВ в атмосферу в газообразном, парообразном или аэрозольном состоянии.

Расчёт производится для следующих вариантов аварий:

- выброс (пролив) АХОВ на ХОО;

- выброс (пролив) АХОВ на ХОО в сейсмическом районе, а также на объекте, отнесённом к категории по гражданской обороне;

- разрушение ХОО.

Исходные данные

Характеристика АХОВ - сжиженный аммиак (изотермическое хранилище ёмкостью 10 000 м3), масса - 7 692,31 т, диаметр обвалования - 84 м, высота обвалования - 2,7 м.

Метеоусловия: температура воздуха в летний период -30 °С, скорость ветра - 3-5 м/с, изотермия.

Характеристика населённого пункта вблизи аварии:

- плотность населения в г. Невинномысске - 1 464 чел. на 1 км2;

- плотность населения в безопасном районе - 42 чел. на 1 км2;

- удаление населённого пункта от ОАО «Невинномысский азот» - 900 м;

- условный диаметр населённого пункта - 8 км; Обеспеченность населения:

- при варианте № 1:

в городе: защитными сооружениями гражданской обороны - 0 %, противогазами - 90,1 %; в безопасном районе: защитными сооружениями гражданской обороны - 0 %, противогазами - 0 %;

- при варианте № 2:

в городе: защитными сооружениями гражданской обороны - 0 %, противогазами - 0 %; в безопасном районе: защитными сооружениями гражданской обороны - 0 %, противогазами - 0 %.

Численность населения города - 117 000 человек, при этом общая численность детей дошкольного возраста, составляет:

Од

= N -0,16 :

л '

117 000-0,16 = 18 720,

где - численность населения города Невинномысска, чел.; 0,16 - определяется из справочных данных по демографическому составу населения (Методические рекомендации по организации первоочередного жизнеобеспечения населения в чрезвычайных ситуациях и работы пунктов временного размещения пострадавшего населения, 2013), в соответствии с которыми на 1 000 чел. в Северо-Кавказском федеральном округе приходится 160 детей дошкольного возраста.

Количество детей дошкольного возраста, обеспеченных противогазами, составляет О^ = 15 687 чел. или 83,8 % от общей потребности;

Общая численность взрослого населения, чел.:

= N - ОДДВ= 117 000 - 18 720 = 98 280.

Количество взрослого населения, обеспеченного противогазами, составляет О™ =89 730 чел. или 93,1 % от общей потребности, следовательно, общая обеспеченность населения города противогазами, чел.:

Оо6 =0^+0™ =15687+89730 = 105417,

или в процентном соотношении от численности города:

0пр=^.100% = §^.100 = 90,1%.

Расчёт последствий варианта аварии - выброс (пролив) аммиака на ХОО приведён ниже, а результаты других вариантов приводятся в таблице 3.

Таблица 3

Результаты оценки химической обстановки при различных вариантах аварий

Варианты аварии*

Характеристика 1 2 3 4 5

Эквивалентное количество АХОВ, перешедшее в первичное облако, т 0,7077 0,7077 1,4154 1,4154 -

Эквивалентное количество АХОВ, перешедшее во вторичное облако, т 5,2083 8,3271 10,4166 16,6541 277,4653

Время испарения с площади разлива, ч 40,78 25,51 40,78 25,51 0,51011

Глубина распространения первичного облака, км 1,796 1,273 2,548 1,765 -

Глубина распространения вторичного облака, км 5,449 4,395 8,126 6,424 58,071

Общая глубина распространения облака АХОВ, км 6,3 5,0 9,4 7,3 58,071

Площадь зоны возможного заражения, км2 15,8 9,9 34,7 20,9 1323,3

Время подхода облака к городу, час (мин) 0,05 (3) 0,03 (1,8) 0,05 (3) 0,03 (1,8) 0,05 (3)

общие 2128 1 235 4 667 2 819 82 837

Возможные потери, чел. (вариант 1) безвозвратные 745 432 1 633 986 28 993

санитарные тяжелой и средней степени тяжести 851 494 1 867 1 128 33 135

санитарные лёгкой степени тяжести 532 309 1 167 705 20 709

общие 20 895 11 717 45 828 27 686 431914

Возможные потери, чел. (вариант 2) безвозвратные 7 313 4 101 16 040 9 690 151170

санитарные тяжёлой и средней степени тяжести 8 358 4 687 18 331 11 074 172765

санитарные лёгкой степени тяжести 5 224 2 929 11 457 6 922 107979

1. Варианты аварий: 1 - выброс (пролив) АХОВ на химически опасном объекте (заблаговременное прогнозирование); 2 - выброс (пролив) АХОВ на химически опасном объекте (оперативное прогнозирование); 3 - выброс (пролив) АХОВ на химически опасном объекте в сейсмических районах, а также на объекте, отнесенном к категории по гражданской обороне (заблаговременное прогнозирование); 4 - выброс (пролив) АХОВ на химически опасном объекте в сейсмических районах, а также на объекте, отнесенном к категории по гражданской обороне (оперативное прогнозирование); 5 - разрушение химически опасного объекта;

2. Возможные общие потери населения: вариант 1 - доля незащищенного населения в городе - 0,1, доля незащищенного населения в безопасном районе - 1; вариант 2 - доля незащищенного населения в городе - 0, доля незащищенного населения в безопасном районе - 0.

Для оценки химической обстановки и её последствий при аварии на ОАО «Невинномысский азот» определяем:

- эквивалентное количество АХОВ, перешедшее в первичное облако:

0„ = ^"Лз^^'О) = = 0,01 • 0,04 • 0,23 • 1 -7 692,31 = 0,7077 т;

где К1 = 0,01; К3 = 0,04; К5 = 0,23; К '7 = 1;

- эквивалентное количество АХОВ, перешедшее во вторичное облако:

Ой = 0 - ^ )к2к3к4к5к6к; ■ ^=

па

= (1 -0,01)• 0,025 0,04 1,67-0,23х

х3,03 1- 7692'31 =5,2083 т; 2,5 0,681

где K2 = 0,025; К4 = 1,67; К6 = 3,03; АТ;'= 1; ё = 0,681, где толщина слоя жидкости:

И = Н - 0,2 = 2,7 - 0,2 = 2,5 м;

_ Г№'8 при N < Т; Кб~{Т°* при /V > Г;

так как N > Т, то К, = Т08 = 40,780 8 = 3,03.

- время испарения с площади разлива, определяющее продолжительность поражающего действия АХОВ:

Т = 2-5 0'681 =40,78 ч;

К2К4К7" 0,025-1,67 1

Глубину распространения первичного облака определяем по формуле:

= 1,53 + 2,17-1,53(0,7077-0,5) = 1,796 км; 1-0,5 ^ '

глубину распространения вторичного облака по формуле: Чз Чи

7 44

= 5,34+ ' ' (5,2083-5) = 5,449 км 10-5

Общую глубину распространения облака АХОВ вычислили по формуле:

ГЕ = Г' + 0,5 Г" = 5,449 + 0,5 • 1,796 = 6,3 км;

предельную глубину переноса АХОВ:

Гп=М-у = 4-18 = 72км; расчётную глубину зоны заражения:

1г„

отсюда Г = 6,3 км.

Определили площадь зоны возможного заражения по формуле:

5в = 8,72 • 10-3 • Г2ф = 8,72 • 10-3 • 6,32 • 45 = 15,8 км2;

где Ф = 45 °;

возможные общие потери населения по формуле:

^о =5

Гг ( п , Л

1- ^ А*'

г г]

= 15,8-

^•1 464 0,1 + 6,3

1 _М

. 6,3

•421

= 2128 чел.

Из полученного количества людей:

- безвозвратные потери - 35 % (745 чел.);

- санитарные потери тяжёлой и средней степени тяжести - 40 % (851 чел.);

- санитарные потери лёгкой степени - 25 % (532 чел.).

В ходе расчётов установлено, что наибольший ущерб городу может быть нанесён в результате реализации:

- варианта № 3 - выброса (пролива) АХОВ на ХОО ОАО «Невинномысский азот», отнесённом к первой категории по гражданской обороне;

- варианта № 5 - разрушения ХОО.

Наибольшие возможные потери населения

г. Невинномысска при аварии на ОАО «Невинномыс-ский азот» прогнозируются:

- при выбросе (проливе) АХОВ на ХОО - общие потери составят 4 667 чел., из них:

безвозвратные потери - 35 % (1 633 чел.); санитарные потери тяжёлой и средней степени тяжести - 40 % (1 867 чел.);

санитарные потери лёгкой степени тяжести -25 % (1 167 чел.);

- при полном разрушении ХОО общие потери составят 82 837 чел., из них:

безвозвратные потери - 35 % (28 993 чел.);

санитарные потери тяжёлой и средней степени - 40 % (33 135 чел.);

санитарные потери лёгкой степени - 25 % (20 709 чел.).

Результаты получены для существующей обеспеченности населения противогазами, составляющей 90,1 %, и при отсутствии защитных сооружений гражданской обороны.

ЛИТЕРАТУРА

1. Аксенов В. Н, Абдулина Е. Р. К вопросу о прогнозировании последствий аварий на химически опасных объектах // Сборник статей по материалам Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций». Воронеж: Воронежский институт ГПС МЧС России, 2015. Том 1. С. 271-276.

2. Вишняков А. В., Осипчук А. О., Рязанов А. А, Мурзин С. М, Шишкин П. Л., Удилова И. Я. Прогнозирование обстановки при аварии на химически опасном объекте [Электронный ресурс] // Технологии техносферной безопасности. 2015. Вып. 1 (59). С. 113— 119. Режим доступа: Ьйр8://шшш.еНЬгагу.ги/И:ет.а8р?М=23606537 (дата обращения 29.11.2019).

3. ГорбовскийА. Д. Современные проблемы химической безопасности // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2014. № 2. С. 35-42.

4. Соколова А. Н., Овеснов В. В. Прогнозирование обстановки при аварии на химически опасном объекте // Педагогика высшей школы. 2016. № 3-1 (6). С. 189-191.

5. Сущев С. П., Ларионов В. И., Попов С. Е., Цыганков С. С. Методы анализа риска в оценке техногенной безопасности

некоторых химически опасных объектов // Вестник российского университета дружбы народов. Серия: Проблемы комплексной безопасности. 2006. № 1. С. 43-49.

6. Седнев В. А. Управление безопасностью экономики и территорий. Учебник. 5-е изд., перераб. М.: Академия ГПС МЧС России, 2019. 299 с.

7. Седнев В. А, Немцов В. М. Анализ структуры и состава химически опасных объектов // Материалы III Международной научно-практической конференции, посвящённой Всемирному дню гражданской обороны «Проблемы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций». В 3 ч. Ч. II. М.: Академия ГПС МЧС России, 2019. С. 410-416.

8. Седнев В. А, Немцов В. М. Научно-методический подход обеспечения защиты окружающей среды при аварии на химически опасном объекте // Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Экологический императив технологического развития России». М.: Государственный университет управления, 2019. С. 155-160.

Материал поступил в редакцию 13 января 2020 года.

Vladimir SEDNEV

Grand Doctor in Engineering, Professor

State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia

E-mail: sednev70@yandex.ru

Vitaly NEMTSOV

State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia E-mail: nemtsovvm@bk.ru

EVALUATION OF A POSSIBLE SITUATION IN CASE OF AN EMERGNCY AT A CHEMICALLY HAZARDOUS FACILITY IN THE STAVROPOL REGION

ABSTRACT

Purpose. More than half of the country's population lives under a direct threat to their life and health caused by emergencies at chemically hazardous facilities (CHF), which makes increasing the effectiveness of the system aimed at solving problems to protect the population and territories from emergencies relevant. This, in turn, is impossible without predicting possible situations in the event of an accident at CHF.

Methods. Based upon the analysis of the existing methods for assessing consequences of an emergency at a chemically hazardous facility, a scientific and methodological approach to assessing the possible situation in case of an accident has been justified.

Findings. To assess the chemical situation and its consequences during the emergency at JSC Nevinnomyssky Azot, the following was defined:

- equivalent amount of Chemical hazmat (CHM), transferred to the primary and secondary cloud;

- evaporation time from the spill area, which determines the duration of the damaging effect from Chemical hazmat;

- the depth of distribution of the primary and secondary clouds;

- total depth of Chemical hazmat cloud propagation;

- limited depth of CHM transfer;

- estimated depth and area of the possible contamination zone;

- possible total loss of the population.

During the calculations it was found that the greatest damage and the greatest death toll in the city of Nevinnomyssk might be caused as a result of:

- the release (spill) of CHM at the CHF JSC "Nevinnomyssky Azot", classified as the first level emergency in civil defense classification;

- destruction of a chemically hazardous facility

Research application field. The outcomes

of the scientific and methodological approach towards assessing the possible situation during accidents at the CHF may be applied for giving grounds to emergency and rescue units use and development of algorithm to organizing the population protection in Stavropol region.

Conclusions. The scientific and methodological approach to assessing the possible situation during accidents at the CHF developed by the authors by the example of the Stavropol region will make it possible to resolve the contradictions between the need to ensure the protection of the population, increase the efficiency of managing the subdivision and lack of the joint approaches to organizing the population protection during emergencies at the CHFs.

Key words: chemically hazardous facility, emergency, forecasting, protection of the population and territories.

REFERENCES

1. Aksenov V.N., Abdulina E.R. K voprosu o prognozirovanii posledstvii avarii na khimicheski opasnykh obktakh. Sbornik statei po materialam Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem "Problemy obespecheniia bezopasnosti pri likvidatsii posledstvii chrezvychainykh situatsi [On the issue of predicting the consequences of accidents at chemically hazardous facilities. Proceedings of the all-Russian scientific and practical conference with international participation "Problems of safety in emergency response"]. Voronezh: Voronezh Institute of state fire service of EMERCOM of Russia. vol. 1, pp. 271-276. Available at: https://www.elibrary.ru/item. asp?id=25458294 (accessed December 14, 2019) (in Russ.).

2. Vishnyakov A.V., Osipchuk A.O., Ryazanov A.A., Murzin S.M., Shishkin P.L., Udilova I.Ya. About forecasting of situation during the accident on chemically hazardous object. Tekhnologii tekhnosfernoi

bezopasnosti (Technology of Technosphere Safety). 2015, vol. 1 (59), pp. 113-119. Available at: https://www.elibrary.ru/item. asp?id=23606537 (accessed November 29, 2020) (in Russ.).

3. Gorbovskii A.D. Modern problems of chemical safety. Pozhary i chrezvychainye situatsii: predotvrashchenie, likvidatsiia (Fire and Emergencies: Prevention, Elimination). 2014, no. 2, pp. 3542 (in Russ.).

4. Sokolova A.N., Ovesnov V.V. Predicting the situation in the event of an accident on a chemically dangerous object. Pedagogika vysshei shkoly (Pedagogy of higher education). 2016, no. 3-1 (6), pp. 189-191 (in Russ.).

5. Sushchev S.P., Larionov V.I., Popov S.E., Tsygankov S.S. Methods of risk analysis in the assessment of technogenic safety of certain chemically dangerous objects. Vestnik rossiiskogo universiteta

52

© Sednev V., Nemtsov V., 2020

druzhby narodov. Seriia: Problemy kompleksnoi bezopasnosti (Bulletin of the Peoples' Friendship University of Russia. Complex security issues). 2006, no. 1, pp. 43-49 (in Russ.).

6. Sednev V.A. Upravlenie bezopasnost'iu ekonomiki i territorii [Managing the security of the economy and territories]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2019. 299 p.

7. Sednev V.A., Nemtsov V.M. Analiz struktury i sostava khimicheski opasnykh obektov. Materialy III Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, posviashchennoi Vsemirnomu dniu grazhdanskoi oborony "Problemy preduprezhdeniia i likvidatsii chrezvychainykh situatsii" [Analysis of the structure and composition of chemically hazardous objects. Proceedings of the III International scientific and practical conference dedicated to the world civil defense

day "Problems of emergency prevention and response". Part II]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2019. Pp. 410-416 (in Russ.).

8. Sednev V.A., Nemtsov V.M. Nauchno-metodicheskii podkhod obespecheniia zashchity okruzhaiushchei sredy pri avarii na khimicheski opasnom obekte. Sbornik materialov Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii "Ekologicheskii imperativ tekhnologicheskogo razvitiia Rossii" [Scientific and methodological approach to ensuring environmental protection in the event of an accident at a chemically hazardous facility. Proceedings of the International scientific and practical conference "Ecological imperative of technological development of Russia"]. Moscow, State University of management Publ., 2019. Pp. 155-160 (in Russ.).