< Предыдущая		Оглавление		Следующая >

3.7. Химические аварийные воздействия

Химические аварии происходят при несанкционированном выбросе или выливании в аварийных ситуациях химически опасных веществ (ХОВ). Под чрезвычайными ситуациями с ХОВ, согласно ГОСТу, понимают опасное химическое вещество, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварийном выбросе (разливе) которого может произойти заражение окружающей среды в поражающих живой организм концентрациях (токсодозах). Таким образом, средой заражения может быть не только воздух, но и природные воды, грунт и т.п.

Источником аварийной ситуации в этом случае могут быть предприятия нефтегазовой, химической промышленности, а также склады, холодильники и др.

Наибольшая потенциальная опасность на производственных объектах возникает в сооружениях хранения и на наливных станциях; кроме того, выливания и выбросы ХОВ часто имеют место на транспортных коммуникациях (в основном на железных дорогах).

Наиболее типичными причинами химических аварий на производственных площадках являются отказы технологического оборудования и ошибки производственного персонала. Во многих случаях опасность отказов усиливается из-за изношенности оборудования, коммуникаций и при плохом эксплуатационном обслуживании. Источниками утечек ХОВ, например, могут быть разрывы трубопровода из-за коррозии, повреждений при ремонте и т.п.

Среди наиболее характерных причин аварийных выбросов (выливаний) на железных дорогах - опрокидывание цистерн с нарушением герметизации; трещины в сварных швах емкостей, разрушение запорной арматуры, неисправности предохранительных устройств и т.п. Риск возникновения аварии и масштаб последствий при транспортировке значительнее, чем на объекте; например, в 2006-2007 гг. из 12 зарегистрированных в нашей стране серьезных аварий с ХОВ восемь случаев произошли на железных дорогах. Масштабы перевозок достигают сотен тысяч тонн в год, только жидкий хлор перевозится одновременно сотнями в 60-120-тонных железнодорожных цистернах.

Аварии на промышленных объектах имеют, как правило, ограниченный масштаб, однако приводят как к поражению производственного персонала, в том числе с легальным исходом, так и населения в близлежащих районах. Известны случаи массовой гибели людей в результате химических аварий, например на заводе в г. Бхопал (Индия) пострадали несколько тысяч человек, в том числе 2500 погибших.

По критериям токсичности, объема запасов и характера распространения в атмосфере к наиболее опасным ХОВ относятся: хлор, аммиак, фосген, диоксид серы, цианид водорода, сероуглерод, сероводород, фторид водорода, нитрил акриловой кислоты. В табл. 3.2 представлены токсикологические характеристики наиболее распространенных химических ОВ.

Таблица 3.2. Токсикологические характеристики некоторых химических ОВ

Химически опасные вещества (ХОВ)	Токсодоза, мг/л, мин
смертельная	вызывающая поражения средней тяжести	вызывающая начальные симптомы
Цианид водорода	1,5	0,75	0,02-0,04
Хлор	6,0	0,6	0,01
Фосген	6,0	0,6	0,01
Нитрил акриловой кислоты	7,0	0,7	0,03
Фторид водорода	7,5	4,0	0,4
Сероводород	30,0	5,0	0,3
Сернистый ангидрид	70,0	20,0	0,4-0,5
Аммиак	100,0	15,0	0,25
Сероуглерод	900,0	135,0	1,5-1,6

Следует отметить, что хлор и аммиак по сравнению с цианидом калия являются менее опасными, но стоят на первом месте по числу жертв при авариях, поскольку именно эти химические вещества наиболее широко используются в промышленности.

3.8. Радиационные воздействия

К радиационным воздействиям принято относить непредвиденный случай, обусловленный нарушением технологического процесса, неисправностью оборудования и другими причинами, который создает повышенную радиационную опасность для персонала и населения.

Наиболее серьезными источниками радиационных аварий являются предприятия, вырабатывающие или использующие радиоактивные и химические вещества (РВ, ХВ) и атомную энергию. К ним относятся исследовательские реакторы, производства искусственных изотопов, атомные электростанции (АЭС) и станции теплоснабжения (ACT), атомные теплоэлектроцентрали (АТЭЦ), а также предприятия металлургии, химической промышленности и т.д.

Получение электрической или тепловой энергии является главной областью мирного применения ядерных технологий. В основу такого производства положен так называемый ядерный топливный цикл (ЯТЦ), принципиальная схема которого приведена на рис. 3.5 слева.

Являясь наиболее мощными и сложными, технические системы атомных энергетических производств являются основным источником серьезных радиационных аварий. По данным Международного агентства по атомной энергетике (МАГАТЭ) только в период с 1980 по 1995 г. в 14 странах мира на АЭС имели место более 150 аварий различной тяжести, т.е. в среднем около 10 в год.

Основными причинами аварий на АЭС являются:

o ошибки в проектах, дефекты - на их долю приходится 30,7% всех аварий;

o износ оборудования, коррозионные процессы - 25,5%;

o ошибки оператора - 17,5%;

o ошибки в эксплуатации - 14,7%;

o прочие причины - 11,6%.

Наиболее серьезной аварией, быстро переросшей в глобальную катастрофу, стала авария на Чернобыльской АЭС (Украина, СССР) 26 апреля 1986 г. В результате теплового взрыва, возникнувшего при проведении эксперимента по выявлению возможности аварийного обеспечения оборудования станции электроэнергией, была разрушена активная зона ядерного реактора четвертого блока станции, часть здания и кровля машинного зала АЭС.

Рис. 3.5. Схема ядерного топливного цикла и опасностей, возникающих в его производственных процессах

В результате взрыва и разрушения защитных и ограждающих конструкций на первой стадии произошел выброс ядерного топлива (на высоту до 1 км), а также высокоактивных обломков конструкций активной зоны, графита, продуктов деления и т.п. На второй стадии (до 1 мая) мощность выброса в виде главным образом топливной и графитовой пыли уменьшилась. На третьей стадии (2-6 мая) наблюдалось нарастание мощности выброса, обусловленное непродуманной попыткой засыпать шахту реактора свинцом, материалами на основе бора, песком и глиной без организации теплоотвода. В результате произошел дополнительный разогрев оставшегося содержимого реактора и проплав его опорной плиты; образовавшаяся раскаленная масса проникла в подреакторные помещения. На четвертом этапе (после 6 мая) мощность выброса резко упала и в дальнейшем стабильно уменьшалась.

Суммарный выброс продуктов деления составил 50 мКu. Выброшенное из реактора ядерное топливо распределилось следующим образом: реактор и прилегающие помещения - 87%, промышленная площадка АЭС - 0,3%, зона радиусом в 80 км - около 1,5%, территория страны - 1,5%, зона за пределами страны - 1%. В результате аварии образовалось три радиоактивных следа на поверхности земли: северный, западный и южный и стойкое радиоактивное заражение в пределах этих следов на территориях Украины, России, Белоруссии. Повышение радиоактивности было зафиксировано в Финляндии, Норвегии и других северных странах.

Другие опасности и возможные последствия аварий на различных этапах ЯТЦ показаны на рис. 3.5.

Опыт Чернобыля и других аварий на АЭС и предприятиях ЯТЦ также показал, что основными источниками опасных излучений при серьезных радиационных авариях являются: активная зона разрушенного реактора; газоаэрозольное облако радиоактивных газов и радиоактивных веществ, выброшенных из реактора; обломки активной зоны, конструкции биологической зашиты самого реактора, машин и механизмов, выброшенные из здания реактора в момент аварии; мелкодисперсные радиоактивные вещества в твердой и жидкой формах, вынесенные из реактора потоком теплого воздуха и распределенные по поверхности земли, зданий, сооружений, насаждений и других объектов в районе аварии.

Воздействие аварий рассматриваемого типа на окружающую среду сводится помимо взрыва и локальных пожаров к радиоактивному загрязнению, осуществляемому через гидро- и воздушный перенос, диффузию в почву. Радиоактивные загрязнения имеют малую вымываемость атмосферными осадками и паводковыми водами. Торф, чернозем, суглинки и глины являются фунтами, которые особенно хорошо удерживают радиоактивные осадки. До 90 % всех осадков сосредоточивается в слое грунта толщиной до 2-5 см.

Последствия радиационных аварий для людей и ущерб, наносимый ими природе, могут быть разделены на следующие категории:

o немедленные смертельные случаи и травмы;

o смертельные случаи, травмы и другие, возникающие среди персонала и населения в процессе аварии (до локализации очага аварии и прекращения выброса опасных веществ);

o латентные (продленные) смертельные случаи и заболевания, в том числе будущих поколений;

o материальный ущерб от радиоактивного загрязнения, включая вывод земель из пользования на длительный период, вторичный ущерб от изменения флоры и фауны;

o траты на осуществление мероприятий по ликвидации последствий, включая расходы на эвакуацию и новое размещение пострадавшего населения, медицинское обслуживание, дезактивацию и дегазацию, ущерб от использования невосполнимых ресурсов;

o социальный ущерб для общества и его институтов.

Защита от радиационных аварий на предприятиях, использующих ЯТЦ, осуществляется с помощью специальных технических систем и защитных конструкций (оболочек) из железобетона с внутренней металлической облицовкой, заключающих внутри себя активную зону. Толщина стенок такой оболочки достигает 1,5 м. Эти оболочки обеспечивают также биологическую защиту персонала. После аварии в Чернобыле АЭС Чернобыльского типа, не обеспечивающие локализацию внутреннего аварийного воздействия, строительством запрещены.

Расчет оболочек должен обеспечить безопасность реактора при всех гипотетически возможных видах воздействий, включая большинство особых (сейсмика, взрыв, удары и т.п.). Авария в Чернобыле выделила также в качестве особого воздействия проплав днища реакторного отделения высокотемпературной топливной массой с последующим уходом ее в грунт с водоносными слоями. Одним из возможных путей решения этой проблемы может быть возведение с помощью специальной техники железобетонных или металлических охлаждаемых ловушек, рассекающих массу и контролирующих охлаждение ее частей.

Зашита людей и оборудования на радиоактивно зараженной местности достигается главным образом оборудованием обитаемых объектов защитными экранами из противорадиационных материалов (ПРМ). В качестве последних используют вольфрам, свинец в виде листа и дроби, железо.

Защита из ПРМ может быть общей, локальной, индивидуальной и комбинированной. Для общей защиты ПРМ размещается по всем наружным и внутренним поверхностям помещения (обычно для группы людей). Локальная защита реализуется путем размещения ПРМ на направлениях, по которым преимущественно распространяются опасные излучения; примером может быть пол кабины, кресло и подлокотники водителя автомашины, защищенные листами свинца. Индивидуальная защита обеспечивается ношением специальной защитной одежды. Комбинированная зашита сочетает в себе все три способа.

Наибольшей проникающей способностью обладают, как известно, гамма- и нейтронное излучения. Поражающее действие проникающей радиации характеризуется энергией, переданной излучением единице массы вещества, или поглощенной дозой. За единицу поглощенной дозы принят 1 Грей - доза излучения, соответствуюшая энергии 1 Дж, переданной ионизирующим излучением любого вида облучаемому веществу массой 1 кг. Внесистемной единицей поглощенной дозы является рад; 1 рад = 10 Гр.

Для защиты от нейтронного излучения предпочтительно применение водородосодержащих материалов (вода, полиэтилен и т.п.). Однако поглощение нейтронов может сопровождаться испусканием вторичного гамма-излучения; этот эффект может быть существенно снижен введением в материал защиты бора.

Гамма-излучение хорошо ослабляется тяжелыми металлами, например свинцом.

Наряду с общеизвестными опасность на следе радиоактивного облака могут представлять так называемые горячие частицы - частицы микрометровых и субмикрометровых диапазонов. При внешнем облучении они не причиняют ущерба здоровью людей, но, попадая в дыхательные органы или желудочно-кишечный тракт, могут вызвать острые радиационные поражения с летальным исходом. Поэтому при работе на радиоактивном следе даже при низких уровнях радиации на объектах должны функционировать системы очистки воздуха, а люди, находящиеся на открытой местности, должны использовать индивидуальные средства защиты органов дыхания.

< Предыдущая		Оглавление		Следующая >