Текст книги "Защита населения и объектов от чрезвычайных ситуаций. Радиационная безопасность"

Глава 4. Действия органов управления и сил государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций

4.1. Действия при возникновении чрезвычайных ситуаций на химически опасных промышленных объектах

Развитие химической промышленности в Республике Беларусь сопровождается резким увеличением масштабов производства и накоплением больших запасов сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ) для технологических целей. Среди химических веществ есть такие, которые при авариях на химически опасных объектах представляют опасность для жизни и здоровья людей. Это – группа аварийно химически опасных веществ (АХОВ).

Аварийно химически опасное вещество представляет собой химическое вещество, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварийном выливе или выбросе которого может произойти заражение окружающей среды в поражающих организм концентрациях (токсическая доза или токсодоза).

Токсическая доза — это количество вещества, вызывающее определенный токсический эффект.

К объектам, производящим, использующим и хранящим АХОВ, относятся предприятия химической, нефтеперерабатывающей промышленности; предприятия, имеющие холодильные установки, в которых в качестве хладагента используется аммиак, водопроводные и очистные сооружения, на которых применяют хлор; железнодорожные станции, имеющие пути отстоя подвижного состава с АХОВ; склады и базы с запасами ядохимикатов.

Химически опасный объект представляет собой объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют опасное химическое вещество, 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.

Данные вещества могут образовываться в качестве токсичных продуктов горения и разложения во время пожаров, взрывов (оксид углерода, оксид азота, цианистый водород, сероводород и др.).

В организм АХОВ могут проникать через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, неповрежденную кожу и слизистые оболочки. Однако основным путем поступления являются легкие.

Отравления чаще всего возникают при попадании яда в желудочно-кишечный тракт.

Токсическое действие АХОВ характеризуется показателями токсикометрии. Эффект токсического действия различных веществ зависит от количества, попавшего в организм вещества, его физических свойств, длительности поступления, химизма 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 и других сопутствующих факторов окружающей среды.

Аварийно химически опасные вещества наряду с общей, обладают избирательной токсичностью, т. е. они представляют наибольшую опасность для определенного органа или системы организма.

Показателями токсиметрии и критериями токсичности АХОВ являются количественные показатели токсичности и опасности вредных веществ. Токсический эффект при действии различных доз и концентраций АХОВ может проявиться функциональными и структурными (патоморфологическими) изменениями или гибелью организма. В первом случае токсичность принято выражать в виде действующих, пороговых и недействующих доз и концентраций, во втором – в виде смертельных концентраций.

Смертельные, или летальные, дозы (DL) при введении в желудок или в организм другими путями либо смертельные концентрации (CL) могут вызывать единичные случаи гибели (минимальные смертельные) или гибель всех организмов (абсолютно смертельные).

В качестве показателей токсичности пользуются среднесмертельными дозами и концентрациями как показателями абсолютной токсичности. Среднесмертельной концентрацией вещества в воздухе (CL_so) является концентрация вещества, вызывающая гибель 50 % подопытных животных при 2–4-часовом ингаляционном воздействии (мг/м³). Среднесмертельная доза при введении в желудок (мг/кг) обозначается как DL₅₀, среднесмертельная доза при нанесении на кожу обозначается как DLК₅₀.

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

Порогом вредного действия (однократного или хронического) является минимальная (пороговая) 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.

Опасность вещества определяется как вероятность возникновения неблагоприятных для здоровья эффектов в реальных условиях производства или применении химических соединений.

Возможность острого отравления может оцениваться коэффициентом опасности внезапного острого ингаляционного отравления (КОВОИО). При утечке газа или летучего вещества возможность острого отравления тем выше, чем выше насыщающая концентрация при температуре 20 °С. Если КОВОИО меньше 1 – опасность острого отравления мала, если КОВОИО выражается единицами, десятками и более – существует реальная опасность острого отравления при аварийной утечке промышленного яда (например, для паров этанола КОВОИО меньше 0,001, хлороформа около 7, формальгликоля около 600). Если невозможно определить значение λ, то вычисляют коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО).

О реальной опасности развития острого отравления можно судить также по значению зоны острого действия.

Зона острого (однократного) токсического действия (Z_оc) определяется как отношение среднесмертельной концентрации (дозы) вещества CL₅₀ к пороговой концентрации (дозе) при однократном воздействии. Чем меньше зона, тем больше возможность острого отравления и наоборот.

Отравления протекают в острой, подострой и хронической формах. Острые отравления чаще бывают групповыми, происходят в результате промышленных аварий и характеризуются кратковременностью действия токсичных веществ и их поступлением в организм в относительно больших количествах – при высоких концентрациях в воздухе. Например, чрезвычайно быстрое отравление может наступить при воздействии паров бензина, сероводорода высоких концентраций и закончиться гибелью от паралича дыхательного центра, если пострадавшего сразу же не вынести на свежий воздух. Оксиды азота вследствие общетоксического действия в тяжелых случаях могут вызвать развитие комы, судороги, резкое падение артериального давления.

Хронические отравления возникают постепенно, при длительном поступлении яда в организм в относительно небольших количествах. Отравления развиваются вследствие накопления массы вредного вещества в организме (материальной кумуляции) или вызываемых ими нарушений в организме (функциональная кумуляция).

Хронические отравления органов дыхания могут быть следствием перенесенной однократной или нескольких повторных острых интоксикаций. К АХОВ, вызывающим хронические отравления в результате только функциональной кумуляции, относятся хлорированные углеводороды, бензол, бензины и др.

При повторном воздействии одного и того же АХОВ в субтоксической дозе может измениться течение отравления и кроме явления кумуляции развиться сенсибилизация и привыкание.

Биологическое действие АХОВ осуществляется через рецепторный аппарат клеток и внутриклеточных структур. Во многих случаях рецепторами токсичности являются ферменты (например, ацетилхолинэстераза), аминокислоты (цистеин, гистидин и др.), витамины, некоторые активные функциональные группы (сульфгидрильные, гидроксильные, карбоксильные, амино– и фосфорсодержащие), а также различные медиаторы и гормоны, регулирующие обмен веществ. Первичное специфическое действие АХОВ на организм обусловлено образованием комплекса вещество – рецептор. Токсическое действие АХОВ проявляется в случае, когда минимальное число его молекул способно связывать и выводить из строя наиболее жизненно важные клетки-мишени.

Аварийно химически опасные вещества подразделяются на токсические, вызывающие отравление всего организма или поражающие отдельные системы (ЦНС, кроветворения), приводящие к патологическим изменениям 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 и др.); мутагенные, приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственной информации (свинец, марганец, радиоактивные изотопы и др.); канцерогенные, вызывающие, как правило, злокачественные новообразования (циклические амины, ароматические углеводороды, хром, никель, асбест и др.); влияющие на репродуктивную (детородную) функцию (ртуть, свинец, стирол, радиоактивные изотопы и др.).

Важное значение имеет комбинированное действие АХОВ на состояние здоровья, так как в условиях современных химических производств в воздушной среде могут присутствовать многокомпонентные смеси, содержащие одновременно от 2 до 8 ингредиентов.

Химические вещества, входящие в состав смеси, при комбинированном воздействии, способны изменять свою биологическую активность и оказывать более выраженный токсический эффект. При комбинированном воздействии вредные вещества могут проявить аддитивное действие или вступать в различные взаимодействия, что способно повлиять на степень проявления токсического эффекта каждого вещества. Наибольший риск усиления токсического эффекта можно ожидать при комбинированном воздействии структурно-родственных химических соединений или веществ с близким механизмом действия.

Вредные химические вещества по степени воздействия на организм человека подразделяются на четыре класса:

• чрезвычайно опасные;

• высокоопасные;

• умеренно опасные;

• малоопасные.

Аварийно химически опасные вещества разделяются на вещества общеядовитого и удушающего действия. Проникая в организм человека через органы дыхания, кожные покровы и слизистые оболочки глаз, раны и желудочно-кишечный тракт, они вызывают различные по характеру отравления. Кроме того, некоторые АХОВ (аммиак, оксид углерода) не задерживаются фильтрующими противогазами, что осложняет защиту от их действия. Надежную защиту органов дыхания от этих веществ можно обеспечить применением изолирующих или специальных промышленных противогазов.

Рассмотрим физико-химические и поражающие свойства некоторых АХОВ.

Аммиак (NH₃) – бесцветный газ с характерным удушливым резким запахом. Относится к сильно токсичным химическим веществам. При обычном давлении температура кипения составляет –33,4 °С. Плотность газообразного аммиака при нормальных условиях составляет 0,68 кг/м³, т. е. он легче воздуха. Горюч, взрывоопасен в смеси с воздухом (образует взрывоопасные смеси в пределах 15–28 %(об.) аммиака). Его растворимость в воде больше, чем всех других газов: один объем воды поглощает при 20 °С около 700 объемов аммиака.

Общие запасы в Беларуси составляют около 26 000 т.

Предельно допустимая концентрация в воздухе населенных пунктов: среднесуточная – 0,04 мг/м³ и максимально разовая – 0,2 мг/м³, в воздухе рабочей зоны производственных помещений – 20 мг/м³. Порог ощущения обонянием – 0,5 мг/м³. При концентрациях 40–80 мг/м³ происходит резкое раздражение глаз, верхних дыхательных путей, вплоть до рефлекторной задержки дыхания, появляется головная боль. Смертельными считаются концентрации 1500–2700 мг/м³ при экспозиции 0,5–1 ч.

Жидкий безводный аммиак используется как высококонцентрированное удобрение, 10 % раствор аммиака поступает в продажу под названием «нашатырный спирт», 18–20 % раствор называется «аммиачная вода». В природе аммиак образуется при разложении азотсодержащих органических веществ. Основным промышленным методом получения аммиака является прямой синтез из газообразного азота и водорода. Мировое производство – около 100 млн т. Он применяется при изготовлении синильной и азотной кислот, азотсодержащих солей, соды, удобрений, а также при крашении тканей и серебрении зеркал. Жидкий аммиак используется в качестве рабочего вещества холодильных машин. Аммиак транспортируется и хранится в сжиженном состоянии под давлением собственных паров 600–1800 кПа, а также может храниться в изотермических резервуарах при давлении, близком к атмосферному. Емкости могут взрываться при нагревании.

Аммиак относится к АХОВ удушающего и нейротропного действия. Вызывает поражение дыхательных путей. Пары сильно раздражают слизистые оболочки и кожные покровы. При высоких концентрациях возбуждает центральную нервную систему и вызывает судороги. Смерть наступает через несколько часов или суток после отравления от отека легких и гортани, сердечной недостаточности или остановки дыхания. При попадании на кожу может вызывать ожоги различной степени.

Обнаружение осуществляется универсальным газоанализатором УГ-2, ВПХР с индикаторной трубкой (одно желтое кольцо).

С целью защиты применяются фильтрующие промышленные противогазы марки «К», «КД», «М»; газовые респираторы РУ-60М КД, РПГ-67 КД. При высоких концентрациях – изолирующие противогазы и защитная одежда.

Первая помощь: немедленно вынести пострадавшего на свежий воздух, обильно промыть глаза и пораженные участки кожи водой и надеть противогаз. После эвакуации пострадавшему необходим покой, тепло, при резких болях в глазах – 1–2 капли 1 % раствора новокаина или 1 капля 0,5 % раствора дикаина с 0,1 % раствором адреналина. На пораженные участки кожи – примочки 5 % раствора уксусной, лимонной или соляной кислоты. Внутрь теплое молоко с питьевой содой.

Акрилонитрил – бесцветная жидкость с неприятным запахом. При обычном давлении температура плавления составляет –83,5 °С, кипения – +77,3 °С. Легче воды (относительная плотность 0,8). Тяжелее воздуха (относительная плотность 1,83). С воздухом образует взрывоопасные смеси в пределах 3–17 %(об.). ПДК в атмосферном воздухе населенных пунктов (среднесуточная) – 0,03 мг/м³, рабочей зоны производственных помещений – 0,5 мг/м³.

Мировое производство составляет около 2 млн т в год. Общие запасы в Республике Беларусь – около 5000 т.

Отравление акрилонитрилом возможно при вдыхании его паров и попадании капель на слизистые оболочки и кожу.

Первая помощь: пострадавшего немедленно вынести из зоны заражения, обильно промыть глаза водой или 2 % содовым раствором, вдыхание амилнитрита.

Хлор – зеленовато-желтый газ с резким раздражающим запахом. Хлор в 2,5 раза тяжелее воздуха, поэтому облако хлора будет перемещаться по направлению ветра, прижимаясь к земле, скапливается в подвалах, низинах, но даже зимой хлор находится в газообразном состоянии, сжижается при температуре, составляющей –34,6 °С, затвердевает при температуре, равной –101 °С. Для перевозки используются цистерны и баллоны под давлением. Взрывоопасен в смеси с водородом. Негорюч, но пожароопасен, поддерживает горение многих органических веществ. Емкости могут взрываться при нагревании.

При испарении в воздухе жидкий хлор образует с водяными парами белый туман, 1 кг жидкого хлора образует 316 л газа.

Хлор применяется для хлорирования питьевой воды и для получения хлорорганических соединений (винилхлорида, хлоропренового каучука, дихлорэтана, хлорбензола и др.). Общие запасы в Республике Беларусь – 300 т.

Предельно допустимая концентрация хлора в атмосферном воздухе в рабочей зоне производственных помещений – 1 мг/м³, минимально ощутимая концентрация хлора – 2 мг/м³. Раздражающее действие возникает при концентрации около 10 мг/м³. Смертельная концентрация хлора при экспозиции 1 ч составляет 100–200 мг/м³. В воздухе определяется прибором УГ-2 или ВПХР с индикаторной трубкой (три зеленых кольца).

Хлор раздражает дыхательные пути и вызывает отек легких. При высоких концентрациях смерть наступает от 1–2 вдохов, при нескольких меньших – дыхание останавливается через 5–25 мин.

Для защиты применяют промышленные фильтрующие противогазы марки «В» и «М», гражданские противогазы ГП-5, ГП-7 (ГП-7В), детские противогазы, камеры защитные детские. При очень высоких концентрациях (больше 3600 мг/м³) – изолирующие противогазы. Хлор относится к веществам удушающего действия.

Первая помощь: надеть противогаз и вывести пострадавшего на свежий воздух. При раздражении дыхательных путей показано вдыхание нашатырного спирта, промывание глаз, носа и рта 2 % раствором соды, внутрь теплое молоко с минеральной водой «Боржоми» или содой, кофе.

Дегазация – водные растворы гипосульфита, гашеной извести, щелочные отходы производства. Нейтрализация – водой.

Цианистый водород (синильная кислота) – бесцветная легкоподвижная жидкость с запахом горького миндаля, застывающая при температуре, составляющей –13 °С. Температура кипения +27,5 °С. Образующаяся жидкость очень летуча. Капли ее в воздухе испаряются: летом – в течение 5 мин, зимой – 1 ч.

Синильная кислота и ее соли выпускаются химической промышленностью в больших количествах. Используется при производстве пластмасс и искусственных волокон, в гальванопластике, при извлечении золота из золотых руд, как средство борьбы в сельском хозяйстве. Относится к веществам общеядовитого действия.

Смешивается с водой, легко растворяется в спирте, бензине. Смеси паров с воздухом при содержании 6–40 %(об.) могут взрываться.

Наличие синильной кислоты в воздухе можно определить с помощью ВПХР с индикаторной трубкой (три зеленых кольца).

Для нейтрализации синильной кислоты используется гипохлорит кальция, формалин.

Воду, растворы щелочей для дегазации синильной кислоты использовать нельзя, так как ее соли со щелочными металлами (KCN, NaCN) являются сильными ядами.

С целью защиты используют фильтрующие и изолирующие противогазы, а также промышленные типа «В», «М», «БКФ».

Фосген (COCI₂) – бесцветная подвижная жидкость с удушливым неприятным запахом гниющих фруктов. Плохо растворим в воде, хорошо растворим в органических растворителях (бензоле, хлороформе, толуоле, ксилоле). При температуре выше 8 °С переходит в газ. Температура затвердевания составляет –118 °С.

Фосген используется при производстве красителей и минеральных удобрений, относится к веществам удушающего действия. Газообразный фосген в 3–4 раза тяжелее воздуха, поэтому пары фосгена могут скапливаться в подвалах, низинах.

Для дегазации паров фосгена в закрытых помещениях используется аммиак. Основным способом нейтрализации фосгена является взаимодействие с растворами аммиака и щелочами.

В воздухе фосген может быть обнаружен прибором ВПХР с использованием индикаторной трубки (три зеленых кольца).

Для защиты органов дыхания необходимо использовать гражданские фильтрующие противогазы, промышленные противогазы.

Антидотов против фосгена не существует.

Сернистый ангидрид – бесцветный газ, который при температуре –75 °С превращается в жидкость, в 2,2 раза тяжелее воздуха.

Сернистый ангидрид относится к веществам удушающего и общеядовитого действия. Вызывает раздражение дыхательных путей, спазм бронхов, ПДК в рабочем помещении – 10 мг/м³. Малые концентрации сернистого ангидрида вызывают чихание, кашель. При более длительном воздействии наблюдается рвота, речь и глотание затруднены.

Сернистый ангидрид нарушает углеводный и белковый обмен, угнетает окислительные процессы в головном мозге, печени, мышцах. Смерть наступает от удушья вследствие рефлекторного спазма голосовой щели, внезапной остановки кровообращения в легких или шока.

Для защиты органов дыхания необходимо использовать промышленные противогазы.

Возникновение техногенных аварий, сопряженных с угрозой жизни и здоровью населения, например, при попадании в окружающую среду АХОВ, является острой проблемой современного индустриального общества. Опасности подвергается население, проживающее в непосредственной близости к потенциально опасным объектам.

Для хранения АХОВ на складах предприятий используются следующие способы:

• в резервуарах под высоким давлением;

• в изотермических хранилищах при давлении, близком к атмосферному – при таком способе хранения емкости искусственно охлаждаются;

• при температуре окружающей среды в закрытых емкостях (характерно для высококипящих жидкостей).

При авариях с выбросом АХОВ в атмосферу образуется первичное и вторичное облако.

Первичное облако – это облако АХОВ, образующееся в результате мгновенного (1–3 мин) перехода в атмосферу части АХОВ из емкости при ее разрушении.

Вторичное облако — это облако АХОВ, образующееся в результате испарения разлившегося вещества с подстилающей поверхности.

В случае разрушения емкости, содержащей АХОВ под давлением, за счет бурного, почти мгновенного испарения, основное количество вещества поступит в первичное облако, концентрации АХОВ значительно превышают смертельные.

В случае разрушения изотермического хранилища в первичное облако поступит 3–5 % АХОВ (при температуре окружающего воздуха 25–30 °С).

Основное же количество разлившегося в поддон (обваловку) АХОВ поступит за счет испарения во вторичное облако.

При вскрытии оболочек с высококипящими жидкостями образования первичного облака не наблюдается. Заражение атмосферы происходит за счет испарения, и концентрация АХОВ в воздухе зависит от физико-химических свойств и температуры окружающей среды. Учитывая малые скорости испарения таких АХОВ, они будут представлять опасность только для персонала химически опасных объектов и населения, находящегося непосредственно в районе аварии.