Дипломная работа: Разработка методов и средств реабилитации объектов отравляющих веществ

Одним из признаков инверсии является наличие нисходящих потоков воздуха, и, следовательно, его сжатие и нагревание, как, например, в антициклонах. Этому сопутствуют повышение давления и установление ясной погоды. Состояние атмосферы в этом случае характеризуется как очень устойчивое. В зонах атмосферных фронтов температурная инверсия может создаться в результате натекания теплого воздуха на нижерасположенный слой холодного. Другим типом инверсии являются радиационные инверсии, образующиеся ночью, после дневного прогрева земной поверхности. Ночью поверхность земли излучает тепло и быстро остывает. Одновременно остывает и прилегающий к ней слой воздуха – сверху он прикрывается более теплым инверсионным слоем. Радиационные инверсии создаются в том слое атмосферы, который содержит загрязнения, способствуя тому, что загрязняющие вещества не рассеиваются и надолго задерживаются в окружающем воздухе. Кроме того, они образуются как раз в то время, когда маловероятна очистка атмосферы осадками.

В качестве наиболее вероятных путей поступления фосфорорганических ТХ в атмосферу можно выделить: высокотемпературные выбросы в атмосферу, которые могут быть кратковременными или продолжительными (взрывы, пожары); вылив больших количеств вещества на различные поверхности с последующим испарением.

Масштабы последствий аварий зависят от размеров возникшего при авариях (разрушениях) и распространяющегося в атмосфере облака зараженного воздуха. Так, результаты моделирования последствий пожара с вовлечением ФОВ свидетельствуют о поднятии перегретой примеси за счет действия архимедовой силы на большую высоту со значительной скоростью ветра и развитой турбулентностью. Это приводит к относительно быстрому формированию зоны заражения на значительном удалении от источника.

Расчеты зон заражения для разных вариантов возможных аварий с ФОВ на объекте 1205 в п. Марадыковский по методике [9 - 12] дали величины максимальной глубины зон заражения (токсодоз ОВ, равных или выше пороговых) от 0,9 до 3,8 км при авариях на объекте по УХО и от 1,3 до 17,7 км при более серьезных авариях (разлив 20 тонн зомана) на объекте по хранению ХО.

Расчет по методике [13] при значительно меньших количествах пролитого ОВ (2 т по сравнению с 20 т в примере выше) глубина распространения поражающих концентраций зарина достигает 40 км для пороговых концентраций или ~ 7 км для выводящих из строя концентраций ОВ. Для случая разлива зомана получены глубины распространения более 43 км и около 2,8 км, при которых возможно получение пороговых и выводящих из строя доз соответственно. Расчетная площадь очага поражения в этих случаях будет составлять: 770 км2 или 22 км2 для зарина и 944 км2 или 4,1 км2 для зомана.

Размеры зон защитных мероприятий (ЗЗМ) утверждены Постановлениями Правительства РФ [14] и, в частности, для п. Марадыковский Кировской области площадь ЗЗМ составляет 891,7 км2.

Оценка возможного уровня токсического воздействия на население в случае реализации конкретного аварийного события осуществляется с использованием известных моделей распространения ОВ в различных природных средах [15-17]. В рамках этих моделей может быть проведен расчет размеров возможных зон для разных уровней вероятностей локального поражения. При прогнозировании последствий конкретной рассматриваемой аварийной ситуации в отличие от правил расчета локальных рисков не должны учитываться преимущественные направления ветров. Поскольку в момент аварии направление ветра может быть любым, а прогноз выполняется по наиболее тяжелым возможным последствиям, то и направление распространения зараженного первичного и вторичного облаков ОВ должны выбираться в сторону наиболее населенных территорий вблизи объекта. В качестве модельной аварии рассмотрим взрыв (например, установленной противотанковой мины) на складе, содержащем РБК-500, что привело к разрушению (пролому) крыши здания. При этой ситуации произошла детонация зарядов внутренних элементов в 100 изделиях РБК-500, в результате чего произошла разгерметизация корпусов РБК-500 и утечка из них 2370 кг вещества Vx в виде аэрозоля. Резкое увеличение давления внутри склада привело к выходу облака аэрозоля Vx через пролом в крыше склада в окружающую среду. Параметры модели взяты из работы [18]. В качестве условного направления распространения ОВ взято направление на северо-восток (юго-западный ветер), способное привести к наибольшему ущербу.

Расчетные оценки локального ущерба от чрезвычайной ситуации на объекте по УХО показывают, что при наиболее неблагоприятных метеоусловиях в зону смертельного поражения попадает целый ряд крупных населенных пунктов. В зависимости от направления ветра, это могут быть п. Мирный (расстояние 1-2 км, 5000 жителей), сёла Юрьево и Ленинская Искра Котельничского района (13 км), куст деревень вокруг с. Истобенск (8-16 км) и др. Зона, характеризующаяся высоким показателем локального ущерба (более 50%), при восточном ветре может достичь г. Котельнича, а при юго-западном ветре - г. Орлов (расстояние 24 км). В последнем случае при ингаляционном воздействии доля пораженного населения в кусте деревень в районе с. Истобенск будет достигать 100 % и свыше 50 % для г. Орлов.

Попадающий в зону воздействия выбросов г. Котельнич - районный центр Кировской области c населением около 28000 человек. Доля пораженного населения г. Котельнича при ингаляционном воздействии будет достигать 100 % в восточной части города на расстоянии до 21 км от источника.

Приведенные данные свидетельствуют о возможном обширном загрязнении территорий в районах хранения и УХО в случае запроектных аварий.

1.2 Трансформация фосфорорганических отравляющих веществ в

объектах окружающей среды

Под трансформацией токсичных химикатов в ОС понимают совокупность абиотических и биотических процессов, приводящих к образованию [19]:

- либо более токсичных продуктов, в том числе обладающих отдаленными эффектами или новыми свойствами;

- либо продуктов с более выраженными влиянием других критериев опасности;

- либо продуктов, токсичность которых близка к токсичности исходных химикатов;

- либо менее токсичных продуктов.

Основными компонентами объектов ОС, в которых возможно протекание химических реакций трансформации ФОВ под действием различных физико-химических факторов, являются почва, поверхностные и подземные воды, воздух, растительный и животный мир [20,21]. Загрязнение ОПС посредством распространения ОВ в атмосфере является сложным физико-химическим процессом, кинетика которого определяется следующими основными факторами:

- физико-химическими свойствами ОВ;

- типом источника поступления ОВ в ОС;

- процессами распространения ОВ в атмосфере, которые зависят от метеорологической ситуации в районе объекта хранения ОВ на момент аварии и физического состояния, в котором ОВ или продукты их фазовых и химических превращений присутствуют в атмосфере;

- процессами фазовых и химических превращений ОВ в атмосфере;

- процессами фазовых и химических превращений ОВ при их взаимодействии с почвой.

ТХ Vx, растворенный в воде, относительно стоек к гидролизу. Гидролиз протекает несколькими путями с образованием различных продуктов деструкции (рисунок 1).

Рисунок 1 - Гидролиз Vx [22]

В нейтральной и слабощелочной среде происходит разрыв связи Р-О с образованием S-2-(N,N-диизопропиламино)этил тиоэфира МФК (II), который гидролизуется до МФК (III) и диизопропил-(2-меркаптоэтил)амина (IV). Данное соединение может быть окислено до бис-[2-(N,N-диизопропиламино)этил]дисульфида (V).

В кислой и щелочной среде вышеизложенный путь конкурирует с гидролизом по связи Р-S с образованием этилового эфира МФК (VI), который далее гидролизуется до МФК (III). При рН £ 7 и реальных зимних и летних температурах воды гидролиз Vx (таблица 1) может продолжаться длительное время [23], что совпадает с данными [22].

Таблица 1 – Зависимость скорости гидролиза Vx от величины рН при 25 °С

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10