книги / Мониторинг безопасности.-1
.pdfТема 7. МОНИТОРИНГ АВАРИЙНО ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ
7.1. Классификация и краткая характеристика АХОВ и СДЯВ
Аварийно химически опасное вещество (АХОВ) – это опасное хи-
мическое вещество, применяемое в промышленности и сельском хозяйстве, при аварийном выбросе (разливе) которого может произойти заражение окружающей среды в поражающих живой организм концентрациях (токсодозах) (ГОСТ Р 22.9.05–95).
Сильнодействующие ядовитые вещества (СДЯВ) – химические соединения, обладающие высокой токсичностью и способные при определенных условиях (в основном при авариях на химически опасных объектах) вызывать массовые отравления людей и животных, а также заражать окружающую среду.
Химически опасный объект (ХОО) – объект, на котором хранят,
перерабатывают, используют или транспортируют опасные химические вещества, 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.
Химическая обстановка – обстановка, сложившаяся в окружающей среде на определенной территории в результате нормальной эксплуатации оборудования на ХОО или техногенной аварии с АХОВ.
К опасным для человека и окружающей среды отнесены более 30 веществ: аммиак, окислы азота, диметиламин, сероводород, сероуглерод, сернистый ангидрид, соляная кислота, синильная кислота, фосген, фтор, хлор, хлорпикрин, окись этилена и др.
В соответствии с приложениями Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» № 116-ФЗ [1] к категории опасных производственных объектов относятся объекты, на которых получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются,
уничтожаются воспламеняющиеся, окисляющие, горючие, взрывчатые
вещества. Отдельно выделены вещества, обладающие токсичностью:
• токсичные вещества – вещества, способные при воздействии на живые организмы приводить к их гибели и имеющие следующие характеристики:
151
средняя смертельная доза при введении в желудок от 15 мг на 1 кг до 200 мг на 1 кг включительно;
средняя смертельная доза при нанесении на кожу от 50 до
400 мг/кг включительно;
средняя смертельная концентрация в воздухе от 0,5 до 2 мг/л
включительно;
•высокотоксичные вещества – вещества, способные при воз-
действии на живые организмы приводить к их гибели и имеющие следующие характеристики:
средняя смертельная доза при введении в желудок не более 15 мг/кг; средняя смертельная доза при нанесении на кожу не более 50 мг/кг;
средняя смертельная концентрация в воздухе не более 0,5 мг/л;
•вещества острой токсичности, представляющие опасность для окружающей природной среды, – вещества, характеризующиеся
вводной среде следующими показателями:
средняя смертельная доза при ингаляционном воздействии на рыбу в течение 96 ч не более 10 мг/л;
средняя концентрация яда, вызывающая определенный эффект при воздействии на дафнии в течение 48 ч не более 10 мг/л;
средняя ингибирующая концентрация при воздействии на водорос-
ли в течение 72 ч не более 10 мг/л.
Токсичность для человека и других теплокровных живых организмов определяется по количеству токсичного вещества, поглощенного организмом за определенное время или попавшего на кожный покров и находящегося на нем в течение некоторого времени.
Токсодоза – доза вещества, вызывающая определенный токсический эффект (определенную степень поражения организма человека). При поражении человека через органы дыхания токсодоза принимается:
Ct50 = С · t,
где С – средняя концентрация ОВ или АХОВ в воздухе (г/м³, мг/л); t – время пребывания человека в зараженном воздухе (мин, с).
Для характеристики токсичности веществ при их воздействии на организм человека чаще всего используются средняя (50 %) пороговая, выводящая из строя и смертельная токсодозы:
LCt50 – средняя смертельная токсодоза, вызывающая с определенной степенью вероятности смертельный исход у 50 % пораженных (L – от лат. Letalis – смертельный);
152
ICt50 – средняя выводящая из строя токсодоза, вызывающая |
|
выведение из работоспособного состояния 50 % пораженных (I – от |
|
англ. Incapacitating – небоеспособный); |
|
PCt50 – средняя пороговая токсодоза, вызывающая начальные |
|
симптомы поражения у 50 % пораженных (Р – от англ. Primary – |
|
начальный). |
|
Все эти токсодозы измеряются в г·мин/м3, мг·с/л. |
|
В Федеральном законе № 116-ФЗ приведены предельные количест- |
|
ва опасных веществ (в тоннах), наличие которых на опасном производ- |
|
ственном объекте является основанием для обязательной разработки |
|
декларации промышленной безопасности: |
|
Воспламеняющиеся газы ................................................................. |
200 |
Горючие жидкости, находящиеся на товарно-сырьевых |
|
складах и базах .............................................................................. |
50000 |
Горючие жидкости, используемые в технологическом процессе |
|
или транспортируемые по магистральному трубопроводу .......... |
200 |
Токсичные вещества ......................................................................... |
200 |
Высокотоксичные вещества .............................................................. |
20 |
Окисляющие вещества ..................................................................... |
200 |
Взрывчатые вещества......................................................................... |
50 |
Вещества, представляющие опасность для окружающей |
|
природной среды .............................................................................. |
200 |
Аммиак .............................................................................................. |
500 |
Нитрат аммония (нитрат аммония и смеси аммония, в кото- |
|
рых содержание азота из нитрата аммония составляет более 28 % |
|
массы, а также водные растворы нитрата аммония, в которых кон- |
|
центрация нитрата аммония превышает 90 % массы) .............................. |
2500 |
Нитрат аммония в форме удобрений (простые удобрения на |
|
основе нитрата аммония, а также сложные удобрения, в кото- |
|
рых содержание азота из нитрата аммония составляет более |
|
28 % массы (сложные удобрения содержат нитрат аммония вме- |
|
сте с фосфатом и (или) калием) .......................................................... |
10000 |
Акрилонитрил ................................................................................... |
200 |
Хлор ..................................................................................................... |
25 |
Оксид этилена ..................................................................................... |
50 |
Цианистый водород ............................................................................ |
20 |
Фтористый водород ............................................................................ |
50 |
Сернистый водород ............................................................................ |
50 |
Диоксид серы .................................................................................... |
250 |
153
Триоксид серы ..................................................................................... |
75 |
Алкилы ................................................................................................. |
50 |
Фосген ............................................................................................... |
0,75 |
Метилизоцианат ............................................................................... |
0,15 |
По путям поступления в организм человека АХОВ подразделяются |
|
на группы: |
|
•ингаляционного действия – поступают через органы дыхания;
•перорального действия – поступают через желудочно-кишечный
тракт;
•кожно-резорбтивного действия – воздействуют через кожные покровы.
При проникновении в организм человека АХОВ способны вызывать болезненные состояния, нарушать нормальную деятельность,
апри определенных условиях приводить к летальному исходу. Кроме токсичного действия, АХОВ может способствовать генетическим изменениям (табл. 7.1).
|
|
Таблица 7 . 1 |
Классификация АХОВ по признакам воздействия на человека |
||
|
|
|
Группа |
Воздействие на человека |
Пример |
1 |
Вещества преимущественно удушающего |
Хлор, треххлористый |
|
действия |
фосфор, фосген |
2 |
Вещества преимущественно общеядовито- |
Цианистый водород, |
|
го действия |
хлорциан, синильная |
|
|
кислота, окись углерода |
3 |
Вещества, обладающие удушающим и |
Сероводород, окислы |
|
общеядовитым действием |
азота, сернистый ангидрид |
4 |
Нейротропные яды, т.е. вещества, пора- |
Фосфорорганические |
|
жающие центральную нервную систему |
соединения, сероуглерод |
5 |
Вещества, обладающие удушающим и |
Аммиак |
|
нейротропным действием |
|
6 |
Метаболические яды, поражают централь- |
Дихлорэтан, этиленоксид, |
|
ную нервную систему и кроветворные ор- |
метилхлорид |
|
ганы |
|
Наиболее широко распространены в народном хозяйстве химические вещества, такие как хлор и аммиак. Аммиак используется как хладагент при хранении пищевых и других продуктов, применяется при производстве минеральных удобрений, взрывчатых веществ, при про-
154
изводстве азотной кислоты. Хлор применяется в производстве каучука, пластмасс, отбеливателей ткани и бумаги, синтетических пленок, хлорной извести, дезинфицирующих средств, а также является основным продуктом при очистке (хлорировании) воды.
В соответствии с ГОСТ 12.1.007–76 (99) по степени воздействия на организм человека СДЯВ разделяются на 4 класса опасности (табл. 7.2).
Таблица 7 . 2 Классификация СДЯВ по степени воздействия на организм человека
Наименование |
Рекомендуемое значение для класса опасности |
||||||
Ι |
|
ΙΙ |
ΙΙΙ |
ΙV |
|||
показателя |
|
Чрезвычайно |
Высоко |
Умеренно |
Мало |
||
|
|
|
опасные |
опасные |
опасные |
опасные |
|
ПДКраб.зоны, мг/м3 |
|
Менее 0,1 |
0,1–1,0 |
1,1–10,0 |
Более 10,0 |
||
LCt50 |
при введении |
Менее 15 |
15–150 |
151–5000 |
Более 5000 |
||
в желудок, мг/кг |
|
|
|
|
|
|
|
LCt50 при нанесении |
Менее 100 |
100–500 |
501–2500 |
Более 2500 |
|||
на кожу, мг/кг |
|
|
|
|
|
|
|
LCt50 ввоздухе, мг/м3 |
Менее 500 |
500–5000 |
5001–50 000 |
Более 50 000 |
|||
Коэффициент |
воз- |
|
|
|
|
|
|
можности ингаляци- |
Более 300 |
300–30 |
29–3 |
Менее 3 |
|||
онногоотравления |
|
|
|
|
|
||
Зона острого дейст- |
Менее 6,0 |
6,0–18,0 |
18,1–54,0 |
Более 54,0 |
|||
вия* |
|
|
|
|
|
|
|
Зона |
хронического |
Более 10,0 |
10,0–5,0 |
4,9–2,5 |
Менее 2,5 |
||
действия** |
|
|
|
|
|
|
|
Примеры |
|
Фтористый |
Акролеин, |
Хлористый |
Аммиак, ме- |
||
|
|
|
водород, хло- |
мышьякови- |
водород, |
тилакрилат, |
|
|
|
|
рокись фос- |
стый водо- |
бромистый |
ацетон |
|
|
|
|
фора, этиле- |
род, |
синиль- |
водород, се- |
|
|
|
|
нимин, ртуть |
ная |
кислота, |
роводород, |
|
|
|
|
|
сероуглерод, |
триметила- |
|
|
|
|
|
|
фтор, хлор |
мин |
|
*Это отношение средней смертельной концентрации АХОВ к минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических показателей на уровне целостного организма.
**Это отношение минимальной пороговой концентрации, вызывающей изменения биологических показателей на уровне целостного организма к минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей вредное действие.
155
Классификация химически опасных объектов (ХОО). Степень опасности объекта определяется с учетом следующих характеристик:
•масштаба возможных последствий химической аварии для населения и прилегающих к объекту территорий;
•типа возможнойЧС при аварии наХОО по наихудшему сценарию;
•степени опасности АХОВ, используемых на ХОО;
•риска возникновения аварии на ХОО.
По масштабам возможных последствий химической аварии ХОО делятся на четыре степени химической опасности (табл. 7.3).
Таблица 7 . 3
Показатель опасности ХОО по возможному масштабу последствий аварии
Степень |
Количество людей, |
|
|
|
|
|
находящихся в прогнози- |
|
|
|
|
||
опасности |
Примеры ХОО |
|
||||
ХОО |
руемой зоне химического |
|
|
|
|
|
заражения |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
I |
≥ 75 тыс. чел. |
|
Крупные предприятия химической |
|||
|
|
|
промышленности, |
водоочистные |
||
|
|
|
сооружения, расположенные в не- |
|||
|
|
|
посредственной |
близости |
или на |
|
|
|
|
территории крупнейших и крупных |
|||
|
|
|
городов |
|
|
|
II |
От 40 до 75 тыс. чел. |
Предприятия химической, нефтехи- |
||||
|
|
|
мической, пищевой и перерабаты- |
|||
|
|
|
вающей промышленности, водоочи- |
|||
|
|
|
стные сооружения |
коммунальных |
||
|
|
|
служб больших и средних городов, |
|||
|
|
|
крупные железнодорожные узлы |
|||
III |
До 40 тыс. чел. |
|
Небольшие предприятия пищевой и |
|||
|
|
|
перерабатывающей |
промышленно- |
||
|
|
|
сти (хладокомбинаты, мясокомби- |
|||
|
|
|
наты, молокозаводы и др.) местного |
|||
|
|
|
значения, водоочистные сооруже- |
|||
|
|
|
ния и др. средних и малых городов |
|||
|
|
|
и сельских населенных пунктов |
|||
IV |
Численность |
персонала, |
Предприятия и |
объекты с |
относи- |
|
|
т.к. зона поражения не вы- |
тельно малым количеством АХОВ |
||||
|
ходит за пределы террито- |
(менее 0,1 т) |
|
|
|
|
|
рии объекта |
|
|
|
|
|
156
Виды аварийных ситуаций с выбросом АХОВ на химически опасных объектах представлены на рис. 7.1.
Рис. 7.1. Виды аварий на химически опасных объектах
Критерий обеспечения химической безопасности. Научно обос-
нованными критериями гигиенической оценки загрязнения воздуха яв-
ляются предельно допустимые концентрации для рабочей зоны, мак-
симально разовые и среднесуточные концентрации веществ в воздухе населенных мест.
Государственным мониторингом окружающей среды, осуществляемым в субъектах Федерации территориальными центрами Росгидромета, определены высокие и экстремально высокие уровни загрязнения компонентов окружающей среды (табл. 7.4).
Аварийными признаются выбросы в атмосферу и сбросы неочищенных стоков в случае:
•если аварийный выброс (сброс) привел к экстремально высокому загрязнению и оно зафиксировано аналитически или по визуальным
иорганолептическим признакам;
•при увеличении объемов поступления сточных вод от стационарных источников загрязнения и увеличении концентраций загрязняющих веществ в сточных водах в 10 и более раз;
•при попадании в природную среду от нестационарных источников загрязнения (автотранспорт, железнодорожный транспорт, суда, другие плавсредства) токсических загрязняющих веществ, веществ, для которых ПДК не установлены, нефтепродуктов в количестве 5 т иболее;
• при сбросе нефти и других продуктов из нефтепроводов в количестве 10 т и более.
157
|
|
|
Таблица 7 . 4 |
|
|
Уровни загрязнения окружающей среды, |
|
||
определяемые инструментальными методами |
|
|||
|
|
|
||
Объект |
Высокий уровень |
Экстремально высокий |
||
загрязнения |
|
уровень загрязнения |
||
|
|
|||
Атмосферный |
Содержание одного |
или не- |
Содержание одного или не- |
|
воздух |
скольких веществ, |
ПДКмр |
скольких веществ, |
превы- |
|
превышающее в 10 |
и более |
шающее ПДК: |
|
|
раз |
|
– более чем в 50 раз на срок |
|
|
|
|
менее 8 ч, |
|
|
|
|
– в 30–49 раз на 8 – 24 ч, |
|
|
|
|
– 20–29 раз на 1 – 2 сут. |
|
Поверхностные |
Максимально разовое содер- |
Превышение ПДК |
для ве- |
|
водные объекты |
жание для нормируемых ве- |
ществ 1–2-го класса в 5 и бо- |
||
|
ществ 1–2 класса в концен- |
лее раз, а для веществ 3–4-го |
||
|
трациях, превышающих ПДК |
класса – в 50 и более раз |
||
|
от 3 до 5 раз, для веществ 3–4 |
|
|
|
|
класса опасности – от 10 до |
|
|
|
|
50 раз (для нефтепродуктов, |
|
|
|
|
фенолов, соединений меди, |
|
|
|
|
железа, марганца – от 30 до |
|
|
|
|
50 раз), величины БПК5 от 10 |
|
|
|
|
до 40 раз, снижение раство- |
|
|
|
|
ренного кислорода до значе- |
|
|
|
|
ний от 3 до 2 мгО2/ дм3 |
|
|
|
Почва |
|
|
Превышение ПДК в 50 и бо- |
|
|
|
|
лее раз |
|
В планировке населенных мест для обеспечения безопасности населения, проживающего в зоне возможного влияния опасных объектов, создаются зоны защитных мероприятий и санитарно-защитные зоны (СЗЗ). Размер СЗЗ зависит от мощности, условий осуществления технологического процесса, характера и количества выделяемых в окружающую среду вредных веществ и других вредных факторов в соответствии с санитарной классификацией предприятий. В зависимости от класса объекта размеры санитарно-защитных зон составляют: I класса – 1000 м,
II– 500 м, III – 300 м, IV – 100 м, V – 50 м.
КI классу, как известно, относятся химические объекты, имеющие в обращении следующие АХОВ: аммиак жидкий, ангидрид сернистый жидкий, двуокись азота, кислоту синильную, метилакрилат, нитрил акриловой кислоты, сероуглерод, триметиламин, фосген, хлор жидкий и ряд других.
158
За время прохождения паров зараженного воздуха через санитар- но-защитную зону концентрации АХОВ снижаются, однако при крупномасштабных авариях, особенно на складах хранения АХОВ, глубина распространения зараженного воздуха с поражающими концентрациями может в десятки раз превышать глубину санитарно-защитной зоны. Вместе с тем ее наличие в ряде случаев позволяет своевременно предупредить население о химической опасности.
При размещении на территории объектов различных производств и сооружений определенное влияние на распространение АХОВ оказывает плотность объектов застройки на промышленной площадке. Чем выше плотность, тем меньше проветривание территории предприятий, зданий и сооружений, а следовательно, больше время возможного застоя АХОВ и воздействия зараженного воздуха на персонал объекта.
Зонирования на территории самих химически опасных объектов, внутри их зданий и сооружений не предусматривается, хотя на многих объектах, особенно I класса, да и других, условно существуют «чистые» и «грязные» зоны, на границе которых имеются контроль и реализуются мероприятия по защите персонала от воздействия.
7.2.Мониторинг химически опасного объекта
7.2.1.Мониторинг при штатном режиме работы предприятия
Мониторинг химически опасного объекта (мониторинг ХОО) –
система регулярного наблюдения и контроля за состоянием систем безопасности химически опасного объекта, химической обстановкой на его территории и санитарно-защитной и/или охранной зоны, готовностью сил и средств соответствующих служб к ликвидации последствий химических аварий и защите населения.
Мониторинг окружающей природной среды и ее химического загряз-
нения осуществляется территориальными центрами федеральной службой Росгидромет. Для определения уровня загрязнения атмосферного воздуха наблюдения проводятся в 219 городах (621 пункт); мониторинг состояния природных вод осуществляется на 1140 водных объектах (1726 пунктов); снежный покров оценивается в 461 контрольном пункте; трансграничный перенос загрязняющих воздух веществ контролируется на 5 станциях; химический состав и кислотность осадков на 170 пунктах; комплексный фоновый мониторинг на 5 станциях. Ватмосферном воздухе определяется содержание более 30 загрязняющих веществ, в водных объектах – более 50 показателей, в почве – содержание тяжелых металлов, нефтепродуктов,
159
пестицидов. Контроль воздушной среды оценивается по РД 52.04.186–89 «Руководство по загрязнения атмосферы», контроль водных объектов – по ГОСТ 17.1.3.07–82 «Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков», РД 52.18.595–96 «Федеральный перечень методик выполнения измерений, допущенных к применению при выполнении работ в области мониторинга загрязнения окружающей природнойсреды».
Мониторинг химически опасного объекта включает в себя наблюдение и контроль:
•за параметрами технического состояния систем, определяющих безопасную работу с АХОВ;
•выбросами (сбросами) в атмосферу, гидросферу и литосферу АХОВ на территории химически опасного объекта, в санитарнозащитной и/или охранной зонах;
•состоянием емкостей, связанных с размещением АХОВ;
•своевременностью и качеством проведения регламентных, пла- ново-предупредительных и других видов ремонтных работ с емкостями, в которых размещаются АХОВ;
•метеообстановкой, экстренными и долгосрочными сообщениями
осостоянии окружающей природной среды и об аномальных явлениях в районе расположения ХОО;
•состоянием систем оповещения об аварии на ХОО и угрозе поражения населения;
•сетью наблюдения и лабораторного контроля за химической обстановкой, а также средствами химической разведки;
•средствами индивидуальной и коллективной защиты населения от АХОВ;
•техническими средствами, предназначенными для ликвидации последствий химических аварий на ХОО;
•подготовленностью личного состава органов управления и подразделений МЧС России, участвующих в ликвидации последствий химических аварий изащите населения, кдействиям в случае аварии на ХОО.
Мониторинг ХОО осуществляется собственником или эксплуатирующей объект организацией и структурами, уполномоченными на проведение указанного мониторинга.
Методы прогнозирования последствий аварий на ХОО, перечень исходных данных, правила оценки, алгоритмы прогноза и оценки дос-
160