57. Каковы последствия аварии на пожаро– и взрывоопасных объектах
Под пожаром понимают неконтролируемый процесс горения, сопровождающийся уничтожением материальных ценностей и создающий опасность для жизни людей. Причины возникновения пожаров на промышленных объектах можно разделить на 2 группы. Первая – это нарушение противопожарного режима или неосторожное обращение с огнем, вторая – нарушение мер пожарной безопасности при проектировании и строительстве зданий. Пожары могут быть следствием взрывов в помещениях или производственных аппаратах при утечках и аварийных выбросах пожаро– и взрывоопасных сред в объемы производственных помещений. Пожар как явление может принимать различные формы, однако все они в конечном счете сводятся к химической реакции между горючими веществами и кислородом воздуха (или иным видом окислительной среды). Для возникновения пожара необходимо наличие 3 компонентов: горючего вещества, кислорода (или иного окислителя) и первоначального источника теплоты с энергией, достаточной для начала реакции горения. Горючее и окислитель должны находиться в определенных соотношениях друг с другом. Большинство пожаров связано с горением твердых веществ, хотя начальная стадия пожара может быть связана с горением жидких и газообразных горючих веществ, в большом количестве используемых в современном промышленном производстве. Образование пламени связано с газообразным состоянием вещества, поэтому горение жидких и твердых веществ, сопровождающееся возникновением пламени, предполагает их предварительный переход в газообразную фазу. В случае горения жидкостей этот процесс обычно заключается в простом кипении с испарением у поверхности, в то время как при горении почти всех твердых веществ образование продуктов, способных улетучиваться с поверхности материала и попадать в область пламени, происходит путем химического разложения, или пиролиза. Известно, что после воспламенения процесс горения твердого горючего материала происходит сравнительно медленно, тепловая энергия выделяется постепенно, причем скорость горения зависит от площади его наружной поверхности, контактирующей с кислородом воздуха. Тот же горючий материал, но измельченный до порошкообразного состояния и распыленный в воздухе, воспламеняется сразу с выделением большого количества тепловой энергии. При пожарах существует несколько различных опасных факторов. Первый из них – это повышенные температуры в зоне горения. Они могут привести к тепловым ожогам поверхности кожи и внутренних органов людей, а также вызвать потерю несущей способности строительных конструкций зданий и сооружений. Вторым фактором является поступление в воздух рабочей зоны значительного количества вредных продуктов сгорания, в большинстве случаев приводящее к острым отравлениям людей. Процесс горения сопровождается выделением большого количества дыма. Дым уменьшает видимость, тем самым он может задержать эвакуацию людей, находящихся в помещении, что может привести к воздействию на них продуктов сгорания. При этих обстоятельствах люди могут быть поражены вредными составляющими дыма, даже находясь в местах, удаленных от очага пожара. Кроме того, за счет выгорания кислорода в рабочей зоне может понижаться концентрация кислорода в воздухе, что также негативно сказывается на процессах жизнедеятельности людей. В большинстве случаев пожары возникают в каком-либо одном месте, после чего пламя по горючим материалам и конструкциям зданий распространяется на соседние объекты и помещения. После образования в помещении первичного очага возгорания процесс развития пожара может пойти по одному из следующих сценариев: загоревшийся предмет сгорит полностью, и пожар прекратится, не распространившись на другие изделия из горючих материалов. Это имеет место, в частности, при условии, если первый загоревшийся предмет находится в изолированном положении, а теплового потока от зоны горения к соседним предметам недостаточно для их воспламенения. Процесс горения также может прекратиться или существенным образом замедлиться по мере выгорания кислорода. Это возможно при плохой вентиляции помещения. При достаточном количестве горючего материала и притоке свежего воздуха пожар может вырасти до размеров полного охвата пламенем всего помещения. Ориентировочно условием охвата пламенем всего помещения можно считать наличие в помещении плотности теплового потока, превышающего 20 кВт/м2. Причем источниками лучистого теплового потока могут быть как сам факел горящего материала, так и раскаленные поверхности верхних частей помещения, пламя, охватившее потолок и раскаленные продукты сгорания, скопившиеся под потолком. Кроме того, на процесс и скорость полного охвата помещения пламенем могут оказывать влияние и другие факторы. Например, термопластики могут плавиться и течь, создавая очаги горения жидких продуктов и способствуя распространению пламени на другие предметы. После наступления полного охвата помещения пламенем внешние поверхности возгораемых предметов в помещении, где возник пожар, будут охвачены огнем, интенсивность тепловыделений будет нарастать до максимума. В этот момент температуры внутри помещения могут достигать температур порядка 1100–1200 °С. Высокие температуры будут поддерживаться до тех пор, пока интенсивность образования воспламеняющихся летучих продуктов не начнет уменьшаться в результате истощения горючих веществ или за счет выгорания кислорода. В этот период за счет повышенных термических нагрузок могут происходить обрушения элементов здания. Начало разрушения отдельных конструкций здания, как правило, является началом переброски пожара в соседние пространства путем проникновения в них пламени или мощных тепловых потоков. Разрушение элементов здания (в первую очередь остекления) приводит к разгерметизации помещения и интенсивному проникновению к зоне горения свежих порций воздуха. На этом этапе часть горючих газов будет сгорать снаружи помещения в пламени, вырывающемся из окон. Дальнейшее распространение пожара на соседние здания происходит посредством теплопередачи излучением сначала от оконных проемов, затем и от всей поверхности горящего здания.
58. Какие объекты являются химически опасными
На ряде предприятий для технологических целей применяют вредные, в том числе сильнодействующие ядовитые вещества (СДЯВ). Например, для обеззараживания воды на водопроводных станциях широко используют хлор, на многих холодильных установках в качестве рабочего агента используется аммиак. Хлор и аммиак используют на многих предприятиях текстильной, химической, пищевой промышленности. В различных производствах широко применяются щелочи, кислоты и другие агрессивные и сильнодействующие вещества. При аварийной разгерметизации емкостей, трубопроводов, оборудования, связанных с хранением, транспортировкой и применением СДЯВ и иных вредных веществ, в воздухе рабочей зоны и в окружающей среде могут образовываться зоны с концентрациями токсичных веществ, превышающими предельно допустимые концентрации. Размеры зон заражения и время существования опасных концентраций зависят от способа хранения, количества поступившего в атмосферу вещества, его химико-физических свойств, внешних геолого-климатических условий. В зависимости от термодинамического состояния жидкости, находящейся при хранении в емкости, возможны 3 варианта протекания процесса при разгерметизации емкости: при больших перегревах жидкость может полностью переходить во взвешенное мелкодисперсное и парообразное состояние с образованием токсичных, вредных и пожаро– и взрывоопасных смесей; при низких энергетических параметрах жидкости происходит ее спокойный пролив на твердую поверхность, а испарение осуществляется путем теплоотдачи от твердой поверхности; промежуточный режим, когда в начальный момент происходит резкое вскипание жидкости с образованием мелкодисперсной фракции, а затем наступает режим свободного испарения с относительно низкими скоростями. Для определения размеров зон воздействия необходимо вначале спрогнозировать, какое количество жидкости или газа поступит в окружающую среду при том или ином виде аварии. На втором этапе расчета необходимо с учетом рельефа местности, климатических условий, планировки площадки рассчитать процессы растекания и испарения жидкости, а также рассеивания паров пролитой жидкости. Результатом такого расчета должны быть нанесенные на ситуационный план поля концентраций паров поступившего в атмосферу вещества. На плане местности отмечают также динамику процесса рассеивания паров, прогнозируют изменение концентрации в различных точках местности по времени. При проливах СДЯВ внешние границы зоны заражения определяют по ингаляционной токсодозе. Ширина зоны химического заражения приближенно может быть определена по степени вертикальной устойчивости атмосферы и по колебаниям направления ветра: при инверсии принимается 0,03 глубины зоны; при изотермии принимается 0,15 глубины зоны; при конверсии принимается 0,8 глубины зоны; при устойчивом ветре (колебания не более 6 °С) – 0,2 глубины зоны; при неустойчивом ветре -0,8 глубины зоны. При этом к ширине добавляются линейные размеры места разлива СДЯВ. Ряд веществ в промышленных условиях хранится и используется при низких температурах (криогенных температурах) в жидком состоянии. Наиболее часто встречаются жидкий кислород и азот, жидкий водород, гелий и т. д. Эти вещества в общепринятом понимании нельзя назвать ядовитыми или токсичными, но поступление их в атмосферу в большом количестве может вызвать вытеснение из нее кислорода, что также создаст опасную зону определенных размеров. Кроме того, некоторые из этих веществ являются окислителями или пожаро– и взрывоопасными веществами, низкие температуры этих веществ могут привести к дополнительным опасным факторам, таким как потенциальная опасность ожогов поверхности тела и внутренних органов у людей, а также к потере несущей способности силовых элементов зданий, машин и механизмов за счет хладоломкости. Основной особенностью хранения и использования криопродуктов является необходимость осуществления постоянного дренажа паров этих продуктов в окружающую среду. При дренаже криопродуктов в окрестностях места выброса образуются опасные низкотемпературные и концентрационные зоны, линейные размеры которых зависят от вида продукта, скорости истечения, температуры, метеорологических условий, способа сброса, типа сбросного устройства. Используемые в настоящее время в промышленности криопродукты можно подразделить на 3 типа: нейтральные криопродукты (азот, гелий), криопродукты-окислители (кислород), горючие криопродукты (водород, метан). При сбросе в атмосферу каждого из трех типов криопродуктов в зоне выброса создаются специфические опасности.
59. Что такое ЧС природного происхождения
Источником природной ЧС являются опасное природное явление или процесс, причиной возникновения которого могут быть землетрясение, вулканическое извержение, оползень, обвал, сель, карст, просадка в лесовых грунтах, эрозия, переработка берегов, цунами, лавина, наводнение, подтопление, затор, штормовой нагон воды, сильный ветер, смерч, пыльная буря, суховей, сильные осадки, засуха, заморозки, туман, гроза, природный пожар. Стихийные бедствия – опасные природные явления или процессы, имеющие чрезвычайный характер и приводящие к нарушению повседневного уклада жизни более или менее значительных групп людей, человеческим жертвам, разрушению и уничтожению материальных ценностей. Всемирная организация здравоохранения определяет стихийные бедствия как ситуации, характеризующиеся непредусмотренными серьезными и непосредственными угрозами общественному здоровью. Стихийные бедствия могут возникать в результате воздействия атмосферных явлений (ураганов, смерчей, снежных заносов и обвалов), огня (лесных, торфяных пожаров, пожаров в населенных пунктах), изменения уровня воды в водоемах (паводков, наводнений), изменений в почве и земной коре (оползней, извержений вулканов, землетрясений, цунами). Стихийные бедствия могут возникать как независимо друг от друга, так и во взаимосвязи: одно из них может повлечь за собой другое. Некоторые из них часто возникают в результате не всегда разумной деятельности человека (например, лесные и торфяные пожары, производственные взрывы в горной местности, при строительстве плотин, разработке карьеров, что зачастую приводит к оползням, снежным лавинам, обвалам ледников и т. п.). Для каждого стихийного бедствия характерно наличие присущих ему поражающих факторов, вредно воздействующих на состояние здоровья человека. Больше всего люди страдают от наводнений (40 % от общего урона), ураганов (20 %) землетрясений и засух (по 15 %). Около 10 % общего ущерба приходится на остальные виды стихийных бедствий. Ряд отечественных и зарубежных специалистов, приводя данные о потерях при крупнейших стихийных бедствиях, предполагают, что в будущем, в связи с ростом численности и концентраций населения аналогичные по силе катастрофы будут сопровождаться увеличением числа жертв в десятки раз.