Прогнозирование количества пострадавших среди персонала и населения, оказавшегося в зоне фактического заражения



Основными исходными данными для расчета являются:

1) наличие факторов поражения (первичное и вторичное облака либо только первичное, либо только вторичное облако);

2) средняя плотность населения в зоне заражения исходя из допущения, что население распределено по территории равномерно;

3) доля населения, которую планируется защитить тем или иным способом (укрытие в жилых и производственных помещениях, транспорте, убежищах и других защитных сооружениях; использование индивидуальных средств защиты и проведение эвакуации);

4) степень защищенности населения при использовании определенного способа защиты.

Количество населения, попавшего в зону заражения, N (чел.), рассчитывается исходя из средней плотности по формуле:

 

N = P Г S Г + P 33 S 33 .                  (9.8)

 

где РГ и Р33 - плотность населения соответственно в городе и загородной зоне, чел./км ; S Г и S ЗЗ - площади территории в городе и загородной зоне, приземный слой воздуха которых подвергся заражению, км2.

Численность пораженного населения определяется его защищенностью

 

N пор = N ∑n1 Pi ( 1 – K защ ,i )

При ∑ Р i =1

N пор = N ( 1 ─ K ср защ ) ,     (9.9)

 

где N пор - количество пораженного населения, чел.; N - численность населения, оказавшегося в зоне фактического заражения, чел.; Р; - доля населения, защищаемая от действия ОХВ i-м способом; K защ,i - коэффициент защиты укрытия i -го способа; K ср защ - среднее значение коэффициента защищенности населения с учетом его пребывания открыто на местности, в транспорте, жилых и производственных зданиях (см. табл. П. 12).

В случае образования первичного и вторичного облаков заражения сначала рассчитывают количество пораженных от первичного облака ( Nnop,1). Расчет количества человек, пораженных ОХВ вторичного облака, производится путем вычитания числа пораженных от первичного облака из общего количества населения в зоне заражения.

Для оценки распределения людей по степеням поражения приближенно можно принять, что структура пораженного населения соответствует данным табл. 9.3.

Таблица 9.3

Структура населения, пораженного ОХВ

Характер поражения Смертельный Тяжелой и средней степени Легкой степени Пороговые
Показатель 10% 15% 20% 55%

Для оценки глубины зон с разной степенью поражения можно принять, что глубина зоны, где могут наблюдаться смертельные поражения, составляет Гсм = 0,3 Г; глубина зоны, где могут быть поражения не ниже средней степени тяжести, составляет Гти ср = 0,5 Г; глубина зоны, где могут быть поражения не ниже легкой степени, составляет Глег = 0,7 Г.

Время подхода облака ОХВ к заданному объекту τподх (ч) зависит от скорости переноса облака воздушным потоком и определяется по формуле

 

τподх = х/и,                              (9.10)

 

где х - расстояние от источника заражения до заданного объекта, км; и - скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха, км/ч (см. табл. П.8).

Более строго пространственное распределение и степень поражения людей получают, используя вероятностный подход к определению поражающего фактора Рпор по пробит-функции Рг в виде:

 

Р r = а + b l п( Cnτ ),                           (9.11)

 

где а, b и п - константы для каждого конкретного ОХВ (см. табл. 9.4); τ - время воздействия ОХВ, мин; С - концентрация ОХВ в конкретной точке зоны заражения, ppm, связанная с концентрацией вещества в мг/л соотношением

Сррт = 62 360Смг/л(273,15 + t)/ (МР),

где Сррт , Смг/л - концентрация ОХВ, выраженная ррт и мг/л, соответственно; t - температура воздуха, °С; М - молекулярная масс ОХВ, кг/кмоль; Р - давление воздуха, мм рт. ст.

Пример.

На водоочистной станции в 8 часов утра произошла авария, связанная с разрушением емкости, содержавшей Q 0 = 10 т хлора, хранящегося под давлением. Емкость с хлором размещалась на поддоне с высотой стенок Н = 1,0 м. При прогнозировании последствий аварии принять следующие метеоусловия: инверсия, скорость ветра w в = 3 м/с, температура воздуха tв = + 20 °С. Плотность населения в полумиллионном городе Ргор = 2500 чел./км2. Население об аварии не оповещено.

Таблица 9.4

Значения коэффициентов a , b и n для случая смертельного поражения

Вещество
Акролеин - 4,931 2,049 1
Акролонитрит - 24,42 3,008 1,43
Аммиак - 30,90 1,85 2
Бензол - 104,78 5,3 2
Бром - 4,04 0,92 2
Угарный газ - 32,98 3,7 1
Четыреххлористый углерод - 1,29 0,408 2,5
Хлор - 3,29 0,92 2
Формальдегид - 7,24 1,3 2
Соляная кислота - 16,85 2,0 1
Цианистоводородная кислота - 24,42 3,008 1,43
Фтористоводородная кислота - 30,87 3,354 1
Сероводород - 26,42 3,008 1,43
Бромистый метил - 50,81 5,27 1
Метилизоцианат - 0,642 1,637 0,653
Оксид азота - 8,79 1,4 2
Фосген - 14,27 3,686 1
Оксид пропилена - 2,415 0,509 2
Диоксид серы - 10,67 2,1 1
Толуол - 1,794 0,408 2,5

 

Определить глубину распространения зараженного ОХВ воздуха через τ = 2 часа после аварии и структуру пораженного населения.

Решение.

1. Принимая глубину слоя разлившегося хлора, равной h = H — 0,2 =  1,0 - 0,2 = 0,8 (м) и рж = 1,558 (т/м3), найдем по формуле (9.6) время испарения τисп :

 

2. Эквивалентное количество ОХВ в первичном облаке Q э,1 определяем по формуле (9.4) с использованием данных табл. П. 10:

Q э,1 = 0,18 ∙ 1,0 ∙ 1,0 ∙ 1,0 ∙10= 1,8 (т).

 

3. Эквивалентное количество ОХВ во вторичном облаке Q э, 2 определяем по формуле (9.5) с использованием данных табл. П.10:

Q э,2 = (1 ─ 0,18)0,052 ∙1,0 ∙1,67 ∙ 1,0 ∙ 20'8 ∙1,0∙10/(0,8 ∙1,553) = 1 т.

Здесь коэффициент к6принят равным к6 = τ0,8 = 20,8, так как τ < τисп.

4. Глубины зон заражения первичным Г1 и вторичным Г2  облаками определим но табл. П. 10 в зависимости от скорости ветра wв = 3 м/с и соответствующего эквивалентного количества ОХВ путем интерполяции.

Для первичного облака: Q э,1= 1,8 т, интерполируя по данным табл. П.7, получим Г1 = 2,9 км.

Для вторичного облака: Q э,2 = 1 т, по табл. П.7, имеем Г2 = 2,17 км. Полная глубина зоны заражения Гзар , рассчитанная по формуле (9.1), равна:

Гзар = 2,9 + 0,5 ∙ 2,17 = 4 (км).

 

5. Предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс Гпред при скорости переноса и = 16 км/ч (табл. П.8, инверсия, скорость ветра wв = 3 м/с) по формуле (9.2) равно:

Гпред= 16 ∙ 2 = 32 (км).

За истинную глубину зоны заражения принимаем величину

Г = min {Гзар , Гпрея}, т. е. Г = min {4 км; 32 км} = 4 (км).

 

6. Площадь зоны фактического заражения S зар находим по формуле (9.3):

S зар= 0,081 ∙ 42 ∙20,2= 1,49 (км2).

Так как скорость ветра wв более 2 м/с, то зона фактического заражения будет располагаться в секторе с углом 45° по направлению ветра.

 

7. Количество людей, попавших в зону фактического заражения, N найдем по формуле (9.8):

N= 2500 ∙ 1,49 = 3700 (чел.).

 

8. Определим число пораженных с учетом защищенности населения.

Для условий примера найдем среднее значение защищенности городского населения с учетом его пребывания открыто на местности, в транспорте, жилых и производственных зданиях. Так, как авария произошла в 8 часов, то согласно табл. П.3.1, 22% населения находилось в жилых зданиях с коэффициентом защиты по месту пребывания людей в течение 2 часов, равным 0,38 (табл. П. 12); 50% населения — в производственных зданиях с коэффициентом защиты 0,09; 28% — в транспорте без средств защиты.

Тогда среднее значение коэффициента защищенности составит:

Кзащ = 0,22 ∙ 0,38 + 0,5 ∙ 0,09 + 0,28 ∙ 0 = 0,13.

Далее по формуле (9.9) определим число пораженных:

Nnop = 3700 ∙ (1 ─ 0,13) = 3220 (чел.),

 

9. Согласно табл. 9.3 можно ожидать следующее распределение пострадавшего населения по степеням тяжести поражения ОХВ:

- смертельные поражения -

N см = 0,1 N =0,1∙3220 = 320 (чел.);

- поражения тяжелой и средней степени тяжести -

N т и ср = 0,15N = 0,15 ∙ 3220 =485 (чел.);

- легкие поражения -

N лег = 0,2 N= 0,2 ∙ 3220 = 645 (чел.);

- пороговые поражения -

Nnop = 0,55N = 0,55 ∙ 3220 = 1770 (чел.).

10. Для определения пространственного распределения зон заражения с разной степенью поражения людей приближенно можно принять:

- глубина зоны, где могут быть смертельные поражения:

Гсм = 0,З Г = 0,3 ∙ 4 = 1,2 (км);

- глубина зоны, где могут быть поражения не ниже средней степени тяжести:

Гт и ср. = 0,5 ∙ 4 = 2 (км);

- глубина зоны, где могут быть поражения не ниже легкой степени:

Глег = 0,7 ∙ 4 = 2,8 (км).

Задание:

На пищевом комбинате в 13:30 часов произошла авария, связанная с разрушением емкости, содержавшей Q0 = 9,6 т аммиака, хранящегося под давлением. Емкость с аммиаком размещалась на поддоне с высотой стенок Н = 1,0 м.

При прогнозировании последствий аварии приняты следующие метеоусловия: инверсия, скорость ветра wв = 3 м/с, температура воздуха tв = + 20 °С. Плотность населения в городе Ргор = 3000 чел./км2. Население об аварии не оповещено.

Определить глубину распространения зараженного ОХВ воздуха через τ = 2 часа после аварии и структуру пораженного населения.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица П.3.1

Среднесуточное распределение городского населения

по месту его пребывания

Время суток, ч

Место нахождения, %

Здания жилые и культурно-бытового назначения

Производственные здания

В транспорте

На улице (открыто)

города с населением (млн. чел)

0,25-0,5 0,5-1,0 более 1,0 0,25-0,5 0,5-1,0 более 1,0
1 6 94 6
6 7 74 6 7 9 12 13 11 8
7 10 22 50 9 11 17 19 17 11
10 13 28 52 6 7 10 14 13 10
13 15 45 37 4 4 7 14 14 11
15 17 27 49 8 9 13 15 15 12
17 19 45 24 10 12 15 20 18 15
19 01 77 14 4 4 6 5 5 3

Таблица П.7

Глубины зон возможного заражения ОХВ, км

Скорость ветра, м/с

Эквивалентные количества ОХВ, т

0,01 0,05 0,1 0,5 1 3 5 10 20 30 50 70 100 300 500 1000
1 0,38 0,85 1,25 3,16 4,75 9,18 12,53 19,20 29,56 38,13 52,67 65,23 89,91 165 231 363
2 0,25 0,59 0,84 1,92 2,86 5,35 7,20. 10,83 16,44 21,02 28,73 35,35 44,09 87,79 121 189
3 0,22 0,48 0,68 1,53 2,17 3,99 5,34 7,96 11,94 15,18 20,59 25,21 31,30 61,47 84,50 130
4 0,19 0,42 0,59 1,33 1,88 3,29 4,36 6,46 9,62 12,18 16,43 20,05 24,80 48,18 65,92 101
5 0,17 0,38 0,53 1,19 1,68 2,91 3,75 5,53 8,19 10,33 13,88 16,89 20,82 40,11 54,67 83,60
6 0,15 0,34 0,48 1,09 1,53 2,66 3,43 4,88 7,20 9,06 12,1 14,79 18,13 34,67 47,09 71,70
7 0,14 0,32 0,45 1,00 1,42 2,46 3,17 4,49 6,48 8,14 10,87 13,17 16,17 30,73 41,63 53,16
8 0,13 0,30 0,42 0,94 1,33 2,30 2,97 4,20 5,92 7,42 9,90 11,98 14,68 27,75 37,49 56,70
9 0,12 0,28 0,40 0,88 1,25 2,17 2,80 3,96 5,60 6,86 9,12 11,03 13,50 25,39 34,24 51,60
10 0,12 0,26 0,38 0,84 1,19 2,06 2,66 3,76 5,31 6,50 8,50 10,23 12,54 23,49 31,61 47,53
11 0,11 0,25 0,36 0,80 1,13 1,96 2,53 3,58 5,06 6,20 8,01 9,61 11,74 21,91 29,44 44,15
12 0,11 0,24 0,34 0,76 1,08 1,88 2,42 3,43 4,85 5,94 7,67 9,07 11,05 20,58 27,61 41,30
13 0,10 0,23 0,33 0,74 1,04 1,80 2,37 3,29 4,66 5,70 7,37 8,72 10,48 19,45 26,04 38,90
14 0,10 0,22 0,32 0,71 1,00 1,74 2,24 3,17 4,49 5,50 7,10 8,40 10,04 18,46 24,69 36,81
15 0,10 0,22 0,31 0,69 0,97 1,68 2,17 3,07 4,34 5,31 6,86 8,11 9,7 17,60 23,50 34,98

Примечания: 1. При скорости ветра больше 15 м/с размеры зон заражения принимать как при скорости ветра 15 м/с.

2. При скорости ветра меньше 1 м/с размеры зон заражения принимать как при скорости ветра 1 м/с


 Таблица П.8

Скорость переноса (км/ч) переднего фронта облака зараженного воздуха при различном состоянии атмосферы

Скорость ветра, м/с

Состояниях атмосферы

инверсия изотермия конвекция
1 5 6 7
2 10 12 14
3 15 18 21
4 21 24 28
5 29
6 35
7 41
8 47
9 53
10 59
11 65
12 71
13 76
14 82
15 88

 

Таблица П.9

Степень вертикальной устойчивости атмосферы

Скорость ветра,

м/с

Ночь

Утро

День

Вечер

Ясно, перемен, облачность Сплошная облачность Ясно, перемен, облачность Сплошная облачность Ясно, перемен, облачность Сплошная облачность Ясно, перемен, облачность Сплошная облачность
<2 ин из из(ин) из кон(из) из из из
2-3,9 ин из из(ин) из из из из(ин) из
>4 ин из из из из из из из

Примечания: Обозначения: ин – инверсия, из – изотермия, кон – конвекция


Таблица П. 10

Характеристика ОХВ и вспомогательные коэффициенты для определения глубин зон заражения

№ п/п

Наименование ОХВ

Плотность ОХВ ρ, т/м3

Ткип, °С

D пор,

мг.мин/л

k1

k2

k3

k 7 при различных температурах воздуха, °С

газ жидкость -40 -20 0 + 20

+ 40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

14

1 Аммиак:                      

 

  хранение под давлен. 0,0008 0,681 -33,42 15,0 0,18 0,025 0,04 0/0,9 0,3/0,9 0,6/0,1 1,0/1,0

1,4/1,0

  изотерм. хранение   0,681 -33,42 15,0 0,01 0,025 0,04 0/0,9 1,0/1,0 1,0/1,0 1,0/1,0

1,0/1,0

2 Водород:                      

 

  мышьяковистый 0,0035 1,64 -62,47 0,2** 0,17 0,054 0,857 0,3/1,0 0,5/1,0 0,8/1,0 1,0/1,0

1,2/1,0

  фтористый   0,989 12,52 4,0 0 0,028 0,15 0,1 0,2 0,5 1,0

1,0

  хлористый 0,0016 1,191 -85,1 2,0 0,28 0,037 0,30 0,64/1 0,6/1,0 0,8/1,0 1,0/1,0

1,2/1,0

  бромистый 0,0036 1,490 -66,77 2,4* 0,13 0,055 6,0 0,2/1,0 0,5/1,0 0,8/1,0 1,0/1,0

1,2/1,0

  цианистый   0,687 25,7 0,2 0 0,026 3,0 0 0 0,4 1,0

1,3

3 Диметиламин 0,002 0,680 6,9 1,2* 0,06 0,041 0,5 0/0,1 0/0,3 0/0,8 1,0/1,0

2,5/1,0

4 Метиламин 0,0014 0,699 -6,5 1,2* 0,13 0,034 0,5 0/0,3 0/0,7 0,5/1,0 1,0/1,0

2,5/1,0

5 Метил:                      

 

  бромистый   1,732 3,6 1,2* 0,04 0,039 0,5 0/0,2 0/0,4 0/0,9 1,0/1,0

2,3/1,0

Продолжение таблицы П.10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

14

хлористый 0,0023 0,983 -23,76 10,8** 0,125 0,044 0,056 0/0,5 0,1/1,0 0,6/1,0 1,0/1,0

1,5/1,0

6 Метилмеркаптан   0,857 5,95 1,7* 0,06 0,043 0,353 0/0,1 0/0,3 0/0,8 1,/1,0

2,4/1,0

7 Оксиды азота   1,491 21,0 1,5 0 0,040 0,4 0 0 0,4 1,0

1,0

8 Оксид этилена   0,862 10,7 22** 0,05 0,041 0,27 0/0,1 0/0,3 0/0,7 1,0/1,0

3,2/1,0

9 Сернистый ангидрид 0,0029 1,462 -10,1 1,8 0,11 0,049 0,333 0/0,2 0/0,5 0,3/1,0 1,0/1,0

1,7/1,0

10 Сероводород 0,0015 0,964 -60,35 16,1 0,27 0,042 0,036 0,3/1,0 0,5/1,0 0,8/1,0 1,0/1,0

1,2/1,0

11 Сероуглерод   1,263 46,2 45 0 0,021 0,013 0,1 0,2 0,4 0,1

2,1

12 Соляная кислота   1,198   2 0 0,021 0,3 0 0,1 0,3 1,0

1,6

13 Формальдегид   0,815 -19,0 0,6* 0,19 0,034 1,0 0/0,4 0/1,0 0,5/1,0 1,0/1,0

1,5/1,0

14 Фосген 0,0035 1,432 8,2 0,6 0,05 0,061 1,0 0/0,1 0/0,3 0/0,7 1,0/1,0

2,7/1,0

15 Фосфор треххлористый   1,57 75,3 3,0 0 0,010 0,2 0,1 0,2 0,4 1,0

2,3

16 Фосфора хлорокись   1,675 107,2 0,06* 0 0,003 10,0 0,05 0,1 0,3 1,0

2,6

17 Фтор 0,0017 1,512 -188,2 0,95 0,95 0,038 3,0 0,7/1,0 0,8/1,0 0,9/1,0 1,0/1,0

1,1/1,0

18 Хлор 0,0032 1,558 34,1 0,6 0,18 0,052 1,0 0/0,9 0,3/1,0 0,6/1,0 1,0/1,0

1,4/1,0

19 Хлорпикрин   1,658 112,3 0,2 0 0,002 3,0 0,03 0,1 0,3 1,0

2,9

20 Хлорциан 0,0021 1,220 12,6 0,75 0,75 0,046 0,80 0/0 0/0 0/0,6 1,0/1,0

3,9/1,0

                             

Примечания: 1. В столбцах 10-14 в числителе k 7 для первичного облака, в знаменателе — для вторичного,

2. Значения k 1 для изотермического хранения аммиака приведено для случая разлива в поддон.


Таблица П.11

Значения коэффициента k 4 зависимости от скорости ветра

Скорость ветра, м/с 1 2 3 4 5 6 7 8 9
k 4 1 1,33 1,67 2,0 2,34 2,67 3,0 3,34 3,67

 

Таблица П.12

Коэффициент защищенности населения по месту его пребывания

№ п/п

Место пребывания или применяемые средства зашиты

Время пребывания

15 мин 30 мин 1 ч 2 ч 3-4 ч
1 Открыто на местности 0 0 0 0 0
2 В транспорте 0,95 0,75 0,41
3 В производственных помещениях 0,67 0,5 0,25 0,09 0
4 В жилых и общественных помещениях 0,97 0,92 0,80 0,38 0,09

5

В убежищах:          
с режимом регенерации воздуха 1 1 1 1 1
без режима регенерации воздуха 1 1 1 1 1
6 В средствах индивидуальной защиты органов дыхания 0,7 0,7 0,7 0,7 0

Примечание. Коэффициент защищенности населения при использовании противогазов приведен для района пребывания людей не менее 1000 м от источника заражения.

 

 


Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 31; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!