Крамер агеев. Е. А. КрамерАгеев, ик. Леденев, ни. Морозова, А. А. Званцев, Н. Н. Могиленец, си. Хайретдинов под общей ред. Е. А. КрамерАгеева. М нияу мифи, 2011. 172 с. Подготовлено в полном соответствии с фгос по направлению 1
 Скачать 1.38 Mb.
|
|
S или только напряженность электромагнитной компоненты Е, поскольку преимущественно она предопределяет вредоносность излучения. В РФ приняты очень жесткие ПДУ. Например, бытовая техника должна удовлетворять требованию на расстоянии мот корпуса прибора ПДУ по напряженности электрического поля установлен в зависимости от частоты f (табл. 1.6.2). Таблица 1.6.2 F 50 Гц 0,3 – 300 кГц 0,3 – 3 МГц 3 – 30 МГц 30 – 300 МГц 0,3 – 30 ГГц Е, В/м 500 25 15 10 3 S = = 10 мкВт/см 2 Еще примеры ПДУ по Е для воздушных ЛЭП составляет 0,5 кВ/м – внутри помещений 1 кВ/м – на территории населенного пункта 5 кВ/м – вне жилых кварталов. ПДУ для сотового телефона составляет 100 мкВт/см 2 – на уровне головы. Для профессионалов, кроме того, нормируется экспозиция за рабочий день Е Т и Н Т (табл. 1.6.3). Таблицам ч Н Т, (А/м) 2 ⋅ ч 30 кГц – 3 МГц 20000 200 3 – 30 МГц 7000 – 30 – 50 МГц 800 0,72 50 – 300 МГц 800 300 МГц – 300 ГГц По S – 200 (мкВт/см 2 ) ⋅ ч Примеры и задачи 1. Определить силу F, с которой действует на положительный точечный заряд величиной +Q электрический диполь, заряды которого равны +q и –q и удалены друг от друга на расстояние l. Заряд Q находится в плоскости, проходящей через центр диполя перпендикулярно его оси, и на удалении L от нее. Пояснить, куда будет 85 направлен вектор искомой силы. Окружающее пространство считать вакуумом. Ответ F = qQl/[4 πε 0 (L 2 + (l/2) 2 ) 3/2 ], сила параллельна оси диполя и направлена в сторону от положительного к отрицательному заряду диполя. 2. Используя ответ предыдущей задачи, записать формулу для напряженности электрического поля в той же точке и при тех же условиях. а Над поверхностью земли на высоте Н сформировалось грозовое облаков форме тонкого плоского круга, в котором равномерно распределены заряды суммарной величиной Q. Какая напряженность электрического поля создается этим зарядом у поверхности земли в точке, совпадающей с вертикальной проекцией назем- лю центра облака. Радиус облака равен R. Воздушное пространство считать вакуумом. Ответ ( ) 2 2 2 1 0 б Как изменится напряженность электрического поля при условии предыдущей задачи, если гипотетически предположить, что строго под облаком находится участок земли одинаковой с облаком геометрии, со свойствами идеального проводника Ответ увеличится в два раза. 4. Пояснить физическую сторону феномена, состоящего в том, что в проводниковых материалах, внесенных в электрическое поле, внутри них напряженность поля равна нулю. а Изобразить картину силовых линий электрического поля, образуемого двумя одинаковыми по величине и знаку точечными электрическими зарядами, отстоящими друг от друга на расстоянии выбрать произвольно) и находящимися в вакуумном пространстве. Картину построить в плоскости, проходящей через точки расположения зарядов. б Выполнить предыдущее задание при условии, что подразумеваемые заряды имеют разные знаки. в Потренироваться на задачах типа двух предыдущих, усложняя условие за счет увеличения числа зарядов (не более четырех, комбинации знаков и геометрии их расположения. 6. Изобразить картину силовых линий магнитного поля, образуемого тремя фазными проводами воздушной линии электропередачи, 86 расположенными водной плоскости на равных расстояниях одного из них от двух других (расстоянием задаться. Токи в проводах линии считать переменными, частотой 50 Гц, равными. Картину построить в плоскости, перпендикулярной проводами для момента времени, когда фаза тока в среднем проводе линии составляет π/6. Принять, что токи в проводах изменяются по синусоиде. 7. По проводам одной воздушной ЛЭП течет постоянный электрический ток, по проводам второй (территориально разделенной от первой) – переменный (50 Гц. А Будет ли образовано магнитное поле вокруг проводов каждой из линий электропередачи Б Чем будет отличаться ситуация вокруг проводов разных линий с позиции магнетизма Г Будет ли происходить электромагнитное излучение проводами подразумеваемых линий электропередачи Д Какое силовое взаимодействие будет происходить между проводами каждой из двух линий электропередачи 8. Что может произойти со спиралевидным проводником из эластичного материала, если по нему пустить электрический ток будет ли он растягиваться, сжиматься в осевом направлении или сохранит начальное состояние Ответ мотивировать с позиций физики. 9. Какое элементарное устройство можно создать, чтобы сего помощью получить возможность бесконтактно использовать электрическую энергию высоковольтной воздушной линии электропередачи От каких обстоятельств зависит эффективность применения такого устройства 10. Измеренная напряженность E электрической компоненты электромагнитного поля, создаваемого высоковольтной ЛЭП с рабочим напряжением 330 кВ, в точке, где находится человек в контакте с землей, составляет 9 кВ/м. Определить ток I h , протекающий через тело человека. Справка Используя закономерности электротехники, можно получить следующее соотношение для определения искомой величины) Здесь f = 50 Гц – частота переменного тока h – рост человека, м r – радиус круга, по площади равного поперечному сечению туловища человека, м. Остальные параметры названы ранее. 87 11. В какой из двух точек местоположения человека под проводами высоковольтной ЛЭП на металлических опорах напряженность электрического поля, образуемого ЛЭП, будет больше вблизи опоры или посередине между опорами Ответ мотивировать. 12. Электромагнитной волной переносится энергия, плотность потока которой определяется формулой (1.6.8). В монохроматической волне векторы Е и Н изменяются во времени согласно (1.6.10). А Найти формулу зависимости плотности потока энергии от времени для электромагнитной волны частотой f. Б Показать, что поток энергии в любой момент времени направлен в сторону распространения волны. В Определить среднее во времени значение плотности потока энергии. Ответ A. S = 0,5 E m H m [1 – cos(4 πt)]. Б S ≥ 0. B. S ср = Е Во сколько раз скорость распространения электромагнитной волны в вакууме больше ее скорости в среде с параметрами ε и μ? Контрольные вопросы 1. Чем образуется стационарное электрическое поле Что понимается под силовыми линиями электрического поля и как они изображаются для одиночного электрического заряда, помещенного в вакуум 2. В чем состоит принцип суперпозиции электрических полей в тканях тела человека от нескольких точечных электрических зарядов Как определяется направление силовой линии электрического поля, образуемого несколькими точечными электрическими зарядами 3. Как изменится напряженность электрического поля в тканях тела человека по сравнению с ее значением в вакууме 4. Будет ли создаваться электрическое поле вокруг проводника, по которому течет постоянный электрический ток Если да, то будет ли оно стационарным или нестационарным 5. При каких условиях электрическое поле, образуемое электрическим зарядом (или электрическими зарядами, будет нестационарным. Чему равна напряженность электрического поля внутри человеческого органа со свойствами проводника, находящегося в стационарном электрическом поле 88 7. При каких условиях электрические заряды образуют стационарное магнитное поле 8. При каких условиях электрические заряды образуют нестационарное магнитное поле 9. Какие взаимные генные процессы, образующие электромагнитную волну, протекают в пространстве 10. Пояснить принцип экранирования (защиты) от электромагнитного излучения с помощью одежды из токопроводящего материала. 11. Почему зонтик (односторонний экран) из токопроводяще- го материала не защищает от электромагнитного излучения и почему он приобретает экранирующие свойства при его заземлении 12. Как изменятся параметры монохроматической электромагнитной волны (скорости распространения, длины волны, частоты, напряженности электрического и магнитного полей) при вхождении ее из вакуума в среду с параметрами ε и μ? 13. В чем состоит механизм поражающего воздействия электромагнитного излучения на человека Как влияет частота излучения на поражающую способность 14. Какие нормы электрической, магнитной и электромагнитной безопасности приняты в России для населения и профессионалов 15. Какие симптомы неблагополучия возникают у человека в результате воздействия на него электромагнитных полей 7. ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА Поражающая способность ядерного взрыва в отношении людей и объектов определяется величиной его тротилового эквивалента (q), те. количеством тротила (в тонах, мегатоннах или иных единицах массы, при взрыве которого выделяется столько же энергии, сколько и приданном ядерном взрыве. Энергия ядерного взрыва передается окружающей среде, порождая в ней различные физические процессы. Некоторым из них передается значительная доля энергии взрыва и за счет этой энергии они обладают способностью поражать объекты и людей. Такие процессы принято называть поражающими факторами ядерного взрыва. Физическая сторона поражающих факторов зависит от свойств среды, в которой произведен взрыв ив которых развиваются соответствующие физические процессы. Картина поражающих факторов ядерного взрыва, произведенного в атмосфере, существенно зависит от высоты взрыва. Наибольший эффект поражения наземных объектов достигается в большинстве ситуаций приземным ядерным взрывом, который считается таковым, если светящаяся область, образованная им, касается поверхности земли. Перечень поражающих факторов, формируемых в таких случаях, включает в себя воздушную ударную волну световое излучение области взрыва проникающую радиацию радиоактивное загрязнение местности электромагнитный импульс. Воздушная ударная волна представляет собой область сжатого воздуха, движущуюся в атмосфере со сверхзвуковой скоростью. На передней границе ударной волны – ее фронте – имеет место скачек давления и других физических параметров атмосферного воздуха, а сама область сжатия за ее фронтом плавно переходит в область разряжения, в конце которой давление воздуха возвращается к начальному. Основным параметром ударной волны, которым определяется ее поражающая способность, является избыточное давление воздуха (скачек давления) во фронте. Кстати говоря, любой параметр ударной волны по законам термогазодинамики может быть оценен по значению избыточного давления во фронте. Избыточное давление во фронте ударной волны на заданном удалении от приземного ядерного взрыва определяется величиной тротилового эквивалента и удаленностью от взрыва. На долю воздушной ударной волны расходуется примерно 50 % энергии ядерного взрыва. Световое излучение ядерного взрыва излучается поверхностью светящейся области, образуемой при взрыве высокотемпературными продуктами взрыва и окружающей среды. Радиус этой области называемый еще огненным шаром) увеличивается во времени на протяжении нескольких секунд, по истечении которых область, остыв, прекращает свое существование. Основным показателем поражающей способности светового излучения ядерного взрыва служит световой импульс, под которым понимается величина энергии светового излучения, приходящейся на единицу облучаемой 90 поверхности, перпендикулярно расположенной к направлению излучения, за все время существования светящейся области. На световое излучение приземного ядерного взрыва расходуется примерно всей энергии взрыва. Проникающей радиацией ядерного взрыва военные специалисты называют ионизирующее излучение, испускаемое областью ядерного взрыва. Оно состоит из потока нейтронов, рентгеновского излучения и фотонов. Ее источниками являются мгновенное излучение и излучение образовавшихся радионуклидов. Продолжительность поражающего действия проникающей радиации на людей составляет около 15 мин, по истечении которых радиоактивное облако поднимается на высоту, достаточную для того, чтобы ионизирующее излучение на пути к поверхности земли существенно поглощалось воздухом. Радиоактивное загрязнение земли происходит при приземных ядерных взрывах за счет выпадения на землю радиоактивной пыли из пылевого облака, образованного за счет перемешивания пылеобразного грунта и радиоактивных продуктов взрыва и поднятого архимедовой силой в верхние слои атмосферы. При конденсации продуктов этого коктейля в процессе перемещения облака по направлению ветра происходит конденсация продуктов облака, образование пылинок и высевание их на поверхность земли. Образующийся радиоактивный след облака принято аппроксимировать эллипсами, на границах которых мощность дозы на момент загрязнения принимается одинаковой. Электромагнитный импульс генерируется областью ядерного взрыва за счет несимметричного движения носителей заряда, образуемых действием ионизирующего излучения на окружающий атмосферный воздух. Диапазон волн, составляющих этот импульс, соответствует диапазону длинных радиоволн. Поражающей способностью для человека электромагнитный импульс не обладает, но способен эффективно поражать радиоэлектронные средства. Примеры и задачи Масса заряда плутония в ядерном боеприпасе равна 6 кг, тротиловый эквивалент данного боеприпаса составляет 20 тыс. т. При решении использовать [3]. 91 Определить долю общей массы плутония, ядра которой будут подвергнуты делению при взрыве такого боеприпаса. Справка. Энергия, освобождаемая при делении ядра одного атома плутония, составляет 200 МэВ, удельная энергия взрыва тротила равна 4,2 ⋅ 10 6 Дж/кг, число Авогадро равно 6,02 ⋅ 10 23 (г- моль, атомная единица массы равна 1,66 ⋅ 10 -24 га Рассчитать избыточное давление во фронте ударной волны приземного ядерного взрыва тротиловым эквивалентом 10N тыс. т, на удалении от взрывам. б Рассчитать давление скоростного напора ударной волны ядерного взрыва при условии предыдущей задачи. в Рассчитать продолжительность свечения светящейся области ядерного взрыва и величину максимального радиуса этой области при значении тротилового эквивалента, соответствующем задачи а. г Рассчитать величину светового импульса ядерного взрыва при значениях тротилового эквивалента и расстояния до взрыва, соответствующих задаче а. 3. Измеренная мощность дозы на следе радиоактивного облака ядерного взрыва на удалении 10 км на оси следа составила 100 рентген в час. Скорость ветра на высоте движения облака составляет мс. Определить мощность дозы через 2 ч после выпадения радиоактивных продуктов в указанной точке. Какую дозу радиации получит человек за те же 2 ч пребывания в той же точке на открытой местности 4. Какими могут быть последствия облучения для человека при условиях задачи 3. Контрольные вопросы 1. Какие средства вооруженной борьбы относятся к оружию массового поражения По какому признаку обособляется эта разновидность средств вооруженной борьбы Какими нормами международного права ограничивается статус этих видов оружия 2. Пояснить принцип устройства и срабатывания ядерного бое- припаса и получения при этом энергии взрыва. 3. Какие государства современного мира владеют ядерным оружием и какой видится перспектива его всеобщего уничтожения или, наоборот, его дальнейшего расползания по миру 92 4. Какой параметр ядерного взрыва (ядерного боеприпаса) называется тротиловым эквивалентом. Какие поражающие факторы создаются при приземных ядерных взрывах Как трансформируются они с увеличением высоты взрыва В какой пропорции распределяется полная энергия ядерного взрыва между поражающими факторами 6. Пояснить физическую сторону механизма образования ударной волны при ядерном взрыве и ее распространения в атмосфере. Может ли человек услышать звук взрыва до момента прихода ударной волны в пункт его местонахождения 7. Какими количественными показателями принято характеризовать поражающую способность ударной волны 8. Во сколько раз отличается тротиловый эквивалент двух ядерных взрывов, если избыточное давление во фронте их ударных волн оказалось одинаковым на расстояниях, отличающихся в два раза 9. Изобразить график изменения давления воздуха от времени для гипотетического ядерного взрыва в пункте, удаленном от него на некоторое расстояние, приняв за начало временной оси момент взрыва. Какие характерные фазы имеют место в этом процессе 10. За счет чего ив каких ситуациях создается давление скоростного напора и какой поражающий эффект ударной волны при этом создается 11. Какой видится картина развития светящейся области приземного ядерного взрыва, какова продолжительность этого процесса Какая доля полной энергии ядерного взрыва расходуется на световое излучение 12. Каким параметром светового излучения принято характеризовать его поражающую способность, от каких обстоятельств зависит его численное значение 13. Что понимается под проникающей радиацией ядерного взрыва Какие компоненты излучения формируют этот поражающий фактор Какова продолжительность его поражающего действия на человека при приземном ядерном взрыве 14. При каких высотах ядерного взрыва возможно радиоактивное загрязнение местности Какими показателями принято характеризовать поражающую способность этого поражающего фактора 15. Пояснить феномен ядерной ночи и ядерной зимы. 93 8. ХИМИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ И ПРИНЦИПЫ ЕЕ НОРМИРОВАНИЯ Особенности возникновения и развития аварийна химически опасных объектах (ХОО). Теоретически любое химическое вещество может находиться в фазовых состояниях жидкость, газ пари твердое состояние. Установлено, что этапы развития аварий и их последствия с участием аварийным химически опасным веществом (АХОВ) находятся в прямой зависимости от соотношения критической температуры, температуры внешней среды и условий хранения. Согласно принятой на сегодняшний день классификации все АХОВ разбиваются на четыре основные группы. Первая группа. К этой группе относятся вещества, критическая температура которых ниже температуры окружающей среды. Вещества этой группы, как правило, хранятся на ХОО в жидком состоянии при температуре, ниже критической. В случае разлива жидкости, хранящейся при нормальном давлении, вся жидкость перейдет в режим кипения без образования первичного облака. Скорость образования вторичного облака будет определяться температурой окружающей среды и физико-химическими свойствами АХОВ. Для сжижения некоторых из АХОВ этой группы требуется дополнительно увеличение давления (относительно атмосферного. При разгерметизации емкостей, содержащих химическое вещество данной группы, переведенного в жидкое состояние с увеличением давления выше атмосферного, часть жидкости мгновенно испарится, образуя первичное облако паров АХОВ. Оставшаяся часть жидкости переходит в режим кипения с образованием вторичного облака. Вторая группа. Вещества, у которых критическая температура выше, а температура кипения ниже температуры окружающей среды, относятся ко второй группе. В случае возникновения аварии с этими веществами образование первичного и вторичного облаков также зависит от условий хранения АХОВ. Если АХОВ хранятся в жидком состоянии под высоким давлением и при температуре выше температуры кипения, но ниже температуры окружающей среды Т хр1 , то при разгерметизации емкости часть АХОВ мгновенно испарится, образуя первичное облако паров АХОВ. Оставшаяся часть пролившейся жидкости будет испаряться постепенно за счет тепла окружающей среды, образуя вторичное облако. Наибольшую опасность в данном случае будет представлять первичное облако паров АХОВ за счет того, что процесс его образования протекает очень интенсивно с разбрызгиванием значительной части жидкости в виде пены и капель. Если АХОВ хранятся в изотермических хранилищах при температуре хранения, ниже температуры кипения, и при давлении, близком к атмосферному, тов случае разгерметизации емкости в первичное облако переходит только 3 – 5 % от общего количества АХОВ. Оставшаяся часть жидкости при испарении ведет к образованию вторичного облака паров АХОВ. Третья группа. Вещества, у которых критическая температура и температура кипения выше температуры окружающей среды, те. вещества, хранящиеся при атмосферном давлении в жидкой или твердой фазе, относятся к третьей группе. Разрушение емкостей, в которых хранятся вещества данной группы, приводит к разливу или рассыпанию АХОВ, те. в первую очередь загрязнению почвы и водоемов. В случае же возгорания АХОВ этой группы образуется газовое облако. Четвертая группа. Вещества, относящиеся к третьей группе, при использовании их в технологических процессах при повышенных температуре или (и) давлении относятся к четвертой группе. При авариях с АХОВ, относящихся к четвертой группе, возможно образование как первичных, таки вторичных облаков. В случае разрушения оболочки резервуара при давлении, близком к атмосферному, и разлива АХОВ в поддон первичное облако практически отсутствует. Основная часть АХОВ идет на формирование вторичного облака. В табл. 1.8.1 сгруппированы возможные ситуации протекания аварий с АХОВ. Обеспечение химической безопасности предполагает выполнение прогноза развития аварийных ситуаций на ХОО. Прогноз позволяет обоснованно сформировать резервы средств защиты, своевременно подготовить персонал и население территорий, которые могут попасть в зону поражения АХОВ. Химически опасные аварии характеризуются масштабом аварии, те. глубиной и площадью зоны загрязнения АХОВ. 95 Глубина и площадь зоны загрязнения при аварии с АХОВ зависят от физических свойств и агрегатного состояния АХОВ. Расчет проводится либо для первичного и вторичного облаков, либо только для первичного (вторичного) облака, согласно табл. 1.8.1. Так, для сжиженных газов глубина зоны загрязнения АХОВ рассчитывается отдельно для первичного и вторичного облаков, а затем определяется полная глубина зоны загрязнения Г. Для сжатых газов глубина и площадь зоны загрязнения определяются только для первичного облака. Таблица 1.8.1 Группа Пример АХОВ Вид хранения Последствия аварии Первая Метан, кисло- род, этилен Жидкость, хранящаяся при нормальном давлении Вторичное облако АХОВ Жидкость, хранящаяся при повышенном давлении Первичное и вторичные облака АХОВ Газ под давлением Первичное облако АХОВ Вторая Хлор, аммиак Жидкость при повышенном давлении и температуре выше температуры кипения АХОВ, но ниже температуры окружающей среды Первичное и вторичные облака АХОВ Жидкость при температуре ниже температуры кипения Первичное и вторичное облака АХОВ Газ под давлением Первичное облако АХОВ Третья Тетраэтилсвинец, диоксин Жидкость при нормальном давлении Вторичное облако АХОВ, разлив или загрязнение поверхности земли твердой фракцией вещества Четвертая Жидкость, хранящаяся при повышенном давлении и температуре Первичное и вторичное облака АХОВ Обязательные исходные данные для прогнозирования включают в себя вид (название) химически опасного вещества его количество, выброшенное в окружающую среду характер разлива на поверхность метеорологические условия на момент аварии (температура воздуха, скорость ветра, степень вертикальной устойчивости воздуха. По этим исходным данным можно оценить количество мгновенно испарившегося продукта (оценить размеры первичного облака) и продолжительность испарения оставшегося жидкого продукта размеры вторичного облака. Как правило, прогнозирование проводится с использованием методик, в которых физика процессов рассеяния химических агентов в окружающих средах представляется упрощенными схемами, прошедшими апробацию в реальных условиях. Одну из таких методики предполагается использовать при решении описанных в данной теме задач * Выполнение прогноза осуществляется в следующей последовательности. С помощью табл. 1.8.2 устанавливается состояние вертикальной устойчивости атмосферы на момент аварии. Таблица 1.8.2 Скорость ветра по прогнозу, мс Ночь День 0 – 2 балла 3 – 7 балла 8 – 10 балла 0 – 2 балла 3 – 7 балла 8 – 10 балла 0,5 ин* ин из конв. конв. – 0,6 – 2.0 ин из из конв. конв. из 2,1 – 4,0 ин из из конв. из из > 4,0 из из из из из из * Введены следующие сокращения ин – инверсия, состояние приземного воздуха, при котором температура нижнего его слоя меньше температуры верхнего слоя из – изотермия, равенство вышеупомянутых температур конв. – конвекция, противоположность инверсии. ** Состояние облачности оценивается по десятибальной шкале для облачности в баллах ясно – 0 – 2 балла полуясно – 3 – 7; пасмурно – 8 – 10. 2. В зависимости от физических свойств АХОВ и агрегатного состояния на момент аварии определяется эквивалентное по хлору количество вещества в первичном облаке (если оно образуется по условиям аварии. Под эквивалентным количеством АХОВ понимается такое количество хлора, масштаб загрязнения которым при инверсии равен масштабу загрязнения приданной вертикальной устойчивости атмосферы данным количеством АХОВ, перешедшим в первичное (вто- * РД 52.04.253-90. Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте. 97 ричное) облако. Эквивалентное количество АХОВ в первичном облаке определяется следующим соотношением э = К ⋅ К ⋅ К ⋅ К ⋅ G 0 , (1.8.1) где К – коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ (для сжатых газов К = 1); К – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора РD к пороговой токсодозе РD другого АХОВ (здесь подпороговой токсодозой принимается такое значение заражения, равное произведению концентрации ОХВ на время пребывания человека в данном месте без средств защиты органов дыхания, в течение которого проявляются первые слабые признаки отравления К – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха для инверсии К = 1 (для изотермии К = 0,23; для конвекции К = 0,08); К – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (для сжатых газов К = 1); G 0 – количество, попавшего в окружающую среду АХОВ, т. Коэффициенты для расчета эквивалентного количества АХОВ в первичном и вторичном облаках для хлора и аммиака приведены в табл. 1.8.3. 3. В случае, если необходимо, определяется эквивалентное количество вещества во вторичном облаке. Для этого выполним ряд действий. А Определяем время испарения Т исп ч пролившегося АХОВ с площади разлива Т исп = K2 K4 K7 hd ⋅ ⋅ , (1.8.2) где h – толщина слоя АХОВ, м d – плотность АХОВ, т/м 3 ; К – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ (его значения приведены в табл. 1.8.3); К – коэффициент, учитывающий скорость ветра (его значения приведены в табл. 1.8.4). Б Эквивалентное количество вещества вторичного облака зависит от времени, прошедшего от момента аварии, и определяется следующим соотношением э = (1 – К) ⋅ К ⋅ К ⋅ К ⋅ К ⋅ К ⋅ К ⋅ G 0 /(h ⋅ d), (1.8.3) где К – коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после начала аварии Т нач , К = нач при Т нач < Т исп ; К = исп при Т нач ≥ Т исп ; если Т исп > 1 что К принимается равным для 1 ч. Таблица 1.8.3 № п/ п Наименование АХОВПло тно ст ь АХОВ т /м 3 Т ки п Р D, мг ⋅ мин /л Зн ач ения вспомогательных коэффициентов газ жидкость К К К К для –40 о С для –20 о С для 0 о С для 20 о С 1 Аммиак хранение поддав- ление м ⋅ 10 -4 0,6 81 –33 ,4 2 15 0,1 8 0,0 25 0,0 4 0/0, 9 0,3/ 1 0,6/ 1 1/1 2 Аммиак изотермическое хранение Хлор Примечание. Коэффициенты для К даны с разделителем для первичного ив тори чн ого облаков Таблица Скорость ветра мс 2 3 4 5 6 7 8 9 10 К 1 1, 33 1, 67 2 ,0 2 ,34 2, 67 3, 0 3, 34 3, 67 4 ,0 5 ,68 99 4. По табл. 1.8.5 устанавливается глубина и площадь зоны загрязнения от первичного (Г и S 1 ) и вторичного (Г и S 1 ) облаков соответственно, те. глубина (км)/площадь заражения (км) первичным (в числителе) и вторичным (в знаменателе) облаками при аварийных выбросах АХОВ. 5. Полная глубина зоны загрязнения АХОВ Г км, обусловленная воздействие первичного и вторичного облака АХОВ, определяется как сумма Г = Г + Г, где Г наибольший Г – наименьший из размеров первичного и вторичного облаков, соответственно, на время, прошедшее от начала аварии Т нач 6. Значения скорости переноса переднего фронта воздушных масс U в зависимости от скорости ветра и степени вертикальной устойчивости приведены в табл. 1.8.6. 7. Порядок нанесения зон загрязнения на топографические карты и схемы. Зона возможного загрязнения облаком АХОВ на картах (схемах) ограничена окружностью, полуокружностью или сектором, имеющим угловые размеры и радиус, равный глубине зоны загрязнения Г. Угловые размеры в зависимости от скорости ветра V по прогнозу приведены в табл. 1.8.7. Центр окружности, полуокружности или сектора совпадает с источником загрязнения (место аварии. Наряду с аварийными выбросами АХОВ определенную опасность в загрязнении окружающей среды представляют выбросы вредных химических веществ, образующихся при различных технологических процессах на базе сжигания органического топлива, в первую очередь это выбросы тепловых электростанций (ТЭС), в металлургии и автомобильном транспорте. Особенностью этих выбросов является их длительность воздействия на окружающую среду. В настоящее время на их долю приходится 3/4 от суммарных промышленных выбросов. Основными вредными веществами, образующимися при сжигании ТЭС твердого, жидкого и газообразного топлива, являются оксиды серы (SO 2 и SO 3 ), оксиды азота (NO и NO 3 ), оксид углерода СО, соединения ванадия (в основном, пентаксид ванадия V 2 O 5 ). Таблица Скорость ветра по прогнозу, м /c Ко лич ест во АХОВ, т 0,3 0,5 1,0 5,0 10 30 50 100 Инверсия 0,5 0/0 ,0 1 1,3/ 0, 14 0,8 8/0 ,0 45 2,4/ 0, 5 1,1 7/0 ,0 84 3,2/ 0, 9 1,7 4/0 ,2 4,8/ 2, 1 4,4 4/1 ,5 6 12, 5/1 3, 6 6,7 1/3 ,8 7 19, 17/ 31 ,8 13, 0/1 6, 8 20, 0/4 2, 8 17, 5/3 3, 5 20, 0/4 2, 7 20, 0/4 2, 7 20, 0/4 2, 7 20, 0/4 2, 7 20, 0/4 2, 7 2 0,3 5/0 ,0 05 0,9 16/ 0, 07 0,6 1/0 ,0 17 1, 58 /0, 21 0,7 9/0 ,0 3 2, 06 /0, 35 1,1 2/0 ,6 6 3, 02 /0, 75 2,6/ 0, 44 7, 53 /4, 69 3,9/ 1, 05 11, 3/1 0, 5 7,5/ 4, 3 21, 7/3 9, 0 10, 1/8 ,3 29, 6/7 2, 5 15, 3/2 0, 8 40, 0/1 71 ,0 40, 0/1 71 ,0 40, 0/1 71 ,0 3 0,2 8/0 ,0 03 0,7 6/0 ,0 46 0,5 0/0 ,0 1 1, 32 /0, 14 0,6 5/0 ,0 18 1, 70 /0, 23 0,9 2/0 ,0 4 2, 41 /0, 46 2,0 5/0 ,2 2 5, 75 /2, 64 2,9 8/0 ,5 1 8, 53 /5, 80 5,5 2/2 ,0 16, 1/2 0, 8 7,4/ 3, 8 21, 8/3 8, 1 11, 1/9 ,4 33, 0/8 7, 3 29, 2/7 8, 06 8 64, 0/4 37 ,9 4 0,2 5/0 ,0 02 0,6 7/0 ,0 35 0,4 3/0 ,0 1 1, 16 /0, 10 0,5 6/0 ,0 12 1,5/ 0, 17 0,7 9/0 ,0 26 2, 12 /0, 35 1,7 7/0 ,1 5 4, 84 /1, 81 2,5 1/0 ,3 3 7, 10 /3, 90 4,5/ 1, 2 13, 2/1 3, 6 6,0/ 2, 3 17, 8/2 4, 6 9,0/ 5, 56 26, 8/5 5, 7 23, 1/4 4, 4 70, 7/5 Конвекция 0,1 4/0 ,0 02 0, 36 /0, 03 0,2 5/0 ,0 07 0,6 2/0 ,1 0,3 2/0 ,0 1 0, 80 /0, 16 0,4 5/0 ,0 38 1, 16 /0, 34 1,0 4/0 ,1 7 2, 85 /2, 05 1,5 5/0 ,4 1 4, 26 /4, 57 2,9 1/1 ,6 7 8,1 5/1 6, 7 3,3 9/3 ,2 3 11, 0/3 0, 8 5,9/ 8, 0 16, 86/ 71 ,4 15, 7/6 8, 5 28, 0/2 43 ,1 2 1,0 1/0 ,0 1 0, 26 /0, 02 0,1 7/0 ,0 03 0, 45 /0, 05 0,2 2/0 ,0 05 0, 58 /0, 08 0,3 2/0 ,0 1 0, 82 /0, 16 0,7 1/0 ,0 7 1, 84 /0, 81 1,0 1/0 ,1 4 2, 69 /1, 74 1,7 8/0 ,4 9 4, 97 /5, 93 2,3 7/0 ,9 2 6,7/ 10 ,7 3,5 1/2 ,2 10, 0/2 3, 9 8,9/ 17 ,3 26, 1/1 71 ,3 3 0,0 86/ 0, 0 0,2 12/ 0, 01 0,1 4/0 ,0 02 0, 37 /0, 03 0,1 8/0 ,0 03 0, 48 /0, 05 0,2 6/0 ,0 06 0, 68 /0, 10 0,5 8/0 ,0 4 1, 53 /0, 54 0,8 2/0 ,0 8 2, 17 /1, 09 1,4 3/0 ,2 8 3, 86 /3, 45 1,8/ 0, 5 5, 12 /6, 08 2,6/ 1, 1 7,5 7/1 3, 2 6,6 1/8 ,1 19, 3/8 6, 3 4 0,7 1/0 ,0 0 0,1/ 0, 00 0,1 2/0 ,0 01 0, 33 /0, 02 0,1 6/0 ,0 02 0, 42 /0, 04 0,2 23/ 0, 00 0,6/ 0, 08 0,5 0/0 ,0 3 1, 35 /0, 40 0,7 1/0 ,0 6 1,9/ 0, 81 1,2 4/0 ,1 9 3, 30 /2, 45 1,6/ 0, 34 4,3/ 4, 2 2,2/ 0, 76 6,3/ 9, 0 5,3/ 4, 8 15, 8/5 6, 1 Окончание табл. Скорость ветра по прогнозу, м /c Ко лич ест во АХОВ, т 0,3 0,5 1,0 5,0 10 30 50 100 500 Изо т ер ми я 1 0,2 4/0 ,0 0 0, 60 /0, 04 0,4 1/0 ,0 1 1, 06 /0, 12 0,5 3/0 ,0 18 1,4 0/0 ,2 17 0,7 6/0 ,0 4 2, 06 /0, 47 1,8 9/0 ,2 9 5,3/ 3, 00 2,8 1/0 ,7 0 7, 87 /6, 82 5,3 7/2 ,9 1 15, 3/2 5, 6 7,2 9/5 ,7 0 20, 8/5 2, 88 11, 1/1 4, 3 24, 0/7 8, 34 24, 0/7 8, 3 24, 0/7 8, 3 3 0,1 4/0 ,0 0 0, 36 /0, 01 0,2 4/0 ,0 02 0, 63 /0, 04 0,3 1/0 ,0 04 0, 81 /0, 07 0,4 3/0 ,0 1 1, 15 /0, 13 0,9 8/0 ,0 5 2, 59 /0, 67 1,3 8/0 ,1 1 3, 74 /1, 42 2,4 2/0 ,4 0 6, 89 /4, 81 3,2 2/0 ,7 5 9, 22 /8, 65 4,7 7/1 ,7 9 13, 8/1 9, 3 12, 1/1 3, 9 35, 9/9 5, 5 5 0,1 0/0 ,0 0 0, 29 /0, 01 0,1 8/0 ,0 01 0,5 0/0 ,0 24 0,2 4/0 ,0 02 0, 65 /0, 04 0,3 4/0 ,0 05 0, 91 /0, 08 0,7 6/0 ,0 3 2, 02 /0, 40 1,0 7/0 ,0 6 2, 90 /0, 81 1,8 6/0 ,2 0 5, 08 /2, 46 2,4 0/0 ,3 6 6, 71 /4, 32 3,4 0/0 ,7 7 9,8 6/9 ,3 8,3/ 5, 5 24, 9/5 9, 5 7 0,0 9/0 ,0 0 0, 25 /0, 00 0,1 5/0 ,0 01 0,4 5/0 ,0 17 0,2 0/0 ,0 01 0,5 6/0 ,0 29 0,2 8/0 ,0 03 0,7 9/0 ,0 58 0,6 4/0 ,0 2 1, 77 /0, 29 0,9 0/0 ,0 4 2, 50 /0, 58 1,5 7/0 ,1 3 4, 34 /1, 74 2,0 3/0 ,2 3 5, 60 /2, 90 2,8 7/0 ,5 0 8,0 8/6 ,0 6,5/ 3, 08 19, 8/3 6, 45 9 0,0 8/0 ,0 0 0, 22 /0, 00 0,1 4/0 ,0 01 0,3 9/0 ,0 13 0,1 7/0 ,0 01 0, 50 /0, 02 0,2 5/0 ,0 02 0,7 1/0 ,0 45 0,5 6/0 ,0 1 1, 59 /0, 22 0,8 0/0 ,0 3 2, 24 /0, 45 1,3 8/0 ,0 9 3, 89 /1, 35 1,7 9/0 ,1 6 5, 02 /2, 25 2,5 6/0 ,3 6 7,1 1/4 ,5 5,6/ 2, 12 17, 0/2 5, 8 11 0,0 7/0 ,0 0 0, 20 /0, 00 0,1 2/0 ,0 01 0, 35 /0, 01 0,1 6/0 ,0 01 0, 46 /0, 02 0,2 2/0 ,0 02 0,6 5/0 ,0 37 0,5 1/0 ,0 1 1, 45 /0, 18 0,7 2/0 ,0 2 2, 06 /0, 37 1,2 5/0 ,0 7 3, 57 /1, 10 1,6 2/0 ,1 2 4, 61 /1, 84 2,2 9/0 ,2 7 6, 52 /3, 69 5,1/ 1, 36 15, 1/1 9, 85 13 0,0 6/0 ,0 0 0, 19 /0, 00 0,1 1/0 ,0 0 0,3 3/0 ,0 01 0,1 5/0 ,0 01 0.4 3/0 ,0 16 0,2 1/0 ,0 01 0,6 0/0 ,0 31 0,4 7/0 ,0 1 1, 35 /0, 15 0,6 6/0 ,0 2 1, 91 /0, 31 1,1 5/0 ,0 5 3, 32 /0, 93 1,4 9/0 ,1 0 4, 29 /1, 56 2,1 1/0 ,2 2 6, 07 /3, 13 4,7/ 1, 31 13, 7/1 6, 0 15 0,0 6/0 ,0 0 0,1/ 0, 00 2 0,1/ 0, 00 0,3/ 0, 01 0,1 4/0 ,0 01 0,0 40/ 0, 01 0,1 9/0 ,0 01 0,5 7/0 ,0 27 0,4 3/0 ,0 07 1, 27 /0, 13 0,6 2/0 ,0 1 1, 80 /0, 27 1,0 7/0 ,0 4 3, 13 /0, 81 1,3 8/0 ,0 8 4, 03 /1, 35 1,9 6/0 ,1 8 5,7 1/2 ,7 4,3/ 1, 09 12, 7/1 3, 5 Примечание В приведенной таблице указываются глубина (в верхней строке, км, и площадь зоны загрязнения (в нижней строке, км, при аварийном выбросе (выли ве ) хлора свободный разлив) в заданном количестве тонн в числителе отпер вич - но го облака, в знаменателе отв тори чн ого облака Таблица Скорость ветра, мс 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Скорость переноса, км /ч И нве рс ия 5 10 16 21 Изо т ер ми я 6 12 18 24 29 35 41 47 53 59 65 71 76 82 Конвекция 14 21 Таблицам, град Для оценки концентрации от такого рода выбросов разработана соответствующая методика, позволяющая оценивать максимальное значение приземной концентрации вредного вещества См [мг/м 3 ] на расстояния Хм мот источника. При выбросе горячей газовоздушной смеси из одиночного источника с круглым устьем приземная концентрация определяется последующей формуле, пригодной для расчета газообразных вредных веществ, выбрасываемых тепловыми электростанциями, при условии ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающих м на 1 км См = АМm/H 2 ⋅ 3 1 V T ⋅ Δ , (1.8.4) где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, гс m – коэффициент, учитывающий условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса Н – высота источника выброса над уровнем земли (для наземных источников при расчетах принимается Нм, м Т – разность между температурой, выбрасываемой газовоздушной смеси Т с и температурой окружающего атмосферного воздуха Т в , С V 1 – расход газовоздушной смеси, мс, (V 1 = 0,25πD 2 w 0 ), где D – диаметр устья источника выбросам средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья выбросам с. Значения коэффициента А для разных регионов РФ лежат в диапазоне в зависимости от климатических условий турбулентного обмена. Для Москвы и Московской области этот коэффициент равен 140. Значения коэффициентов m рассчитываются следующим образом. Сначала находится параметр f по соотношению f = 1000 2 0 2 w D H T Δ . (1.8.5) Затем в зависимости от величины f определяется значение коэффициента Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных примесей, содержащихся в промышленных выбросах (ОНД-86). 104 если f < то m = 3 2 1 0,67 0,1 при f ≥ 100 m = 3 Формула (8.4) позволяет определить максимально-разовую концентрацию загрязняющих веществ в атмосферном воздухе на уровне дыхания человека. Максимальная концентрация вредных веществ наблюдается на линии, являющейся проекцией дымового факела (шлейфа) наземную поверхность на расстоянии хм от основания дымовой трубы. Расстояние хм, при котором концентрация будет максимальна, определяется соотношением хм = Н, где коэффициент вычисляется по формуле d = 7 3 (1 0, Примеры и задачи |