Комплексная безопасность, Вып. 2(4), 2018
УДК 614.7
К ВОПРОСУ БЕЗОПАСНОСТИ ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТОВ
С. А. Прохоров
Прохоров Степан Александрович, Воронежский институт-филиал Ивановской пожарно-спасательной академии государственной противопожарной службы МЧС России, магистрант кафедры пожарно-спасательной, физической подготовки и газодымозащитной службы, e-mail: vigps@mail.ru.
В статье рассматриваются вопросы химической опасности на химически-опасных объектах обеспечения безопасности, на которых хранят, перерабатывают, используют или транспортируют опасные химические вещества. Рассмотрена клиническая классификация аварийно химически опасных веществ. Представлены классы вредных химических веществ по степени токсичности. Показана структура процесса химически опасных диоксинов объектов.
Ключевые слова: химическая опасность, токсичная опасность, пожаро-взрывоопасность, химические вещества, химически-опасный объект, авария, химические вещества, опасность для здоровья людей и экологии.
Введение. Развитие систем топливной энергетики и объектов химической технологии связано с увеличением масштабов добычи и переработки нефти, газа и конденсата, со значительным возрастанием единичных мощностей установок и аппаратов, а также с усложнением самих технологических процессов и режимов управления производством.
Как следствие, наряду с развитием научно-технического прогресса в промышленности имеет место устойчивая тенденция роста числа аварий со все более тяжелыми экологическими, экономическими и социальными последствиями.
Безопасность, таким образом, выдвигается в число основных характеристик промышленных объектов. Это особо подчеркивается в принятых Правительством Федеральных целевых научно-технических программах «Экологическая безопасность России», «Химическая безопасность России», в которых поставлена задача безотлагательного решения широкого круга вопросов, связанных с технологической и экологической безопасностью энергетики и химии.
Химическая опасность, химически опасные объекты и обеспечение безопас-
ности. Среди различных объектов техносфе-
ры значительную долю составляют объекты химического профиля или химические объекты, в которых обращаются различные химические вещества. Химические вещества при всей их пользе и необходимости таят в себе значительные опасности для людей и окружающей среды. Подавляющее большинство из них обладают токсичностью, и их воздействие на живые организмы может приводить к токсическим поражениям различной степени тяжести, включая летальные исходы. Многие химикаты, используемые в промышленности, к тому же и огнеопасны. Паровоздушные смеси, образованные на их основе, способны взрываться.
Все это предопределяет опасность объектов техносферы, где обращаются химические вещества.
Под опасностью понимаются явления, процессы, действия или условия, чреватые наличием потенциала, который может нанести ущерб здоровью людей, привести к их гибели, нанести ущерб окружающей среде, привести к потере сохранности материальных объектов антропогенного происхождения [1]. Опасности, содержащиеся в объектах химического профиля, обусловлены наличием в них токсического и энергетического потенциала.
© Прохоров С. А., 2018
10
Комплексная безопасность, Вып. 2(4), 2018
Надо подчеркнуть вероятностную природу этого понятия. Опасность - это предтеча возможных негативных событий, но не сами эти события. Они могут произойти, но могут и не осуществиться, более подробно это будет рассмотрено в следующем разделе пособия.
Основные виды техногенных опасностей согласно [1] следующие: химическая, радиационная и бактериологическая опасности. Объекты химического профиля характеризуются химической опасностью. Последняя подразделяется на токсическую, пожаро- и взрывоопасностъ.
Токсическая опасность предопределяется наличием токсического потенциала. Пожаро- и взрывоопасность обусловлены энергетическим потенциалом. При высвобождении токсического потенциала, сконцентрированного на объекте, опасность может преобразоваться в токсическую аварию.
Высвобождение энергетического потенциала может привести к превращению соответствующей опасности в пожар или взрыв. Возможны комбинированные аварии: пожар в сочетании с токсической аварией, когда огнеопасное вещество является одновременно и токсичным веществом или, когда нетоксичное вещество (материал) при горении выделяет токсичные вещества.
Химическая (токсическая) опасность отличается рядом важных специфических особенностей [1].
Во-первых, химические продукты (токсичные химические вещества – ТХВ) обращаются на множестве химически опасных объектов (ХОО). К ним относятся не только предприятия химической, нефтехимической, металлургической и других видов промышленности, где ТХВ содержатся в сырье, вспомогательных материалах, технологических смесях, продуктах и отходах. Опасность присуща не только стационарным химикотехнологическим объектам, но и транспортным средствам, постоянно перемещающим по суше, воде и воздуху громадные массы токсически опасных грузов.
Во-вторых, токсическая опасность химических продуктов, производимых и используемых в промышленности, проявляется
не только в авариях, но и при «нормальном» режиме эксплуатации промышленных предприятий. Химические объекты промышленного назначения работают по принципу открытой системы. В них поступают сырье и вспомогательные материалы; в объектах обращаются также технологические смеси, образующиеся продукты. С другой стороны, из объектов в окружающее пространство уходят отходящие газы, сточные воды и твердые отходы. Все эти технологические составляющие зачастую являются в той или иной мере токсичными, их попадание в окружающую среду и нахождение в ней представляют опасность.
В-третьих, химическая опасность, обусловленная попаданием токсикантов в окружающую среду, может проявляться на значительном удалении от источников токсического загрязнения (трансграничный и трансконтинентальный перенос).
Токсические аварии могут сопровождаться образованием вторичных источников токсического поражения в виде зараженных объектов и участков, которые могут существовать и проявлять себя длительное время после аварии.
В-четвертых, токсическому воздействию подвержены буквально все представители биосферы. Разнообразны пути попадания токсикантов в живые организмы, многообразны механизмы токсического поражения
иесли ранее учитывался пороговый характер воздействия, то в самое последнее время установлено, что многие химические продукты способны негативно воздействовать на человека при супермалых концентрациях
идозах, то есть в настоящее время применяется линейная зависимость (беспороговая) [1].
В-пятых, и это едва ли не главная особенность химической опасности, свойства многих ТХВ, способность негативно воздействовать на человека и окружающую природную среду, изучены слабо.
Исследования механизмов воздействия в системах токсикант - организм, токсикант – окружающая среда - организм затруднены в силу исключительной вариа-
11
Комплексная безопасность, Вып. 2(4), 2018
бельности последствий токсического воздей- |
|
никах |
торговых м е базивтс й е д |
|
в |
жилищно- |
||||||||
ствия. |
|
|
коммунальном хозяйстве. |
t Этоn e v e |
в первую оче- |
|||||||||
А между тем, по свидетельству крупи-и |
н е редьшуз,а р серная кислота, использующийсярг е вта к |
|||||||||||||
ных специалистов в области экотоксиколо- |
|
технологическом процессеакч о т металлообраба- |
||||||||||||
гии [1] «...из 12860 исследованных продук- |
|
тывающих производств [4]. |
|
|
|
|
|
|
||||||
тов при объеме их производства свыше 500 |
|
Переченьдя рпроизводимых промышлен- |
||||||||||||
т/год для 78 % из них не имеется никакой |
|
ностьюиилз ки используемыхйн лви странебомов ахимических |
||||||||||||
информации о токсических свойствах этих |
|
ивеществкчими хнасчитывает более 70я а тысячньла онаиме- |
||||||||||||
химикатов». |
|
|
нований. Большинствомкд жиз них представляетs u o d r a z a h |
|||||||||||
В промышленности, сельском хозяй- |
|
определенную опасностьяреве дляч |
здоровьямеитсйе людей |
|||||||||||
стве, в быту уже применяется более 100 ты- |
|
и экологии. Переченьl l e |
w |
опасныхй химическихыньлбоотв а |
||||||||||
сяч химических веществ и ежегодно к ним |
|
веществ |
с |
указаниемs u o d r a z a |
h |
их пороговых |
коли- |
|||||||
добавляется 5001000 новых химикатов.й |
ы |
нчествришб она промышленных объектахссл квключает |
||||||||||||
Токсический потенциал химических ве- |
|
более 179 наименований. Однакояиргет,а кне все из |
||||||||||||
ществ, используемых в промышленности, |
|
юэтихувре пвеществ представляютии преальную опас- |
||||||||||||
сельском хозяйстве и в быту, исчисляется |
|
ностькип с и |
при аварияхлти н могут |
|
вызватьt n e v e ЧС. |
|||||||||
триллионами летальных доз. В книге Лега- |
|
[2,3,4] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сова В. А. «Из сегодня в - завтра. Мысли |
|
ы д о Вте мслучае аварииещб она ХОО создаетсяул с |
||||||||||||
вслух». М., 1996, 226с. приводятся любо- |
|
опасность |
химическогонтлзо к заражения |
местно- |
||||||||||
пытные сведения по числу летальных токси- |
|
стиакч,о тпоэтомуяир оонигета кполучили названиеl l e w |
хими- |
|||||||||||
ческих доз для человека, содержащихся в |
|
чески опасныхткеъб объектов, рисунок [4]. |
|
|
||||||||||
различны производствах Западной Европы. |
|
По характеруч о т воздействия на |
орга- |
|||||||||||
По хлору – 10 триллионов доз, по фосгену, |
|
низмеарт с человека АХОВьтса ч подразделяются |
на |
|||||||||||
аммиаку, синильной кислоте – 100 миллиартю-я л в атрисд группые |
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
дов доз по каждому соединению (по радио- |
|
– |
ингаляционногосо с действия (о АХОВвтсйязо х |
|||||||||||
активным веществам, для сравнения, более |
|
ИД) – воздействуютыники черезд |
органыде дыханияс |
; |
||||||||||
10 миллиардов доз). |
|
|
– перорального действия (АХОВхаткеъ,б оПД) |
|||||||||||
Из всего сказанного выше следует, |
|
- воздействуютли ччерез желудочно-ткишечныйялватсдр п |
||||||||||||
что токсическая техногенная |
опасность |
|
тракт; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
представляет собой большую угрозу для че- |
|
– |
кожно-резорбтивногойыьлм т в а действия |
|||||||||||
ловечества. |
|
|
(иАХОВинелва дКРД) – воздействуютцр пчерези кожныесчими х |
|||||||||||
Структураессецо пхимически опасныхики добъ- |
|
покровы [2,3,4]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ектов. Химически опасный объект (далее |
|
Согласноюувре п клинической |
классифика- |
|||||||||||
ХОО) – объект, на котором хранят, перера- |
|
л циирт н АХОВ делятсяаньас о на следующиек шестьчими х |
||||||||||||
батывают, используют или транспортируют |
|
групп: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
опасные химические вещества, при аварии |
|
– иперваяинл дгруппай ы–н веществаьлибомов апреиму- |
||||||||||||
на котором или, при разрушении которого |
|
щественно |
удушающеготчл к в действия н(ехлоршуз, а р |
|||||||||||
может произойти гибель или химическое за- |
|
треххлористый фосфор, хлорьсик о окись фосфо- |
||||||||||||
ражение людей, сельскохозяйственных жи- |
|
ь сраи,к фосген, хлорпикрин); |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
вотных и растений, а также химическое за- |
|
– |
втораяt n e v e группа – |
ивеществаиншурз рпреиму- |
||||||||||
ражение окружающей природной среды [4]. |
|
щественно мобщекди жядовитого действия (циани- |
||||||||||||
Следует иметь ввиду, что к ХОО от- |
н |
истыйилзо к водород, хлорцианягет,а к мышьяковистый |
||||||||||||
носятся не только собственно химические- |
|
водород); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
производства, но и обширный класс различ- |
|
– третьяакчо тгруппа – веществамокди, жобладаю- |
||||||||||||
ных объектов, использующих в своей работе |
|
щие удушающимйынорр пи обще ядовитымеачюлк вдействи- |
||||||||||||
аварийно химически опасные вещества (да- |
|
ем (янитрилаеве ч акриловой кислотыач,о т сернистый |
||||||||||||
лее АХОВ). Значительные запасы ядовитых |
|
ангидридястясо,т сероводородй, окислытр азотах |
); |
|
|
|||||||||
веществ сосредоточены на объектах метал- |
|
– |
четвертаямисйе д группа – |
нейротропные |
||||||||||
лургии, нефтегазодобывающей, пищевой, |
|
яды (сероуглерод); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
мясомолочной промышленности, |
холодиль- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12
Комплексная безопасность, Вып. 2(4), 2018
–я с тпятаясон огруппа - веществацо,р побладаю- |
– шестаял кгруппа - метаболическиеs u o d r a z a h яды |
щие удушающимятярпер пи нейротропным действием |
(окисьач этилена, хлористыйнева дметил) [2, 3, 4]. |
(аммиак); |
|
|
|
|
|
Структура химически опасных объектов |
|||
Введение такой классификации обу- |
вещества часто называют «криогенными» – |
||||||
словлено тем, что в ряде случаев высокоток- |
сжиженный природный газ (метан), окись |
||||||
сичные соединения оказываются, вследствие |
азота. При резкой разгерметизации емкостей |
||||||
особенностей |
их |
физико-химических |
с этими веществами происходит быстрое их |
||||
свойств, |
|
относительно |
малоопасными |
и, |
превращение в первичное паро-аэрозольное |
||
наоборот, |
становятся |
высоко |
опасными. |
облако. |
|||
[2,3,4] |
|
|
|
|
|
|
Вторая категория – вещества, у кото- |
Вредныех ы н т о в и |
ж химические веществая с т я в о н а т с по |
рых критическая температура выше, а точка |
|||||
степени токсичностир о л хподразделяют на четы- |
кипения ниже температуры ОС - аммиак, за- |
||||||
рер е классап |
: |
|
|
|
|
|
кись азота, сернистый ангидрид, сероводо- |
- |
|
I класс – чрезвычайнох и к с е ч и м и хтоксичт -ю |
род, хлор, хлористый водород. При разгер- |
||||
ные; |
|
|
|
|
метизации емкостей с этими веществами |
||
- |
|
II класс – высокотоксичные; |
|
часть их быстро (за 2-3 мин) переходит в па- |
|||
- |
|
III |
класс |
– |
умеренно- |
ро-аэрозольное состояние, остальная масса |
|
токсичные; |
|
|
|
испаряется за более продолжительное время. |
|||
- |
|
IV |
класс – |
малотоксичныеy l l a c i m e h c |
ве- |
Третья категория – вещества, у кото- |
|
щества. |
|
|
|
|
рых критическое давление выше атмосфер- |
||
|
|
|
|
|
|
|
ного и точка кипения выше температуры ОС |
По способам хранения и перемеще- |
- четырехокись азота, фосген, окись этилена, |
||||||
ния все опасные химические вещества, в том |
фтористый водород, хлорциан, цианистый |
||||||
числе АХОВ, можно разделить на пять ос- |
водород. При повышенных температурах (30 |
||||||
новных категорий: |
|
|
|
- 50 0С и выше) эти вещества по своему по- |
|||
Первая категория – вещества, у кото- |
ведению будут приближаться к веществам |
||||||
рых критическая температура ниже темпера- |
второй категории. |
||||||
туры окружающей среды (далее |
ОС). Эти |
|
|||||
13
Комплексная безопасность, Вып. 2(4), 2018
Четвертая категория – вещества, находящиеся в обычных условиях (при атмосферном давлении и температуре ОС от 60 0С до +60 0С) в жидком состоянии - несимметричный диметилгидразин, концентрированные серная, соляная и азотная кислоты, ацетонитрил, ацетонциангидрин, нитрил акриловой кислоты, хлор окись фосфора, хлорпикрин.
Пятая категория – вещества, хранящиеся в твердом состоянии, например, диоксины, комовая сера, нитрофоска, соли тяжелых металлов. Многие из них становятся опасными при пожарах, другие - при попадании в грунт и воду [2, 3, 4, 5].
Выводы. Безопасность функционирования химически опасных объектов зависит от многих факторов: физико-химических свойств сырья, полупродуктов и продуктов, характера технологического процесса, конструкции и надежности оборудования, условий хранения и транспортирования химиче-
ских веществ, состояния контрольноизмерительных приборов и средств автоматизации, эффективности средств противоаварийной защиты и т. д. Кроме того, безопасность производства, использования, хранения и перевозок СДЯВ в значительной степени зависит от уровня организации профилактической работы, своевременности и качества планово-предупредительных ремонтных работ, подготовленности и практических навыков персонала, системы надзора за состоянием технических средств противоаварийной защиты. Наличие такого количества факторов, от которых зависит безопасность функционирования ХОО, делает эту проблему крайне сложной. Как показывает анализ причин крупных аварий, сопровождаемых выбросом (утечкой) СДЯВ, на сегодня нельзя исключить возможность возникновения аварий, приводящих к поражению производственного персонала.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Меньшиков В.В., Швыряев А.А. Опасные химические объекты и техногенный риск: Учебное пособие. М.: Изд-во Химия, фак. Моск. ун-та. 2003. 254 с.;
2.Козлитин А.М. Методы технико-экономической оценки промышленной и экологической безопасности высокорисковых объектов техносферы / А.М. Козлитин, А.И. Попов. Саратов: СГТУ. 2000. 147 с.;
3.Показатели опасности веществ и материалов. / А.К. Чернышев, Б.А. Лубис, В.К. Гусев, Б.А. Курляндский, Б.Ф. Егоров; под общ. ред. В.К. Гусева. М.: Фонд им. И. Д. Сытина, 1999. 524 с.
4.РД 52.04.253 - 90. Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте.
5.Пожарная опасность технологического оборудования, работающего под давлением
/Скляров К.А., Сушко Е.А., Гигиев М.С., Старцева Н.А. // Пожарная безопасность: пробле-
мы и перспективы. 2010. Т. № 1 (1). С. 158-160.
SAFETY OF CHEMICALLY HAZARDOUS FACILITIES
S. A. Prokhorov
Prokhorov Stepan Aleksandrovich, Voronezh Institute-a branch of the Ivanovo fire and rescue Academy of the state fire service of EMERCOM of Russia, graduate student of the Department of fire and rescue, physical training and gas protection service, e-mail: vigps@mail.ru.
14