Проливы в хранилище боеприпасов

Проливами или разлитиями можно назвать рас­пределённое по подстилающей поверхности жидкое ве­щество. Они возникают в условиях площадки промыш­ленного предприятия при истечении из технологичес­ких установок из-за нарушения их целостности [1].

В отличии от пожаров и взрывов аварийные про­ливы возникают, как правило, при относительно не­большой скорости поступления токсиканта в окружа­ющую среду и поэтому имеют локальный ограничен­ный характер. При аварийном выбросе токсиканта из герметичного объёма с повышенным давлением в ок­ружающую среду из-за разницы физических условий в средах происходит мгновенное частичное испарение продукта, а оставшаяся жидкость вытекает из емкос­ти и образует пролив. В конечной стадии этого процес­са на месте инцидента возникает атмосферный выброс токсичных паров и на подстилающей поверхности от­носительно медленно испаряющаяся «лужа». Время формирования парового выброса и его геометрические характеристики можно оценить, например, при ис­пользовании работ [1, 16, 52].

Массовые, динамические, геометрические и кон­центрационные характеристики испарительного вы­броса отравляющего вещества со свободной поверхнос­ти пролива оцениваются при совместном рассмотрении молекулярно-кинетической теории испарения и урав­нения турбулентной диффузии в атмосфере [86]. Пара­метрами модели испарения являются массовые и гео­метрические характеристики пролива, температуры продукта и воздуха, состояние атмосферы, включая скорость ветра, степень турбулентности и класс устой­чивости воздуха,а также индивидуальные физические характеристики испаряющегося продукта — такие, как давление насыщенных паров,коэффициент моле­кулярной диффузии и энтальпия испарения. Кроме то­го, поведение пролива отравляющего вещества после утечки зависит от рельефа местности в месте аварии. Интенсивность испарения при этом зависит от площади разлития и конвективного движения воздуха в поме­щении или ветра на открытой местности. Эти вопросы подробно рассмотрены, например, в [52, 84 — 86]. Необ­ходимо отметить, что проливы или разлития являются важным источником поступления токсикантов в при­родные среды, так как испаряющийся продукт теряет свои отравляющие свойства в минимальной степени.

В общем случае ландшафтного пролива отравляю­щего вещества его поведение будет очевидно таким же, как любого химически активного продукта, например, компонентов жидких ракетных топлив [123], различа­ясь лишь в числовых значениях. На первом этапе, про­должающемся в зависимости от скорости испарения токсиканта, глубины пролива и его площади от не­скольких минут до нескольких часов, происходит ин­тенсивное испарение вещества и перенос паров в на­правлении среднего ветрового потока. Одновременно с этим продукт впитывается в подстилающую поверх­ность (если она проницаема). Для реципиента, распо­лагающегося с подветренной стороны, концентрация паров в точке наблюдения увеличивается до достиже­ния определённого максимального значения, затем плавно снижается до нулевого значения, соответству­ющего оканчанию времени действия источника. Этот этап характерен чрезвычайно высокими значениями концентраций токсикантов на протяжении некоторого относительно небольшого временного интервала; за­тем концентрации загрязнителя уменьшаются и ста­новятся сравнимы с фоновыми значениями.

Второй этап загрязнения атмосферы парами токсиканта характеризуется меньшей интенсив­ность испарения и значительно большей продолжи­тельностью процесса. Испарение продукта в атмо­сфере происходит с площади пролива за счёт вещест­ва, поступающего из подстилающей поверхности по­средством капиллярного эффекта. Этот этап характе­ризуется концентрациями на уровне долей ПДК и продолжается многие годы (для отдельных отравля­ющих веществ — десятилетия).

Запишем соотношения, определяющие в общем случае физические и динамические параметры проли­ва. Если обозначить массу испарившегося токсиканта М (кг), удельную скорость его испарения w (кг/м2/с), максимальное значение площади пролива — S (м2) и время его существования t, то продолжительность су­

Подпись: ществования «зеркала» пролива т, а также его пло¬щадь и скорость испарения определяются из следую¬щих соотнощений [123,124]:
Подпись:  где:

т = a t; D — коэффициент диффузии рассматри­ваемого вещества в воздухе; р — давление насыщен­ных паров вещества при температуре окружающей среды; а, А — коэффициент поверхностного натяже­ния и безразмерный коэффициент турбулентной диффузии; R — газовая постоянная ; х — молекуляр­ная масса вещества; коэффициенты А, а, к приводят­ся в работах [123] и [124] для подстилающих поверх­ностей разной проницаемости.

Причиной возникновения проливов могут быть стихийные явления, сопровождающиеся интенсив­ным выделением механической энергии, такие как смерчи или ураганы, сейсмические подвижки земной коры при землетрясениях . Динамический напор воз­душного потока мощного урагана или смерча способен разрушить деревянную крышу хранилища и нару­шить целостность ёмкостей с жидким продуктом.

Землетрясения составляют серьёзную угрозу для безопасности больших ёмкостей с жидкими наполни­телями [1], находящихся в сейсмически активных районах и спроектированных без учёта требований сейсмоустойчивости. Такими объектами являются крупные цистерны с отравляющими веществами, смонтированные на кирпичных фундаментах внутри хранилищ. Например, территория арсенала хранения химического оружия «Марадыковский», располо­женного в Кировской области в 15 км от г. Котел ьнич, находится в сейсмически активной зоне. Здесь на базе хранения химического оружия ВВС более полувека содержатся [4] ипритнолюизитыые смеси, зарин, зо-ман в авиабомбах, блоках к универсальным контейне­рам и выливных приборах. Отмечается [115], что в районе расположения арсенала периодически наблю­даются землетрясения силой до 7 баллов, которые спо­собны разрушить строения хранилищ и разгерметизи­ровать емкости с токсикантами.

Другие опасности поступления токсикантов в окружающую среду могут появиться при катастро­фическом падении летательного аппарата на хими­чески опасный объект или при его диверсионном подрыве террористами. Эти происшествия будут со­провождаться взрывом и пожаром с последующим проливом отравляющих веществ из ёмкостей и их поступлением в природные среды.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
SQL - 48 | 0,126 сек. | 12.6 МБ