По действию на организм большинство АХОВ являются веществами общеядовитого или удушающего действия.
По характеру воздействия на человеческий организм АХОВ подразделяют на 6 групп:
1. Вещества с преимущественно удушающим действием:
- с выраженным прижигающим действием (хлор, треххлористый фосфор, хлорокись фосфора);
- со слабым прижигающим действием (фосген, хлорпикрин).
2. Вещества с преимущественно общеядовитым действием (хлорциан, водород мышьяковистый).
3. Вещества, обладающие удушающим и общеядовитым действием:
- с выраженным прижигающим действием (нитрилакриловая кислота);
- со слабым прижигающим действием (сернистый ангидрид, сероводород, окислы азота).
4. Нейротропные яды, т.е. действующие на генерацию, поведение и передачу нервного импульса (сероуглерод).
5. Вещества, обладающие удушающим и нейротропным действием (аммиак).
6. Метаболические яды (окись этилена, метил хлористый).
Разливы и выбросы аварийно химически опасных веществ АХОВ) могут произойти при повреждениях и разрушениях емкостей при хранении, транспортировке или переработке. Кроме того, некоторые нетоксичные вещества в определенных условиях (взрыв, пожар) в результате химической реакции могут образовать АХОВ. В случае аварии происходит не только заражение приземного слоя атмосферы, но и заражение водных источников, продуктов питания, почвы.
Опасность АХОВ по заражению приземного слоя атмосферы определяется их физико-химическими свойствами, а также их способностью перейти в «поражающее состояние», т.е. создать поражающую людей концентрацию, или снизить содержание кислорода в воздухе ниже допустимого уровня. Все АХОВ исходя из температуры их кипения при атмосферном давлении, критической температуры и температуры окружающей среды, агрегатного состояния АХОВ, температуры хранения и рабочего давления в емкости разделяют на три группы:
1. АХОВ с температурой кипения ниже -40° (водород, метан, угарный газ, жидкий азот). При выбросе этих веществ образуется только первичное газовое облако с вероятностью взрыва и пожара, а также резко снижается содержание кислорода в воздухе – особенно в закрытых помещениях. При разрушении единичной емкости время действия газового облака не превышает минуты.
2. АХОВ с температурой кипения от -40° до +40° и критической температурой выше температуры окружающей среды (хлор, аммиак, оксид этилена). Для приведения таких АХОВ в жидкое состояние их надо сжать. Хранят такие АХОВ в охлажденном виде или под давлением при обычной температуре. Выброс таких АХОВ обычно дает первичное и вторичное облако зараженного воздуха. Характер заражения зависит от соотношения между температурами кипения АХОВ и температурой воздуха. Так бутан (Тк= 0°) в жаркую погоду будет по действию подобен АХОВ первой группы, т.е. появится лишь первичное облако, а в холодную погоду – АХОВ третьей группы. НО если температура кипения такого вещества ниже температуры воздуха, то при разрушении емкости и выбросе АХОВ в первичном облаке зараженного воздуха может оказаться его значительная часть, т.к. жидкость в резервуаре вскипает при давлении значительно меньшем, чем атмосферное. При этом в месте аварии может наблюдаться заметное переохлаждение воздуха и конденсация влаги.
3. АХОВ с температурой кипения выше 40°, т.е. все АХОВ, находящиеся при атмосферном давлении в жидком состоянии (бензол, толуол). При их выливе происходит заражение местности с опасностью последующего заражения грунтовых вод. С поверхности грунта жидкость испаряется долго, т.е. возможно образование вторичного облака зараженного воздуха, что расширяет зону поражения. Наиболее опасны АХОВ этой группы, если они хранятся при повышенной температуре и давлении.
Крупнейшие потребители АХОВ:
- черная и цветная металлургия (хлор, аммиак, соляная кислота, ацетонциангидрин, водород фтористый, нитрил акриловой кислоты);
- целлюлозно-бумажная промышленность (хлор, аммиак, сернистый ангидрид, сероводород, соляная кислота);
- машиностроительная и оборонная промышленность (хлор, аммиак, соляная кислота, водород фтористый);
- коммунальное хозяйство (хлор, аммиак);
- медицинская промышленность (аммиак, хлор, фосген, нитрил акриловой кислоты, соляная кислота);
- сельское хозяйство (аммиак, хлопикрин, хлорциан, сернистый ангидрид).
Объекты пищевой, в частности молочной, промышленности, торговые базы, оснащенные холодильниками, - крупные потребители аммиака, используемого в качестве хладагента.
В число потенциально опасных предприятий входят кондитерские фабрики, пивные заводы, мясокомбинаты, станции водоочистки, овощные базы. Широко используют аммиак в сельском хозяйстве.
Тысячи тонн АХОВ ежедневно перевозят всеми видами транспорта, перекачивают по трубопроводам. Все названные объекты экономики химически опасны. Аварии на них случаются часто, а их масштабы сравнимы со стихийными бедствиями.
Химическая авария– авария на химически опасном объекте, сопровождающаяся разливом или выбросом АХОВ, способным привести к гибели или заражению людей, продовольствия, пищевого сырья и кормов, сельскохозяйственных животных и растений или окружающей природной среды.
При авариях на ХОО возникает очаг химического поражения, который характеризуется длиной и шириной зоны непосредственного заражения. Длина зоны распространения АХОВ разделяется на две зоны:
1. Зона смертельной концентрации.
2. Зона поражающей концентрации.
Размеры зон зависят от количества АХОВ в выбросе, их типа, характера выброса, метеоусловий, рельефа местности, характера застройки, растительности. Высокая температура почвы и нижних слоев воздуха обеспечивают быстрое испарение АХОВ с зараженных поверхностей, а ветер рассеивает эти пары, снижая их концентрацию.
В зимних условиях испарение АХОВ незначительно, а заражение местности будет длительным.
Наиболее неблагоприятной для населения является сухая, тихая, прохладная погода, которая приводит к быстрому оседанию АХОВ на поверхности объектов и долгому сохранению высокой концентрации.
Токсичность – свойство веществ вызывать отравления (интоксикацию) организма. Характеризуется дозой вещества, вызывающей ту или иную степень отравления.
Токсодоза – количественная характеристика опасности АХОВ, соответствующая определенному уровню поражения при его воздействии на живой организм.
Пороговая токсодоза – минимальное количество опасного химического вещества, вызывающего начальные симптомы поражения.
Концентрация – количественная характеристика облака зараженного воздуха, измеряется в г/м³ или мг/л.
Главный поражающий фактор при авариях на ХОО – химическое заражение приземного слоя атмосферы, приводящее к поражению людей, находящихся в зоне действия АХОВ. Его масштабы характеризуются размерами зон поражения. Различаются следующие зоны:
1. Смертельных токсодоз.
2. Выводящих из строя.
3. Пороговых токсодоз.
Типовые химические объекты, с точки зрения ГО, подразделяются по признакам:
1. Количество АХОВ.
2. Токсичность АХОВ.
3. Технология хранения АХОВ.
По производственному признаку типовые химические объекты подразделяются:
1. На производящие АХОВ.
2. На потребляющие АХОВ.
Химические аварии по масштабам возможных последствий (заражения приземного слоя воздуха) подразделяются на:
1. Частные– последствия ограничиваются одной установкой, цехом. Работы по ликвидации последствий проводятся штатным персоналом.
2. Объектовые – последствия ограничиваются предприятием, объектом. К ликвидации последствий привлекаются объектовые, в том числе специализированные гражданские организации ГО.
3. Местные – последствия ограничиваются городом, районом, областью. К ликвидации последствий привлекаются территориальные силы ГО и ЧС, а при необходимости и воинские части ГО.
4. Региональные – последствия распространяются на несколько субъектов РФ или регионов. К ликвидации последствий привлекаются соединения и воинские части ГО и все виды гражданских организаций ГО.
5. Глобальные– последствия захватывают несколько регионов и сопредельные страны. К ликвидации последствий привлекаются все виды сил ГО, воинские части и подразделения ВС, специализированные подразделения министерств, ведомств и организаций.
Некоторые наиболее распространенные АХОВ:
Хлор – ядовитый газ, который в 2,5 раза тяжелее воздуха. Часто применяется в чистом виде или в соединении с другими компонентами. При Т=20° и атмосферном давлении хлор находится в газообразном состоянии в виде зеленовато-желтого газа с неприятным, резким запахом. Он энергично вступает в реакцию со всеми живыми организмами, разрушая их.
Жидкий хлор – подвижная маслянистая жидкость, которая при нормальных температуре и давлении имеет темную зеленовато-желтую окраску с оранжевым оттенком. При Т= -102° и ниже хлор твердеет и принимает форму мелких кристаллов темно-оранжевого цвета. Жидкий хлор плохо растворяется в воде, и хлорирование воды на обеззараживающих сооружениях водоканала производится только с помощью газообразного хлора. Производство газообразного хлора (водорода и щелочи) основано на электролизе поваренной соли.
Сухая смесь хлора с воздухом взрывается при содержании хлора более 3,5%, т.е. смеси, содержащие менее 3,5% хлора невзрывоопасны.
Особо опасны по силе взрыва смеси, в которых хлор и водород находятся в соотношении 1 : 1. Такие смеси взрываются с наибольшей силой, а взрыв сопровождается мощным звуковым ударом и пламенем.
Инициатором взрыва хлороводородной смеси (кроме открытого пламени) может быть электрическая искра, нагретое тело, прямой солнечный свет в присутствии контактирующих веществ (древесного угля, железа и окислов железа).
Влажный хлор вызывает сильную коррозию (это соляная кислота), что приводит к разрушениям емкостей, трубопроводов и оборудования.
Железнодорожные цистерны, емкости, бочки и баллоны должны заполняться только до допустимой массы – с тщательным контролем массы пустой и заполненной емкости, т.к. жидкий хлор при нагревании увеличивается в объеме.
На металлы, кроме олова и алюминия, сухой хлор почти не действует, а в условиях влаги подвергает их сильной коррозии.
При концентрации хлора в воздухе 0,1 – 0,2 мг/л у человека возникает отравление, удушливый кашель, головная боль, резь в глазах, происходит поражение легких, раздражение слизистых оболочек и кожи. Пострадавшего необходимо немедленно вынести в горизонтальном положении на свежий воздух, согреть, дать подышать парами спирта, кислорода, промыть содовым раствором кожу и слизистые оболочки.
Аммиак– бесцветный газ с резким удушливым запахом нашатырного спирта. Смесь паров аммиака с воздухом при объемном содержании аммиака от 15 до 28% является взрывоопасной. При наличии открытого пламени начинается горение аммиака. При давлении 760 мм рт.ст. его температура кипения составляет – 33,3°, затвердения -77,9°, воспламенения 630°.
Содержание аммиака в воздухе:
- предельно допустимое в рабочей зоне – 0,0028%;
- не вызывает последствий в течение часа – 0,035%;
- опасное для жизни 0,7 мг/л, или 0,5-0,1%;
- 1Ю5-2,7 мг/л, или 0,21-0,39% вызывает смертельный исход через 30-60 мин.
Аммиак вызывает поражение организма, особенно дыхательных путей. Признаки действия газа: насморк, кашель, затрудненное дыхание, резь в глазах, слезотечение. При соприкосновение жидкого аммиака с кожей возникает обморожение, возможны ожоги. Пораженного следует транспортировать в горизонтальном положении.
Синильная кислота – это при нормальных условиях бесцветная, прозрачная, летучая, легковоспламеняющаяся жидкость с запахом горького миндаля.
Синильная кислота и ее соли выпускаются химической промышленностью в больших количествах. Эта кислота широко используется при получении пластмасс и искусственных волокон, в гальванопластике, при извлечении золота из золотоносных руд.
Кислота плавится при Т= -14°, кипит при +25,6°. Температура вспышки равна -17°. Пары кислоты с воздухом образуют взрывоопасные смеси. Кислота – это один из сильнейших ядов, приводящих к параличу нервной системы. Проникает в организм через желудочно-кишечный тракт, кровь, органы дыхания, а при большой концентрации ее паров – через кожу.
Она плохо адсорбируется активированным углем, поэтому для защиты надо применять противогазы, имеющие специальные химические поглотители.
Отравляющее действие зависит от количества и скорости ее поступления в организм:
- 0,02 -0,04 мг/л безболезненно переносятся в течение 6 часов;
- 0,12-0,15 мг/л опасны для жизни через 30-60 минут;
- 1 мг/л и выше приводит практически к моментальной смерти.
Поражающее действие кислоты обусловлено блокированием железосодержащих ферментов клеток, которые регулируют поглощение кислорода. Она во всех отношениях смешивается с водой и растворителями.
Сернистый ангидрид (двуокись серы, сернистый газ) получается при сжигании серы на воздухе. Это бесцветный газ с резким запахом. При нормальном давлении переходит в жидкое состояние при Т=-75°, в 2,2 раза тяжелее воздуха. Хорошо растворяется в воде, образуя сернистую кислоту.
Используется при получении серной кислоты и ее солей, в бумажном и текстильном производстве, при консервировании фруктов, для дезинфекции помещений. Жидкий ангидрид применяется как хладоагент или растворитель.
Среднесуточная ПДК ангидрида в атмосфере населенного пункта 0,05 мг/м³, а в рабочем помещении - 10 мг/м³. Даже малая его концентрация создает неприятный вкус во рту и раздражает слизистые оболочки. Более высокая концентрация раздражает кожу, вызывает кашель, боль в глазах, жжение, слезотечение, ожоги. При значительном превышении ПДК появляется хрипота, одышка, человек теряет сознание. Возможен смертельный исход.
Первая помощь: вынести пострадавшего на свежий воздух и промыть слизистые оболочки водой или малым раствором питьевой соды.
Гептил(гидразин, диамид) – дымящаяся на воздухе жидкость с неприятным запахом. Плавится при +1,5°. Растворяется в воде, спиртах, не растворяется в углеводородах. Образует взрывоопасные смеси с воздухом, при контакте с асбестом, углем, железом способен к самовоспламенению. Тяжелее воздуха. Разлагается в присутствии катализатора или при нагреве выше 300°. Относится к чрезвычайно опасным веществам. ПДК в воздухе рабочей зоны 0,1 мг/м³. Наиболее часто используется как горючий компонент ракетного топлива.
При разливе проникает глубоко в почву (более 1м) и остается там без изменения до 20 лет. В организм человека проникает через кожу, слизистые или в виде пара. Дозы:
- кратковременная допустимая концентрация 6 мг/м³;
- опасная для жизни -100 мг/м³;
- смертельная – 400 мг/м³.
Вызывает временную (до недели) слепоту, ожог на коже, при всасывании в кровь приводит к нарушениям в центральной нервной и сердечно-сосудистой системах, крови. Признаки отравления: возбуждение, мышечная слабость, судороги, паралич, снижение пульса, острая сосудистая недостаточность, тошнота, рвота, не исключено поражение почек и печени, коматозное состояние.
Азотная кислота смешивается с водой во всех отношениях с выделением тепла. Ее пары в 2,2 раза тяжелее воздуха. Сильно дымит на воздухе, действует на все металлы, кроме благородных и алюминия. Воспламеняет органические материалы, выделяя при этом окислы азота, обладающие высокими поражающими свойствами.
При попадании кислоты в скипидар или спирт происходит взрыв. Токсичные дозы: поражающая 1,5 мг/л, смертельная – 7,8 мг/л.
В настоящее время остро встала проблема считавшегося ранее неопасным диоксина.
Диоксин– это не одно конкретное вещество, а целый класс химических соединений, образующихся обычно в кислородной среде из бензольных колец в присутствии хлора или брома, особенно при высокой температуре. Он оказался самым опасным из ядов, открытых человеком: токсичнее цианидов, кураре, боевых ОВ.
Поставляют диоксины в окружающую среду предприятия по очистке графита, по изготовлению гербицидов, бензина, а также целлюлозно-бумажные, электролизные заводы. Возникают диоксиды и при сжигании мусора, утилизации хлорсодержащих отходов, при пожарах на электростанциях.
Действие этого яда на человека при значительных концентрациях ужасно: многие умирают сразу, а у оставшихся в живых появляются незаживающие язвы на теле, психические расстройства, злокачественные опухоли. Даже незначительные дозы диоксина приводят к рождению детей-уродов, катастрофическому падению иммунитета.
Диоксин очень устойчивые соединения: выдерживают нагрев до 1200°, имеют период полураспада до 20 лет.
Накапливается диоксин в печени, кроветворных органах, подавляя иммунную систему.
Для питьевой воды концентрация диоксинов не должна превышать 20 х 10-12 г. Обнаружить такое количество можно только используя очень чувствительные и чрезвычайно дорогие приборы. Смертельная доза диоксина для человека по размерам не превышает 1/3 таблетки аспирина. Например, в 1995 г. В систему водоканала Уфы попали фенолы. Их взаимодействие с хлорированной водой привело к образованию диоксинов и массовому отравлению населения.
Диоксины были основным поражающим элементом химической войны США во Вьетнаме, над территорий которого распылено свыше 45 миллионов литров дефолианта, образующего диоксин. В этом причина огромного количества жертв и пострадавших от применения «неопасных» дефолиантов. Кстати, за медицинской помощью обратилось и свыше 60 тысяч бывших американских солдат с жалобами на резкое ухудшение здоровья.