******************************************************************* * П Р О Б Л Е М Ы Х И М И Ч Е С К О Й Б Е З О П А С Н О С Т И * ******************************************************************* **** Х И М И Я * И * Ж И З Н Ь *************** ******************************************************************* ** Сообщение UCS-INFO.1646, 2 февраля 2007 г. * ******************************************************************* Индустрия ВАДИМ РОМАНОВ НАПИСАЛ КНИГУ О ЗАГРЯЗНЕНИИ ВОЗДУХА РОМАНОВ В.И. Прикладные аспекты аварийных выбросов в атмосферу. Справочное пособие. - М.: ФИЗМАТКНИГА,-2006, 368 с. УДК 628.518:621.039.76 ISBN 5-89155-166-2 Аннотация Книга посвящена проблемам загрязнения окружающей среды при авариях промышленных предприятий и объектов разного профиля и имеет, в основном, обзорный справочный характер. Изучается динамика аварийных турбулентных выбросов при наличии атмосферной диффузии, характер расширения турбулентных струйных потоков, их сопротивление в сносящем ветре, эволюция выбросов в реальной атмосфере при наличии инверсионных задерживающих слоёв. Классифицируются и анализируются возможные аварии с выбросами в атмосферу загрязняющих и токсичных веществ в газообразной, жидкой или твёрдой фазах, приводятся факторы аварийных рисков. Рассмотрены аварии, связанные с выбросами токсикантов в атмосферу, описаны математические модели аварийных выбросов. Показано, что всё многообразие антропогенных источников загрязнения атмосферного воздуха при авариях условно может быть разбито на отдельные классы по типу возникших выбросов и характеру движения их вещества. В качестве источников загрязнений рассмотрены пожары, взрывы и токсичные выбросы. Эти источники в зависимости от специфики подачи рабочего тела в окружающее пространство формируют атмосферные выбросы в виде выпадающих на поверхность земли твёрдых или жидких частиц, струй, термиков и клубов, разлитий, испарительных объёмов и тепловых колонок. Рассмотрены экологические опасности выбросов при авариях и в быту. Книга содержит большой иллюстративный материал в виде таблиц, графиков, рисунков и фотографий, который помогает читателю разобраться в обсуждаемых вопросах. Она адресована широкому кругу людей, чей род деятельности связан преимущественно с природоохранной тематикой: инженерам, научным работникам, учащимся и всем тем, кто интересуется экологической и природозащитной тематикой. Введение Загрязнение природной среды газообразными, жидкими и твердыми веществами и отходами производства вызывает деградацию среды обитания и наносит ущерб здоровью населения. Эта экологическая проблема, имеющая приоритетное социальное и экономическое значение, остается одной из наиболее острых для нашей страны. Влияние хозяйственной деятельности на окружающую среду характеризуется производством большого количества загрязняющих веществ, отходов и другими факторами, которые приводят к изменению естественных ландшафтов, загрязнению атмосферы и природных водных объектов. За последние годы заметно сократилась государственная поддержка природоохранной деятельности, перманентные реорганизации, сопровождавшиеся снижением статуса и сокращением штатной численности и объемов бюджетного финансирования, поставили государственную систему охраны природы в критическое положение. Продолжение этого процесса реально угрожает разрушением природоохранных структур. <Деэкологизация> государственного управления сопровождается усилением секретности и противозаконных ограничений в распространении экологической информации. Продолжающийся в течение последних лет в Российской Федерации спад промышленного производства, характеризующийся остановкой одних предприятий и неполной загрузкой других, сопровождается некоторым сокращением антропогенной нагрузки на природные среды. В то же время снижение объемов загрязнений, образующихся на промышленных предприятиях и соответственно поступающих в воздух, водные объекты и почвы, не вызывает адекватного уменьшения техногенной нагрузки на окружающую природную среду, растёт количество аварий. Существующие системы обнаружения аварий не имеют средств контроля за выбросами ядовитых веществ с определением их концентраций и зон распространения, или эти средства несовершенны. Система обнаружения угрозы и факта возникновения аварий должна предвидеть потенциально опасную ситуацию еще на стадии ее <зарождения>. По данным Госгортехнадзора России около 80% существующих технических средств имеют срок эксплуатации более 20 лет, морально и физически устарели. В докладах и итоговых документах Всероссийской конференции по экологической безопасности России 2005 года отмечается, что при теперешнем уровне антропогенных выбросов токсичных веществ экологическая безопасность, являющаяся неотъемлемой частью национальной безопасности страны, не может быть обеспечена. Состояние экологической безопасности России вызывает глубокую тревогу, так как под угрозой находится здоровье десятков миллионов человек, проживающих на обширных территориях России. Эти территории фактически превратились в зоны экологического неблагополучия в результате прошлого и продолжающихся загрязнений. Отмечается рост масштабов эколого-техногенных катастроф и опасность экологического терроризма; нарастает опасное загрязнение продуктов питания, питьевой воды, причем появляются новые виды загрязнения (в том числе на генетическом уровне). Усиливаются тревожные тенденции деградации почв, сокращения биологического разнообразия флоры и фауны, истощительного использования природных ресурсов и катастрофического роста объемов незаконного промысла биоресурсов. Повсеместно не реализуются в полной мере конституционные права граждан России на благоприятную окружающую среду, доступ к экологической информации, компенсацию ущерба от экологических правонарушений и участие в принятии природоохранных решений. Недостаточен государственный контроль в области природопользования и охраны окружающей среды, в ряде случаев не соблюдаются обязательства Российской Федерации по международным конвенциям и соглашениям. Создавшееся неблагоприятное состояние природоохранных дел в России должно побудить разработчиков Новой техники и технологий XXI века более ответственно отнестись к проблематике антропогенных выбросов - в первую очередь их массовых и токсичных характеристик. Выбросы загрязняющих и токсичных веществ в атмосферу появляются при нормальной работе и авариях в практически любых областях человеческой деятельности. Причем продолжительные выбросы, как правило, возникают при работе предприятий в нормальном режиме, а кратковременные и мгновенные, являющиеся предельным случаем кратковременных, - при авариях. Аварийные выбросы, являющиеся одним из наиболее распространенных сверхнормативных поступлений загрязнений в атмосферу, появляются при хранении, транспортировке и изготовлении взрывчатых веществ (ВВ), в химической и нефтехимической промышленности, в ядерной энергетике, при разрыве сосудов высокого давления и бойлеров, при изготовлении, транспортировке и хранении легколетучих и сниженных газообразных топлив, при испарении криогенных веществ и т.п. В настоящее время задача нахождения физических характеристик выбросов загрязняющих веществ решается применительно к конкретному источнику и веществу, причем делается акцент на особенностях именно этого источника и этого вещества без анализа возможной типизации возникшего выброса как атмосферного объекта. Для другого источника загрязнений и другого вещества задача получения его массовых, динамических, геометрических и концентрационных характеристик каждый раз решается заново. Анализ выбросов загрязняющих и токсичных веществ в атмосферу показал, что имеются некоторые определяющие параметры, знание которых позволяет эту задачу типизировать по характеру выбросов и использовать стандартные системы уравнений, а иногда и готовые решения для нахождения их характеристик. Такими параметрами являются массовые, динамические и энергетические характеристики рабочего тела, а также физические характеристики окружающей среды. Эти исследования изложены в первой главе книги. В ней даётся понятие выброса, классифицируются и типизируются аварийные ситуации, находятся определяющие параметры физико-математических моделей загрязняющих объемов. Кроме того в первой главе рассмотрена целесообразность введения вторичного атмосферного источника и зависимость аварий от условий окружающей среды. Вторая глава, имеющая в основном обзорный характер, посвящена описанию аварий с выбросом загрязняющих веществ атмосферу, оценке их физических характеристик и факторов опасностей. Рассмотрены современные подходы к решению задачи нахождения физических и токсикологических характеристик взрывного характера, пожаров и токсичных выбросов. В третьей главе на основе понятия вовлечения вещества окружающей среды в газообразный выброс рассмотрены важнейшие задачи поведения загрязняющих объемов в реальной атмосфере. Анализируется связь характеристик расширения струйных образований с погодными условиями и устойчивостью атмосферы, исследуются геометрические характеристики возникающих кратковременных выбросов. Кроме того, рассмотрены механизмы формирова-ния кратковременных выбросов и их аэродинамическое сопротивление движению в потоке. Анализируются процессы дисперсии выбросов в реальной атмосфере при наличии температурных инверсий, задерживающих всплытие нагретых газовых объёмов. Обсуждаются проблемы распада выбросов и рассеивания токсичных примесей из вторичных источников, возникающих при авариях. Четвертая глава книги посвящена описанию выбросов, развивающихся в реальной атмосфере и пригодных для моделирования аварийных ситуаций. В этой главе даны примеры построения математических моделей опасных атмосферных явлений. Рассмотрены практически все возможные атмосферные объекты, сопутствующие опасным экологическим ситуациям, начиная со струй, клубов, термиков, аэрозольных объемов и заканчивая разлетом весомой твердой фазы взрыва. В пятой главе обсуждаются экологические опасности аварийных ситуаций, сопровождающихся выбросами загрязняющих и токсичных веществ при авариях разных типов и в бытовых условиях. В приложениях приводятся данные о физических и экологических характеристиках взрывоопасных и токсичных веществ, а также медико-биологические характеристики сильнодействующих ядовитых веществ. Обзор приведенных литературных источников может быть использован разработчиками и инженерами при идентификации конкретного атмосферного выброса и выбора расчетного метода его изучения. Содержание Аннотация ::::::::::::::::::::::::::: Введение:::::::::::::::::::::::::::: Глава I. Аварии с выбросом загрязняющих веществ в атмосферу и вопросы их математического моделирования :::::::::: I.1. Понятие выброса и классификация аварий:::::::::::: I.2. Сценарии развития аварийных ситуаций и их хронология:::: I.3. Математическое моделирование выбросов:::::::::: I.4. Типизация выбросов загрязняющих веществ в атмосферу :::: I.5. Определяющие параметры физико-математических моделей:: I.6. Атмосферные источники загрязнений при авариях ::::::: I.6. Зависимость аварий от условий окружающей среды ::::: Глава II. Описание аварий, оценка их физических характеристик, факторы опасности::::::::::::::::::::: II.1. Взрывы::::::::::::::::::::::::::: II.2. Факторы рисков опасных воздействий взрыва ::::::: II.3. Пожары::::::::::::::::::::::::: II.4. Расчёт физических характеристик пожара :::::::: II.5. Методика расчёта температурного режима пожара в помещении ::::::::::::::::::::::: II.6. Факторы рисков опасных воздействий пожаров ::::: II.7. Токсичные выбросы::::::::::::::::::: Глава III. Турбулентные выбросы в атмосфере ::::::: III.1. Атмосферная диффузия и вовлечение окружающей среды в выброс ::::::::::::::::::::: III.2. Параметры расширения струй и клубов :::::::: III.3. Связь устойчивости атмосферы с погодными условиями и метеорологическими параметрами ::::::::::: III.4. Геометрические характеристики формирующихся кратковременных выбросов:::::::::::::::: III.5. Аэродинамическое сопротивление движению в потоке :: III.6. Особенности атмосферного движения и распада выбросов III.7. Измерения геометрических и динамических характеристик выбросов::::::::::::::::::::::::.. III.8 Высоты подъёмов выбросов в атмосфере :::::::.. III.9. Выбросы в стратифицированной атмосфере ::::: III.10. Высота стабилизации вещества выброса:::::.. III.11. Рассеивание примесей из вторичных источников:::::. Глава IV. Примеры построения математических моделей опасных атмосферных явлений :::::::.:::: IV.1. Струи :::::::::::::::::::::::::: IV.2. Клубы ::::::::::::::::::::::::: IV.3. Термики :::::::::::::::::::::::: IV.4. Тепловые колонки ::::::::::::::::::: IV.5. Дымления, испарения , туманы ::::::::::::. IV.6. Взрывной разлёт твёрдых и жидких частиц ::::: IV.7. Ветровой перенос пыли ::::::::::::::::: Глава V. Экологические опасности аварийных и бытовых выбросов:::::::::::::::::::::::: V.1. Вредные вещества, поступающие в атмосферу при пожарах::::::::::::::::::::::. V.2. Загрязнения атмосферы при взрывах ::::::::: V.3. Поступление в атмосферу токсичных продуктов при испарении проливов::::::::::::::::. V.4. Опасность сжигания бытового мусора :::::::: V.5. Опасные воздействия и вредные вещества в быту:::: Заключение :::::::::::::::::::::: Литература :::::::::::::::::::::: Приложение N 1. Справочная таблица физических и экологических характеристик взрывоопасных и токсинных веществ по ГОСТ 51330.19-99,ГОСТ 12.005-88 и ВСН 64-86::: Приложение N 2. Токсические свойства и медико-биологические характеристики сильнодействующих ядовитых веществ:::::::::::::::::::::::::: С вопросами - к автору Романову Вадиму Ивановичу, vadim39@inbox.ru ************************************************************** * Бюллетень выпускается Союзом "За химическую Безопасность" * * (http://www.seu.ru/members/ucs) * * Редактор и издатель Лев А.Федоров. Бюллетени имеются на * * сайте: http://www.seu.ru/members/ucs/ucs-info * * *********************************** * * Адрес: 117292 Москва, ул.Профсоюзная, 8-2-83 * * Тел: (7-495)-129-05-96, E-mail: lefed@online.ru * ************************** Распространяется * * "UCS-PRESS" 2007 г. * по электронной почте * ************************************************************** =-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=