Чрезвычайные ситуации техногенного характера

1. Аварии на энергетических системах — газопроводах, нефтепроводах, продуктопроводах Аварии на нефтепроводах характеризуются внезапным розливом или истечением нефти (утечки) в результате полного разрушения или повреждения нефтепровода, его элементов, резервуаров, оборудования и устройств, сопровождаемые одним или несколькими из следующих событий:

— смертельным травматизмом людей;

— травмированном людей с потерей трудоспособности;

— воспламенением нефти или взрывом ее паров;

— загрязнением рек, водоемов и водотоков сверх пределов, установленных стандартом на качество воды;

— утечками нефти.

Возникновение аварийных разрывов на магистральных газопроводах, газопроводах-отводах и технологических газопроводах компрессорных станций связано с физическими эффектами двух видов:

· внутренними — нестационарными газодинамическими процессами в самих трубопроводах, определяющими динамику выброса природного газа в атмосферу;

· внешними — определяющими воздействие процесса разрушения участка трубопровода высокого давления на окружающую среду.

Внешние эффекты сопровождаются:

· образованием волн сжатия за счет расширения в атмосфере природного газа, выброшенного под давлением из разрушенного трубопровода, а также волн сжатия, образующихся в случае воспламенения газового «шлейфа» (облака), т. е. за счет расширения продуктов его сгорания;

· образованием и разлетом осколков (фрагментов) разрушенного участка трубопровода;

· возможностью воспламенения газа и термическим воздействием пожара на окружающую среду.

Аварии на магистральных трубопроводах могут сопровождаться значительным материальным ущербом, вследствие загрязнения обширных территорий и водных бассейнов нефтепродуктами. Аварии на продуктопроводах и газопроводах могут сопровождаться образованием значительных объемов взрывоопасных смесей. Разрушение продуктопровода в Башкирии и последующий взрыв, и пожар послужили причиной гибели сотен пассажиров, находившихся в двух пассажирских поездах, попавших в зону взрыва. Экспертная оценка этой самой тяжелой в мире аварии на продуктопроводах показала, что тротиловый эквивалент взрыва составил 2000;3000 тыс. тонн ТНТ. Для сравнения можно привести данные другой крупнейшей аварии на продуктопроводе для транспортировки пропана вблизи г. Порт-Хадсон (США), которая произошла в 1970 г. Тротиловый эквивалент от взрыва пропана оценен экспертами в 45 тонн ТНТ.

Основная причина аварийности на трубопроводном транспорте — проявления дефектов коррозийного и усталостного происхождения.

Недостаточное финансирование работ, связанных с обеспечением безопасности на объектах трубопроводного транспорта, снижение объемов капитального ремонта и реконструкции, особенно подводных переходов, может привести к увеличению аварийности.

2. Оценка обстановки на территории г. Витебска и области в случае чрезвычайных ситуаций природного и экологического характера При оценке устойчивости функционирования объектов связи чрезвычайно важно оценивать обстановку, которая может сложиться на объекте связи и в населенных пунктах при воздействии различных поражающих факторов.

Общее понятие об оценке обстановки. В случае возникновения чрезвычайных ситуаций в населенных пунктах, на объектах складывается обстановка, определяемая воздействием поражающих факторов. Под обстановкой понимают совокупность воздействия поражающих факторов на территории района, населенного пункта, объекта, оказывающих влияние на безопасность жизнедеятельности рабочих, служащих и населения.

Обстановка характеризуется масштабами, степенью воздействия поражающих факторов на местность, атмосферу, здания и сооружения, на безопасность жизнедеятельности и т. д.

По характеру обстановка может быть инженерной, химической, радиационной, бактериологической, комбинированной и т. д.

Оценка обстановки — это изучение и анализ факторов и условий; возникающих в результате чрезвычайных ситуаций и влияющих на безопасность жизнедеятельности людей и функционирование объектов. При оценке обстановки проводится сбор и обработка информации, дающая возможность определить масштабы поражения и их влияние на безопасность жизнедеятельности.

Обстановка в районе чрезвычайной ситуации — конкретная характеристика зоны (объекта, региона), в которой сложилась ЧС, на определенный момент времени, содержащая сведения о ее состоянии, последствиях чрезвычайного события, задействованных и необходимых материальных ресурсах, объемах проведения работ и др.

Обстановка в районе чрезвычайной ситуации может быть нескольких уровней:

* сверхсложной, не имеющая аналогов;

* сложной;

* приемлемой.

Сверхсложная обстановка характеризуется тем, что для ликвидации последствий недостаточно всех имеющихся сил и средств, и требуется привлечение их из других регионов. Вместе с этим нужны новые, специализированные средства, приспособленные под конкретную обстановку.

Сложная обстановка характеризуется тем, что требует для ликвидации последствий чрезвычайной ситуации значительного числа (или всех) сил и средств, имеющихся в наличии в данном регионе или на объекте.

Приемлемая обстановка характеризуется незначительным уровнем сложности и требует для ликвидации последствий сравнительно небольших затрат.

При анализе обстановки можно выделить определенное число характеристик ее оценки, по ним определить условия и выяснить последствия чрезвычайных факторов. К этим характеристикам относятся:

• географические — изменение ландшафта, труднопроходимость, сложность доставки сил и средств спасения;

• временные — внешняя внезапность, неожиданность, быстрое развитие событий;

• социально-экономические характеристики — гибель людей, наличие большого числа пострадавших; значительное падение уровня жизни людей; существенный экономический ущерб в денежном и натуральном выражении; увеличение миграционных процессов населения; безработица; падение рождаемости;

• социально-психологические — стрессовые состояния у людей (страх, депрессия, паника, фобии и т. д.);

• социально-политические — возникновение межнациональных конфликтов, негативное отношение к власти, сопровождающееся демонстрационными выступлениями;

• организационно-управленческие — неопределенность ситуации; сложность принятия решений и прогнозирования хода событий; необходимость привлечения большого числа специалистов и организаций; необходимость масштабных эвакуационных и спасательных работ;

• экологические — радиационное, химическое и биологическое заражение местности. Вывод из производства значительной части природных ресурсов, сельскохозяйственных угодий и культур; возникновение эпидемии, мутагенеза, эпизоотии, массовый падеж скота;

• специфические (мультипликационные) — многои разноплановость последствий, их цепной характер (разрушение объекта вследствие взрыва, возникновение пожаров, выход из строя коммуникаций из-за пожаров и т. д.); задержка в развитии или отказ от продолжения соответствующей научно-технической программы.

С учетом вышеизложенных определений и характеристик чрезвычайную ситуацию можно определить как внезапную, внешне неожиданно возникающую обстановку, сформировавшуюся в результате воздействия чрезвычайного фактора, характеризующуюся неопределенностью и сложностью принятия решений, остроконфликтностью и стрессовым состоянием населения, значительным социально-экономическим и экологическим ущербом, прежде всего человеческими жертвами и вследствие этого необходимостью крупных людских, материальных и временных затрат на проведение эвакуационно-спасательных работ и ликвидацию последствий ЧС, а также специально организованного управления.

Прогнозирование возможной обстановки при возникновении различного рода чрезвычайных ситуаций проводится в каждом конкретном случае. Заранее предугадать точное место, время и масштабы аварии невозможно. Однако для обеспечения эффективности проводимых мероприятий по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, для защиты населения и территорий от их вредного воздействия Правительством Республики Беларусь разработан и утвержден комплекс нормативных документов, регламентирующих деятельность всех субъектов хозяйствования, органов государственного управления по их недопущению или минимизации последствий от них. Для планирования действий по предотвращению и ликвидации возможных аварийных ситуаций необходимо уметь прогнозировать их последствия: возможные пути (маршруты) распространения, воздействие на природные объекты (реки, озера, леса и т. д.) и население. В соответствии с требованиями руководящих документов по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций на особо опасных объектах разработаны планы ликвидации аварийных ситуаций, определены источники финансирования мероприятий, периодичность отработки планов в ходе комплексных учений и штабных тренировок. Подразделениями МЧС области разработаны, согласованы и утверждены планы взаимодействия и инструкции при ликвидации ЧС с другими оперативными службами, органами государственного управления, взрывопожароопасными объектами. Имеются и применяются в практической деятельности разработки по оценке обстановки при возникновении аварийной ситуации с утечкой аварийных химически опасных веществ, операционные карты действий дежурного и обслуживающего персонала при различных видах аварийных ситуаций. Но планы только тогда становятся реальными, когда предусмотренные в них мероприятия отрабатываются в ходе учений и тренировок, которые ежегодно планируются и проводятся совместно с заинтересованными службами, объектами. Руководство работами по локализации и ликвидации чрезвычайных ситуаций осуществляется комиссиями по ЧС. В ходе учений и тренировок проверяется готовность органов управления ГСЧС и ГО к выполнению мероприятий по ликвидации ЧС, совершенствуются знания и навыки руководства и должностных лиц комиссий по чрезвычайным ситуациям. Очень важно, что каждое проведенное учение является большим шагом к намеченной цели — обеспечению безопасности человека в экстремальных условиях. Подразделения МЧС во взаимодействии с территориальными (объектовыми) комиссиями по ЧС постоянно отрабатывают возможные варианты чрезвычайных ситуаций, в ходе которых разрабатываются, предлагаются к выполнению мероприятия по повышению устойчивости объектов к различного рода аварий и инцидентов.

3. Механизм действия различных ионизирующих излучений на живую клетку. Действие ионизирующего излучения на организм человека, особенности действия малых доз радиации на организм авария энергетический чрезвычайный ионизирующий В основе биологического действия ионизирующих излучений лежат процессы ионизации и возбуждения молекул, радиационно-химические реакции, нарушающие или изменяющие функции биополимеров, главным образом нуклеиновых кислот и ферментов. Воздействуя на ДНК соматических и генеративных клеток, они способны вызвать мутации, злокачественное перерождение клетки. Поэтому ионизирующие излучения играют определённую роль в естественной изменчивости организмов, и вместе с тем повышают уровень спонтанно возникающих уродств, генетических заболеваний, канцерогенеза. В середине ХХ века были открыты способы расщепления атомных ядер, сопровождающиеся мощным ионизирующим излучением и образованием большого количества искусственных радиоактивных веществ. Технические средства использования ядерной энергии в военных и мирных целях ощутимо увеличивают количество источников ионизирующих излучений, а следовательно и вероятность возникновения различных нарушений у организмов. Большую опасность для человечества представляет использование ионизирующих излучений в военных целях. При тотальном гамма-нейтронном облучении животных и человека (сопровождающем взрывы атомных и ядерных бомб) в дозах 100 ГР и выше вследствие поражения ЦНС наступает коматозное состояние и смерть в первые 24−48 часов, при дозах 5−10 Гр возникает тяжёлая лучевая болезнь. При более низких дозах после острого периода наступает восстановление поражённых тканей и выздоровление. Однако в дальнейшем возрастает вероятность появления отдалённых последствий облучения (рак, лейкемия, катаракта, рождение генетически неполноценного потомства и т. п.)

Для биологического действия ионизирующих излучений характерен ряд общих закономерностей. Во-первых, глубокие нарушения жизнедеятельности вызываются ничтожно малыми количествами поглощаемой энергии. Так, энергия, поглощённая телом млекопитающего или человека при облучении смертельной дозой, при превращении в тепловую привела бы к нагреву тела всего на тысячную долю градуса. Во-вторых, биологическое действие ионизирующих излучений не ограничивается подвергнутым облучению организмом, но может распространяться на последующие поколения, что объясняется действием на наследственный аппарат организма. В-третьих, для биологического действия ионизирующих излучений характерно наличие латентного периода, т. е. развитие лучевого поражения наблюдается не сразу. Продолжительность латентного периода может варьировать от нескольких минут до десятков лет в зависимости от дозы облучения, радиочувствительности организма и наблюдаемой функции. Так, при облучении в очень больших дозах можно вызвать «смерть под лучом», длительное же облучение в малых дозах ведёт к изменению состояния нервной и др. систем, к возникновению опухолей спустя годы после облучения.

Первичное действие радиации любого вида на любой биологический объект начинается с поглощения энергии излучения, что сопровождается возбуждением молекул и их ионизацией. При ионизации молекул воды (косвенное действие излучения) в присутствии кислорода возникают активные радикалы, гидратированные электроны, а также молекулы перекиси водорода, включающиеся затем в цепь химических реакций в клетке. При ионизации органических молекул (прямое действие излучения) возникают свободные радикалы, которые, включаясь в протекающие в организме химические реакции, нарушают течение обмена веществ и, вызывая появление несвойственных организму соединений, нарушают процессы жизнедеятельности. При облучении в дозе 1000 р в клетке средней величины возникает около 1 млн. таких радикалов, каждый из которых в присутствии кислорода воздуха может дать начало цепным реакциям окисления, во много раз увеличивающим количество изменённых молекул в клетке и вызывающим дальнейшее изменение субмикроскопических структур. Выяснение большой роли свободного кислорода в цепных реакциях, ведущих к лучевому поражению, т.н. кислородного эффекта, способствовало разработке ряда эффективных радиозащитных веществ, вызывающих искусственную гипоксию в тканях организма. Большое значение имеет и миграция энергии по молекулам биополимеров, в результате которой поглощение энергии, происшедшее в любом месте макромолекулы, приводит к поражению её активного центра. Поглощение энергии и ионизация молекул занимают доли секунды.

Последующие биохимические процессы лучевого повреждения развиваются медленнее. Образовавшиеся активные радикалы нарушают нормальные ферментативные процессы в клетке, что ведёт к уменьшению количества макроэргических соединений. Особенно чувствителен к облучению синтез ДНК в интенсивно делящихся клетках, т.о. в результате цепных реакций возникающих при поглощении энергии излучения.

Воздействие ионизирующего излучения вызывает повреждение клеток. Наиболее важно нарушение клеточного деления — митоза. При облучении в сравнительно малых дозах наблюдается временная остановка митоза. Большие дозы могут вызывать полное прекращение деления или гибель клеток. Нарушение нормального хода митоза сопровождается хромосомными перестройками, возникновением мутаций, ведущих к сдвигу в генетическом аппарате клетки, а следовательно, к изменению наследственных свойств развивающихся из них организмов. При облучении в больших дозах происходит набухание и пикноз ядра, затем структура ядра исчезает. В цитоплазме при облучении в дозах 10 000 — 20 000 р наблюдается изменение вязкости, набухание цитоплазматических структур, образование вакуолей, повышение проницаемости. Всё это резко нарушает жизнедеятельность клетки.

Возникающие в облучаемых клетках изменения ведут к нарушениям в тканях, органах и жизнедеятельности всего организма. Особенно выражена реакция тканей, в которых отдельные клетки живут сравнительно недолго. Это слизистая оболочка желудка и кишечника, которая после облучения воспаляется, покрывается язвами, что ведёт к нарушению пищеварения и всасывания, а затем к истощению организма его продуктами распада клеток (токсемия) и проникновению бактерий, живущих в кишечнике, в кровь (бактериемия). Сильно повреждается кроветворная система, что ведёт к резкому уменьшению числа лейкоцитов в периферической крови и к снижению её защитных свойств. Одновременно падает и выработка антител, что ещё больше ослабляет защитные силы организма. Уменьшается и количество эритроцитов, с чем связано нарушение дыхательной функции крови. Нарушается образование половых клеток, может возникать даже полное бесплодие. Первой реагирует на радиационное воздействие нервная система. Имеют также место нарушения работы желёз внутренней секреции.

4. Написать уравнение ядерной реакции (n, np) для ядра фтора-19. Оценить устойчивость ядра отдачи и написать уравнение возможного распада этого ядра

;

Оценим устойчивость ядра отдачи.

В результате реакции (n, np) образовалось ядро кислорода-18, так как данный элемент находится в таблице Менделеева и является стабильным ядром, то дальнейших самопроизвольных распадов происходить не будет.

В ядре отдачи уменьшилось относительное число протонов, а количество нейтронов не изменилось по сравнению с исходным устойчивым ядром, следовательно, в ядре отдачи образуется избыток нейтронов, так как ядро будет стремиться восстановить исходное равновесие, то избыточный нейтрон будет стремиться превратиться в протон, произойдётраспад.

Запишем уравнение распада:

.

В результате двух последовательных ядерных реакций образовалось ядро фтора-18.

5. Сравнить относительную устойчивость ядер: титан — 48, хром — 52, ванадий — 50

Титан и хром имеют массовые числа соответствуют указанным в таблице Менделеева, следовательно, они стабильны, а ванадий — радиоактивен.

Определяем положение титана и хрома на графике зависимости удельной энергии связи от массового числа. Хром находится в максимуме графика между ядрами я массовыми числами от 50 до 60, а титан располагается на восходящей ветви с массовым числом до 50.

Исходя из критериев устойчивости, наиболее устойчивым по сумме положительных критериев из трёх предложенных ядер является хром, самое неустойчивое из трёх предложенных ядер — изотоп ванадия.

1. Богданов А. Г., Бондарев С. В., Колобков Н. В."Защита населения и объектов народного хозяйства в чрезвычайных ситуациях" М: «Універсітэцкае», 1997 г.

2. Методические указания к выполнению РГР по курсу «Защита населения и объектов народного хозяйства в чрезвычайных ситуациях «для студентов экономических специальностей, Витебск, 2005 г.