Спосіб боротьби з масовими викидами отруйних речовин

1. Спосіб боротьби з масовими викидами отруйних речовин, який полягає в зрошуванні і осадженні отруйної хмари струменями води або розчинами нейтралізуючих реагентів чи розпиленням за її ходом адсорбуючих речовин, який відрізняється тим, що в районах викидів штучно створюють вертикальні конвекційні потоки повітря для засмоктування і розсіювання отруйних речовин в верхніх шарах а тмосфери Землі, за рахунок чого досягається зниження значень концентрацій отруйних речовин в повітрі від смертельно небезпечних до допустимих. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вертикальні конвекційні потоки повітря створюють C2 2 (19) 1 3 82555 від спеціальних автомобілів [Див.: За хист від отруйної хмари. - Івано-Фран-ківськ: Штаб ЦО, 1999. та Защита объектов народного хозяйства от оружия массового поражения.- К: Высшая школа, 1989]. Загальними суттєвими ознаками відомого технічного рішення і винаходу, що заявляється, є те, що ліквідацію викиду отруйних речовин здійснюють шляхом осадження струменями води. До недоліків відомого технічного рішення можна віднести те, що отруйні випари зносяться вітром від стаціонарних водозрошувачів, а поливання водою з автомобілів можна (і рекомендується) здійснювати тільки навздогін хмарі, утвореній отруйними речовинами, що є малопродуктивним і тому не ефективним. Крім того, виникає реальна загроза для обслуговуючого таку техніку персоналу. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається (прототипом), до предмету винаходу є спосіб боротьби з масовим викидами сильнодіючих летких отруто хімікатів, який полягає в зрошуванні отруйної хмари із їх випарів розчинами нейтралізуючих реагентів або розпиленням по ходу отруйної хмари адсорбуючих речовин (Див. там же). Спільними суттєвими ознаками прототипу і винаходу, що заявляється, є те, що з метою ліквідації викидів використовують зрошування отруйної хмари розчинами нейтралізуючих реагентів або розпилення по її ходу отр уйної адсорбуючих речовин. Недоліки відомого методу проявляються в необхідності утримання в бойовій готовності великої кількості пожежних та спеціальних підрозділів хімічного захисту, ефективність дії яких є вкрай низькою, оскільки при поширенні отруйних випарів понад землею за напрямком вітру такі підрозділи та засоби далеко не завжди можуть захистити людей і об'єкти життєдіяльності від згубної дії ци х речовин. Так, існуючі на хімічних підприємствах стаціонарні лафетні стволи та зрошувачі, які мають заливати викиди водою чи нейтралізуючими розчинами, по суті впливають тільки на місце розливу отр ути, не поширюючи своєї дії на хмару, яка через зазначену високу леткість отруйних речовин досить швидко поширюється над місцевістю за напрямком вітру. Використання ж пожежних та інших спеціальних автомобілів, що передбачається в таких випадках інструкціями для боротьби з отруйними хмарами і туманами шляхом поливання струменями води чи нейтралізуючих розчинів навздогін хмарі, що рухається, в випадку значних викидів характеризується безпорадністю та небезпекою для персоналу автомобілів. Використання адсорбуючих речовин також має певні труднощі, пов'язані з їх доставкою та розпиленням за ходом отруйної хмари. Крім того, найбільша загроза полягає в тому, що після викиду отруйних речовин, у їх випарах гине незахищене навколишнє населення. Саме тому, в розрахунках наслідків катастроф, пов'язаних з викидами отруйних речовин, наперед закладається велика площа зараження навколишньої території отруйними речовинами і значна кількість людських жертв (наприклад, для умов ви 4 киду хлору на ВАТ "Оріана", м. Калуш ІваноФранківської обл., вони становлять 110кв.км і 1,38млн. чоловік, відповідно). В основу винаходу, для усунення зазначених недоліків відомих методів та суттєвого зменшення кількості людських жертв поставлено завдання розробки альтернативного і більш ефективного вирішення проблеми зменшення до безпечних значень концентрацій отруйних випарів за ходом їх розповсюдження. Поставлене завдання при здійсненні винаходу, який заявляється, вирішується за рахунок того, що ліквідація і/або нейтралізація викидів отруйних речовин досягається шляхом зрошування і осадження їх отр уйних випарів чи утвореної хмари струменями води або розчинами нейтралізуючих реагентів чи розпиленням на ці випари адсорбуючих речовин. Відрізняється спосіб тим, що в районах викидів штучно створюють вертикальні конвекційні потоки повітря для засмоктування і розсіювання отруйних речовин в верхніх шарах атмосфери землі, за рахунок чого досягається швидке і ефективне зниження значень концентрацій отруйних речовин в повітрі від смертельно небезпечних до допустимих. Вказані потоки повітря створюють шляхом його нагрівання за допомогою стаціонарних або мобільних пристроїв. При цьому для ефективної боротьби з техногенними катастрофами навколо потенційного джерела сильноотруйних викидів розмішують 3-6 стаціонарних пристроїв для створення вертикальних конвекційних потоків нагрітого повітря, а 2-4 таких пристрої встановлюють на відстані не менше 2-5км від великих населених пунктів зі сторони можливого джерела викиду. Мобільні пристрої для створення вертикальних конвекційних потоків нагрітого повітря приводять в дію заздалегідь на відстані 2-3км перед фронтом отруйних випарів або газової хмари-туману і при його безпосередньому наближенні починають проводити нейтралізацію випарів з одночасним пересуванням мобільних пристроїв за напрямком руху фронту до повного розсіювання отрути. Для швидкого розсіювання отруйних речовин атмосферними конвекційними і вітровими потоками до допустимих значень концентрацій нагріте повітря з засмоктуваними випарами або газовою хмароютуманом отруйних викидів подають на висоту 40100м. При цьому для максимальної нейтралізації отруйних речовин адсобентами та/або водою чи розчинами нейтралізуючих отруту речовинами обробці піддають засмоктуваний потік отруйних випарів або газової хмари-туману. Підняті на висоту декількох десятків метрів отруйні випари будуть підхоплені і розсіяні в атмосфері вітровими потоками, які там завжди є більш потужнішими, чим біля поверхні землі, а зусилля ліквідаторів будуть сконцентровані на усунення безпосереднього витоку отрути, тобто на зменшення сумарної кількості викиду отр уйних речовин. Кількість стаціонарних пристроїв для створення вертикальних конвекційних потоків нагрітого повітря, розміщених навколо потенційного джерела сильно-отруйних викидів, не може бути меншою 3, оскільки не буде забезпечуватися надійне охоп 5 82555 лення джерела викиду в усі х напрямках можливого розповсюдження отруйних випарів, а при їх кількості більше 6, різко зростуть капітальні і матеріальні витрати на створення системи захисту. Менше 2 вказаних стаціонарних пристроїв, розміщених біля від великих населених пунктів зі сторони можливого джерела викиду, не можуть гарантувати надійний захист від рухомої хмари-туману отруйних речовин, а більше 4 також будуть вимагати великих капітальних витрат. Відстань в 2-5км їх розміщення від великих населених пунктів зв'язана з тим, що при меншій відстані не буде забезпечений гарантований захист населення віх дії отруйних речовин. Для приведення в дію мобільних пристроїв для створення вертикальних конвекційних потоків нагрітого повітря необхідно певний час і відстань в 2-3км перед фронтом отруйних випарів або газової хмари-туману гарантує, що персонал цих пристроїв встигне задіяти необхідну техніку і повністю підготовитися до нейтралізації і розсіювання отруйних речовин. Постійні потужні вітрові потоки розміщені на висоті понад 30-40м від поверхні землі і тому, саме на таку висоту треба подавати залишки випарів отруйних речовин для їх ефективного розсіювання в атмосфері після попередньої нейтралізації в штучно створених гарячих конвекційних потоках повітря. Подавання їх на висоту, більшу за 100м, буде нераціональним із-за суттєвого збільшення матеріальних витрат. Сукупність вказаних суттєви х ознак, що заявляються, а саме: створення штучних вертикальних конвекційних потоків повітря в районах викидів отруйних речовин шля хом його нагрівання за допомогою стаціонарних або мобільних пристроїв; розміщення 3-6 таких стаціонарних пристроїв навколо потенційного джерела сильно-отруйних викидів та 2-4 пристроїв на відстані 2-5км від великих населених пунктів зі сторони можливого джерела викиду; приведення в дію мобільних пристроїв заздалегідь на відстані 2-3км перед фронтом отруйних випарів або газової хмари-туману з одночасним їх пересуванням та нейтралізацією випарів при безпосередньому наближенні фронту хмари за напрямком руху останнього; засмоктування випарів із газової хмари-туману створюваними гарячими конвекційними потоками повітря і подача отруйних речовин на висоту 40-100м та їх обробка при цьому адсорбентами і/або водою чи розчинами нейтралізуючих отр уту речовинами шляхом зрошування і осадженням безпосередньо в засмоктаному потоці отруйних випарів, забезпечує досягнення необхідного результату - ефективної боротьби з техногенними катастрофами навколо потенційного джерела сильно-отруйних викидів, швидкої і ефективної ліквідації і/або нейтралізації випарів в районах викидів, розсіювання отруйних речовин атмосферними конвекційними та вітровими потоками і зниження за рахунок цього значень концентрацій отруйних речовин в повітрі від смертельно небезпечних до допустимих, значного зменшення кількості людських жертв і більш ефективного використання зусиль ліквідаторів на усунення безпосереднього витоку отрути. 6 Приклади конкретної реалізації способу. Приклад 1 Спосіб боротьби з масовими викидами отруйної речовини, наприклад хлору, полягає у створенні та використанні вертикальних конвекційних потоків гарячого повітря, які виноситимуть залишки не нейтралізованих отруйних речовин від поверхні землі у високі шари атмосфери, де наявні швидкі вітрові потоки розсіюватимуть отруту до безпечних концентрацій. Для цього навколо танків для зберігання зрідженого хлору розміщують 4 стаціонарні установки з потужними водневими пальниками, трубами висотою 80м, забором повітря зі сторони танків і автоматичною системою контролю за концентрацією хлору в повітрі. В пальниках постійно підтримують горіння контрольних факелів. В випадку аварійного викиду хлор у за сигналом системи контролю вмикають вентилятори забору газових викидів, на пальники печей подають водень і приступають до спалювання хлору в повітряно-водневому полум'ї. При цьому утворюється гарячий потік із продуктів згорання і газоподібного хлористого водню, який зрошують розчином гідрооксиду натрію. В результаті хімічної реакції між хлористим воднем і нейтралізуючим розчином отримують розчин хлористого натрію, який збирають в спеціальні ємності, а непрореаговані хлор і хлористий водень з гарячим конвекційним потоком повітря і продуктів згоряння через труби печей викидають в атмосферу. У верхній частині конвекційного потоку концентрація отруйних речовин може бути ще смертельно небезпечною, як і в нижній частині. Однак, за рахунок великих мас повітря атмосфери, що переміщаються в її верхніх шара х, отрута розсіюється до нешкідливих концентрацій. При цьому досягається основна мета боротьби з масовими викидами отруйних речовин - не допускається просування на великі відстані наземних хмар сильнодіючих отруйних речовин в смертельних концентраціях, чим значно зменшуються можливі людські жертви серед персоналу виробництва, ліквідаторів викиду та навколишнього населення, а також - шкода навколишній екосистемі. Приклад 2 Вчасно не ліквідована хмара газоподібного хлору рухається в напрямку великого населеного пункту, на відстані 4км від якого зі сторони виробництва хлор у розташовані 3 стаціонарні печі, описані в прикладі 1. При досягненні в районі печей небезпечних концентрацій отруйної речовини вони приводяться в дію за сигналом автоматичної системи контролю, за рахунок чого проходить знешкодження отрути так, як це описано в прикладі 1. Зусилля ліквідаторів при цьому зосередженні в основному на усуненні безпосереднього витоку хлору, а служби захисту населення мають час для його виведення із небезпечної зони. Приклад 3 Ширина фронту хмари газоподібного хлору, що р ухається в напрямку населеного пункту, більша за зону, яка контролюється стаціонарними пристроями для створення вертикальних конвекційних потоків нагрітого повітря (див. прикл.2). Тому за межами цієї зони, за 2,5км перед фронтом 7 82555 отруйної хмари і за 4км від населеного пункту розміщують автомобільні установки з пристроями для створення потужних вертикальних теплових конвекційних потоків та пожежні машини з запасами розчину гідрооксиду натрію (мобільні пристрої), які приводять в робочу го товність. При наближенні фронту хмари запускають в роботу теплові пристрої і утворені вертикальні конвекційні потоки, які засмоктують отр уйні випари, інтенсивно поливають з лафетних стволів пожежних машин, при чому машини з тепловими пристроями і пожежні машини рухаються за ходом хмари хлору (перед нею) зі швидкістю останньої. За рахунок теплових потоків гарячого повітря нейтралізовані гази піднімаються на висоту понад 40м, де розсіюються вітром. Продукти нейтралізації (хлорид і гіпохлорит натрію) випадають в вигляді соляно-лужного дощу, що наносить навколишньому середовищу набагато меншої шкоди, ніж газоподібний хлор. Набагато зменшуються також жертви серед населення, яке можна встигнути вивести із зони зараження отруйними речовинами до повної їх нейтралізації. Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 8 Таким чином можна значно скоротити кількість утримуваних в бойовій готовності і задіюваних в разі потреби пожежних та спасальних підрозділів, а також зменшити число втрат, як персоналу цих підрозділів, так і населення навколишніх до місця викиду отруйних речовин населених пунктів. Запропонованим методом можна боротися з масовими викидами таких широко застосовуваних у хімічній промисловості речовин як хлор, аміак, сірчаний ангідрит, фосген, тощо, температура кипіння яких менша 20°С, їх випари в більшості випадків важчі за повітря, утворюють хмари, що можуть поширюватися понад землею на значну відстань, знищуючи все живе на своєму шляху, а смертельні концентрації становлять всього 0,115мг/л. Для обробки створюваних конвекційних потоків при нейтралізації цих отруйних речовин треба тільки підібрати відносно дешевий і безпечний для навколишнього середовища та живих організмів нейтралізуючий розчин чи абсорбуючі речовини. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601