Канцерогенные риски при пожарах на автозаправочных станциях

УДК 613.1:614

КАНЦЕРОГЕННЫЕ РИСКИ ПРИ ПОЖАРАХ НА АВТОЗАПРАВОЧНЫХ СТАНЦИЯХ

© С.С. Тимофеева1, С.С. Фурманова2

Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Проведена оценка канцерогенных рисков при возможных пожарах на автозаправочных станциях. Показано, что при сгорании нефтепродуктов в атмосферный воздух выбрасываются такие канцерогенные вещества, как формальдегид и сажа. При расчете рисков было принято оборудование АЗС: резервуар, автоцистерна, ТРК. Представлено изменение уровня канцерогенного риска от формальдегида и сажи, образованных при горении нефтепродуктов при возможных авариях. Ил. 2. Табл. 2. Библиогр. 8 назв.

Ключевые слова: пожар; автозаправочная станция; пожароопасное оборудование; канцерогенный риск.

CARCINOGENIC RISKS OF FIRES AT GAS STATIONS S.S. Timofeeva, S.S. Furmanova

Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.

The article evaluates carcinogenic risks of possible fires at gas stations. It is shown that the combustion of petrochemical products causes the emissions of the carcinogenic substances such as formaldehyde and soot in the atmosphere. When calculating the risks the authors considered the following gas station equipment: tank, oil tank truck, gas station dispensers. The article demonstrates the changes in the carcinogenic risk level of formaldehyde and soot formed under the combustion of petroleum products in case of possible accidents. 2 figures. 2 tables. 8 sources.

Key words: fire; gas station; fire hazardous equipment; carcinogenic risk.

Загрязнение окружающей среды в результате пожаров ухудшает экологическое состояние среды обитания, причиняет вред здоровью людей и экосистемам.

В условиях пожара горение, как правило, протекает в диффузионном режиме. Вещества и материалы при этом сгорают не полностью и наряду с частичками сажи попадают в окружающую среду в виде газообразных и жидких продуктов горения. Тепловые потоки, регулирующие газообмен и развитие пожара, обеспечивают перенос загрязнителей в пространстве.

Газообразные продукты горения, переносимые конвективными потоками и ветром, при взаимодействии с парами воды образуют жидкие аэрозоли или адсорбируются на частицах сажи и оседают на поверхность суши и растений. На частицах дыма также происходят химические реакции с образованием новых, иногда более токсичных соединений по сравнению с теми, которые непосредственно образуются при горении.

Наиболее опасные ситуации, связанные с воздействием на ОС, возникают при пожарах на АЗС в результате разлива ЛВЖ и ГЖ (в резервуарах, в обваловании и за его пределами) [1].

При горении нефтепродуктов выбросы вредных веществ могут привести к отравлениям и другим негативным последствиям, в том числе и к злокачественным новообразованиям.

В настоящей работе предпринята попытка оценить канцерогенные риски, которые могут возникнуть при пожарах на АЗС. Согласно современной нормативно-правовой документации канцерогенный риск -это вероятность развития злокачественных новообразований на протяжении всей жизни человека, обусловленная воздействием потенциального канцерогена.

Качество воздуха в зоне пожара можно оценить по рассеиванию вредных веществ в атмосфере, применяя специальные методы расчетов. Так, с помощью нормативной методики ОНД-86 можно оценить качество воздуха в приземном слое атмосферы, предполагая, что зона пожара имеет размеры, близкие к окружности диаметра.

Перенос вредных веществ в атмосфере осуществляется полем среднего ветра и турбулентными движениями относительно центра рассеивания. Следует различать три основных потока, осуществляющих перенос вещества - приземный слой, переходный слой, градиентный ветровой поток. Расчеты выполняются, в основном, для приземного слоя, на который влияют рельеф и шероховатость земли, Н ~ 2 м.

Концентрация загрязняющего канцерогенного вещества напрямую влияет на уровень канцерогенного риска. ГОСТ 12.1.004-91 [2] регламентирует допустимый уровень пожарной опасности для людей - не более 1о-6 воздействия опасных факторов пожара, по-

1Тимофеева Светлана Семеновна, доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности, тел.: (3952) 405671.

Timofeeva Svetlana, Doctor of technical sciences, Professor, Head of the Department of Industrial Ecology and Life Safety, tel.: 8(3952) 405671.

2Фурманова Светлана Сергеевна, магистрант, e-mail: fur-svet@mail.ru Furmanova Svetlana, Graduate student, e-mail: fur-svet@mail.ru.

вышающих предельно допустимые значения, в год в расчете на каждого человека [3].

Оценке риска угрозы здоровью, обусловленного воздействием канцерогенных веществ, используют два важных положения. Во-первых, принято считать, что у канцерогенов нет пороговой дозы, их действие начинается уже при самых малых количествах, попавших в организм человека. Во-вторых, считается, что вероятность развития онкозаболевания (т.е. канцерогенный риск) прямо пропорциональна количеству (дозе) канцерогена, введенного в организм. Совокупность этих двух положений называют беспороговой линейной моделью.

При сгорании нефтепродуктов в атмосферный воздух выбрасываются такие канцерогенные вещества, как формальдегид и сажа. В табл. 1 приведена характеристика канцерогенных веществ, выделяющихся при горении нефтепродуктов.

При расчете рисков было принято оборудование АЗС: резервуар, автоцистерна, топливно-раздаточная колонка (ТРК). Согласно общей методике расчета (Постановление Правительства РФ от 21.08.2000 г. № 613 [7]) максимальный аварийный разлив может составить: 100% объема наибольшего резервуара, 100% объема автоцистерны. Для ТРК возможен пролив нефтепродуктов в количестве отпускаемого топлива автомашинам. При расчете канцерогенного риска ис-

пользованы формулы, приведенные в методике ОНД-86 [8], по определению концентраций ЗВ в атмосферном воздухе на территории АЗС и близлежащих окрестностях и канцерогенных рисков при пожарах.

Расчет риска здоровью при ингаляционном воздействии сажи и формальдегида был проведен по формуле

И5к = Ссг-5Р-а-20/70,

где Ссг - среднегодовая концентрация канцерогенного вещества; БР - фактор потенциала канцерогенного эффекта при ингаляционном пути поступления (Р 2.1.10.1920-04, Таблица 2.4. Факторы канцерогенного потенциала (мг/(кг*сут.) Приложения 2); а - коэффициент, отражающий влияние времени, в течение которого индивидуум находится под воздействием.

В ходе проведенных расчетов были получены результаты, представленные на рис. 1, 2.

При горении нефтепродуктов в атмосферный воздух попадают такие канцерогенные вещества, как формальдегид и сажа. Каждое из данных веществ имеет свой механизм воздействия на организм человека. Риски возникновения злокачественных новообразований были представлены вне зависимости друг от друга. Максимальные значения уровней риска приведены в табл. 2.

Название вещества Молекулярная и структурная формула Действие вещества на организм человека

Сажа (С) 3 класс опасности. Сажа входит в категорию частиц, опасных для лёгких, так как частицы менее пяти микрометров в диаметре не отфильтровываются в верхних дыхательных путях. Частицы диаметром менее 2,5 микрометра свободно проникают в человеческие легкие, а далее - в кровь. Считается особенно опасным из-за того, что ее частицы обладают канцерогенными свойствами. Длительный контакт с сажей вызывает рак кожи, обостряются респираторные заболевания, истончается слизистая верхних дыхательных путей [4, 5].

Формальдегид Молекулярная формула О II н н нсно Структурная формула 2 класс опасности. Вдыхание паров формальдегида отрицательно влияет на работу дыхательной, зрительной, нервной систем, то есть формальдегид угнетает весь организм, вызывая аллергию, злокачественные опухоли, лейкемию и различные мутации в организме человека. При длительном воздействии формальдегид оказывает аллергенное, мутагенное и канцерогенное воздействие, влияющее на почки и печень, центральную нервную систему, что приводит к усталости, депрессии, частым головным болям. Формальдегид накапливается в организме и трудно выводится. Особенно сильно подвержены действию формальдегида дети, так как формальдегид обладает способностью накапливаться в организме [6].

Таблица 1

Действие веществ, выделяющихся при горении, на организм человека

0,000004

2 0,0000035 о

О 0,000003

0

1 0,0000025 0)

| 0,000002 и

| 0,0000015 о

I 0,000001 х

| 0,0000005

5 10 25 50 75

200

2000

Расстояние, м

а)

0,0000025

а с

0,000002

о о

| 0,0000015 ^

о о.

т 0,000001 н а

х

ие 0,0000005

н

е

х

а н

м

100

1000 10000 Расстояние, м

100000

4 8 12 16 20 25

б)

8,00Е-08 7,00Е-08 6,00Е-08

§ 5,00Е-08

£ 4,00Е-08

н а

в>

3,00Е-08

¡5 2,00Е-08 н

м

1,00Е-08

0,00Е+00

10 25 50 75 100

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 Расстояние, м

в)

Рис. 1. Изменение уровня индивидуального канцерогенного риска от формальдегида, образованного при горении нефтепродуктов при аварии на: а - резервуарах различных объемов, м3; б - автоцистернах различных объемов,

м ; в - ТрК при отпуске нефтепродуктов, л

0

0,000004 0,0000035 0,000003 0,0000025 0,000002 0,0000015 0,000001 0,0000005 0

100

1000 Расстояние, м

10 ---25

а)

50

10000 75

0,0000025

а

х

с и о.

о

^

о

н н е

^

о

.

е ^

н а

0,000002

0,0000015

0,000001

н е

х

а н

м

0,0000005

а

• ^ '

-- Ч

Г /у Ч > » •

> С к V

—^ —.— !—^- ч ——Ч- • ч

щ- «^ ч . ^ ^ -^^ ^

р-М к - 'чЧ Ч

р*— N

100

1000

Расстояние, м

12 б)

16

20

25

8Е-08 7Е-08 6Е-08 5Е-08 4Е-08 3Е-08 2Е-08 1Е-08

0

100

1000

Расстояние, м

10

25

50

75

100

в)

Рис. 2. Изменение уровня индивидуального канцерогенного риска от сажи, образованной при горении нефтепродуктов при аварии на: а - резервуарах различных объемов, м3; б - автоцистернах различных объемов, м ; в - ТРК

при отпуске нефтепродуктов, л

5

0

4

8

Таблица 2

Максимальные значения уровней канцерогенного риска при пожарах в результате пролива из АЦ, _резервуаров, ТРК_

Объем Расстояние, на котором риск максимален Уровень канцерогенного риска

Формальдегид Сажа Формальдегид + сажа

Резервуар различных объемов

5 321,11 7,68-10-' 7,77-10-' 1,5510-6

10 367,60 1,17 10-6 1,18 10-6 2,35 10-6

25 443,50 2,0010-° 2,02 10-6 4,02 10-6

50 513,00 2,9910-° 3,02 10-6 6,0110-6

75 560,31 3,7510-° 3,7910-6 7,54 10-6

Автоцистерна различных объемов

4 308,26 6,69-10-' 6,75-10-' 1, 34  10-6

8 350,63 1,0310-6 1,04  10-6 2,07 10-6

12 384,50 1,28-Ю-0 1,3010-° 2,58 10-6

16 402,21 1,56-Ю-0 1,5810-° 3,1410-6

20 427,70 1,7210-6 1,74 10-° 3,4610-6

25 443,50 2,0010-° 2,02 10-6 4,02 10-6

ТРК при отпуске нефтепродуктов

10 103,31 1,62-10-в 1,6410-0 3,2610-8

25 118,61 3,0010-0 3,03 10-е 6,0310-°

50 134,66 4,59 10-8 4,6410-8 9,2310-8

75 142,23 6,1210-8 6,1910-8 1,2310-'

100 150,22 7,2410-8 7,31 10-8 1,45-10-'

В целом индивидуальный канцерогенный риск на рассматриваемых территориях соответствует первому (< 1-10") и второму (1-10" - 1  10-6) диапазону границ приемлемого риска [Р 2.1.10.1920-04].

Таким образом, проведенные расчеты показали, что наибольшую опасность представляют пожары,

возникающие при аварии резервуаров АЗС. Наименьшую опасность для здоровья персонала АЗС и населения представляют пожары, возникающие при пролитии бензина из ТРК, т.к. при данных авариях возможен пролив меньшего количества бензина, вследствие чего и выбросы канцерогенов минимальны.

Библиографический список

1. Исаева Л.К., Власов А.Г. Методические рекомендации к выполнению домашней контрольной работы по дисциплине «Экология». Для слушателей факультета заочного обучения. М.: Академия ГПС МЧС России, 2003. 44 с.

2. ГОСТ Р 12.1.004-91. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования. Введ. 01.07.92. М.: ИПК Издательство стандартов, 1996. 68 с.

3. Методические указания к выполнению лабораторных работ Пожаровзрывозащита» / А.Н. Лопанов [и др.]. Белгород: БГТУ, 2012. 44 с.

4. Информационное агентство «Википедия» [Электронный

ресурс]. Режим %D1%E0%E6%E0

5. Информационное

доступа:

http://ru.wikipedia.org/wiki/

агентство «Компания «Ремедиум»

[Электронный ресурс]. Режим доступа:

http://remedium.ru/news/detail.php?ID=52337

6. Официальный сайт Научно-технический центр «Техно-престиж XXI век»: [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://lugin.ru/research/influence-of-the-formaldehyde-on-organism-of-the-person.html

7. Постановление Правительства РФ от 21 августа 2000 г. № 613 «О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов» / Правовой сервер «Гарант» / [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://base.garant.ru/12120494/

8. ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 94 с.