Тема 6. ХАРАКТЕРИСТИКА ВОГНИЩ УРАЖЕННЯ ПРИ ПОЖЕЖОВИБУХОНЕБЕЗПЕЧНИХ ІНЦИДЕНТАХ

Учбова мета: ознайомитися зі станом пожежовибухонебезпеки в Україні, знати загальні характеристики основних видів пожежовибухонебезпечних інцидентів, вміти прогнозувати втрати серед населення під час цих інцидентів та використовувати засоби запобігання та захисту населення.

 

На даний час, такі види техногенних надзвичйних ситуацій, як пожежі та вибухи зустрічаються відносно часто, як на виробництві так і в побуті. При цьому гине значна кількість людей, наприклад за даними статистики в Україні за 2008 р. від пожеж та вибухів на виробництві загинуло приблизно 40 осіб, а у побуті від пожеж загинуло близько 2700 осіб.

Підпрємства, які виробляють, зберігають, транспортують або використовують у технологічному процесі пожежовибухонебезпечні речовини є потенційно небезпечними об’єктами, на території яких може відбутися пожежа і вибух. Основними такими об’єктами є нафтогазодобувні та нафтопереробні підприєвства, бензо- та газотранспортні засоби й сховища, хімічні, хіміко-фармацевтичні, лакофарбові заводи та фабрики, які використовують у технологічному процесі легкозаймисті органічні розчинники тощо. При цьому можуть постраждати не тільки будівлі і люди, які знаходяться на території цього об’єкту, а й за його межами. Крім того є ризик вибуху вибухових речовин під час іх зберігання на військових складах або терористичного акту.

Пожежа – це неконтрольоване горіння, яке розвивається у просторі та часі і загрожує здоров’ю й життю людей і чинить матеріальні збитки.

Вибух – це виділення значної кількості енергії в обмеженому просторі за короткий проміжок часу з формуванням сильно розігрітих газів та ударної хвилі. Розжарені гази з температурою від 1500 до 3000 º С випромінюють тепло у навколишне середовище і можуть призвести до термічних травм людини та пожеж. Ударна хвиля характеризується такими параметрами, як надлишковим тиском у фронті, швидкісним напором (швидкість повітря за фронтом ударної хвилі або питомий імпульс ударної хвилі) та тривалістю дії і призводить до різних видів механічних травм у людини.

Надлишковий тиск Δ Р_Ф у фронті ударної хвилі – це різниця між максимальним тиском у фронті ударної хвилі Р_Ф і нормальним атмосферним тиском Р_о перед цим фронтом і вимірюється у кПа чи кг/см² (100 кПа дорівнює 1 кг/см²).

При наземному вибуху вибухівки надлишковий тиск на фронті ударної хвилі можна розраховувати за формулою [4]:

де Δ Р_ФВР – надлишковий тиск, кг/см²;

q_ВР – маса вибухівки, кг;

k_еф – коефіцієнт ефективності заряду вибухівки, для амоніту – 0, 94; для ТЕНу – 1, 35; для ТНТ – 1, 0; для гексогену – 1, 28.

R – відстань від центру вибуху, м.

Для прогнозування можливих наслідків при наземному вибуху вибухівки, розміри зон дії вибухової хвилі з заданим надлишковим тиском можна визначити за формулою:

де R – відстань від центру вибуху, м;

Δ Р_ФВР – надлишковий тиск, кПа;

q_ВР – кількість вибухової речовини (вибухівки), т.

Приблизний час дії ударної хвилі при наземному вибуху вибухівки можна обрахувати за наступною формулою [4]:

де t⁺ – час дії ударної хвилі, сек;

R – відстань від центру вибуху, м;

q – кількість вибухівки, кг.

При вибуху газоповітряної суміші (ГПС, наприклад метану, пропану, бутану з повітрям) надлишковий тиск на заданій відстані від вибуху можна розрахувати за таким алгоритмом [9], спочатку визначається безрозмірний коефіцієнт:

де К – безрозмірний коефіцієнт;

q_ГПС – кількість палива у ГПС, т;

R – відстань від центру вибуху, м;

Потім в залежності від його значення визначається надлишковий тиск за різними формулами.

Так при К < 2 надлишковий тиск визначаємо за формулою:

При К > 2 за формулою:

де К – безрозмірний коефіцієнт;

R – відстань від центру вибуху, м;

Δ Р_ФГПС – надлишковий тиск, кПа.

Для прогнозування можливих наслідків аварій на підприємствах з вибухо- та пожежонебезпечною технологією (де використовують метан, пропан, бутан) розміри зон дії вибухової хвилі з заданим надлишковим тиском можна визначити за формулою [32]:

де R – відстань від центру вибуху, м;

Δ Р_ФГПС – надлишковий тиск, кПа;

q_ГПС – кількість палива у ГПС, т.

Умовний радіус вогняної кулі під час вибуху ГПС може бути розраховано за формулою [30]:

де R₀ – радіус вогняної кулі, м;

m – кількість палива у ГПС, кг;

Приблизний час існування вогняної кулі ГПС можна знайти за рівнянням [30]:

де t₀ – час існування вогняної кулі, сек;

m – кількість палива у ГПС, кг.

Питому інтенсивність теплового випромінювання на поверхні вогняної кулі ГПС можна розрахувати за формулою:

де q₀ – питома інтенсивність теплового випромінювання поверхні вогняної кулі ГПС, Дж/м²;

k₀ – ступінь чорноти поверхні вогняної кулі 0, 7-0, 9;

σ – константа Стефана-Больцмана , Дж/(с·м² ·К⁴);

Т₀ – температура поверхні вогняної кулі від ГПС ≈ 1250÷ 2500 К;

t₀ – час існування вогняної кулі, сек;

Для прогнозування можливих наслідків ураження людей, будівель, техніки при заданій величині інтенсивності теплового випромінювання вогняної кулі ГПС розміри зон ураження можна визначити за формулою:

де І – інтенсивність теплового випромінювання на заданій відстані, Дж/м²;

k_п – коефіцієнт поглинання випромінювання в атмосфері можна прийняти в межах 0, 0007 м^-1, для спрощення розрахунків експоненційний вираз можна прийняти за константу 0, 9-0, 95;

q₀ – питома інтенсивність теплового випромінювання поверхні вогняної кулі ГПС, Дж/м²;

R₀, R – радіус вогняної кулі ГПС та задана відстань від центру вогняної кулі, м.

Питомий імпульс ударної хвилі від вибухівки можна обрахувати за формулами [4]:

де J_У – питомий імпульс ударної хвилі, Па·с;

t⁺ – час дії ударної хвилі, сек;

R – відстань від центру вибуху, м;

q – кількість вибухівки, кг.

Імпульс ударної хвилі від вибухівки відносно людини можна обрахувати за формулою відносного імпульсу [4]:

де J^* – відносний імпульс;

J_У – питомий імпульс ударної хвилі, Па·с;

J_Л – питомий імпульс тіла людини, Па·с;

q – маса вибухівки, т;

R – відстань від центру вибуху на якій діє питомий імпульс ударної хвилі (обраховують за вищенаведеними формулами), м;

M – маса людини, кг.

Визначення можливої кількості постраждалих людей від вибуху як при дії надлишкового тиску так і теплового випромінювання можна проводити за формулою:

де N_П – кількість постраждалих людей, чол.;

S_і – площа ураженя ударною хвилею або тепловим випромінюванням із заданою величиною надлишкового тиску або інтенсивності теплового випромінювання, км²;

π – число пи, яке дорівнює 3, 14;

γ _мі – щільність населення на території ураження вибухом, чол./км²;

R_і – відстань із заданим надлишковим тиском ударної хвилі від центру вибуху при детонації вибухівки або газоповітряної суміші або заданим індексом дози випромінювання чи інтенсивністю випромінювання (обчислюють за вищенаведеними формулами), км.

Ступінь ураження будівель та людей в залежності від надлишкового тиску наведена нижче в таблиці 6.1.

 

 

Таблиця 6.1 Характеристика ураження деяких об’єктів ударною хвилею
Об’єкт	Ступінь ураження при надлишковому тиску, кПа
Легка	Середня	Сильна (важка)	Повна (вкрай важка)
Людина	20-40 кПа	40-60 кПа	60-100 кПа	> 100 кПа Смертність до 100%
Будівлі	10-20 кПа	20-30 кПа	30-50 кПа	> 50 кПа

 

Ступінь термічного ураження матеріалів та людей в залежності від величини теплового випромінювання наведена в нижче в таблиці 6.2.

Таблиця 6.2 Характеристика ураження деяких об’єктів тепловим випромінюванням
Об’єкт	Ступінь ураження людини та матеріалів при величині інтенсивність теплового випромінювання, кДж/м²
80-160	160-400	400-600	≥ 600
Людина: Незахищена шкіра Літній одяг Зимній одяг	Опік І ст. - -	Опік ІІ ст. Опік І ст. -	Опік ІІІ ст. Опік ІІ ст. -	Опік ІV ст. Опік ІІІ ст. Опік І ст.
Матеріали: Дерев’яні будівлі Хвойні ліса Зрілі злаки Покрівля даху (руберойд) Двері, рами Автомобільна гума	- - Займання - - -	- - Горіння - Займання Займання	Займання Займання Горіння - Горіння Горіння	Горіння Горіння Горіння Займання Горіння Горіння

 

Оскільки уразливі органи для ударної хвилі є ті, в яких присутні повітряні порожнини, то коректно проводити визначення постраждалих за найбільш уразливими з них, а саме для органів слуху та легень. Причому ураження органів слуху можна віднести до санітарних втрат, а ураження легень - до безповоротних втрат серед населення, яке піддалося дії вибухової хвилі.

Імовірний відсоток людей з ушкодженням барабанних перетинок при дії ударної хвилі з заданим надлишковим тиском можна знайти за формулою [4]:

де φ – імовірний відсоток людей з ушкодженням барабаних перетинок, %;

N – кількість постраждалих людей, чол;

N₀ – загальна кількість людей, яка знаходиться в зоні дії надлишкового тиску, чол;

Δ Р_Ф – надлишковий тиск, кПа.

Імовірний відсоток загиблих людей під час ушкодження легень від заданого відносного імпульсу при дії ударної хвилі або навпаки відносний імпульс від заданого відсотка загиблих можна знайти за формулами [4]:

де ψ – імовірний відсоток загиблих людей від серйозних ушкоджень легень, %;

N – кількість загиблих людей від серйозних ушкодженнь легень, чол;

N₀ – загальна кількість людей, яка знаходиться в зоні дії ударної хвилі, чол;

ψ _max – умовно максимальний відсоток загиблих, 97±1 %.

k – константа, яка дорівнює 31;

J^*, J_с^* – відповідно відносний імпульс на заданій відстані та його середне значення, яке дорівнює 0, 372.

Імовірний відсоток загиблих людей від опіків при заданому індексі дози випромінювання або навпапаки індекс дози випромінювання від заданого імовірного відсотка загиблих можна знайти за формулами, які були емпірично знайдені з даних [30]:

де ψ – імовірний відсоток загиблих людей від серйозних опіків, %;

N – кількість загиблих людей від серйозних опіків, чол;

N₀ – загальна кількість людей, яка знаходиться в зоні дії теплового випроиінювання, чол;

ψ _max – умовно максимальний відсоток загиблих, 99±1%.

k – константа, яка дорівнює 0, 00031;

J, J_с – відповідно індекс дози випромінювання на заданій відстані та його середне значення, яке дорівнює 22310.

Індекс дози випромінювання на заданій відстані можна знайти за формулою:

де q₀ – питома інтенсивність теплового випромінювання поверхні вогняної кулі ГПС, кДж/м²;

t₀ – час існування вогняної кулі, сек;

R₀, R – радіус вогняної кулі ГПС та задана відстань від центру вогняної кулі, м.

Питання до теми 6. ХАРАКТЕРИСТИКА ВОГНИЩ УРАЖЕННЯ ПРИ ПОЖЕЖОВИБУХОНЕБЕЗПЕЧНИХ ІНЦИДЕНТАХ.

1. Наведіть коротку характеристику пожежовибухонебезпечним інцидентам на території України. Дайте визначення поняттям пожежа та вибух. Розрахуйте надлишковий тиск ударної хвилі при наземному вибуху 10 кг ТНТ. На відстані від центру вибуху 10, 50, 100 м.

2. Розрахуйте зони руйнувань від вибуху 100 кг ТНТ (повних, сильних, середніх та легких руйнувань). А також приблизний час дії ударної хвилі на цих відстанях.

3. Розрахуйте зони ураження людей від вибуху 100 к г ТНТ (вкрай важких, важких, середніх та легких пошкоджень). А також приблизний час дії ударної хвилі на цих відстанях.

4. Розрахуйте до якої зони руйнувань відноситься відстань 50, 100, 200 м при вибуху 100 кг палива у газоповітряної суміші (повних, сильних, середніх чи легких руйнувань).

5. Розрахуйте кількість постраждалих від ударної хвилі по зонах при вибуху 50 т палива у ГПС на автошляху в центрі міста. Густину населення див. додатку.

6. Розрахуйте умовний радіус вогняної кулі під час вибуху 20 т палива у ГПС та приблизний час існування вогняної кулі, а також питому інтенсивність теплового випромінювання на поверхні вогняної кулі.

7. Розрахуйте приблизні розміри зон ураження людей влітку від вогняної кулі з кількістю палива 30 т у ГПС. Величину інтенсивності теплового випромінювання для різних ступіней ураження людей від див. у табл.

8. Розрахуйте імовірний відсоток людей з ушкодженням барабанних перетинок при надлишковому тиску в ударній хвилі 10, 30, 50, 100 кПа. А також імовірний відсоток загиблих людей від ушкодження легень для 50 кПа. Дано: вибухівка 10 кг ТНТ; середня маса людей 70 кг.

9. Розрахуйте імовірний відсоток загиблих людей від ушкодження легень при надлишковому тиску в ударній хвилі 10, 30, 50, 100 кПа. Дано: вибухівка 100 кг ТНТ; середня маса людей 70 кг; місце вибуху – центральна вулиця міста; густину населення див. у додатку.

10. Розрахуйте імовірний відсоток загиблих людей на відстані від центру вогняної кулі ГПС 50, 100, 200 м. Якщо кількість палива у ГПС 75 т.

11. Розрахуйте приблизні розміри зон ураження людей взимку від вогняної кулі з кількістю палива 40 т у ГПС. Величину інтенсивності теплового випромінювання для різних ступіней ураження людей від див. у табл.

12. Розрахуйте імовірний відсоток загиблих людей на відстані від центру вогняної кулі ГПС 50, 100, 200 м. Якщо кількість палива у ГПС 30 т.

13. Розрахуйте до якої зони руйнувань відноситься відстань 200 м при наземному вибуху 100 кг ТНТ (повних, сильних, середніх чи легких руйнувань), а також імовірний відсоток людей з пошкодженням барабанних перетинок та загиблих людей від розриву легень на даній відстані. Вагу людей прийняти 70 кг.

14. Розрахуйте до якої зони руйнувань відноситься відстань 50, 100, 200 м при вибуху 100 кг палива у газоповітряної суміші (повних, сильних, середніх чи легких руйнувань), а також які механічні ушкодження можуть отримати люди на цих відстанях.

15. Розрахуйте кількість постраждалих від теплового випромінювання при вибуху 30 т палива у ГПС на автошляху в центрі міста. Густину населення див. додатку.

16. Розрахуйте зони ураження людей від вибуху 50 к г ТНТ на центральній вулиці міста (вкрай важких, важких, середніх та легких пошкоджень). А також кількість постраждалих у цих зонах. Густину населення див. у додатку.

Тема 7. ПРИНЦИПИ ОРГАНІЗАЦІЇ МЕДИЧНОЇ ДОПОМОГИ ПОСТРАЖДАЛИМ У ВОГНИЩАХ УРАЖЕННЯ. ДЕЯКІ ПИТАННЯ МЕДИЧНОГО ПОСТАЧАННЯ ФОРМУВАНЬ ТА УСТАНОВ, ЯКІ ПРИЗНАЧЕНІ ДЛЯ МЕДИКО-САНІТАРНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ НАСЕЛЕННЯ В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ.

Учбова мета: ознайомитися з основними принципами організації медичної допомоги постраждалим у вогнищах ураження, знати загальні питання медичного постачання формувань та установ, які призначені для медико-санітарного забезпечення населення в надзвичайних ситуаціях, вміти прогнозувати втрати серед пострадалих.

 

Організація медичної допомоги постраждалим у вогнищах ураження визначається в основному масштабом та величиною санітарних втрат. При ураженнях незначної кількості людей на незначній території місцеві органи охорони здоров’я можуть справитися самостійно за допомогою місцевих лікувальних закладів, без залучення додаткових сил та засобів. Однак у випадку масових санітарних втрат при стихійних лихах чи техногенних катастроф значного масштабу виникає необхідність в залученні додаткових або спеціальних сил та засобів для ліквідації наслідків [19, 26, 35].

Організація медичної допомоги при масових ураженнях включає в себе наступні задачі:

1. медична розвідка вогнищ ураження;

2. пошук та рятування постраждалих;

3. сортування постраждалих;

4. евакуація постраждалих;

5. надання медичної допомоги та лікування.

Медична розвідка вогнищ ураження - це оперативне визначення кількості населення на ураженій території, рельєфу території, наявності та стану автошляхів і джерел води, а також знання виду засобів та кількості медичних сил які є в наявності. Вона здійснюється з метою розрахунку імовірних санітарних та безповоротних втрат серед населення у вогнищах ураження, планування оптимального розташування сил та засобів медичної допомоги, раціональної організації роботи тощо.

Пошук та рятування постраждалих - це комплекс дій, які направлені на пошук та рятування уражених людей з під завалів або охоплених пожежею, загазованих, затоплених будинків та споруд тощо та їх доставку до частин медичної служби. Як правило ці функції здійснюють пожежні команди, міліція, військові частини та санітарний персонал. Пошук та рятування постраждалих у перші години після катастроф дозволяє значно скоротити кількість загиблих серед ураженого населення.

Сортування постраждалих - це одна з першочергових задач медичної служби, при цьому визначається об’єм та вид медичної допомоги ураженим, можливість та черговість їх транспортування з урахуванням наступних етапів надання допомоги. Від швидкого та правильного рішення цієї важливої та вкрай важкої задачі залежать результати лікування постраждалих.

Евакуація постраждалих - це комплекс дій по виносу або вивозу постраждалих з ураженої території та їх доставки до медичних пунктів й спеціалізованих медичних закладів для надання у необхідній мірі медичної допомоги і лікування. Для евакуації уражених використовують різні санітарно-транспортні засоби (автомобілі, потяги, вертольоти, само льоти тощо).

Евакуацію (транспортування) можна поділити на два види. Невідкладну евакуацію першої черги, коли стан постраждалих дуже важкий і при ненаданні їм медичної допомоги у найближчий час вони можуть загинути. Відстрочена евакуація другої черги, коли стан постраждалих дозволяє зачекати на медичну.

Медична допомога та лікування - це система послідовних медичних заходів та маніпуляцій, направлених на збереження життя уражених.

На даний час служба медицини катастроф виділяє такі види медичної допомоги:

1. перша медична допомога;

2. долікарська медична допомога;

3. перша лікарська допомога;

4. кваліфікована медична допомога;

5. спеціалізована медична допомога.

Перші три види медичної допомоги належать до догоспітальних, оскільки надаються безпосередньо в осередку ураження або поблизу нього, а два наступних видів відносяться до госпітальних і надаються за межами осередку ураження в спеціалізованих лікувально-профілактичних закладах, куди евакуюються потерпілі.

Перша медична допомога - це комплекс найпростіших медичних заходів, які вживаються на місці ураження або поблизу нього постраждалими в порядку само- та взаємодопомоги та особовим складом аварійно-рятувальних формувань, санітарних постів й санітарних дружин з використанням табельних або підручних медичних засобів. До заходів першої медичної допомоги відносяться тимчасова зупинка кровотеч, накладання первинних пов’язок при пораненнях та опіках, іммобілізація кінцівок при переломах, усунення асфіксії, уведення знеболюючих препаратів, антидотів, антибіотиків, протиблювотних засобів, надання заходів екстреної реанімації, дегазацію заражених ділянок шкіри тощо. Оптимальний термін надання першої медичної допомоги до 30 хв з моменту ураження.

Долікарська медична допомога - це комплекс простих медичних маніпуляцій, що надається медичним персоналом (медичними сестрами, фельдшерами, фармацевтами, провізорами). При цьому роблять перебинтовування раніше накладених пов’язок, заміну саморобних джгутів та шин та стандартні, додаткове уведення знеболюючих, серцево-судинних, стимулюючих та інших лікарських засобів, додаткову дегазацію відкритих ділянок тіла та одягу, зігрівання потерпілих тощо. Оптимальний термін надання долікарської медичної допомоги до 2-х годин після отримання ушкодження.

Перша лікарська допомога - це комплекс простих лікувально-профілактичних заходів, які здійснюються лікарями медико-санітарних частин об’єктів, лікувально-профілактичних закладів розташованих безпосередньо на території ураження або поблизу неї та лікарями швидкої медичної допомоги на всьому шляху евакуації. Ці заходи дозволяють усунути або послабити наслідки ураження та підготовити потерпілих до евакуації (транспортна ампутація, накладання затискачів, інтубація трахеї, пункції, переливання крові та ін фузійних розчинів, катетеризація, введення спеціальних препаратів, накладання шин тощо). Оптимальний термін надання першої лікарської допомоги складає до 6 годин з моменту одержання травми.

Кваліфікована медична допомога – це комплекс хірургічних і терапевтичних заходів, що здійснюються хірургами, терапевтами, і надається в районних, центральних районних, міських, обласних лікарнях, в окремих медичних центрах, у пересувних закладах медичної служби. Заходи цього виду допомоги за терміновістю їх виконання поділяють на дві групи: невідкладні (остаточне припинення кровотечі, комплексна терапія крововтрати, хірургічні маніпуляції ушивання ран, лапаратомія, декомпресійна терапія черепа тощо) та відстрочені (ампутація кінцівок, некротомія опіків, скріплення щелеп при їх переломах тощо). Оптимальні терміни надання кваліфікованої хірургічної допомоги складає до 12 годин з моменту отримання травми, терапевтичної до 8 годин після появи перших ознак інтоксикації.

Спеціалізована медична допомога і лікування - це вичерпний вид медичної допомоги, надається висококваліфікованими лікарями-фахівцями в спеціалізованих лікувальних закладах, що мають спеціальне лікувально-діагностичне обладнання. Спеціалізована медична допомога повинна бути надана протягом трьох діб з моменту ушкодження.

Основна робота з ліквідації медичних наслідків в осередку ураження на першому етапі медичної евакуації лягає на загони першої медичної допомоги.

Для виконання цього завдання загони першої медичної допомоги розгортають такі підрозділи: сортувально-евакуаційне, операційно-перев’язувальне, госпітальне відділення, відділення часткової санітарної обробки та дезактивації одягу і взуття, господарське і лабораторне відділення, аптеку.

Слід зазначити, що значна частина потерпілих у НС гине від несвоєчасного надання їм першої медичної і першої лікарської допомоги.

Так наприклад, якщо медична допомога важко потерпілим при землетрусах була надана через 1-ну годину, то гине близько 30 %, через 3-ри години близько 60 %, а через 6-ть годин близько 90 % від загальної кількості важко постраждалих.

За даними джерела [35], відсоток загиблих серед важкопоранених людей при ненаданні їм своєчасної медичної допомоги можна розрахувати за емпіричною формулою:

де ψ _вп – імовірний відсоток загиблих серед важкопоранених людей, %;

N – кількість загиблих людей серед важкопоранених, чол;

N₀ – загальна кількість важкопоранених людей, чол;

ψ _max – умовно максимальна частка загиблих, 1, 03±0, 03.

k – константа, яка дорівнює 0, 32±0, 03 годин^-1;

t – час впродовж якого ненадається медична допомога, годин.

Відсоток загиблих людей із середнім ступенем поранення при ненаданні їм своєчасної медичної допомоги можна розрахувати за емпіричною формулою:

де ψ _сп – імовірний відсоток загиблих людей із середнім ступенем поранення, %;

N – кількість загиблих людей, чол;

N₀ – загальна кількість людей із середніми ступенем пораненнями, чол;

ψ _max – умовно максимальна частка загиблих, 0, 93±0, 09.

k – константа, яка дорівнює 0, 15±0, 05 годин^-1;

t – час впродовж якого ненадається медична допомога, годин.