САНИРАЊЕ АКЦИДЕНТА СА СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
РЕЗИМЕ
Циљ овог рада је да се уз помоћ програма ALOHA који служи за процену ризика
код излажења токсичних материја у окружење, симулира изливање сумпор-триоксида
из резервоара у окружење и предвиде правци ширења загађења да би се на првом месту
заштитили људи и материјална добра у околини. Програм је нашао широку
професионалну употребу и поред моделовања опасних зона програм можемо користити
за планирање, обуку, академске сврхе и превентиву.
Кључне речи: алоха,симулира,загађења,опасних зона
SANITATION OF ACCIDENT WITH SULFUR-TRIOXIDE
ABSTRACT
The aim of this contribution to the assistance programs ALOHA who used for risk
assessment at expiration toxic substances the environment, simulates expiration sulfur
trioxide from the thank in environment and predict the directions of expansion contaminate
area to protect in the first place people and property. Software has found professional use In
addition to emergency response, hazard modeling capabilities can also be used for planning,
training, and academic purposes.
Key words: aloha,simulates,hazard modeling,contaminate
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
1
1. Увод1
ОСОБИНЕ ПРОГРАМА ALOHA
ALOHA (Areal Locations Of Hazardous Atmospheres) је софтвер за моделовање
који приказује и процењује опасне зоне,укључујучи и облаке токсичног гаса,пожара и
експлозије.Под зоном опасности подразумевамо подручје где је ризик премашио
кориснички дефинисан ниво - ниво забринутости (Level Of Concern – LOC).
Главне карактеристике програма
 Програм генерише низ специфичних излазних сценарија, укључујући цртеже
зона опасности ,опасности у одређеној тачки и график јачине извора
 Израчунава стопу цурења хемикалија које излазе из резервоара,гасовода итд. И
предвиђа како се та стопа отпуштања мења у току времена.
 Процењује различите врсте опасности (токсичност,запањивост)
 Моделује
више
сценарија
отпуштања(облак
отровног
гаса,млаз
пожара,експлозију облака паре )
Рад са ALOHA-om
ALOHA је тако програмирана да резултате обрађује тако брзо како би били од
користи онима које ти резултати интересују у процесу одговора на хемијску реакцију
односно инцидент. Помоћ се огледа у томе да одговорни могу брзо проценити меру
инцидента тј. колико далеко и у којим размерама ће ослобођена хемикалија да се
простире. Да би се потребни подаци добили брзо софтвер сам упозорава на могуће
грешке приликом уношења параметара као што су:
 Смањује могућност грешке у уносу података тако што их проверава и упозорава
нас ако су унесене вредности нетачне или физички немогуће.
 Садржи базу података о хемикалијама са физичким карактеристикама за око
1000 опасних хемикалија тако да вршимо само одабир а ако хемикалије нема у
бази онда се морју унети подаци о хемиклаији.
 Користи прорачуне који представљају компромис између прецизности и брзине.
Осим у ванредним ситуацијама за моделовање опасних зона програм можемо
користити за планирање, обуку, академске сврхе и превентиву.
Коишћење ALOHE-e за моделовање облака токсичног гаса,пожара или експлозије
За моделовање опасности помоћу програма ALOHA морамо да унесемо потребне
податке а то су:
Основне информације о догађају (датум,време и место)
Изабрати хемикалију из базе хемикалија
Информације о тренутним атмосферским условима
Изабрати извор хемикалије (где се држи хемикалија)
Информације о извору (количина ослобођене хемикалије,облик и димензија
резервоара,облик и величина отвора,да ли је хемикалија у пламену итд.)
6. Навести ниво ризика (LOC) или одабрати неки од понуђених
7. Изабрати тип опасности (облак отровне паре или експлозија облака паре) који
желимо да програм користи при процени зона опасности)
1.
2.
3.
4.
5.
1
ALOHA pages - http://response.restoration.noaa.gov/aloha
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
2
Приказивање резултата
Када се унесу сви потребни подаци ALOHA приказује све резултате моделовања
опасности у четири одвојена прозора:
1.
2.
3.
4.
Зоне опасности (threat zone)
Текстуални сажетак (text summary)
Опасност у тачки ((threat at point)
Јачина извора (source strength)
Садржај сваког прозора може бити одштампан ,залепљен на други документ или
сачуван. Карте са зонама опасности имају компитабилност са разним програмима за
мапирање као што су (MARPLOT, ArcGIS, Google Maps ili Google Earth)
ALOHA зоне опасности можемо експортовати као фајл са KML.екстензијом који
касније убацујемо у програм за мапирање терена.
НАЧИН ПРИКУПЉАЊА ПОДАТАКА
При акцидентној ситуацији са било којом хемијском материјом, најважније је
знати о чему се ради, какве су карактеристике те материје и колико је она штетна.
Уколико информације за то не постоје, јединице које учествују у интервенцији морају
да се понашају као да се ради о најопаснијој материји у циљу очувања људских живота.
Податци о врсти супстанце која се ослобађа могу се прикупити на разне начине, свака
супстенца која је у транспорту или је негде ускладиштена мора на себи имати УН
идентификациони број (на камионима морају да стоје табле на којима пише УН број),
назив супстанце или њену хемијску ознаку. Такви податци дају информације како треба
реаговати са таквом супстанцом, на који начин се гаси пожар који настане, колика је
штетност при испарењима по људско здравље, какву опрему треба користити у току
интервенције.
За прикупљање података о заступљености неких супстанци при акциденту могу
се користити разни уређаји за мониторинг као што су дрегер атоматски мерачи
концентрације разних супстанци или дрегер цевчице (за акролеин: AcroleinDimethyl
Sulphide 1/a(5) 0.1 to 10 ppm).
Битни податци у вези са акцидентом су временски услови, који морају бити
измерени са потпуном прецизношћу, такве податке даје метеоролошка служба.
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
3
Информације о материји која се излила у околину - СУМПОР-ТРИОКСИД2
Сумпор-триоксид (сумпор (VI) оксид) је хемијско једињење са формулом SO3. Он је
гас који је загађивач ваздуха и састојак киселих киша.
ДОБИЈАЊЕ
Сумпор-триоксид се не може добити изгарањем сумпора у ваздуху или у атмосфери
кисеоника,јер велика количина која се ослобађа при сагоревању сумпора у сумпордиксид спречава стварање сумпор-триоксида. SO3 се егзотермно распада на вишим
температурама у сумпор-диоксид и кисеоник. Спајање сумпор-диоксида и кисеоника је
могуће само на температурама које нису сувише високе (400-600°C). Због врло мале
брзине реакције у том температурном подручју неопходна је употреба катализатора.
Овај поступак налази индустријску примену у производњи сумпорне киселине. За
лабараторијске потребе сумпор-триоксид се припрема као анхидрид сумпорне киселине
,одузимањем воде сумпорној киселини (загревањем концентроване сумпорне киселине
с фосфор-пентоксидом као средством за одузимање воде)
H2SO4 → SO3 + H2O
или загревањем водоник-сулфата (нпр. водоник- бисулфата NaHSO4) или сулфата нпр.
гвожђе(III)сулфата (Fe2(SO4)3).
ОСОБИНЕ
Сумпoр триoксид пojaвљуje сe у три мoдификaциje, oд кojих je jeднa кристaлнa, a
прeoстaлe двe су aмoрфни oблици. Kaдa сe oхлaдe пaрe сумпoр триoксидa, дoлaзи дo
кoндeнзaциje у кристaлни oблик (γ-СO3). To je прoзирнa мaса, кoja сe тoпи нa 16,8°C, a
кључa нa 44,8°C. Oнa сe у чврстoм стaњу сaстojи углaвнoм oд мoлeкулa (СO3)3, у
тeчнoм стaњу oд мoлeкулa (СO3)3 и СO3, a у гaсoвитoм стaњу oд мoлekулa СO3. Aкo сe
сумпoр-триoксид држи дужe врeмeнa испoд 25°C oн сe прeтвaрa у мoдификaциjу
сличну aзбeсту (β и α СO3), oднoснo у бeлe испрeплeтeнe иглицe свилeнaстoг сjaja, с
мoлeкулимa (СO3)n и (СO3)p (p > n > 3). Сумпoр-триoксид кojи je у прoдajи je
мeшaвинa α и β СO3.
Сумпoр-триoсид сe спaja сa вoдoм и грaди сумпoрну кисeлину уз jaкo рaзвиjaњe
тoплoтe. Нa влaжнoм вaздуху интeнзивнo сe пуши, jeр je приличнo испaрљив, пa с
влaгoм из вaздухa ствaрa сумпoрну кисeлину, кoja сe oдмaх кoндeнзуje у мaлe кaпљицe.
Сa oксидимa мeтaлa рeaгуje eнeргичнo уз ствaрaњe сулфaтa.
СВОЈСТВА
2
Молекулска формула
SO3
Моларна маса
80.066 g/mol
Густина
1.92 g/cm3
течност
Тачка топљења
16.9 °C
Тачка кључања
45 °C
Растворљивост у води
Хидролизује
се
сумпорне киселине
од
http://sr.wikipedia.org/sr/Sumpor_trioksid
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
4
СИМУЛАЦИЈА У ПРОГРАМУ ''ALOHA’’
За почетак је потребно скинути програм са интернета који је бесплатан са адресе
http://www.epa.gov/osweroe1/content/cameo/aloha.htm и инсталирати.Инсталација је
једноставна и састоји се од неколико стандардних корака.
Након инсталације покрећемо програм и крећемо са радом.
За одрађивање ове симулације користићу упутство:
Упутство за приказ резултата из „Алохе“на мапи терена у „Google Earth“-у3
Пратећи упутство и радећи по препорученом редоследу ја ћу стављати потребне слике
са додатним објашњењима за материју сумпор-триоксид за две различите температуре
ваздуха . За прву верзију температура је -25°C а за другу верзију температура је +45°C.
1. Практична примена
Након покретања програма
појављује се „splash screen“
приказано на слици 1. И кратко
се
задржава
на
радној
површини рачунара. Ово је
припремна
фаза
програма
заузимање радне меморије и
процесорских ресурса због
потреба что стабилнијег и
прецизнијег рада
Слика 1. „splash screen“
После нас програм обавештава о могућности грешака које могу проузроковати
разни фактори. Притишћемо опцију ОК на слици 2.и тиме потврђујемо да смо разумели
обавештење.
3
Карабасил Д. '' Упутство за приказ резултата из „Алохе“на мапи терена у „Google Earth“-у'' Нови Сад,
децембар 2012.
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
5
Слика 2. Обавештење на могуће грешке
Вршимо одабир локације. Ја сам изабрао локацију Нови Сад ,индустријска зона
југ АД ''Необус''
Слика 3. Text summary пре уношења параметара
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
6
Слика 4. Одабир локације и преузимање кордината
Преузимање кордината места акцидента са google maps слика 4.
Пошто Нови Сад није понуђен у програму подаци о кординатама и надморској
висине се уносе ручно,слика 5.
Слика 5. Ручно уношење локације
Код ручног уношења података за локацију морамо обратити пажњу на локацију
изван САД ,јединице у метрима и интернационалне ознаке страна света.Слика 6.
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
7
Слика 6. Уношење кордината и надморске висине
Следи подешавање имена државе и временске зоне. GMT за Србију је -1 тако да
уписујемо -1.00 ,стандардно време. Слика 7.
Слика 7. Уношење имена земље и временске зоне
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
8
Слика 8. Селектовање земље
Подешавање типа окружења у коме се налази резервоар ,бирамо опцију
„Building type“ приказано на слици 9.
Слика 9. Одабир типа зграде
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
9
Слика 10. Одабир окружења
Одабрао сам опцију „Enclosed office building“ јер се ради о реѕервоару на отвореном а
не у склопу објекта у кругу фабрике АД ''Необус'' слика 10.
Следећи корам је подешавање времена почетка сценарија. Имамо две опције да
синхронизујемо време са Windows-om или да га сами унесемо.Слика 11.
Слика 12. Ручно бирање времена
Подесили смо све параметре везане за време и место догађаја ,следи подешавање
хемикалије. Објашњено на слици 13.
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
10
Слика 13. Мени Set up и одабир хемикалије
После одабира опције Chemical отвара се нови прозор у ком се налазе многе
хемикалије у бази података и за моју хемикалију није потребно ручно уношење јер се
већ налази у бази података Сумпор-триоксид. Слика 14.
Слика 14. Одабир хемиклије
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
11
Када сам изабрао хемикалију ALOHA ми је избацила упозорење које се види на
слици.
Упозореље: Сумпор-триоксид може да реагује са водом и/или воденом паром. Ово
може да утиче на стопу испаравања и дисперзију низ ветар. ALOHA не може
прецизно да предвиди опасност у ваздуху ако ова супстанца дође у додир са водом.
Ова хемикалија ће бити моделирана као да је хемијски не реактивна
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
12
Ако се наша хемикалија не налази у бази података она се ручно уноси .
Притиснемо опцију add и отвара нам се нови прозор приказан на слици 15.
Слика 15. Додавање нове хемикалије
После одабира хемикалије долази на ред унос података везан за метеоролошке
услове. Слика 16.
Слика 16. Подешавање метеоролошких параметара
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
13
Слика 17. Подешавање параметара везаних за метеоролошке услове први екран
После подешавања брзин ветра,правца ветра,висине на којој се мери брзина
ветра,тип подручја и тренутна облачност притискамо опцију ОК
Отвара се други прозор за подешавање метеоролошких параметара слика 18.
Слика 18. Подешавање параметара везаних за метеоролошке услове други екран
Подешавамо температуру ваздуха која нам је задата у задатку а то је -25°C за прву
верзију. Поред температуре ваздуха подешавамо и влажност ваздуха.
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
14
Када смо завршили са подешавањем метеоролошких података почињемо са
уношењем података о резеорвару из којег материја цури. Под тим подацима се сматрају
и подаци о величини и облику отвора кроз који цури материја.Подаци о резервоару се
уносе у четири везана прозора који се отварају један за другим и кад подесимо
параметре стиснемо ОК и наставимо даљи и тако све до краја тј,задњег прозора.
Слика 19. Уношење података о танку
Следећи корак је одабри облика резервоара.
Када сам покушао да одаберем опцију “Tank” ,ALOHA ми је опет избацила упозорење
које је приказано на следећој слици.
Стоп!
Хемикалија коју сте изабрали је чврста на амбијенталној температури
ваздуха.Ако можете проценити стопу њене сублимације користите опцију
директног извора.
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
15
Слика 20. Изглед прозора “Text Summary” након свих подешавања до тренутка
упозорења
Подешавамо температуру ваздуха која нам је задата у задатку а то је +45°C за
другу верзију.
Слика 21. Подешавање параметара везаних за метеоролошке услове први екран
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
16
Слика 22. Подешавање параметара везаних за метеоролошке услове други екран
Када смо подесили метеоролошке параметре кроз два везана прозора приступамо
одабиру резервоара као у претходном примеру.
Слика 23. Уношење података о танку
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
17
Бирамо облик резервоара ,његову величину уносећи пречник и висину слика 24.
Слика 24. Избор облика резервоара и димензија
Уносимо податке о агрегатном стању материје и температури слика 25.
Слика 25. Агрегатно стање и температура материје
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
18
Када унесемо податак о количини материје у резервоару, програм нам израчунава
проценат попуњености слика 26.
Слика 26. Количина материје и попуњеност резервоара у % (процентима)
Следећи корак се односи на облик и величину отвора на резервоару из ког цури
материја.Одабрао сам кружни отвор пречника 5 центиметара слика 27.
Слика 27 Облик отвора и његове димензије
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
19
Уносимо податке о висини на којој се налази отвор слика 28.
Слика 28. Подаци о висина отвора
На крају добијамо обједињене све податке у вези са акцидентом слика 29.
Слика 29. Text summary акцидента комплетиран
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
20
Отварамо у главном менију Display – Threat Zone, да би добили график угожености
слика 30.
Слика 30. Опција графика угрожености
У следећем прозору имамо приказане три зоне угрожености по бојама. Црвена
,наранџаста и жута слика 31.
Слика 31. Зоне опасности по бојама
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
21
Дијаграм угрожавања слика 32.
Слика 32. Дијаграм зона угрожавања
Концентрација загађења у датој тачки у односу на место акцидента
У следећој слици је дат пример подешавања локације детаљног прегледа слика 33.
Слика 33. Одреживање тачке прегледа од извора опасносту у смеру ветра по X оси и
бпчно од смера ветра по Y оси.
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
22
Дијаграм концентрације у татој тачки у односу на место акцидента слика 34
Слика 34. Дијаграм акцидента
Тачка локације детаљног прегледа у односу на место извора акцидента на дијаграму
зоне згрожавања слика 35.
Слика 35. Тачка локације детаљног прегледа
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
23
Снага извора у току трајања акцидента
Дијаграм снаге извора нам служи да би приказао снагу емитовања материје ,снагу
топлотног таласа материје и снагу ударног таласа експлозије за хемикалије које су
запаљиве слика 36.
Слика 36. Дијаграм снаге извора
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
24
МОНИТОРИНГ УДЕСА
Мониторинг било које акцидентне ситуације при којој је дошло до ослобађања опасних
материја подразумева посматрање и проверавање концентрације тих материја, на самом
месту удеса и у непосредној раздаљини од места где се удес догодио, током
одговарајућег временског периода (у зависности од врсте материје). МКД је
максимална концентрација загађујуће материје у ваздуху која се не сме прекорачити у
циљу избегавања озбиљних краткорочних последица по екосистем и здравље људи.
Чиме меримо
Мониторинг присуства неке опасне материје у ваздуху врши се уз помоћ
сензора (средства за откривање присуства материја) то су у главном разне врсте
индикаторских цевчица марке Дрегер (раније поменуте) или неке друге марке.
Приказ индикаторских цевчица
 Индикаторске цевчице су најједноставније решење за једнократно мерење
концентрације.
 Цевчице су са одштампаном скалом са које се лако очитавају концентрације
 Цевчице си фабрички баждарене
 Њихова употреба је ограничена роком трајања
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
25
Постоје и електрични индикатори који нам на дигиталном екрану дају податак о
прсисуству више различитих материја
Детектори гасова и системи за акцидентне ситуације
MultiRAE - Бежични мобилни гасни монитор за мерење
(VOC, LEL, CH4, CO2, NH3, CO, H2S, Cl2, ClO2,EtO-A, EtO-B, EtO-C, HCHO,
HCN, CH3-SH, NO, NO2, O2, PH3, SO2, H2)
Gasmet DX-4040 - Преносиви гас анализатор







Мерење гасова у амбијенталном ваздуху са ФТИР техником
Рад са батеријом до 2,5 сата
Не захтева припрему узорака
За мерење органских и неорганских једињења
Мерење 25 гасова истовремено на ПДА уређају
Не захтеве спан калибрацију
Могућност мерења више од 200 компоненти
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
26
UltraRAE - Ручни гасни монитор за (VOC, Benzen, Metilen Klorid
(Halokarbon), Butadien)
MultiRAE Plus - Ручни гасни монитор за (O2, LEL (kalibrisan sa CH4 ili
C3H8), VOC, CO2, CO, H2, H2S, SO2, NO, NO2, HCN, Cl2, PH3, NH3)
Произвођач ових уређаја је RAE Systems4 САД ,компанија која производи уређаје за
детекцију гаса и зрачења. Производи ове компаније се користе у више од 120 земаља
света .Нуде бежичне детекторе,личне, ручне преносиве и фиксне инструменте.
Седиште компаније је у Сан Хозеу, Клифорнија.
4
http://www.raesystems.com
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
27
Како меримо
Мониторинг индикаторским цевчицама врши се помоћу специјалних пумпи
запремине 100мл ваздуха при једном стиску, у току увлачења ваздуха честице гаса се
задржавају у цевчици која је на врху пумпе,при том реагују са хемијским материјама у
цевчици, и очитавањем на скали дају нам податке о уделу неке опасне материје у
ваздуху.
Гас тестер је ручна пумпица која се користи заједно са индикаторским
цевчицама.Индикаторска цевчица се залама и ставља на пумпицу и вршимо
просисавање одређене количине контаминираног ваздуха (100мл) кроз слој носећег
реагенса.
Мониторинг локације на којој се догодио акцидент мора се вршити и након што је
интервенција завршена у одређеном временском периоду у зависности од врсте
материје, јер неке материје своје штетно дејство испољавају тек након одређеног
временског рока.
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
28
ЗАКЉУЧАК
Акциденти са опасним и штетним материјама, постали су честа појава, дешавају
се свуда и довели смо себе у ситуацију да не можемо без њих, чак смо се и помирили са
чињеницом да су оне тихи убица, али, драже нам је и то него да себе ускратимо неких
животних задовољстава. Већина таквих материја понаша се као темпирана бомба којој
је довољно мало да експлодира. Највећи број акцидената дешавају се током процеса
производње, у последњем веку огроман број радника је погинуо при акцидентима у
фабрикама. Затим мноштво акцидената дешава се у току превоза и складиштења
опасних материја и у таквим ситуацијама начешће погину они који нису нинакоји
начин повезани нити упућени о постојању тих материја у њиховој близини. У
будућности ћемо морати пронаћи алтернативу многим хемикалијама које се сада
користе на велико а угрожавају здравље људи, или ће опасне хемикалије бити
последњи сведок постојања живог света на планети земљи.
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
29
ЛИТЕРАТУРА
 ALOHA pages - http://response.restoration.noaa.gov/aloha (подаци са интернета).
 Карабасил Д. '' Упутство за приказ резултата из „Алохе“на мапи терена у
„Google Earth“-у'' Нови Сад, децембар 2012.
 Мр Григорјев – Мунитлак С. , Др Спаић С. , „Опасне и штетне'материје“,
ВТШ, Нови сад, 2009.
 http://sr.wikipedia.org/sr/Sumpor_trioksid (подаци са интернета).
 http://www.envirolab.rs/detektori-gasova-i-sistemi-za-akcidentne-situacije.php
Санирање акцидента са СУМПОР-ТРИОКСИДОМ
30
Download

Skini - Seminarski radovi