Учение о химическом производстве (стр. 5 из 6)

дилдрин

эндрин

мирекс.

Токсичность - свойство вещества приводить к смерти или вредить здоровью живого вещества при попадании в его организм с водой и пищей (пеpрорально), через кожу или кровь (кожно-резорбтивно), при вдыхании (ингаляционно). Интенсивность поступления (У) не свойственного для организма вещества (ксенобиотика) может быть определена:

при перроральном пути У =F*Cf*r;

при кожно-резорбтивноv У =К*Са:

при ингаляционном У =R*Cв*r.

где Cf, Са, Св - концентрация токсичного вещества в продуктах питания, в хозяйственных источниках водопользования и атмосфере;

F - количество потребляемой пищи. кг/сут:

К - коэффициент кожной проницаемости, кг/сут;

R - скорость ингаляции, м3/сут;

г - коэффициент адсорбции.

Повышение риска возникновения чрезвычайных ситуаций (ЧС), связанных с химическим воздействием на организм человека и окружающую его природную среду, является неизбежной платой индустриального общества за достигнутый уровень технологического развития. Несмотря на предпринимаемые меры в области промышленной безопасности полностью исключать вероятность производственных аварий практически невозможно, но следует всеми доступными средствами стремиться к уменьшению риска их возникновения и минимизации ущерба. Разнообразие. аварийных ситуаций и причин, их вызывающих определяется огромным ассортиментом синтезированных веществ и масштабами их производства. Рост объемов производства высокотоксичных химических соединений, их переработки, транспортировки и хранения предопределяет увеличение частоты возникновения аварий и, соответственно, заражение территорий ядовитыми веществами. В 1988 г. было зарегистрировано примерно 7 млн. наименований химических веществ. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), около 70 тысяч различных химических веществ ежедневно находятся в обращении, а наиболее распространенными являются около 20-30 тысяч, многие из которых представляют опасность острых и хронических интоксикаций. Только в странах Западной Европы количество ежегодно производимых наиболее распространенных токсичных веществ достигают по аммиаку, фосгену и синильной кислоте 100 млрд. смертельных для человека доз, а по хлору 10 тыс. миллиардов таких доз.

Для сравнения ингаляционной опасности веществ между собой в промышленной токсикологии используется показатель, получивший название "коэффициент возможности ингаляционного отравления" (КВИО).

Этот коэффициент равен отношению максимально достижимой концентрации паров вещества при 200С (Ст20) к среднесмертельной концентрации его паров (Сi50):

В соответствии с ГОСТом в зависимости от численного значения КВИО, все химические, вещества по ингаляционной опасности разделится на 4 класса: чрезвычайно опасные (КВИО >300), высоко опасные (КВИО от 299 до 30), умеренно опасные (КВИО от 29 до 3), малоопасные (КВИО < 3).

По замечанию акад.Н. Н. Семенова, хотя человечество практически использует горение в течение многих десятков тысяч лет, а электроэнергию лишь немногим более столетия, но законы, определяющие движение электрического тока, изучены более глубоко, чем законы, определявшие горение. Причем такое отставание в изучении горения объясняется его сложностью, так как при горении приходиться иметь дело со сложными химическими реакциями, которые протекают одновременно с процессами аэродинамики и диффузии, а также о тепло - и массообменом.

Горение является одним из первых физико-химических процессов, с которым человечество познакомилось еще на заре своего существования. В начале оно использовалось для обогрева жилья и приготовления пищи и только спустя многие тысячелетия человек научился использовать его для превращения химической энергии горючих веществ в другие виды энергии.

Научные исследования горения относятся к 19 веку и совпадают со стремительным развитием химии.

Первый период развития науки о горении был периодом установления основных химических законов. На этом этапе была подготовлена научная база для развития энергетики и термодинамики. В этот же период формируются основные теоретические представления: способность горючих систем к воспламенению при нагревании, явления paспространения пламени при локальном поджигании.

Развитие науки всегда было связано с развитием и потребностями производства. Вначале внимание исследователей было направлено на химические аспекты, т.е. на изучение преобразования веществ при горении. Однако для практического использования процессов горения было необходимо исследовать и физику горения, другими словами, изучить явления воспламенения и распространения пламени, температуру пламени и излучение от горячих продуктов сгорания. В последние десятилетия теория процессов горения получила значительное развитие, однако из-за большой сложности и их разнообразия теория еще далека от завершения. Сложность процессов горения обусловлена тем, что химические реакции протекают в условиях быстро изменяющихся температур и концентраций реагирующих веществ, причем температура и градиент концентраций изменяются также под влиянием одновременно Горение представляет собой сложный физико-химический процесс, в основе которого лежит быстро протекающая химическая реакция, которая сопровождается интенсивным выделением тепла и излучением света. Горение развивается в условиях прогрессивного самоускорения химической реакции и связано с накоплением в системе тепла и активных промежуточных продуктов. В большинстве случаев горение происходит в результате экзотермического окисления вещества, способного к горению, окислителем. В повседневной практике принято связывать процесс горения с окислением горючего вещества кислородом воздуха, К горению относятся и другие процессы, связанные с быстрым превращением и тепловым или цепным их ускорением: разложение взрывчатых веществ, озона, распад ацетилена и т.д. Многие металлы могут гореть в атмосфере хлора, медь - в парах серы, а магний - в атмосфере оксида углерода. протекающих физических процессов тепло - и массообмена и различных газодинамических возмущений. В современном понимании с понятием горения (взрыва и детонации) связывается характер протекания реакции, а не ее химическое содержание.

Горение является энергетическим процессом, при котором происходит разрушение электронных оболочек исходных компонентов горючего и образование молекул продуктов сгорания. При этом число атомов при химической реакции не изменяется, а происходит перегруппировка атомов, которая связана с определенными энергетическими затратами или выделением энергии. Кроме основных химических превращений, между исходными реагирующими веществами в процессе горения протекают (имеют место) и побочные процессы, связанные с преобразованием химической энергии в другие виды энергии, главным образом, в тепловую и световую. Интенсивное излучение мы воспринимаем как пламя, представляющее собой газообразную среду, в которой осуществляется химическая реакция. Излучение-следствие перехода молекул или атомов из возбужденного состояния в основное, при котором выделяется квант энергии. Таким образом, пламя служит внешним проявлением протекания интенсивных реакций окисления горючего вещества. Различают два вида пламени - холодное и горячее. Так как процесс окисления является многостадийным процессом, то появление холодного пламени означает на более чем частичное высвобождение энергии реагентов, но при этом свечение и тепловыделение весьма слабые. Большая часть энергии выделяется, когда появляется горячее пламя. При практическом использовании процессов горения всегда имеют в виду горячее пламя, которое обычно называют просто пламенем.

Итак, термин пламя означает, что речь идет об окислительных реакциях. Продукты этих реакций называются продуктами сгорания. В случае, если температура реакции снижается до такой степени, что cвечения не наблюдается, то считается, что отсутствует и пламя. Смесь горючего c кислородом воздуха, необходимая для протекания процесса горения. называется горючей смесью. При горении конденсированных веществ наличие пламени не обязательно. Такой вид горения называется беспламенным горением, или тлением. При тлении процессы свечения и тепловыделения малоинтенсивны, так как протекают не очень интенсивные химические реакции.

Горение является одним из видов химической реакции. Основная особенность явлений горения заключается в том, что условия, необходимые для быстрого протекания реакции, создаются самой реакцией. Эти условия заключаются либо в высокой температуре, либо в большой концентрации активных промежуточных продуктов (свободные атомы, радикалы, органические перекиси), катализирующих реакцию. Если сама реакция создает условия для своего собственного быстрого протекания, то возникает то, что в кибернетике называется обратной связью. При малом изменении внешних условий возможен переход от стационарного режима с малой скоростью реакции к режиму, когда, скорость нарастает со временен в геометрической прогрессии. Подобные явления резкого изменения режима протекания процесса при незначительном изменении внешних условий называются критическими явлениями, а условия при которых происходит такой переход, носят название "критических условий"

В зависимости от агрегатного состояния горючего вещества и окислителя различают три вида горения:

1) гомогенное горение газов и парообразных горючих веществ в среде газообразного окислителя;

) гетерогенное горение жидких и твердых горючих веществ в среде газообразного окислителя;

3) горение взрывчатых веществ и порохов.

По скорости распространения пламени различают дефлаграционное горение, которое протекает с дозвуковыми скоростями, и подразделяют на ламинарное, турбулентное. Скорость ламинарного горения зависит от состава смеси, начальных условий (давления и температуры), а также от кинетики химических превращений в пламени. Скорость распространения турбулентного пламени, кроме перечисленных факторов, характеризующих ламинарное горение, зависит от скорости потока, степени и масштаба турбулентности.