Numele și prenumele absolventului: Lungu Oana Maria Programul de studiu: STUDIU UNIVERSITAR DE LICENȚĂ Specializarea: INGINERIA ȘI PROTECȚIA MEDIULUI… [308069]

[anonimizat] A MEDIULUI

PROIECTULUI DE DIPOMĂ

Lungu Oana Maria

IUNIE 2019

FACULTATEA DE INGINERIA MATERIALELOR ȘI A MEDIULUI

DEPARTAMENTUL INGINERIA MEDIULUI ȘI ANTREPRENORIATUL DEZVOLTĂRII DURABILE

AVIZ

DIRECTOR

Departament IMADD

PROIECT DE DIPLOMĂ

Numele și prenumele absolvent: [anonimizat]: Lungu Oana Maria

Programul de studiu: STUDIU UNIVERSITAR DE LICENȚĂ

Specializarea: INGINERIA ȘI PROTECȚIA MEDIULUI ÎN INDUSTRIE

Enunțul temei: Simularea unui accident chimic major la o fabrică de îngrășăminte și produse azotoase

Conducător științific:. Ș.L. Dr. Ing ANCUȚA ELENA TIUC

Data primirii temei: ……………………………

Data predării lucrării: ………………………..

AVIZ

CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC ABSOLVENT

(semnătura) (semnătura)

INTRODUCERE

Accidentele chimice se întâmplă peste tot și în special în zona industrială acestea trebuie evitate deoarece de cele mai multe ori pot provoca daune uriașe societății și în special comunității din jurul acesteia. [anonimizat], prin explozia sau deversarea unor cantități de substanțe periculoase în mediu.

Directiva SEVESO III prevede explicit obligația operatorilor de a identifica și cuantifica riscurile de producere a unui accident major și impune necesitatea luării în considerare a mediului susceptibil de a fi afectat de consecințele unui astfel de accident și obligă operatorul economic să elaboreze un raport de securitate pe care să-l pună la dispoziția autorităților competente pentru a-și desfășura activitatea pe amplasament.

Prin simulările efectuate se încearcă evidențierea evoluției situației în zonă din pricina direcției vântului sau a variației de temperatura pe o perioadă de timp astfel încât locuitorii din zona să fie informații cu privire la ce riscuri sunt expuși în condițiile climaterice și cum ar trebui să acționeze astfel încât să nu fie afectați în nici un caz de producerea acestui accident chimic.

Însă riscul unui accident chimic major nu ar trebui să afecteze dezvoltarea industrială și creșterea economică a municipiului și a zonelor adiacente.

[anonimizat] o distanță de aproximativ 3 km de municipiul Bacău și care se întinde pe o suprafață de aproximativ 78.000 mp, fiind situată în intravilanul localității..

Obiectivul principal al acestui proiect de diplomă este realizarea unor simulări cu privire la un accident chimic major la o fabrică de îngrășăminte chimice și produse azotoase.

Scopul proiectului de diplomă îl reprezintă efectuarea unor cercetări teoretice și experimentale privind realizarea unor simulări. Astfel au fost stabilite următoarele obiective:

Analiza stadiului actual privind aspectele legislative și principalele accidente chimice majore.

Descrierea fluxului tehnologic de obținere a amoniacului și identificare principalelor zone cu posibil risc de accident chimic.

[anonimizat].

Studiu privind analiza factorilor care influențează dispersia substanței periculoase în cazul uni accident chimic major și alegerea programului de simulare.

Realizarea simulărilor pentru a studia influența factorilor de mediu și interpretarea rezultatelor obținute.

Lucrarea de față este structurată pe șase capitole după cum urmează:

În primul capitol intitulat „Aspecte generale” sunt prezentate aspecte generale privind actele legislative, clasele de risc, informații generale despre amoniac și accidente chimice la nivel mondial și național.

În al doilea capitol cu titlul „Procesul tehnologic într-o fabrică de îngrășăminte chimice” se descrie procesul tehnologic de obținere al amoniacului. Aici sunt prezentate mai multe subcapitole în care sunt explicate etapele procesului de producție, aspectele de mediu și gestionarea deșeurilor care rezultă în urma obținerii amoniacului.

Identificarea parametrilor necesari simulării reprezintă al treilea capitol cu titlul „Identificarea parametrilor necesari simulării” din lucrarea de față unde s-a specificat amplasamentul, parametrii externi care intră în simulări, parametrii substanței obținute în urma procesului tehnologic, alegerea softului necesar efectuării simulării cu privire la accidentul chimic și modelul matematic folosit de programul de simulare.

În capitolul 4 intitulat „Simularea unui accident chimic major” este prezentat scenariul simulărilor și descrierea pașilor de realizare a unei simulări.

În capitolul 5 cu titlul „Rezultate obținute în urma simulări și interpretarea acestora” sunt prezentate graficele trasate în urma simulărilor și transpunerea acestora în sistem cartografic pentru a observa zonele afectate de amoniac. Tot în acest capitol au fost studiați factori meteorologici care pot influența procesul de dispersie a poluantului în mediul înconjurător.

În ultimul capitol se punctează concluziile principale rezultate în urma studiilor și a cercetărilor efectuate.

ASPECTE GENERALE

Aspecte legislative

Existența surselor de risc și degajarea dezastrelor naturale și tehnologice sunt din ce în ce mai vizate în atenția oamenilor de știință și a specialiștilor din instituțiile cu responsabilități în domeniu. Fenomenele surselor de risc și a dezastrelor, cauzele manifestărilor și consecințele acestora sunt analizate tot mai aprofundat de specialiști în domeniu. Prima condiție necesară pentru creșterea economică și pentru protecția salariaților o constituie securitatea operatorilor economici care folosesc în procesul de producție substanțe periculoase, iar realizarea acesteia se poate face prin elaborarea unui concept nou de securitate în domeniul industriei chimice. Acest concept trebuie să urmărească abordarea problemelor tehnologice și ecologice ale operatorului economic, aspectele de securitate ale mediului și să protejeze amplasamentul din punct de vedere fizic, al securității la incendiu și dezastrelor naturale precum și limitarea consecințelor producerii evenimentelor care totuși se produc și refacerea completă a capacităților de producție[1]. Felegeanu DC, 2016, „Managementul riscurilor și securității industriale pentru prevenirea, protecția și intervenția în caz de accidente majore la un obiectiv tip seveso”.

Riscurile sunt prezente în toate activitățile economice și industriale care se manifestă atât prin pierderi economice, defecțiunile apărute la instalații, utilaje cât și prin producerea de accidente minore sau majore cu urmări deosebit de grave soldate cu morți și răniți, poluarea mediului înconjurător [1]. !!!!!si alte bibliografii si din teza!!!!

Evaluarea nivelurilor de risc stimulează cointeresarea operatorilor economici să-și îmbunătățească condițiile de muncă și de mediu, respectiv să ia măsuri pentru trecerea de la niveluri de risc mari la niveluri inferioare, acceptabile. Aplicarea și generalizarea unor astfel de metode permite stabilirea unor cote de asigurări sociale diferențiate în funcție de nivelul de risc/securitate al operatorilor economici, respectiv includerea criteriilor de securitate în salarizare, alături de criteriile de productivitate și complexitate a muncii [1].

Activitatea de management al riscului s-a dezvoltat atât din punct de vedere conceptual, dar și al practicii, devenind o industrie în țările cu piețe financiare funcționale, însă în România puține organizații și-au dezvoltat propriile mecanisme de măsurare și acoperire a riscurilor, iar altele nici nu cunosc avantajele pe care le-ar obține aplicând proceduri deja consacrate [1].

Participanți activi în procesul de armonizare a metodelor de evaluare a riscului recomandă pentru riscul de accident major o metodă de estimare cantitativă. În funcție de posibilele consecințe ale accidentului major se stabilesc sistemele de securitate pentru instalații și de protecție a angajaților și a populației din zona de incidență. O cât mai exactă estimare a riscului de accident major oferă posibilitatea asigurării unei mai bune protecții pentru eventualii receptori. Factorii necesari pentru schimbarea legislației în domeniul prevenirii accidentelor majore în Europa nu au fost aprofundați și modelați suficient până în prezent, relația dintre un accident major și legislația în continuă schimbare este încă neclară [1].

La nivel mondial, în industria chimică au avut loc o serie de accidente majore. În Europa, accidentul de la SEVESO – Italia din anul 1976, a determinat adoptarea legislației care vizează prevenirea și controlul unor astfel de accidente. În 1982 a fost adoptată Directiva Consiliului Europei nr. 501/EC din 24 iunie 1982 privind riscurile de accidente majore ale unor activități industriale – Directiva SEVESO I, înlocuită de Directiva SEVESO II – Directiva Consiliului Europei 96/82/EC din 9 decembrie 1996 privind controlul riscurilor de accidente majore care implică substanțe periculoase, modificată și ulterior abrogată de Directiva SEVESO III- DIRECTIVA 2012/18/UE A PARLAMENTULUI EUROPEAN ȘI A CONSILIULUI din 4 iulie 2012 privind controlul pericolelor de accidente majore care implică substanțe periculoase [1].

Accidentele industriale care implică substanțe periculoase, au adesea consecințe foarte grave. Unele accidente grave, binecunoscute, cum au fost SEVESO, Bhopal, Schweizerhalle, Enschede, Toulouse și Buncefield au cauzat pierderi însemnate de vieți omenești și/sau distrugerea mediului, precum și costuri de miliarde de euro. În urma acestor accidente, nivelul de conștientizare la nivel politic în ceea ce privește recunoașterea riscurilor și inițierea de măsuri de precauție corespunzătoare pentru protejarea cetățenilor și a comunităților a crescut semnificativ [1].

Directiva SEVESO II, care acoperă aproximativ 10.000 de entități din Uniunea Europeană, a avut un rol esențial în reducerea probabilității producerii accidentelor chimice și a consecințelor acestora. Cu toate acestea, este necesar, în permanență, să se asigure menținerea nivelurilor ridicate de protecție existente și, dacă este posibil, această protecție să fie îmbunătățită în continuare. Accidentele majore produse la Toulouse – Franța, Enschede – Olanda, Bhopal – India, Baia Mare – România au fost studiate în profunzime de specialiști ai Uniunii Europene, având ca urmare necesitatea schimbării legislației în acest domeniu cu efecte imediate asupra activităților desfășurate de operatorii economici care folosesc substanțe periculoase în procesul de producție sau transportă substanțe periculoase [1].

Directiva SEVESO II a fost ajustată în legislația românească prin H.G. nr. 95 din 2003 privind „controlul activităților care prezintă pericole de accidente majore în care sunt implicate substanțe periculoase”, înlocuită în anul 2007 de H.G. nr. 804. Accidentele produse în ultimii ani precum și dezvoltarea științei și tehnicii au demonstrat care sunt limitele și dificultățile metodelor de evaluare a riscurilor existente [1].

Necesitatea realizării cerințelor Directivei SEVESO II a impus elaborarea unor metode noi de evaluare a riscurilor, care să demonstreze autorităților cu atribuții în domeniu și cetățenilor faptul că:

operatorul economic implicat și-a luat toate măsurile necesare pentru analiza și acoperirea riscurilor;

permite comunicarea rezultatelor evaluării riscurilor tuturor persoanelor care ar putea fi afectate de producerea unui accident major.

Identificarea riscului este problema cea mai dificilă, datorită multitudinii și diversității evenimentelor. Posibilitățile de apariție a evenimentelor se pot estima prin studii statistice. Șansele de a obține rezultate sigure prin aplicarea strictă a unor relații teoretice sunt foarte limitate. Analiza riscului este o problemă de mare complexitate și dificultate [1].

Stabilirea limitelor de acceptabilitate a consecințelor și folosirea metodelor, mijloacelor și procedeelor de prevenire a producerii accidentelor majore, limitarea și înlăturarea urmărilor acestora sunt determinate de experiența acumulată de evaluatorul de mediu [1].

În România, Directiva SEVESO II a fost transpusă prin Hotărârea Guvernului nr. 804/2007 privind controlul asupra pericolelor de accident major în care sunt implicate substanțe periculoase modificată cu Hotărârea de Guvern nr. 79 din 11 februarie 2009, care modifică art. 10 alin. (5) lit. a), art. 17 alin. (1) și (2) și abrogă art. 22 alin. (2) din Hotărârea Guvernului nr. 804/2007. Directiva 96/82/1996 a fost modificată și ulterior abrogată de Directiva SEVESO III- Directiva 2012/18/UE a Parlamentului European și a Consiliului din 4 iulie 2012 privind controlul pericolelor de accidente majore care implică substanțe periculoase [1]

Directiva SEVESO III stabilește două clase de risc (major și minor) pentru unitățile industriale care folosesc sau depozitează substanțe periculoase. În România există 333 de obiective industriale care se încadrează în această directivă (245 în categoria celor cu risc major și 88 cu risc minor) (Figura 1.1). Cele mai multe sunt legate de industria chimică și petrochimică.[1]

Figura 1.1 Unități industriale cu riscuri tehnologice [1].

România a aderat la legislația internațională în domeniul hazardelor tehnologice, elaborându-se un inventar al unităților industriale care se încadrează în Directiva 2012/18/UE SEVESO III, cele mai multe fiind legate de industria chimică și petrochimică (144 unități cu risc major și 55 cu risc minor) [1].

Comisia evaluează, atunci când este necesar sau când primește o notificare din partea unui stat membru, dacă este imposibil ca o substanță periculoasă care este menționată în anexa I, din cadrul directivei, să cauzeze o emisie de materie sau energie care ar putea provoca un accident major în condiții normale, sau în condiții anormale care pot fi rezonabil prevăzute [2].

Evaluarea respectivă se bazează pe una sau mai multe dintre următoarele caracteristici [2]:

forma fizică a substanței periculoase;

proprietățile substanței periculoase, în special cele legate de comportamentul dispersiv în cazul scenariului unui accident major, cum ar fi masa moleculară și presiunea saturată a vaporilor;

concentrația maximă a substanțelor în cazul amestecurilor.

Informațiile necesare pentru evaluarea proprietăților substanței periculoase include [2]:

potențialul substanței periculoase de a provoca daune fizice, de sănătate sau asupra mediului;

proprietățile fizice și chimice (de exemplu, masa moleculară, presiunea saturată a vaporilor, toxicitatea intrinsecă, punctul de fierbere, reactivitatea, vâscozitatea, solubilitatea etc.);

proprietățile care prezintă riscuri fizice sau pentru sănătate (reactivitatea, inflamabilitatea, toxicitatea, modul în care atacă organismul, raportul vătămări decese, efectele pe termen lung etc.);

proprietățile din care decurg riscuri pentru mediu (ecotoxicitatea, persistența, bioacumularea, potențialul de propagare pe distanțe lungi în mediu etc.);

informații despre condițiile de exploatare a substanței (temperatura, presiunea etc.)

În urma evaluării, Comisia prezintă, dacă este necesar, o propunere legislativă Parlamentului European și Consiliului pentru a exclude substanța periculoasă în cauză din domeniul de aplicare a prezentei directive [2].

Operatorul trebuie să transmită autorității competente o notificare care să conțină următoarele informații [2]:

informații suficiente pentru a identifica substanțele periculoase;

cantitatea și forma fizică sub care se prezintă substanța sau substanțele periculoase în cauză;

activitatea sau activitatea propusă a instalației sau a suprafețelor de depozitare;

imediata vecinătate a amplasamentului, factorii care ar putea provoca un accident major sau agrava consecințele acestuia, amplasamentele vecine, zone și dezvoltări care ar putea fi sursa unui accident major sau ar putea crește riscul sau agrava consecințele unui accident major și al unor efecte domino.[2]

Vermeșan H, 2016, „Tehnologii cu impact redus asupra mediului”, suport de curs.

Notificarea sau actualizarea acesteia se trimite autorității competente în următoarele termene [3]:

pentru amplasamentele noi, înainte de începerea construcției sau a exploatării sau înainte de modificarea inventarului de substanțe periculoase;

in toate celelalte cazuri, la un an de la data de la care prezenta directivă se aplică amplasamentului în cauză.

Operatorul informează̆ autoritatea competentă înainte de următoarele evenimente [2, 3]:

orice creștere sau scădere semnificativă a cantității sau a naturii sau a formei fizice a substanței periculoase prezente, sau o modificare a proceselor în care aceasta este utilizată;

modificarea unui amplasament sau a unei instalații care ar putea avea consecințe semnificative în termeni de pericole de accident major;

închiderea definitivă a amplasamentului sau dezafectarea acestuia;

Operatorul are obligația de a elabora un document în care să prezinte politica de prevenire a accidentelor majore (PPAM) și să asigure o punere corespunzătoare în aplicarea acestuia [3 http://www.anpm.ro/documents/12220/2656148/Legea+59+din+11.04.2016.pdf/dfd99106-aca1-4deb-a8ce-0a1e0e137ce8] :

PPAM trebuie să asigure un nivel ridicat de protecție a sănătății umane și a mediului.

PPAM cuprinde obiectivele globale și principiile de acțiune ale operatorului, precum și angajamentul față de îmbunătățirea continuă a controlului pericolelor de accidente majore și asigurarea protecției.

operatorul revizuiește periodic și, dacă este necesar, actualizează̆ PPAM cel puțin o dată la cinci ani.

Accidente chimice majore

Accidentul chimic este un eveniment rezultat în urma scăpării în mediul înconjurător a unor substanțe toxice industriale, cu concentrații care depășesc limitele admise, punând în pericol sănătatea animalelor, a oamenilor și a mediului înconjurător [http://www.scritub.com/stiinta/chimie/ACCIDENTUL-CHIMIC14939.php].

Sunt considerate substanțe toxice industriale, substanțele chimice care datoritã proprietăților lor fizice, chimice și fiziopatologice în concentrații mici, produc intoxicații asupra vietăților la distanțe foarte mari, depășind limitele agentului economic fiind o sursã toxicã [http://www.scritub.com/stiinta/chimie/ACCIDENTUL-CHIMIC14939.php].

Accidentul de la Seveso a lăsat o urmă destul de însemnată asupra Europei. După acest eveniment neplăcut, Europa a început să fie mai vigilență la posibilele accidente chimice adoptând Directiva SEVESO

Accidentul a produs eliberarea în atmosferă a circa 6 tone de substanțe toxice, cu grave consecințe: aproximativ 37.000 persoane expuse; 736 persoane relocate dintr-o zonă de 110 ha (astăzi pădurea de stejari Seveso) [4http://www.isuarges.ro/inspectia_3/docprevenire/documente_seveso/IMPLEMENTARE%20DIRECTIVA%20SEVESO%20-%20ARGES%20-.pdf].

Aproximativ 4% dintre animalele de la fermele din vecinătate au murit, iar celelalte, în jur de 80.000, au fost sacrificate pentru a preveni contaminarea prin lanțul trofic. Instalațiile și solul din jurul fabricii au fost îndepărtate și depozitate întro zonă de depozitare special amenajată și asigurată (Figura 1.2 ) [4].

Cu toate acestea firma a mai lucrat încă o săptămână, nimeni nu era în fabrică când s-a întâmplat evenimentul și conducerea ICMESA a eșuat în alarmarea timpurie [4].

Autoritățile au început investigarea după cinci zile de la accident când animalele au început să moară în masă. Acest accident a fost semnalul de alarmă care a determinat Comisia Europeană să ia măsurile necesare pentru prevenirea situațiilor similar. Cu toate acestea, accidentele din industria chimică au continuat [4].

Figura 1.2. Imagini de la accidentul SEVESO Italia

Accidentul de la Toulouse, sud-vestul Franței, 2001 (Figura 1.3.)

În dimineața zilei de vineri 21 septembrie 2001, 0ra 10.15 o explozie foarte puternică a avut loc la fabrica de îngrășăminte AZF (Azote de France (dintr-o zonă industrială din apropierea orașului Toulouse, sud-vestul Franței [4].

Explozia a avut loc la un depozit în care azotatul de amoniu granular era depozitat. Cantitatea depozitată era între 200 și 300 de tone. AZF este amplasat într-o zonă industrială unde mai există alte obiective ce procesează substanțe. Amplasamentul se află sub regulile Directivei Europene Seveso II și este clasificat ca fiind un risc major. Forța exploziei a creat un crater cu un diametru de 50 de metri și o adâncime de 10 metri. Explozia a spart geamurile de la ferestrele situate în centrul orașului situate la 3 km depărtare. Liniile de telefon au căzut imediat și nu s-au mai putut folosi telefoane pe o rază de 100 km. Experții au estimat că puterea exploziei a fost echivalentă cu un cutremur, măsurând 3.4 scara Richter. Peste 500 de case au devenit nelocuibile și aproximativ 1400 de familii au rămas fără locuințe, 11.000 de copii au stat acasă după ce aproximativ 85 de școli și colegii au fost afectate, 2 școli au fost distruse și un spital grav avariat. 22 persoane au murit pe amplasament, 6 în vecinătatea amplasamentului și una în spital, 2442 de răniți [4].

Figura 1.3 Accidentul de la Toulouse, sud-vestul Franței, 2001

Accident chimic în Noua Zeelandă cu lemn sau cherestea, a avut loc în anul 1999 într-o fabrică din cauza unei erori tehnice. Principalele chimicale emanate în aerul respirabil sunt fomaldehidă, lipici/liant [4].

Accidentul de la Enschede, Olanda 2000

Cel mai grav accident petrecut în Europa în ultimii 50 de ani este considerat cel din orașul Enschede, Olanda, unde în dată de 13 mai 2000 la S.e. Fireworks, o companie care depozita articole pirotehnice (artificii) s-au produs două explozii foarte puternice (echivalentul a 100 de tone de TNT) [4].

Suflul exploziei s-a simțit până la o distanță de 30 de kilometri. Aproximativ 400 de apartamente, 294 de case, 50 de clădiri industriale și de birouri au fost distruse complet, 22 de persoane au murit, din care 4 pompieri, 947 răniți și 10.000 de persoane evacuate[39].

Raportul pompierilor privind cauza accidentului susține ipoteza unui scurt-circuit, dar poliția a presupus o incendiere intenționată, efectuând arestări [4].

Accident chimic în Regatul Unit cu formaldehidă în anul 2000, a avut loc într-o fabrică chimică [4].

Accidentul de la Constanța 2003

În dimineața zilei de 17 iulie 2003 în Constanța s-a produs o explozie la un rezervor de substanțe petroliere al firmei Oil Terminal S.S. Cauza incendiului a fost o eroare umană, o echipă de 6 muncitori fiind implicate în curățirea rezervorului acesta conținând o cantitate de 300 de tone de produse petroliere, rezervorul având o capacitate de stocare de 5000 de tone. Cea mai probabilă cauză care a condus la deflagrație și la incendiul care a urmat a fost o scânteie sau flacăra provocată de echipa de muncitori care lucra la rezervor [4].

În urma accidentului, un lucrător a decedat, iar alții patru au fost răniți. Pagubele material s-au ridicat la 1372 miliarde RON. La intervenție au participat toate echipajele de pompieri din Constantă. Pericolul pe amplasament îl reprezenta extinderea incendiului la celelalte rezervoare pline cu produse petroliere [4].

Figura 1.4 Accident chimic Constanța 2003 [4].

Amoniac

Amoniacul este una din produsele principale ale industriei chimice, azi producția mondială de amoniac ajunge cca. la 125 milioane tone, pentru această producție fiind necesară 3% din energia globului. Cea mai mare parte a cantității de amoniac este folosită pentru îngrășămintele chimice cu azot. Amoniacul lichid este folosit în agregatele frigorifice, sau la distilare fracționată în cercetarea carbonului (Institutul Max PlanckGermania). De asemenea este utilizat în industria textilă, sau la plasticizarea lemnului prin tratare cu o soluție cu amoniac. In metalurgie este folosit ca si gaz de protecție în timpultratării termice a metalului

Amoniacul este un gaz extrem de solubil in apa, el se dizolvain caile nazale si intr-un final e inghitit ajungand in stomac. O foarte mica parte din amoniacul inhalat ajunge in plamani. Din plamani si stomac amoniacul ajunge in sange. Consumul unei cantitati mari de carne produce cresterea valorii de amoniac din sange.

Corpul uman foloseste amoniacul in mai multe scopuri, inclusiv la mentinerea unui pH normal necesar vietii.

Amoniacul este procesat in ficat, rinichi si muschi, unde este transformat in uree sau glutamina (unul din cei 20 deaminoacizi esentiali). Ficatul are capacitatea de a transforma in jur de 130 de grame de amoniac in uree in fiecare zi (in mod normal el transform cam 1/8 din aceasta canitate). Principala cale de eliminare a amoniacului din organism este prin urina sub forma de uree; Se mai elimina insa si prin respiratie intre 0,1 si 0,3 ppm.

In concluzie organismul uman poate face fata unei expuneri destul de mare la amoniac.

Evaluarea efectelor pe sănătate. Amoniacul este iritant pentru ochi, sistemul respirator si piele datorita faptului ca este alcalin.

Expunerea acuta. Efectele biologice in cazul expunerii acute depind foarte mult de concentratia din aer, de cantitatea ingeratasi de durata expunerii.

Expunerea cronica. In general nu exista efecte cronice la expunerea delunga durata la concentratii mici de amoniac (sub 35ppm)[ https://www.academia.edu/4561448/Amoniacul]

Amoniacul este un gaz extrem de iritant pentru mucoase, iar soluțiile sale apoase sunt caustice. O parte din amoniacul inhalat este neutralizat de dioxidul de carbon la nivelul alveolelor, restul intrând în circulație, ca apoi să fie eliminat prin urină și transpirație. Intoxicația acută cu amoniac se manifestă prin senzații de asfixie, accese puternice de tuse, agitație, stări de delir, nesiguranță în mers, tulburări de circulație. Moartea poate surveni prin insuficiența cardiacă și edem pulmonar.

Concentrațiile de 0,25% – 0,45% amoniac în aer, adică 1897-3415 mg NH3/m3 aer pot cauza apariția formei de intoxicație acută. O expunere de cca. 5 minute într-un mediu având concentrația de 0,5 % – 1 % amoniac în aer , adică 7589 mg NH3/m3 aer poate provoca moartea. Îngerarea accidentală de soluții de amoniac este însoțită de fenomene de tip intoleranță gastrică, eriteme, edem global. Amoniacul afectează conjunctiva și corneea, provocând apariția de conjunctivite, spasm palperal și în cazuri grave, opacifierea sau perforarea corneei.

În tabel. sunt prezentate valorile maxim admise pentru concentrația amoniacului la locurile de muncă și în zonele locuibile.

Tabel. Valorile maxim admise pentru concentrația amoniacului la locurile de muncă și în zonele locuibile

Tabel 1.1

Conform legislației prezentate în tabel., concentrația maximă admisă de amoniac în mediul de lucru este de 36 mg/ m3 aer, iar în zonele protejate 0,3 mg/ m3 aer

PROCESUL TEHNOLOGIC INTR-O FABRICA DE INGHASAMINTE CHIMIC

2.1. Descrierea proceselor tehnologice propuse, a tehnicilor și echipamentelor

Procesul tehnologic de fabricare a amoniacului cuprinde următoarele faze:

Preparare gaz de sinteză:

comprimarea și desulfurarea gazului natural;

reformarea primară a gazului natural, la presiune medie;

reformarea catalitică secundară a gazului natural, cu aer tehnologic;

conversia catalitică a oxidului de carbon, în două trepte de temperatură.

Purificare gaz de sinteză brut:

purificarea pentru îndepărtarea CO2, care se realizează prin absorbția chimică a CO2 în soluție de carbonat de potasiu (K2CO3) activat cu dietanol amină – sistem Carsol. Dioxidul de carbon este utilizat in instalația de producție uree.

metanizarea – reacția catalitică de transformare a oxizilor de carbon în metan.

Sinteză și refrigerare amoniac:

comprimarea gazului de sinteză purificat, într-un compresor de tip centrifugal acționat de turbină de abur;

sinteza amoniacului la presiune medie cu separarea amoniacului prin refrigerare;

refrigerarea și depozitarea amoniacului.

Instalațiile auxiliare care sunt parte componentă a fabricii de amoniac sunt următoarele:

instalația de generare, distribuție și recuperare abur;

instalația de degazare a condensului de proces;

instalația de depozitare și distribuție amoniac lichid [http://mmediu.ro/new/wp-content/uploads/2014/10/2014-10-20_Autorizatie_GES_2013-2020_Amurco.pdf]

Procedeul de fabricare a amoniacului aplicat la platforma chimică se încadreaza în categoria proceselor convenționale de reformare cu abur a gazului natural. În figura 2.1. este prezentată schema fluxului tehnologic la instalația de amoniac

Figura 2.1 Schema tehnologică de obținere a amoniacului

2.2. Aspecte de mediu

2.2.1 Apa

Apele evacuate de pe platforma chimică sunt colectate prin sistemele de canalizare interioară.

Sisteme de reținere și epurare a apelor uzate tehnologice

Reducerea cantității poluanților existenți în apele uzate tehnologice se realizează in urmatoarele instalații de depoluare:

Instalația de hidroliză-desorbție

Aplică tehnica asociată BAT de reducere a conținutului de amoniac, dioxid de carbon și uree din apa/condensatele de proces, din instalația de Uree.

Procesul tehnologic se desfasoară în felul următor: apele care conțin amoniac, dioxid de carbon și uree din instația de uree sunt preîncălzite și introduse într-o primă coloană de desorbție, de unde se recuperează cea mai mare parte a amoniacul și dioxidul de carbon din apă. Apa din coloana de desorbție va alimenta hidrolizorul, în care se reduce conținutul de uree din apă , prin hidroliza la 210˚C, care se transformă în amoniac și dioxid de carbon. După hidroliză, apa tratată e racită și introdusă în a doua coloană de desorbție. În a doua coloană de desorbție se introduce abur viu saturat pentru eliminarea restului de amoniac și dioxid de carbon din apă. Vaporii rezultați din coloana a doua de desorbție sunt utilizati ca agent de stripare în prima coloană. Vaporii rezultați din prima coloană de desorbție și hidrolizor sunt condensați , formându-se carbamat de amoniu. Soluția diluată de carbamat formată prin intermediul unui separator, este parțial refluxată îin vârful primei coloane, restul este trimisă înapoi în instalația de uree, pentru prelucrare. Necondensabilele din separator pot fi trimise fie în instalația de uree pentru prelucrare fie în instalația de hidroliză-desorbție. Apa tratată care iese pe la partea inferioară a celei de-a doua coloane de desorbție este racită și dirijată către bazinul de retenție finală .

Bazine de dezuleiere

Au rolul de reținere a scăpărilor de ulei de ungere a utilajelor dinamice din instalația de uree. Sunt două bazine din beton, cu V=192 m3 fiecare. Uleiul de la suprafața apei este colectat și stocat în butoaie metalice, iar apa este dirijată spe bazinul de retenție finală.

– Bazine de neutralizare ape uzate din instalația de demineralizare

În aceste bazine se realizează neutralizarea apelor acide cu apele bazice de la regenerarea rășinilor schimbătoare de ioni din cadrul instalației de demineralizare apă brută. Sunt două bazine din beton, protejate cu geomembrană, cu un volum V= 400 m3. Apa neutralizată este dirijată spre bazinul de retenție finală.

– Instalația finală de epurare -Bazinul de retenție finală

Are ca scop epurarea apelor chimice impure de pe platformă, prin omogenizarea, neutralizarea și precipitarea suplimentară (dupa caz), urmate de decantarea eventualelor suspensii, înainte de evacuarea în colectorul general.

Bazinul e construit din beton, este semiîngropat, cu dimensiunile 80x22x4 m, V= 7000 mc, compus din patru compartimente care comunică între ele două câte două (două sunt în funcțiune și două de rezervă). Bazinul este prevăzut cu racord la conducta de lapte de var. Din bazinul de retenție finală apele sunt evacuate în colectorul general.

Apele pluviale

Sunt colectate prin reteaua interna de canalizare ape pluviale si dirijate in colectorul general, care evacueaza apele in emisarul natural (confluenta raului Bistrita cu raul Siret).

Apele menajere

Sunt colectate prin canalizarea internă de ape menajere și evacuate ăn canalizarea municipală. Serviciul de preluare și epurare ape menajere este asigurat de SC Compania de Apă Bacău SA, pe baza de contract încheiat cu fabrica de ingrășăminte chimice.

Evacuarea finală a apelor uzate

Fabrica evacuează în emisarul natural-confluența râului Bistrița cu râul Siret, prin colectorul general, ape uzate care provin din următoarele surse:

bazinul de retenție finală (ape uzate tehnologice, epurate);

ape din colectorul general;

ape pluviale.

Evacuarea în râu se realizează prin canal de beton, subteran, cu o lungime de cca.1,5 km.

2.2.2 Aer

Sursele de emisii punctiforme dirijate în aer și echipamentele pentru dispersie sunt prezentate în tabelul următor:

Tabel 2.1

Sursele de emisii punctiforme dirijate în aer și echipamentele pentru dispersie

2.2.3. Sol și apă subterană

-Suprafața de teren ocupată de fabrică este de 78.345,05 mp;

Dotări existente, care asigură protecția calității solului și apei subterane :

depozitarea materiilor prime, a materialelor auxiliare și a produselor finite se face în magazii și depozite special amenajate, cu respectarea condițiilor impuse categoriei de materiale depozitate:

depozit central,

depozit de catalizatori ,

depozit de var,

depozit de ulei,

depozit de combustibili,

depozit de uree,

stocarea combustibililor se face în depozitul de combustibili, special amenajat; acesta cuprinde rezervoare cilindrice, subterane, cuva de retenție betonată și rigole de colectare a eventualelor pierderi, separator de produse petroliere ; platforma de deservire a rezervoarelor este betonată, cu rigolă și basa de colectare a apelor pluviale impurificate cu produse petroliere; în prezent aprovizionarea se face cu autocisterne și depozitarea se face direct în rezervoare metalice de aprox. 30 mc aplasate subteran .

stocul de pacură din rezervoarele existente pe amplasament a fost lichidat, gospodaria de pacură a fost închisă și în CET se utilizează drept combustibil gazele naturale

platforma betonată la tancul de amoniac și racord la canalizarea de ape chimic impure;

containere pentru depozitarea deșeurilor menajere, inchiriate de la o firmă specializată

Surse posibile de poluare a solului și apei subterane:

depuneri de pulberi ca urmare a manipulării și depozitării substanțelor solide, utilizate ca materii prime, materiale sau rezultate ca produse finite,

gestionare necorespunzatoare a substanțelor și preparatelor chimice utilizate, a materialelor de întreținere, combustibililor, uleiurilor și deșeurilor de ambalaje,

infiltrații datorate posibilelor neetanșeități ale rezervoarelor, cuvelor sau canalizărilor,

deversărilor accidentale de substanțe și materiale.

Societatea dispune de 4 puțuri de monitorizare a calității apei subterane. Acestea sunt amplasate astfel:

zona tanc amoniac, notat PF 1;

CET, notat PF 2;

vecinatate turn hidro, notat PF 3;

zona bazin de retentie finala, notat PF 4;

Analizele se efectueaza in cadrul laboratorului propriu, cu personal calificat.

Cerinte minime necesar a fi respectate permanent protectia solului si apei subterane:

structuri subterane:

– sa aiba izolatie de siguranta,

– sa existe un sistem de detectare permanenta a scurgerilor,

– sa fie incluse in programul de inspectie si intretinere, intocmit anual pentru intreaga instalatie;

rezervoare, cisterne, vase de stocare si depozitare, conducte de transport:

sa fie asigurata integritatea recipientului, vasului, depozitului si a sistemelor de transport prin conducte, sa fie rezistente la actiunea materialelor si substantelor depozitate, in conditiile specifice,

sa existe sisteme de captare a scurgerilor accidentale de la vane, robinete,

sa se asigure cuve etanse de retinere a scurgerilor accidentale, sau suprafete de contact cu solul sau subsolul impermeabile, dupa caz,

sa fie asigurate imbinari etanse ale constructiilor,

sa faca obiectul inspectiilor vizuale regulate si a inspectiilor periodice planificate,

sa se asigure capacitate de preluare a substantelor depozitate, in caz de scurgeri, defectiuni, avarii,

sa fie inscriptionate corespunzator.

2.3. Gestionare deșeuri

[http://amurco.blogspot.com/2007/05/sc-amurco-srl-bacau.html]

Deșeuri produse, colectate, stocate temporar

Din activitate se generează categoriile de deșeuri enumerate in tabel.

Tabel 2.2

Deșeuri generate în procesul tehnologic

Deșeuri refolosite

Deșeurile de ambalajele ( butoaie din tablă ) provenite de la achizitionarea catalizatorilor , rașinilor ionice sunt refolosite pentru colectarea și valorificarea celor uzate .

Gestionarea ambalajelor

Ambalajele folosite și rezultate din activitate vor fi gestionate în vederea recuperării și reciclării, conform prevederilor HG 621/2005, cu modificările ulterioare, privind gestionarea ambalajelor și deșeurilor de ambalaje.

Operatorul deține Contractul nr.207.39.91 din 19.12.2007, pentru preluarea obligațiilor de valorificare și reciclare a deșeurilor de ambalaje, precum și a obligațiilor de raportare a datelor privind ambalajele și deșeurile de ambalaje.

Pentru reducerea impactului deșeurilor asupra mediului se vor aplica: măsuri de minimizare a cantităților de deșeuri generate de activitate; stocarea pe categorii, numai în spațiile special amenajate și întreținute corespunzător, valorificarea sau eliminară ritmică a deșeurilor, după caz, fără a crea stocuri care ar putea produce un impact negativ asupra mediului; este interzisă orice: deversare necontrolată de uleiuri uzate în sistemul de canalizare, în apele de suprafață sau pe sol; prelucrare a uleiurilor uzate care poate determina poluare a mediului; depozitare necontrolată a deșeurilor; eliminarea deșeurilor de pe amplasament se va face pe rute bine stabilite, cu mijloace de transport conforme, care să prevină impactul asupra mediului.

Deșeurile trimise în afară

transportul deșeurilor se va face conform Hotărârii Guvernului nr. 1061/2008 privind transportul deșeurilor periculoase și nepericuloase pe teritoriul României,

operatorul activității este obligat să colecteze deșeurile provenite de la laboratoarele chimice proprii și să le predea împreună cu reactivii chimici uzați persoanelor juridice autorizate în coincinerarea acestora.

conform H.G. nr. 235/2007 – privind gestionarea uleiurilor uzate, art. 4, se interzice operatorului de activitate următoarele: deversarea uleiurilor uzate în apele de suprafață, apele subterane și în sistemele de canalizare; evacuarea pe sol sau depozitarea în condiții necorespunzătoare a uleiurilor uzate, precum și abandonarea reziduurilor rezultate din valorificarea și incinerarea acestora; amestecarea diferitelor categorii de uleiuri uzate cu alte tipuri de uleiuri conținând bifenili policlorurați ori alți compuși similari și/sau cu alte tipuri de substanțe și preparate chimice periculoase; amestecarea uleiurilor uzate cu motorina, ulei de piroliza, ulei nerafinat tip P3, solvenți, combustibil tip P și reziduuri petroliere și utilizarea acestui amestec drept carburant; colectarea, stocarea și transportul uleiurilor uzate în comun cu alte tipuri de deșeuri; gestionarea uleiurilor uzate de către persoane neautorizate; utilizarea uleiurilor uzate ca agent de impregnare a materialelor.

colectarea anvelopele uzate, deșeurile de ambalaje, baterii și acumulatori uzați, în vederea livrării lor la unități autorizate pentru coincinerarea sau valorificarea

lor se va face cu respectarea legislației în vigoare. personalul va fi instruit cu privire la modul de gestionare a deșeurilor rezultate din activitate.

Operatorul are obligată evitării producerii de deșeuri; în cazul în care acestea se produc, ele trebuie valorificate, iar dacă acest lucru este imposibil tehnic sau economic, deșeurile sunt eliminate astfel încât se se evite sau să se reducă orice impact asupra mediului.

Eliminarea sau recuperarea deșeurilor trebuie să se desfășoare în conformitate cu legislația națională în vigoare.

IDENTIFICAREA PARAMETRILOR NECESARI SIMULĂRII

Amplasament

Fabrica este un combinat chimic din municipiul Bacău deținut de grupul Interagro din anul 1997 și a fost înființată în anul 2005, prin preluarea unei părți din activele combinatului chimic Sofert Bacău, care a rezultat în urma transformării integrale a Combinatului de Îngrășăminte Chimice Bacău (C.I.C. Bacău) înființat în anul 1974.

Platforma chimică reprezintă un complex de instalații amplasate în zona industrială Bacău Sud, la o distanță de aproximativ 3 km de municipiul Bacău și care se întinde pe o suprafață de aproximativ 78.000 mp, fiind situată în intravilanul localității.

Figura 3.1 Localizare Bacău

Prin dezvoltarea municipiului Bacău, zona rezidențială este în continuă extindere de jurîmprejurul Bacăului, iar zonele considerate în trecut extravilane se găsesc acum în imediata vecinătate a obiectivelor industriale.

Figura 3.2 Harta municipiu Bacău

Platforma chimică a societății este amplasată pe curba de nivel de 150 m, la cota de 140 m, pe malul drept al râului Bistrița. Topografia locală, se prezintă sub forma unei denivelări de teren în zona de confluență a râului Bistrița cu râul Siret și a unei largi trepte de terasă. În imediata vecinătate a platformei chimice nu se găsesc habitate sau specii protejate.

Rezervorul de amoniac este situat în partea de sud a amplasamentului societății. Pe exterior este prevăzut cu dispozitive de inundare, în cazul apariției de scurgeri accidentale

Factorii meteorologici

Orașul Bacău este cel mai vechi și cel mai mare oraș din județul a cărui reședință este. Așezat în zona de largă confluență a Bistriței cu Siretul, orașul ocupă terasa de luncă și terasele inferioare ale Bistriței. Extinderea cea mai mare o are pe terasa de 10-15 metri (160-165 metri altitudine absolută). Pe terasele de 30-40 și 50-60 metri (altitudine relativă), orașul s-a dezvoltat în principal după anul 1900; prin o parte din comunele sub-urbane (Măgura, Hemeiuși, Mărgineni), care ocupă terasele înalte, Bacăul ajunge până sub Culmea Pietricica. Din punct de vedere economico-geografic, orașul are o așezare deosebit de favorabilă. El dispune de o importantă gamă de resurse naturale și se găsește pe vechiul “drum al Siretului”, aproape de punctul în care se întâlneau granițele celor trei provincii istorice românești.

Circulația atmosferică și influența acesteia în dispersia poluanților

La nivel local, circulația generală a atmosferei (care se desfășoară pe direcție NVSE și N-S, în funcție de orientarea văilor care confluează în zona Bacău) suferă o serie de influențe, factorii cei mai importanți de menționt fiind:

– caracterul asimetric al văii Siretului;

– structura și tipul teraselor Bistriței și Siretului;

– vecinătatea în partea de sud a Culmii Pietricica;

– orientarea și lărgimea văilor Bistriței și Siretului.

Aceste elemente au un rol foarte important în procesul de dispersie a poluanților; în funcție de temperatură (stabilitate/instabilitate atmosferică), umiditate, densitate, presiune, vânt și turbulență atmosferică, emisiile poluante pot stagna în zona rezidențială a orașului, se pot deplasa într-o direcție sau alta, în funcție de direcția din care bate vântul, se pot depune sau pot fi transportate la mare distanță față de sursă.

Dispersia poluanților a fost studiată mult și, pe baza cercetărilor și observațiilor efectate, au fost stabilite legi și formule, folosite ulterior în calcule asupra concentrațiilor din atmosferă a substanțelor poluante.

Temperatura : Variația temperaturii aerului în funcție de presiune, și deci de înălțime, este un factor important în deplasarea maselor de aer și implicit în răspândirea poluanților în atmosferă.

Figura 3.3 Temperatura și precipitații medii

Umiditatea: Umiditatea aerului se opune dispersiei poluanților și micșorării concentrației lor, împiedicând particulele să se deplaseze. Umiditatea crescută duce la formarea de ceață, care are ca efect concentrarea impurităților; în zonele poluate, ceața se formează destul de frecvent. Particulele aflate în suspensie, devin nuclee de condensare, iar ceața poate apărea și la o umiditate de 70% ( în cazul în care există peste 300-500 de nuclee de condensare /cmc). Ocupând straturile inferioare ale atmosferei, ceața provoacă creșterea concentrațiilor poluanților, devenind un factor activ în realizarea reacțiilor chimice în atmosferă. Doar la apariția precipitațiilor este favorizată spălarea și dizolvarea impurităților și aducerea acestora pe sol. Ploaia realizează curățarea atmosferei în special de gaze, iar zăpada de particulele solide aflate în suspensie.

Vântul poate fi considerat cel mai important factor de împrăștiere a poluanților. Difuzarea acestora este direct proporțională cu viteza vântului. Corelarea acestor trei principali factori și aplicarea lor la condițiile speciale ale zonei de confluență Bistrița-Siret, ne pot conduce la concluzia că, în zona municipiului Bacău, în condițiile unei instabilități atmosferice prezente cea mai mare parte a anului și ținând seama de orientarea versanților celor două văi, dispersia poluaților se realizează relativ eficient, pe direcțiile nord-vest, sud-est sau sud, fără a afecta grav zonele rezidențiale. [https://fsu.valahia.ro/images/avutgs/1/2003/2003030118.pdf]

Figura 3.4 Roza vânturilor

Cutremur

Cele mai periculoase zone pentru locuitori, în caz de cutremur, sunt București, Ploiești, Buzău, Focșani sau Iași și toate zonele cuprinse între ele, urmate în topul intensității de Roman, Bacău, Pitești, Giurgiu și toate zonele din acest perimetru. În zonele cu risc intermediar se mai află și Cernavodă, Tulcea, arată statistica întocmită de INFP.[ https://www.romaniatv.net/cele-mai-periculoase-si-cele-mai-sigure-orase-din-romania–in-caz-de-cutremur_312076.html]

Județul Bacău este poziționat de către specialiștii în fizică Pământului în cea mai afectată zonă de către undele seismice generate de Vrancea, zonă care se întinde de la Chișinău până la București. Este zona de “cod roșu”, unde la precedentele cutremure de mare magnitudine s-au produs majoritatea pagubelor materiale și pierderilor de vieți omenești. [https://www.desteptarea.ro/tram-cu-bulina-rosie-sub-perna-risc-permanent-pentru-sute-de-bacauani-din-cauza-seismelor/]

Figura 3.5 Harta interactivă de zonare în termeni de valori de vârf ale accelerației terenului[http://www.encipedia.org/articole/proiectare/resurse-utile/harti-de-zonare/harta-de-zonare-seismica-din-p100-1-2013.html]

Caracteristicile amoniacului

Amoniacul este un compus binar al azotului cu hidrogenul. Molecula sa este alcătuită din un atom de N și trei atomi de H legați prin legături covalente polare simple.[ http://imake.lefo.ro/~laurentiu.bulgaru/substante_anorganice/reprez/nh3.html]

Figura 3.6 Formula chimica a amoniacului

Proprietăți fizico-chimice ale amoniacului

masa moleculară: 17,03 kg/kmol

stare fizică: gaz incolor cu miros caracteristic

densitate la 0℃: 0,771 g/L

densitate în stare lichidă (la – 79 ℃ ): 0,817 g/L

temperatura de topire: -77,7 ℃

temperatura de fierbere: -33,35 ℃

solubilitatea: solubil în apă, parțial solubil în eter

densitatea vaporilor în raport cu aerul: 0,589 g/ m3

temperatura de inflamabilitate: -2 ℃

temperatura de autoaprindere: 651 ℃

reactivitate chimică: în contact cu Cl, I, Br, HF se aprinde sau chiar poate exploda

putere calorifică: 4450 kcal/kg

limite de explozie:

inferioară: 16 % /113,34 g/m3

superioară: 79 % /178,34 g/m3

presiunea maximă de explozie: 0,588 N/mm2

toxicitate: substanță cu toxicitate medie, acțiune în funcție de concentrație și timp de expunere;

grupa de explozie: II A.

Parametri tehnologici

Principali parametri tehnologici utilizați în simularea unui accident chimic major la o fabrică de îmgrășăminte chimice și prduse azotoase

înălțimea tancului: 20 m;

diametrul tancului: 25 cm;

presiunea în tanc: 748 atm,

temperatura în tanc: -34°C.

Alegerea softului de simulare

Programul software ALOHA (Areal Locations of Hazardous Atmospheres) (Figura ) este un program gratuit elaborat și folosit de USEPA (United States Environmental Protection Agency). Cu ajutorul acestui program se pot estima zonele predispuse amenințării cu emisii de substanțe chimice periculoase, inclusiv nori de gaze toxice, incendii sau explozii

Figura 3.7 Programul ALOHA.

Obiectivul programului este acela de a veni în sprijinul factorilor de decizie care răspund de eliberările de natură chimică în atmosferă la rezolvarea situațiilor de urgență și în activitatea de instruire pentru a stabili măsurile de protecție și intervenție în astfel de situații [Program ALOHA].

Etapele principale ale programului ALOHA sunt: introducerea datelor, rularea și extragerea rezultatelor, reprezentarea și interpretarea acestora. Se folosește programul MARPLOT (Mapping Application for Response, Planning și Tasks Operational Local) (Figura ) fiind un program de cartografiere. Acesta are o interfță GIS care este ușor de utilizat, se poate vizualiza rapid și modifica hărți. Prin interfață GIS se înțelege un sistem de informații geografice[Program MARPLOT]

Figura 3.8 Programul MARPLOT.

Rezultatele programului se prezintă sub diferite forme:∙numeric; grafic, distribuția plană a concentrației de poluant la înălțimea dorită; grafic, variația concentrației în timp într-un punct din spațiu ales; variația în timp a debitului sursei. Interpretarea rezultatelor obținute se face prin: reprezentarea distribuției plane a concentrației substanței la diverse înălțimi, permite demarcarea zonelor periculoase pe nivele de toxicitate, la diverse intervale de timp, mai mici decât 60 minute

Cunoașterea zonelor expuse cel mai mult efectelor substanței poluante, permite luarea unor măsuri preventive (echiparea corespunzătoare a populației, izolarea, evacuarea etc.). Determinarea concentrației substanței poluante și a nivelului de periculozitate într-un anumit punct, la o anumită distanță de sursă, se poate face folosind reprezentările grafice ale variației temporare a concentrației

Modelul Gaussian

ALOHA utilizează modelul Gaussian pentru a arăta cum se vor dispersa gazele în atmosferă Modelul Gaussian este cel mai folosit model pentru realizarea estimărilor concentrațiilor substanțelor din surse punctiforme în direcția vântului. Este folosită o axă tridimensională a vântului (x,y,z), cu originea la înălțimea efectivă a emisiei. Se poate observa că în funcție de direcția vântului substanțele toxice sunt dipersate în atmosferă

Poluanții sunt dispersați de vânt [Vermeșan H, 2015, „Fenomene de transfer a poluanților”, suport de curs]:

Vertical – în funcție de stabilitatea atmosferică;

Orizontal – în funcție de difuzia moleculară și turbulență.

Axa x este în direcția vântului, axa z este verticală în sus, iar axa y este perpendiculară pe direcția vântului

În elementul de volum considerat, transportul se face

prin difuzie (în toate direcțiile);

prin convecție (pe direcția vântului).

Termenul ce caracterizează sursa (SS, [kg/s⋅m3]) este inclus în cazul în care au loc reacții chimice la care participă poluantul

a)

b)

Figura 3.9 Modelul Gaussian

Dx, Dy, Dz = coeficienții efectivi de difuzie, care includ difuzia moleculară și cea turbulentă.

Dacă:

Stare staționară:

Transportul convectiv pe direcția x este mai intens decât cel prin difuzie moleculară

Coeficienții efectivi de difuzie sunt constanți;

Viteza vântului (U) este constantă pe direcția x;

Nu există reacții chimice (SS=0);

Ecuația lui Gauss se rezolvă în următoarele condiții

c→∞ când x→0

Concentrația tinde la infinit când distanța tinde la zero (sursa fiind redusă la un punct).

c→0 când x,y,z→ ∞

Concentrația tinde la zero când distanța de la sursă tinde la infinit.

→ ∞ când z→0

Difuzia la nivelul solului este zero.

Masa poluantului transportat de vânt este constantă și este egală cu cea emisă de sursă

Formula modelului Gaussian

c(x,y,z) – concentrația poluantului în punctul de coordonate (x,y,z), pe direcția vântului, la înălțimea z de la sol [g/m3].

Axa x este în direcția vântului, axa z este verticală în sus, iar axa y este perpendiculară pe direcția vântului

Q – debitul masic de poluant [g/s].

u – viteza medie a vântului la nivelul emisiei, [m/s].

– coeficienții de dispersie a poluantului pe direcția y respectiv z.

4 . SIMULAREA UNUI ACCIDENT

Tipologia posibilă a unor situații de urgență internă pe platforma fabricii de ingrasaminte chimice, pe baza istoricului evenimentelor care au condus la opriri accidentale și a cunoașterii riscurilor asociate instalațiilor, precum și a proprietăților de pericol a substanțelor cu care lucrează, este prezentată în tabel.

Scenariul a fost conceput pornind de la lista de cutremure prosude in Romania din 1022 pana in prezent. [http://esnet.infp.ro/seismicitate/](+link). Avand in vedere ca in anii 1802.1838,1901, 1940, 1977, 1986, au avut loc cutremure foarte mari, peste 7 grade Richter , am ales ca si sistem de referinta pentru simulare, 6,9 grade Richter.

Scenariu simulări

Producerea evenimentului

Evenimentul s-a produs pe data de 9 septembrie 2018 în jurul orei 12. Datorită unor trepidații produse de manifestarea unui cutremur cu magnitudinea de 6,9ș pe Scara Richter, s-a produs o fisură majoră la 3 m de baza rezervorului, fapt care a condus la eliberarea în atmosferă a unei mari cantități de amoniac. Rezervorul era încărcat la 80% din capacitatea maximă.

Descrierea evenimentului

La data producerii evenimentului s-a auzit un zgomot foarte puternic care a inițiat procesul de distrugere a învelișului de tablă de aluminiu, a izolației de vată minerală și a izolației FOAMGLAS. Obiectivul a intrat în rezonanță iar vibrațiile au dus la cedarea termoizolației, continuând procesul în mod progresiv până s-a ajuns la distrugerea în proporție de 90 % a învelișului criogenic, făcând inutilizabilă construcția pentru scopul pentru care a fost creată și nume menținerea amoniacului lichid în condiții de securitate (temperatura de – 40˚C). Evenimentul produs a afectat structura de rezistență a rezervorului producând o fisură cu diametrul de 9 cm, care a condus la eliberarea în atmosferă a unei cantități mari de amoniac și datorită concentrației mari au fost afectați 10 de salariați și peste 20 de cetățeni din rândul populației aflate în raza letală a substanței periculoase și a fost afectat mediul înconjurător.

Descrierea simulări

Pentru elaborarea scenariului de accident major au fost luate în considerare urmatoarele elemente :

amplasamentul fabricii ținând cont de poziția față de așezările urbane și rurale din zonă;

pericolul prezentat pentru personalul fabricii;

cantitatea de substanță periculoasă (amoniac) prezentă în instalații sau depozitată în momentul producerii accidentului;

caracteristicile substanțelor implicate care pot fi antrenate în timpul apariției defecțiunilor și care pot amplifica urmările accidentului;

modelarea privind propagarea emisiilor în funcție de studiile efectuate, precum și dezvoltarea incendiilor în urma producerii exploziilor;

Figuraura 4.1 Introducerea locației.

În Figuraura 4.1 se introduce în programul ALOHA locația fabricii pentru realizarea simulărilor. Coordonatele geografice au fost introduse manual.

După introducere locației, programul cere alegerea substanței chimice care v-a fi testată în cadrul simulării (Figura 4.2).

Figura 4.2 Alegerea substanței toxice.

Următoare etapă este de a introduce manual date meteorologice (Figuraura 4.3). În cazul de față am introdus următoarele date:

Viteza vântului: 5 m/s;

Temperatura aerului: 10°C

Acoperirea cu nori: parțial înnorat

Umiditatea aerului: 40%

Figura 4.3 Situația atmosferică.

In continuare trebuie selectata optiunea in care substanta nu arde, astfel se va putea simula concentratia maxima de amoniac la diferite momente si distante fata de sursa. (Figuraura 4.4)

Figura 4.4 Selectarea optiunii in care substanta nu arde.

După ce am selectat că substanța nu arde, trebuie introduse manual date despre posibilul accident. Se introduc următoarele date (Figuraura 4.5,a) ,b) si c)):

Diametrul rezervorului: 25 m,

Inaltimea rezervorului: 20 m,

Figura 4.5 Parametrii tehnologici.

REZULTATE OBȚINUTE ÎN URMA SIMULĂRI ȘI

INTERPRETAREA ACESTORA

5.1 Comportamentul substantei chimice

În urma procesării datelor din scenariu au rezultat trei zone toxice de amenințare [16]:

letală – culoarea roșie;

de intoxicare – culoarea portocalie;

de poluare – culoarea galbenă.

În funcție de viteza și direcția de deplasare a vântului se pot stabili măsurile de intervenție, avertizarea și alarmarea salariaților și populației despre producerea unui pericol sau iminența producerii în scopul trecerii în timpul cel mai scurt la aplicarea măsurilor de protecție și intervenție.

5.1.1 Dispersia poluantului sub forma de pană

În figura 5.1. este prezentată amprenta concentrațiilor de amoniac pentru diferite valori.

Figura 5.1 Amprenta concentrațiilor de amoniac pentru diferite valori.

Din graficul rezultat se poate observa faptul că, amprenta de dispersare a substanței periculoase crește odată cu scăderea concentrației de amoniac, datorită vitezei vântului și fenomenului de dispersie, suprafața afectată de norul de amoniac fiind de 2.700 m², cu concentrații diferite în funcție de distanță.

În figura 5.2. este prezentat graficul variației concentrației amoniacului la distanța de 200 m.

m.

.

Figura 5.2 Concentrația de amoniac la distanța de 200m

Din graficul rezultat se poate observa faptul că, în primele 3 minute valoarea concentrației crește până la valoarea e 1.230 ppm după care creste treptat în timp de o oră până la valoarea de 2.020 ppm, datorită vitezei vântului care dispersează amoniacul pe o suprafață din ce în ce mai mare odată cu scăderea concentrației.

5.1.2 Zona în care amoniacul este inflamabil

În figura 5.3. este prezentat graficul cu zona inflamabilă.

Figura 5.3 Graficul cu zona inflamabilă

Din graficul rezultat se poate observa faptul că, zona inflamabilă se află în apropierea rezervorului pe o suprafață de aproximativ 50 m2 și în cazul în care amoniacul ia foc, incendiul produs poate fi urmat de o explozie de mari proporții.

5.1.3 Zona de explozie

În figura 5.4. este prezentat graficul cu zona de explozie.

Figura 5.4 Graficul cu zona de explozie

Din graficul rezultat se poate observa faptul că, în urma producerii unei explozii, aceasta ar produce distrugerea clădirilor existente pe o suprafață de aproximativ 404 m², probabil grave prejudicii pe o suprafață de aproximativ 585 m² și spargerea geamurilor din sticlă la clădirile existente pe o suprafață de aproximativ 925 m² și care ar putea produce victime în rândul populației aflate în zona de explozie

5.1.4 Cantitatea și timpul de scurgere a amoniacului

În figura 5.5. este prezentat graficul privind cantitatea și timpul de scurgere a amoniacului.

Figura 5.5 Cantitatea și timpul de scurgere a amoniacului.

Din graficul rezultat, se poate observa faptul că, în primele 6 minute și jumătate de la spargerea rezervorului s-au scurs aproximativ 15.000 t de amoniac diferența tone fiind scursă în decursul a 18 minute.

5.2 Influenta factorilor meteorologici

5.2.1 Influența vântului

În funcție de viteza și direcția de deplasare a vântului se pot stabili măsurile de intervenție, avertizarea și alarmarea salariaților și populației despre producerea unui pericol sau iminența producerii în scopul trecerii în timpul cel mai scurt la aplicarea măsurilor de protecție și intervenție.

Influența vitezei vântului asupra concentrației amoniacului din atmosferă, rezultată în urma accidentului chimic, poate fi observată analizând Figuraurile 5.1 ÷ 5.3. Conform literaturi de specialitate viteza vântului este factorul meteorologic care determină diluarea inițială a poluanților în atmosferă, a amoniacului în cazul simulări realizate.

Poluanții sunt dispersați de vânt pe vertical în funcție de stabilitatea atmosferică și pe orizontal în funcție de difuzia moleculară și turbulență.

Variația vitezei vântului a fost evidențiată prin simulări la 15 m/s, 10m/s și 1,5 m/s, în timp ce restul parametrilor au rămas constanți:

Direcția vântului: vest (W)

Temperatura: 10°C

Umiditatea: 40%

Figura 5.6 Dispersia amoniacului la viteza vântului de 15 m/s

Din graficul prezentat în Figura 5.6 a), se poate observa faptul că, amprenta de dispersare a substanței periculoase crește odată cu scăderea concentrației de amoniac, datorită vitezei vântului și fenomenului de dispersie, cu concentrații diferite în funcție de distanță. Astfel se poate observa că concentrația amoniacului de peste 30 ppm, care are un impact destul de semificativ asupra sănătății populației, se regăsește în atmosferă până la o distanță de 2,2 km, pe direcția vântului, de tanc fisurat. Dacă suprapunem graficul din Figura 5.6 a) peste harta Orașului Bacau, Figura 5.6 b), se poate observa că norul de amoniac depăsește incinta fabrici și pot fi stabilite zonele de evacuare a populației.

Figura 5.7 Dispersia amoniacului la viteza vântului de 10 m/s

Analizând graficul din Figura 5.7 a), se observă că amprenta de dispersie a amoniacului asupra mediului înconjurător când viteza vântului este de 10 m/s crește, în comparație cu situația în care viteza vântului era mai mare 15 m/s – Figura 5.7 a), ajungând la o distanță de peste 2,7 km.

Simulând dispersia amoniacului la viteza vântului de 1,5 m/s, iar ceilalți parametrii rămânând constanți, se poate observa ca amprenta de dispersie a amoniacului ajunge până la 2,3 kilometri în lungime, pe direcția vântului, ajungând până în zona învecinată orașului și se evidențiază faptul că odată cu scăderea vitezei vântului amoniacul rezultat în urma accidentului chimic se împrăștie pe o rază mai mare.

Figura 5.8 Dispersia amoniacului la viteza vântului de 1,5 m/s

Analizând Figurile 5.6÷5.8 se poate observa că amprenta de dispersare a substanței periculoase crește odată cu scăderea vitezei vântului. Dacă vântul are o viteză mai mare duce la scăderea concentrației substanței periculoase datorită diluării inițiale a acesteia.

5.2.2 Influența temperaturii

Variația temperaturii a fost evidențiată prin simulări la -5°C, 10°C, 20°C în timp ce restul parametrilor au rămas constanți:

Direcția vântului: vest (W)

Viteza vântului: 10 m/s

Umiditatea: 40%

În cazul în care viteza vântului este de 10 m/s, umiditatea atmosferica de 40% și direcția vântului de la vest, Figuraura 5.7 a), pana de dispersie a amoniacului crește odată cu scăderea concentrației de amoniac, datorită vitezei vântului și fenomenului de dispersie, cu concentrații diferite în funcție de distanță. Astfel se poate observa că concentrația amoniacului de peste 30 ppm, care are un impact destul de semificativ asupra sănătății populației, se regăsește în atmosferă până la o distanță de peste 2,6 km, pe direcția vântului. Dacă suprapunem acest grafice peste harta Orașului Bacau, Figuraurile 5.7 b), se poate observa că norul de amoniac ajunge în zona locuită și pot fi stabilite zonele de evacuare a populației.

Figura 5.9 Dispersia amoniacului la temperatura de -5°C.

Figura 5.10 Dispersia amoniacului la temperatura de 10°C

Figura 5.11 Dispersia amoniacului la temperatura de 20°C

În cazul în care avem de a face cu o zi mai călduroasă în care temperatura atmosferică este de până la 20°C, pana de dispersie a amoniacului prezenta în figură 5.11 a) și b), rezultată în urma incidentului se dispersează pe o distanță de aproape 2,8 kilometri zona galbenă și până la 262 de metri zonă afectată cu mai mult de 1100 de ppm afectând populația destul de grav.

Analizând reprezentarea grafică a simulărilor din figurilor 5.9÷5.11 se observă că la variația temperaturii pana de dispersie a amoniacului crește odată cu scăderea concentrației de amoniac, datorită vitezei vântului și fenomenului de dispersie, cu concentrații diferite în funcție de distanță. Astfel se poate observa că concentrația amoniacului de peste 30 ppm, care are un impact destul de semificativ asupra sănătății populației, se regăsește în atmosferă de la 2,6 km la temperatura de -5°C și 2,8 km la temperatura de 20°C o pe direcția vântului.

5.2.3 Influența umidității

Variația umidității a fost evidențiată prin simulări la 20%, 40% și 75% în timp ce restul parametrilor au rămas constanți:

Viteza vântului: 10 m/s,

Temperatura aerului: 10°C,

Direcția vântului: Vest.

Figura 5.12 Dispersia amoniacului cu umiditate 20%

Figura 5.13 Dispersia amoniacului cu umiditate 40%

Figura 5.14 Dispersia amoniacului cu umiditate 75%

În cazul variației umidității atmosferice (figurile 5.12-5.14) pana de dispersie a amoniacului crește odată cu scăderea concentrației de amoniac, datorită vitezei vântului și fenomenului de dispersie, cu concentrații diferite în funcție de distanță, în timp ce umiditatea înfluențează foarte puțin. Pana de poluant se intinde pe o lungime de până la 2,8 kilometri, zona galbenă (mai mult de 30 de ppm), zona portocalie care se întinde pe un interval de 958 de metri și zona roșie care se află undeva la 262 de metri de la locul incidentului

CONCLUZII

Această lucrare contribuie la elaborarea unei metode de analiză și evaluare a riscurilor care se pot produce la operatorii economici care folosesc în procesul de producție substanțe periculoase, denumiți și operatori SEVESO și are un mare avantaj față de metodele existente la nivel internațional respectiv, acoperă punctele slabe și amenințările acestora și permite operatorului economic să întocmească Raportul de securitate după punerea în aplicare a metodei.

Din punct de vedere al prognozei unui dezastru natural este greu de stabilit, când și unde se va produce, de aceea este greu de combătut efectele unuia, dar când vine vorba de dezastrele tehnologice, acestea se pot evita prin diferite sisteme de management al riscului pentru a minimiza cât mai mult impactul negativ și de a încerca să se scadă pagubele de orice natură.

Din punct de vedere legislativ România după ce a aderat la Uniunea Europeană a fost obligată să se alinieze standardelor legislative impuse de aceasta, aici făcând parte și categoria de management a substanțelor periculoase și industria de substanțe periculoase.

În cadrul unității economice, pentru care s-a propus efectuarea unei simulări a unui accident chimic major, fluxul tehnologic este de ultima generație, alinându-se cerințelor BAT (Best Available Tehnology) astfel încercându-se pe cât posibil evitarea unor neplăceri prin producerea unui accident chimci care să reverse în atmosfera vapori de substanțe toxice, astfel afectând activitatea din zonele învecinate ale întreprinderii.

Orice accident care are loc este influențat de condițiile meteo din aceea perioadă. Aici vorbim despre temperatură aerului, viteza vântului, direcția din care acesta influențează și umiditatea atmosferică.

Simulările efectuate au ca scop informarea publicului cu privire la posibilitatea producerii unui accident chimic major iar cu ajutorul celor două soft-uri de simulări folosite pentru simulare ALOHA și la MARPLOT, s-au prezentat prin grafice și reprezentări cartografice zonele cu potențial ridicat în care substanța poluantă poate să afecteze viața de zi cu zi.

S-au efectuat un set de 12 simulări în care s-au introdus parametrii tehnologici ai fabrici de îngrășăminte chimice și produse azotoase și factori meteorologici care influențează răspândirea poluantului, astfel s-a ajuns la concluzia creșterii atenției și informarea prealabilă a populației și pentru crearea de zone sigure pentru evacuare.

În lucrarea de față am adoptat factori meteorologici pentru diferite condiții pe care le întâlnim în această zonă geografică cu o climă temperat continentala cu patru anotimpuri.

Turbulențele atmosferice se caracterizează prin viteza vântului și direcția prin care acesta se deplasează afectează diferite zone ale orașului pe diferite distanțe, astfel populația este afectată în mai multe zone.

Un factor principal când vorbim despre turbulențe atmosferice este și viteza vântului iar din simulări putem observa cum viteza afectează zonele locuite, odată cu creșterea vitezei scade zona în care substanța afectează. Acest lucru este interesant datorită faptului că la un calm atmosferic cu o viteză a vântului de 1,5 m/s pană de poluant cu concentrație mai mare de 30 ppm se întinde peste 2 kilometri, atât în direcția vântului, cât și perpendicular pe aceasta, iar în condiții de vânt puternic cu o viteză de până la 15 m/s zona afectată cu poluant depășeste 2,5 kilometri în direcția vântului.

Din simulările efectuate cu privire la direcțiile vântului putem observa pagubele produse de pana de poluant care se întinde pe mai multe zone locuite, astfel la direcția vântului de la Vest sau Sud Vest aceasta afectează o mare parte a municipiului Bacău, în acest caz populația trebuie anunțată și evacuată din raza poluantului.

În cazul temperaturilor folosite pentru simulare se poate observa cum zona afectată de poluant este una destul de însemnată având o lungime de peste 2,8 kilometri în cazul unei zile călduroase, cu o temperatură de până la 20 oC. La fel și la celelalte temperaturi, respectiv 10 oC și -5 oC, zona afectată depășește cu putin 2,6 kilometri.

Obiectivele propuse la începutul acestei lucrări de diplomă pentru a determina zonele periculoase în cazul în care se produce un accident chimic major la o fabrică de adezivi și rășini sintetice au fost atinse prin efectuarea simulărilor.

BIBLIOGRAFIA