Registration Number
0826U001582, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
26-06-2026
popup.evolution
o
Title
Method for forecast of chemical contamination zones following the release of hazardous heavy gases
Author
ANDRII LESKO,
popup.head Oleh V. Kulakov
popup.opponent Igor Cherniavskyi
popup.opponent Myroslav S. Malovanyi
popup.review OLEH MYROSHNYK
popup.review MAKSYM KUSTOV
popup.rada
National Civil Defence University of Ukraine
Description
Дисертація присвячена розробці методу прогнозування зони хімічного забруднення при викиді важких небезпечних газів з метою підвищення точності визначення параметрів зони забруднення шляхом моделювання розповсюдження хмари викиду та її осадження дрібнодисперсним рідинним потоком.
Проаналізовано чинну нормативну базу України щодо прогнозування зон хімічного забруднення, фізико-хімічні властивості важких небезпечних газів — хлору, діоксиду сірки, соляної кислоти та фосгену, — а також відомі техногенні катастрофи з викидами важких газів та існуючі національні й закордонні алгоритми прогнозування.
Розроблено комплексну модель сорбції важких небезпечних газів дрібнодисперсним рідинним потоком, яка враховує параметри сорбції, умови навколишнього середовища та фізико-хімічні властивості рідини. Чисельне моделювання на прикладі газоподібного хлору виявило, що визначальним параметром його осадження є константа Генрі, а не інтенсивність подачі рідинного потоку, як вважалося раніше. Це підтверджує необхідність застосування хімічних нейтралізаторів під час ліквідації аварій. Математична модель побудована шляхом розв'язання рівнянь Нав'є-Стокса з відповідними граничними умовами та враховує сорбцію газу краплинами рідини різної інтенсивності в процесі атмосферного розповсюдження. Встановлено, що найбільш доцільними нейтралізаторами хлору є гідроксид натрію та гідроксид кальцію.
Розроблений метод прогнозування зони хімічного забруднення підтверджено експериментально з довірчою ймовірністю 0,95 за критерієм Фішера. Встановлено, що через низьке значення коефіцієнту дифузії хлору у повітрі швидкість його розповсюдження є на 65% меншою порівняно з аміаком. Осадження хлору водою зменшує розмір зони ураження на 38%, тоді як за аналогічних умов хмара аміаку скорочується у 2,6 рази. Метод реалізовано у вигляді комп'ютерної програми «Прогноз важких небезпечних газів».
Розраховано та підтверджено значний економічний ефект від впровадження запропонованого методу. На прикладі реалістичного сценарію викиду 20 тонн хлору пряма економічна вигода від застосування технології може досягати близько 40 870 у.о., без урахування запобігання екологічним збиткам та шкоді здоров'ю населення, які багаторазово перевищують цю суму.
Розроблено практичні рекомендації щодо застосування методу в умовах воєнного часу, які враховують подвійну загрозу — хімічного забруднення та ворожих обстрілів дронами і ракетами. Метод функціонує на основі трьох блоків: моніторинг зони аварії з оцінкою загроз обстрілу, прогнозування наслідків при застосуванні активної нейтралізації та підтримка управлінських рішень з урахуванням ризиків повторних ударів.
Наукова новизна полягає у першому розробленні математичної моделі динаміки розповсюдження важких газів з паралельним процесом їх осадження дисперсним рідинним потоком, першій програмній реалізації методу прогнозування з урахуванням умов воєнного часу, а також у вдосконаленні експериментальної лабораторної установки для дослідження кінетики сорбції, захищеної патентом України на корисну модель №159622. Результати дисертації впроваджено в аварійно-рятувальних підрозділах ДСНС України в Харківській області, військовій частині А0998 Збройних Сил України та в навчальний процес Національного університету цивільного захисту України.
Registration Date
2026-05-12
popup.nrat_date
2026-05-13 / 2026-08-18
