Главная Ходатайство Категории рисков техногенной сферы по объектам исследования. Источники техногенных рисков. К внешним источникам обычно относятся

Категории рисков техногенной сферы по объектам исследования. Источники техногенных рисков. К внешним источникам обычно относятся

Введение

Все процессы в биосфере взаимосвязаны. Человечество - лишь незначительная часть биосферы, а человек является лишь одним из видов органической жизни. Разум выделил человека из животного мира и дал ему огромное могущество. Человек на протяжении веков стремился не приспособиться к природной среде, а сделать ее удобной для своего существования. Теперь мы осознали, что любая деятельность человека оказывает влияние на окружающую среду, а ухудшение состояния биосферы опасно для всех живых существ, в том числе и для человека. Ведь до 85% всех заболеваний современного человека связаны с неблагоприятными условиями окружающей среды, возникающими по его же вине.

Всестороннее изучение человека, его взаимоотношений с окружающим миром привели к пониманию, что здоровье - это не только отсутствие болезней, но и физическое, психическое и социальное благополучие человека. Здоровье - это капитал, данный нам не только природой от рождения, но и теми условиями, в которых мы живем. Глобальная изменчивость или глобальные изменения в последние годы превратились в основную проблему исследований в области окружающей среды главным образом благодаря тому огромному влиянию, которое она по всей вероятности будет оказывать на мировое сообщество.

1. Источники негативных факторов бытовой среды

В условиях современной техносферы, в которых проживает большая часть человечества порой трудно разделить негативные факторы производственной и бытовой среды, что позволяет выявить взаимосвязь между негативными факторами бытовой, производственной и городской среды. Вне помещений мы подвергаемся воздействию загрязняющих веществ, присутствующих в атмосфере, водоемах, опасность представляют движущиеся транспортные средства. При использовании электротранспорта, авариях на линиях электропередач, возникает опасность поражения электрическим током. Определенную опасность представляют электромагнитные излучения линий электропередач, антенн радио- и телевизионных станций, радиоактивное загрязнение. В целом можно сказать, что уровни воздействия негативных факторов вне производственной среды в среднем на 50% ниже, однако для ряда факторов уровни воздействия на производстве и в быту оказываются соизмеримыми. В частности, статистика случаев поражения электрическим током в промышленно развитых странах свидетельствует о том, что число смертельных электротравм на производстве и в быту примерно одинаково, а в ряде случаев электротравматизм в быту оказывается выше.

Можно с уверенностью сказать, что в быту человек подвергается практически всем видам опасных и вредных факторов: физическим, химическим, биологическим и психофизиологическим. Так, например, ежедневно в техносфере используются сотни тысяч химических веществ. Множество непредвиденных химических реакций между этими веществами, их индивидуальные и комбинированные токсические эффекты практически невозможно контролировать.

Существенные факторы бытовой среды:

1. Тяжелые металлы (краски).

Летучие органические соединения (растворители, клей)

Формальдегид (мебель).

Пестициды.

Побочные продукты сгорания (СО2, SO2)

Бактерии, вирусы.

ЭМИ (электропроводка).

ИИ (газ радон).

Объясним наиболее существенные негативные фактора бытовой среды:

Тяжелые металлы, которые содержатся в красках, препаратах декоративной косметики, полимерных материалах, питьевой воде, пище. Свое название они получили из-за высоких значений атомной массы. В небольших количествах некоторые тяжелые металлы, например, медь, цинк, марганец, железо, кобальт, молибден и др. необходимы для жизнедеятельности человека. Их нехватка приводит к нарушению нормальных функций организма. Однако увеличение их содержания выше нормы вызывает токсический эффект и приводит к нарушению нормальных функций организма. Кроме того, существует около 20 металлов, которые совсем не нужны организму. Среди них - ртуть, свинец, кадмий и мышьяк. Так, повышенное содержание свинца связывают с ростом заболеваемости детей, пониженным умственным развитием. Ртуть, являясь чрезвычайно токсичным веществом, вызывает необратимые изменения в нервной системе. Воздействие кадмия на организм приводит к нарушению работы почек и вызывает изменения в скелете. Потребление воды, содержащей повышенное (более 0,1 мкг/л) мышьяка вызывает гиперпигментацию, кератоз (ороговение) и даже рак кожи.

Летучие органические соединения, представляющие собой токсичные газообразные вещества. Источниками этих веществ в быту являются растворители, чистящие и дезинфицирующие средства, краски, клеи, а также пестициды, применяемые для борьбы с насекомыми;

Формальдегид (источники: прессованные плиты, применяемые в конструкциях настила полов, панелей, столов, шкафов и другой мебели). Кроме того, пары формальдегида могут выделяться из различных видов клеев, текстильных изделий, дезинфицирующих средств. Формальдегид может вызывать ощущения головокружения, слабости и тошноты, воздействовать на органы дыхания. Есть данные о канцерогенности формальдегида, т.е. его способности вызывать рак. Следует отметить, что домашние растения хорошо поглощают формальдегид, равно как и другие загрязняющие воздух вещества.

Пестициды.Поскольку окружающая среда в настоящее время значительно загрязнена пестицидами, эти вещества попадают в организм человека с пищей, водой. Кроме того, пестициды используются в борьбе с бытовыми насекомыми.

Побочные продукты сгорания.К токсичным веществам, образующимся при сгорании, относятся прежде всего моноксид углерода (СО), диоксид углерода (СО2), диоксид азота (NO2) и диоксид серы (SO2). При неполном сгорании органических веществ, содержащих углерод и водород, образуются полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Таким образом, при готовке пищи на газовой плите и недостаточной вентиляции помещения воздух на кухне может быть значительно загрязнен этими веществами. Кроме того, при горении природного газа расходуется значительное количество кислорода. ПАУ обнаруживаются также в табачном дыме, жареных, копченых и печеных пищевых продуктах. ПАУ могут вызывать бронхиты, дерматиты, кроме того, многие ПАУ являются канцерогенами. Безусловно вредным (в том числе и канцерогенным) действием обладает и табачный дым, который помимо ПАУ содержит тяжелые металлы, некоторое количество радиоактивного элемента полония, моноксид углерода, оксид углерода и другие побочные продукты горения. Наибольший вред сигаретный дым наносит детям, в том числе и в период внутриутробного развития.

Пыль(твердые частицы размером более 1 мкм). В зависимости от состава пыли она может вызывать те или иные нарушения в организме. В целом можно сказать, что пыль в любом случае раздражает органы дыхания, может стать причиной аллергическихзаболеваний. Известны и канцерогенные свойства пыли.

Болезнетворные микроорганизмы.Бактерии и вирусы, микроскопические грибки, а также простейшие представляют постоянную угрозу здоровью людей как на работе так и дома. В домашних условиях места наиболее высоких концентраций микроорганизмов - это кухня, ванная, туалет. Протирание поверхностей влажной тряпкой без мыла и дезинфицирующих средств приводит лишь к перемещению микробиологических загрязнений с места на место.

Электромагнитные неионизирующие излучения.Источниками электромагнитных полей в быту являются электропроводка, электрические приборы, бытовая электроника.

Ионизирующие излучения.Источниками ионизирующих излучений в быту являются радиоактивный газ радон в воздухе жилых помещений, строительные конструкции, содержащие радионуклиды, табачный дым, светящиеся краски, например, в циферблатах часов. Особенное внимание в последнее время привлекает так называемая радоновая проблема. Радон, являющийся продуктом распада радия, и торон, образующийся при распаде тория проникают в помещения из почвы, содержащие радий и торий, и накапливаются в нем, в особенности в подвальных и первых этажах, создавая радиационный фон, в разной степени превышающий естественный уровень радиации. Радиоактивные газы могут выделяться также из строительных конструкций, попадать в помещение с водопроводной водой. Лучшим способом борьбы с радоновым загрязнением является интенсивное проветривание помещений.

Электрический ток.Поражение электрическим током в быту происходит при возникновении неисправностей в электропроводке, бытовых электроприборах, нарушении правил эксплуатации электроприборов. Наиболее опасными помещениями при этом являются помещения с повышенной влажностью: ванная комната, кухня.

В настоящее время хозяйственная деятельность человека все чаще становится основным источником загрязнения биосферы. В природную среду во все больших количествах попадают газообразные, жидкие и твердые отходы производств.

Неуклонный рост поступлений токсичных веществ в окружающую среду, прежде всего, отражается на здоровье населения, ухудшается качество продуктов сельского хозяйства, снижает урожайность, оказывает влияние на климат отдельных регионов и состояние озонового слоя Земли, приводит к гибели флоры и фауны. Поступающие в атмосферу оксиды углерода, серы, азота, углеводороды, соединения свинца, пыль и т.д. оказывают различное токсическое воздействие на организм человека.

Согласно ГОСТ 12. 003 вредные вещества делятся на :

Общетоксические (вызывают общие отравления - монооксид углерода СО (угарный газ), ртуть, цианистые соединения, мышьяк).
Раздражающий (раздражает органы дыхания, слизистую - хлор, аммиак, диоксид серы, оксиды азота, озон и др.)
Сенсибилизирующие (способствуют развитию аллергических заболеваний - действуют как аллергены - растворители, лаки на основе нитросоединений, формальдегид и др.).
Канцерогенные вещества (способствуют образованию злокачественных опухолей: никель и его соединения, окислы хрома, асбест, аромат углеводорода (полициклические), битум, асфальт, гудрон, масла, сажа, и ряд других веществ).
Мутагенные (влияют на генетический аппарат зародышевых клеток, приводят к изменениям (мутациям) наследственной информации: свинец, марганец, формальдегид, радиоактивные элементы).
Вещества, влияющие на репродуктивную функцию (стирол, марганец, ртуть).
Тератогены - вещества, которые приводят к нарушению внутриутробного развития, в следствии: врожденные дефекты, болезни (стирол, формальдегид, краски, лаки и т.д.).
В организм человека вредные вещества проникают :
Через органы дыхания;
Через ЖКТ (желудочно - кишечный тракт);
Через кожные покровы и слизистые оболочки.

Они могут вызывать отравления как острые, так и хронические. Острые вызываются высокими концентрациями вредных паров и газов и развиваются быстро в течении малого промежутка времени. Хронические развиваются медленно в результате накопления или кумуляции времени веществ (материальная) или функциональных изменений (функциональная кумуляция).

Действие химических веществ на человека зависит от физико - химических свойств, основные факторы, которые определяют тяжесть последствий воздействия химического вещества, является доза и продолжительность действия.

2. Характеристика ЧС техногенного происхождения

техносфера чрезвычайный бытовой

Чрезвычайная ситуация (ЧС) - это нарушение нормальных условий жизнедеятельности людей на определённой территории, вызванное аварией, катастрофой, стихийным или экологическим бедствием, а также массовым инфекционным заболеванием, которые могут приводить к людским или материальным потерям.

В основе большинства ЧС лежит дисбаланс между деятельностью человека и окружающей средой, дестабилизация специальных контролирующих систем, нарушение общественных отношений. ЧС могут классифицироваться по следующим признакам:

степень внезапности: внезапные (непрогнозируемые) и ожидаемые (прогнозируемые);

скорость распространения: взрывные, стремительные, быстро распространяющиеся умеренные, плавные. Пример: военные конфликты, техногенные аварии, стихийные бедствия, экологические катастрофы;

масштаб распространения: локальные, объектовые, местные, региональные, национальные и глобальные;

продолжительность действия: кратковременные, затяжные;

по характеру ЧС: преднамеренные (умышленные) и непреднамеренные (неумышленные). Пример: национальные, военные конфликты, территориальные акты;

В 1996 году утверждено Положение Правительства РФ о классификации ЧС природного и техногенного характера. В соответствии с указанным положением ЧС классифицируются в зависимости от количества пострадавших, от количества населения с нарушением условий жизнедеятельности, размеров материального ущерба, а также границ распространения поражающих факторов ЧС.

ЧС подразделяются на:

локальные: не более 10 человек пострадавших, не более 100 человек, нарушены условия жизнедеятельности, материальный ущерб - не более 1000 МРОТ, зона ЧС не выходит за пределы объекта;

местные: пострадавших от 10 до 50 человек, у 100 - 300 человек, нарушены условия жизнедеятельности, материальный ущерб от 1000 до 5000 МРОТ, зона ЧС - пределы населённого пункта;

территориальные: пострадавших от 50 до 500 человек, от 300 до 500 человек нарушены условия жизнедеятельности, материальный ущерб от 5000 до 0,5 млн. МРОТ, зона ЧС - пределы субъекта РФ;

региональные: пострадавших от 50 до 500 человек, от 500 до 1000 человек, нарушены условия жизнедеятельности, материальный ущерб от 0,5 млн. до 5 млн. МРОТ, зона ЧС - пределы 2-х субъектов РФ;

федеральные: пострадавших свыше 500 человек, свыше 1000 человек нарушены условия жизнедеятельности, материальный ущерб 5 млн. МРОТ, зона ЧС - свыше 2-х субъектов РФ;

трансграничные: ЧС, поражающие факторы которой выходят за пределы РФ, либо ЧС, которая произошла за рубежом и затрагивает территорию РФ.

3. Задача

1.Определение риска производственного травматизма и величины выборки для заданного варианта. Указать категории риска.

.Определение риска производственного травматизма и величины выборки в расчёт учесть число рабочих часов за неделю и число рабочих недель в году.

Дано:

Период времени (t) - 8 лет.

Численность работающих (N) - 0.5 тыс. чел. = 500 человек

Количество травматизма (n) - 47 человек

Решение

2.Величина выборки: человек

Определение величины риска с учётом числа рабочих часов за неделю и числа рабочих часов в году.

В. Величина выборки: ~ 357 человек

Ответ:

Величина риска = 357 человек.

R = 1.2 * 10-2 соответствует IV категории риска, что относится к особо опасным условиям труда.

Заключение

Окружающий нас мир и наш организм, это единое целое, все выбросы и загрязнения, поступающие в среду обитания это урон нашему здоровью. Единству природы и человека должно соответствовать единство знаний о природе и человеке. Но как бы велики, ни были наши знания, следует помнить о незнании. Именно им определяются вредные нежелательные последствия человеческой деятельности. Успехи науки не избавляют нас от незнания многих и многих аспектов жизни природы, общества, самих нас. Если мы будем стараться, как можно больше положительного сделать для окружающей среды, этим мы продлеваем свою жизнь и оздоровляем свой организм. И нельзя не согласиться со словами, что все в этом мире взаимосвязано, ничто не исчезает и ничто не появляется ниоткуда.

Наш окружающий мир - это наш организм, оберегая окружающую среду - мы оберегаем свое здоровье. Здоровье - это не только отсутствие болезней, но и физическое, психическое и социальное благополучие человека. Здоровье - это капитал, данный нам не только природой от рождения, но и теми условиями, в которых мы живем и создаем.

Список литературы

1.Акимова Т.А., Кузьмин А.П., Хаскин В.В., «Экология».

.Арустамов Э.А., «Безопасность жизнедеятельности», изд. дом «Дашков и Ко», М., 2000, 678 с.

3.«Безопасность России». Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. - МГФ «Знание», 2000

.Белов С.В., Морозова Я.Л. «Безопасность жизнедеятельности» Учебник. - М., 2000

5.Величковский Б.Т. «Здоровье людей и окружающая среда» (учебное пособие).

6.Свинухов Г.В., Свинухов В.Г., Сенотрусова С.В. «Основы экологии и охраны окружающей среды».

.Степановский А.С. «Экология»

8.Хван Т.А. и Хван П.А., «Основы безопасности жизнедеятельности», «Феникс», РнД, 2000, 382 с.

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Техногенный риск обусловлен существованием на нашей планете социосферы и ее жизнью. Социосфера возникла в процессе формирования земной цивилизации.

Она включила в свой состав человечество с присущими ему производственными и иными отношениями, а также освоенную человечеством часть природной среды. Составным и важнейшим элементом социосферы стала техносфера .

Техносфера представляет собой совокупность искусственных объектов в пределах географической оболочки Земли и околоземного космического пространства, созданных человеком из вещества окружающей его неживой и, частично, живой природы. К техносфере относятся также совокупность знаний и другие интеллектуально-информационные ценности, необходимые для ее функционирования и развития. Она является производственной, экономической, социальной базой современного индустриального общества и видимо наряду с информационной останется таковой и в постиндустриальном.

Благодаря развитой техносфере и техническому прогрессу, современное общество добилось высокого благосостояния для своих членов, немыслимого для предыдущих поколений людей. В целом, человек, несмотря на возросшую численность населения, лучше, чем прежде, обеспечен продуктами питания, одеждой и предметами быта, обитает в большинстве случаев в условиях современного жилища. Люди научились с помощью современного транспорта и средств связи быстро преодолевать расстояния. Новейшие информационные технологии повысили взаимодействие стран и народов. Достигнутые выдающиеся результаты в электронной, атомной, космической, авиационной, энергетической, химической, биотехнологической областях науки и техники продвинули человечество на принципиально новые рубежи во всех сферах жизнедеятельности.

Вместе с тем развитие техносферы , имевшее в ХХ веке исключительно высокие темпы, привело к ряду негативных результатов. По ходу развития возникли трудноразрешимые глобальные проблемы и, прежде всего, экологические. На планете и во многих ее регионах резко ухудшилась экологическая обстановка, обусловленная обострением противоречий между обществом и природой, антагонизмом между процессом развития производительных сил и необходимостью сохранения благоприятной среды обитания, усилением антропогенной нагрузки на Землю, разрушением экологического равновесия. Серьезным негативным результатом существования, функционирования и развития техносферы оказалась возможность возникновения на ее объектах различного рода аварий и техногенных катастроф, имеющих тяжелые последствия.

Основным и наиболее распространенным понятием, обозначающим чрезвычайное техногенное событие, является авария. В соответствии с Федеральным законом "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" под аварией понимается разрушение сооружений и (или) технических устройств, неконтролируемый взрыв и (или) выброс опасных веществ. Данное определение, относящееся только к опасным производственным объектам, не исчерпывает всего диапазона аварий, поскольку они могут происходить не только на опасных, но на любых объектах техносферы . Поэтому может быть полезной и более общая формулировка, определяющая аварию как опасное техногенное происшествие, создающее на объекте, определенной территории или акватории угрозу жизни и здоровью людей и приводящее к разрушению зданий, сооружений, оборудования и транспортных средств, нарушению производственного или транспортного процесса, а также к нанесению ущерба окружающей природной среде (ГОСТ Р 22.0.05-94).
В настоящее время по отношению к техногенным бедствиям широко применяется термин "катастрофа техногенного характера" или "техногенная катастрофа". Под техногенной катастрофой понимается крупная авария, повлекшая за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей, разрушение либо уничтожение объектов, материальных ценностей в значительных размерах, а также приведшая к серьезному ущербу окружающей природной среде (ГОСТ Р 22.0.10-96).

Федеральным законом "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" введено также понятие "инцидент", под которым имеется в виду отказ или повреждение технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, отклонение от режима технологического процесса, нарушение нормативных правовых положений и нормативных технических документов, устанавливающих правила ведения работ на опасном производственном объекте. Инцидент - менее масштабное чрезвычайное событие, чем авария и техногенная катастрофа, и чаще всего не ведет к возникновению чрезвычайной ситуации даже локального масштаба.

Используя термины "инцидент", "авария" и "техногенная катастрофа", следует иметь в виду, что во многих отраслях эти понятия употребляют с определенными особенностями. Так, например, некоторые отраслевые чрезвычайные техногенные события именуются дорожно-транспортными происшествиями, крушениями поездов, пожарами различной интенсивности (отдельный, сплошной, огневой шторм), авариями различной степени химической опасности, радиационными авариями и происшествиями и т.д.

В зависимости от степени своей работоспособности техногенный объект может находиться в различных состояниях. Выделяются несколько возможных для объекта ситуаций:
- нормальные условия работы (эксплуатации);
- нарушение нормальных условий работы (эксплуатации);
- проектная аварийная ситуация;
- запроектная аварийная ситуация;
- гипотетическая авария.

Нормальные условия эксплуатации соответствуют проектным режимам производства или иного вида функционирования на данном объекте, предусмотренным целевым (плановым) регламентом его работы.
Нарушение нормальных условий эксплуатации вызывается любым отклонением от планового регламента работы, которое требует остановки объекта или его части для ликвидации этого отклонения, но не связано с задействованием систем технологической безопасности. В частности, нарушением нормальных условий работы (эксплуатации) является инцидент, не приведший к возникновению чрезвычайной ситуации.
Проектная аварийная ситуация возникает при появлении исходных событий (предпосылок, условий), ведущих к авариям, возможность которых предусмотрена (выявлена, учтена) при проектировании соответствующего производства (сложной технической системы, техногенного объекта). При этом для таких случаев предусматриваются специализированные системы технологической безопасности, рассчитанные на последствия этих проектных аварий, исходя из возможного одного отказа технологического оборудования или одной ошибки оператора.

Запроектными считаются аварии, вызванные не учтенными для проектных аварий исходными событиями (предпосылками, условиями), вероятность которых меньше, чем вероятность исходных событий для проектных аварий, а также наложением дополнительных отказов сверх одного отказа, в том числе в системах безопасности. Для запроектных аварий не предусматриваются технологические меры обеспечения безопасности объекта.

Гипотетические аварии относятся к числу запроектных аварийных ситуаций и характеризуются весьма малой вероятностью такого события, но значительными последствиями.

Вероятность возникновения гипотетических и запроектных аварий, как правило, менее 10-8 , и их рассмотрение имеет обычно смысл, когда возникшие в их результате чрезвычайные ситуации имеют национальный, межгосударственный (транснациональный) или глобальный масштабы.

Важной категорией сферы техногенной безопасности является понятие опасного (или потенциально опасного) производственного объекта. К ним в соответствии с Федеральным законом "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" относятся предприятия или их цехи, участки, площадки, а также иные производственные объекты, на которых:
1. Получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются, уничтожаются следующие опасные вещества: воспламеняющиеся, окисляющие, горючие, взрывчатые, токсичные, высокотоксичные, а также вещества, представляющие опасность для окружающей природной среды.
2. Используется оборудование, работающее под давлением.
3. Используются стационарно установленные грузоподъемные механизмы, эскалаторы, канатные дороги, фуникулеры.
4. Получаются расплавы черных и цветных металлов и сплавы на основе этих расплавов.
5. Ведутся горные работы, работы по обогащению полезных ископаемых, а также работы в подземных условиях.

Вместе с тем, приведенный перечень опасных производственных объектов не исчерпывает их полный состав. В него не вошли, например, транспортные системы, радиационно опасные и биологически опасные объекты, гидродинамически опасные объекты, системы жизнеобеспечения производственных объектов и населения и другие.

Более полной и приемлемой классификацией потенциально опасных объектов является их классификация с делением на семь групп по признаку характера чрезвычайных ситуаций, которые могут на них возникнуть.
К первой группе относятся транспортные системы - железнодорожные, автотранспортные, авиационные, морские, речные, транспортные космические и трубопроводные, аварии на которых чреваты, прежде всего, разрушением транспортных средств, сопровождаемым человеческими жертвами и материальным ущербом. Ко второй группе относятся пожаровзрывоопасные объекты, на которых производятся и хранятся. транспортируются взрывоопасные вещества и вещества, способные при определенных условиях к возгоранию или взрыву. Третья группа состоит из химически опасных объектов, аварии на которых могут сопровождаться выбросом аварийно химически опасных веществ. Четвертая группа состоит из радиационно опасных объектов, аварии на которых могут вызвать утечку (выброс) радиоактивных веществ. К пятой группе относятся биологически опасные объекты, несущие потенциальную угрозу утечки биологически опасных веществ. Шестая группа включает гидродинамически опасные объекты, на которых при разрушении гидротехнических сооружений возможно образование волн прорыва и затопление обширных территорий. К седьмой группе относятся объекты инфраструктуры по обеспечению жизнедеятельности хозяйственных объектов и жизнеобеспечению населения, аварии на которых могут парализовать хозяйственную деятельность, осложнить условия жизни населения и вызвать различного рода экологические загрязнения.
Аварии и техногенные катастрофы, происходящие на техногенных объектах перечисленных групп, могут иметь последствия различных масштабов. Характеристики этих масштабов представлены в табл.1.3.1.

Таблица 1.3.1
Характеристики масштабов чрезвычайных ситуаций техногенного характера

Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о достаточно высокой частоте аварий и даже техногенных катастроф, значительности наносимых ими экономических ущербов и больших потерях среди населения - санитарных и безвозвратных. Они могут служить приближенными ориентирами при планировании необходимых ресурсов для противодействия чрезвычайным ситуациям.

Приведенные понятия из области аварий и техногенных катастроф лежат в основе их упрощенной классификации по типам и видам. Она является наиболее обобщающей и опирается на сущность и характер базовых явлений и процессов, имеющих место при техногенных чрезвычайных событиях (табл.1.3.2). Эта классификация частично характеризует также сферу и особенности проявления этих событий, их масштаб. Рассматриваемые в данной упрощенной классификации аварии и техногенные катастрофы являются источником основных видов чрезвычайных ситуаций техногенного характера.

Таблица 1.3.2
Классификация техногенных чрезвычайных ситуаций

Таблица 1.3.2 (часть 2)

Упрощенная классификация чрезвычайных событий техногенного характера важна для практических целей. Она служит канвой при определении общего содержания и объема мер по управлению техногенным риском, практических мероприятий по противодействию чрезвычайным ситуациям техногенного характера, основой при планировании деятельности в этой области, построении систем информации и т.д.

Управление техногенным риском осуществляется в основном, с целью обеспечения безопасности человека, его жизнедеятельности и окружающей среды. Поскольку безопасность этих компонентов есть состояние защищенности, оно может регулироваться, т.е. фактически быть объектом управления. Поэтому часто говорят об управлении безопасностью человека, жизнедеятельности, окружающей среды. В случаях техногенных рисков, испытываемых человеком, речь может идти раздельно для персонала предприятия-источника опасности (например, потенциально опасного объекта) и проживающего вблизи населения. В этом случае по отношению к персоналу предприятия говорят об управлении профессиональным риском, управлении безопасностью профессиональной деятельности. Однако часто в сферу профессионального риска в качестве его объектов включают вблизи проживающее население и окружающую среду - природную и искусственную. Такой подход обусловлен соображением, что в конечном итоге этот риск является порождением чьей-то профессиональной деятельности.

Для эффективного управления безопасностью различных видов профессиональной деятельности необходимо иметь достаточно развитую систему методов анализа и оценки сопровождающих рассматриваемый вид деятельности опасностей. Эти методы, как уже указывалось, основываются на использовании количественных показателей риска. Показатели риска должны обеспечивать сравнимость:
безопасности различных видов профессиональной деятельности;
состояния безопасности между отраслями промышленности и предприятиями;
безопасности различных категорий работающих (профессий).

Безопасность профессиональной деятельности характеризует защищенность персонала, населения прилегающих к промышленным объектам территорий и окружающей природной среды от угроз, возникающих при осуществлении рассматриваемого вида профессиональной деятельности. Степень опасности профессиональной деятельности количественно можно характеризовать риском. При этом следует иметь в виду, что безопасность и риск - инверсии, поскольку безопасность - состояние защищенности, а риск - мера опасности. То есть, при оценке, чем выше значение риска, тем меньше безопасность.

Безопасность профессиональной деятельности на промышленных объектах целесообразно оценивать абсолютными и относительными показателями. Абсолютные показатели характеризуют степень безопасности напрямую, например величиной коллективного риска, или косвенно - степенью опасных загрязнений, частотой аварийных ситуаций, аварий и катастроф, площадью зон загрязнения или возможного поражения при авариях и катастрофах, степенью готовности имеющихся сил и средств к эффективной ликвидации последствий аварий. Относительные показатели характеризуют, например, индивидуальный риск смерти, сокращение продолжительности жизни и т.д.

При оценке безопасности тех или иных технологических процессов целесообразно использовать абсолютные показатели риска, а по отношению к лицам из персонала - относительные.
Снижение риска требует значительных затрат. Поэтому обеспечение безопасности в условиях опасных технологий и видов деятельности может реализовываться, во-первых, принятием всех необходимых осуществимых мер, или, во-вторых, снижением риска до разумно достижимого уровня.

Однако при здравом рассуждении становится ясно, что использование первого подхода неприемлемо, так как любой государственный или любой хозяйственный субъект имеет ограниченные ресурсы. Риск же смерти для опасных профессий различается на 2 - 3 порядка, а эффективность затрат на безопасность, выражаемая числом спасаемых жизней на единицу затрат, на 4 порядка. Поэтому достижение абсолютной безопасности экономически нецелесообразно, так как приводит к неэффективному расходованию средств. Второй же принцип, основанный на использовании показателя "затраты - выгоды", позволяет оптимизировать защиту путем сравнения затрат и полезности от нее.

Для управления риском (или безопасностью) на основе второго принципа устанавливается уровень приемлемого риска - максимально допустимый риск , оправданный с точки зрения экономических и социальных факторов. Приемлемые уровни различаются для рисков вынужденного (профессионального) и добровольного.

Средней величиной приемлемого риска в профессиональной сфере обычно принимают 2,5(10-4 гибели человека в год. Условия профессиональной деятельности считаются безопасными, если риск для персонала ниже приемлемого, и опасными, если превышает его.

Приемлемый уровень риска для отдельных категорий персонала, в частности, сотрудников силовых структур, может быть выше, чем для других видов профессиональной деятельности в силу их специфического предназначения. Но тогда для категорий военнослужащих, подвергающихся повышенному риску, должны быть предусмотрены социально-экономические компенсации дополнительных факторов риска, связанных с осуществлением жизненно важных для государства функций (надбавки к денежному содержанию, дополнительный отпуск, санаторно-курортное обслуживание и др.).

Если индивидуальный риск превосходит приемлемый, имеет место недопустимый риск . Деятельность в этом случае не должна осуществляться, если даже она выгодна для общества в целом. Однако на практике опасная деятельность бывает столь необходима, что и в условиях недопустимого риска ее приходится вести. Поэтому при экспертизе проектов, не исключающих в случае их реализации недопустимый риск, могут быть приняты разные решения - отвергнуть проект, принять особые меры защиты, предусмотреть для подвергающихся риску привлекательные социально-экономические компенсации.

Кроме уровня приемлемого и недопустимого риска устанавливается также уровень пренебрежимого риска, который обычно принимается равным 10-6 1/год. Условия деятельности, в которых индивидуальный риск меньше пренебрежимого, находятся в области безусловно приемлемого (пренебрежимого) риска. Любая деятельность в этой области не требует дополнительных мер по повышению безопасности и не контролируется регулирующим органом.

Объекты, являющиеся источниками риска для персонала и населения, должны классифицироваться по уровню риска на ряд категорий. Это делается в интересах обоснованного назначения специфических мероприятий по снижению риска и смягчению последствий чрезвычайных ситуаций, возникающих в результате аварий и катастроф на них. Эта классификация проводится на основе анализа риска как для персонала, так и для населения прилегающих к объекту территорий. При этом применительно к населению должны действовать более жесткие критерии классификации. Вариант шкалы опасности объектов промышленности в соответствии с риском для персонала приведен в табл. 1.3.3.

Таблица 1.3.3
Классификация объектов промышленности по категориям в соответствии с риском для профессиональной деятельности

С целью снижения риска производственной деятельности для персонала, населения, окружающей среды осуществляют мониторинг, ограничения, защиту.

Мониторинг - это постоянный сбор информации, наблюдение и контроль за объектом, включающий процедуры анализа риска, измерения параметров технологического процесса, выбросов вредных веществ, состояния окружающей среды на прилегающих к объекту территориях.

Ограничения - заключаются в лимитировании для персонала временных и пространственных параметров производственных процессов и условий работы, связанных с источниками опасности, а для населения - в установлении санитарно-защитных зон для исключения воздействия вредных факторов при нормальной эксплуатации объекта и поражающих факторов при аварии.

Защита - это принятие специфических для рассматриваемого объекта мер безопасности и мер защиты. Меры безопасности - меры, препятствующие возникновению ситуаций, когда лица из персонала могут подвергнуться воздействию вредных и поражающих факторов, сопровождающих нормальную работу объекта. Меры защиты - это физические барьеры на пути распространения вредных и поражающих факторов при нормальной эксплуатации и в случае аварий.

Защита является составной частью мер обеспечения безопасности, представляет собой комплекс специфических мероприятий и проводится с целью обеспечения сохранности жизни и здоровья персонала и населения, целостности и функциональных возможностей материальных объектов и окружающей среды. Сущность защиты - в возведении физических барьеров, которые препятствуют доступу вредных воздействий к защищаемому объекту, будь то человек, сооружение или природный комплекс, снижают уровень этого воздействия или нейтрализуют его.

Управление техногенным риском, управление безопасностью профессиональной деятельности по большому счету сводится к разработке и реализации программ деятельности по предотвращению аварий, снижению их возможных последствий, обеспечению мониторинга, ограничений и защиты в процессе производственной деятельности. Цель этого управления - достижение приемлемого уровня риска.

В качестве примеров реальных мер, осуществляемых с целью управления техногенным риском, могут быть названы:
- мониторинг состояния техногенных объектов;
- прогнозирование чрезвычайных ситуаций техногенного характера и оценка их риска;
- рациональное размещение производительных сил по территории страны с точки зрения техногенной безопасности;
- предотвращение аварий и техногенных катастроф путем повышения технологической безопасности производственных процессов и эксплуатационной надежности оборудования;
- разработка и осуществление инженерно-технических мер по снижению возможных потерь и ущерба от чрезвычайных ситуаций (смягчению их возможных последствий) на конкретных объектах и территориях;
- подготовка объектов экономики и систем жизнеобеспечения населения к работе в условиях чрезвычайных ситуаций;
- декларирование промышленной безопасности и лицензирование видов деятельности в области промышленной безопасности;
- проведение государственной экспертизы в области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций;
- проведение государственного надзора и контроля по вопросам и техногенной безопасности;
- страхование техногенных рисков;
- информирование населения о потенциальных техногенных угрозах на территории проживания;
- осуществление мер защиты персонала и населения, проживающего на территориях, прилегающих к потенциально опасным объектам;
- поддержание в готовности органов управления, сил и средств, предназначенных в случае аварий для проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ и т.д.

Рассматривая этот типовой перечень мер надо иметь в виду, что многие из них находят свое применение и при управлении природными рисками.

Важную роль в управлении техногенным риском играют экономические механизмы, являющиеся предметом рассмотрения в настоящем пособии.

Транскрипт

1 Н.Н. Чура Техногенный риск Под редакцией В.А. Девисилова Рекомендовано УМО вузов по университетскому политехническому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям «Безопасность жизнедеятельности», «Защита окружающей среды» КНОРУС МОСКВА 2017

2 УДК (075.8) ББК Ч-93 Рецензенты: В. А. Акимов, вице-президент Общероссийской общественной организации «Российское научное общество анализа риска», заведующий кафедрой «Природная и техногенная безопасность и управление риском» МАТИ РГТУ им. К. Э. Циолковского, д-р техн. наук, проф., В. А. Туркин, нач. кафедры «Химия и экология» МГА им. адм. Ф. Ф. Ушакова, д-р техн. наук, проф. Чура Н.Н. Ч-93 Техногенный риск: учебное пособие / Н.Н. Чура; под ред. В. А. Девисилова. М. : КНОРУС, с. ISBN Рассмотрены и проанализированы вопросы опасностей и безопасности в техносфере, а также техногенного риска. Выполнен анализ структуры оценки риска и его составляющих вероятностной (частоты возникновения аварий) и последствий. Учтены изменения и дополнения существующих законодательных и нормативных положений в области техносферной безопасности и оценки риска. Основное внимание уделено методам количественных оценок техногенного риска и его показателей: индивидуального, потенциального, коллективного, социального, технического и экологического риска. Приводятся краткие (упрощенные) методики расчета показателей техногенного риска и примеры расчета. Для студентов бакалавриата по направлению подготовки «Техносферная безопасность», а также студентов специальности «Инженерная защита окружающей среды» и других специальностей политехнического университетского образования. Может быть полезно специалистам, занимающимся вопросами промышленной безопасности, риск-анализа и управления в кризисных ситуациях. УДК (075.8) ББК Чура Николай Николаевич техногенный риск Сертификат соответствия РОСС RU.АГ51.Н03820 от Изд Формат 60 90/16. Гарнитура «NewtonC». Печать офсетная. Усл. печ. л. 17,5. Уч.-изд. л. 12,9. ООО «Издательство «КноРус» , г. Москва, ул. Кедрова, д. 14, корп. 2. Тел.: Отпечатано в ООО «Контакт» , г. Москва, проезд Подбельского 4-й, дом 3. ISBN Чура Н.Н., 2017 ООО «Издательство «КноРус», 2017

3 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ Глава 1. БЕЗОПАСНОСТЬ В ТЕХНОСФЕРЕ И ТЕХНОГЕННЫЙ РИСК 1.1. Основные понятия и определения теории безопасности и риска Безопасность и развитие общества в концепциях риска Характеристики и классификация опасностей Характеристики безопасности Реализация опасностей в техносфере. Опасные техногенные события (аварии, катастрофы, чрезвычайные ситуации) Методы оценки уровня безопасности Основные положения государственного регулирования в области техносферной безопасности Контрольные вопросы и задания Глава 2. ПОНЯТИЕ ОБ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОМ РИСКЕ 2.1. Общие сведения Экология как объект изучения и субъект безопасности Безопасность экосистем Основные техногенные угрозы экологической безопасности в России Оценка риска для здоровья человека и экологического риска Последствия (ущерб, вред) как составляющая экологического риска Контрольные вопросы и задания Глава 3. СТРУКТУРА И КРИТЕРИИ РИСКА 3.1. Понятие, происхождение и назначение риска Общее содержание и структура риска Стохастический характер риска Вероятностные показатели в структуре оценки риска Связь вероятности и частоты в структуре оценки риска Классификация рисков Контрольные вопросы и задания Глава 4. РАСЧЕТНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РИСКА 4.1. Общие сведения Индивидуальный и потенциальный риски Индивидуальный риск

4 4 ОГЛАВЛЕНИЕ Потенциальный риск Приемлемый индивидуальный риск Коллективный риск Социальный риск Признаки социального риска Показатели социального риска Приемлемый социальный риск Технический (материальный) риск Экологический риск Контрольные вопросы и задания Глава 5. ОСНОВЫ МЕТОДОЛОГИИ ОЦЕНКИ И АНАЛИЗА РИСКА 5.1. Общие сведения Основные этапы методологии и методики анализа риска Концепции и характеристики методов оценки рисков Методы экспертных оценок. Метод Делфи Методы проверочного листа, контрольных карт и «Что будет, если. » Анализ опасности и работоспособности Анализ вида и последствий отказа Анализ вида, последствий и критичности отказа Дерево отказов Дерево событий Контрольные вопросы и задания Глава 6. МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙ ПРИ ОЦЕНКЕ РИСКА 6.1. Общие сведения Механизм определения последствий аварии Определение последствий воздействия поражающих факторов вероятностными методами (пробит-функция) Методы оценки ущерба Виды и классификация ущерба Структура определения ущерба Обоснование мер, направленных на снижение ущерба (меры инженерной защиты окружающей среды) Оценка эколого-экономических последствий загрязнения природной среды нефтью и нефтепродуктами (методика и пример расчета) Оценка количества нефти, вылившейся вследствие аварии Оценка масштаба и степени загрязнения

5 Оглавление Критерии оценки экологических последствий и предварительные рекомендации по выбору мероприятий по восстановлению земель Анализ эколого-экономических последствий загрязнения компонентов природной среды Обоснование целесообразности и оптимальных решений по проведению рекультивации земель Оценка количества пострадавших при авариях и чрезвычайных ситуациях техногенного характера (методика и пример расчета) Контрольные вопросы и задания ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

6 ВВЕДЕНИЕ Все то, что достигнуто человечеством, связано с его развитием, а темпы роста полученных результатов в новейшей истории, безусловно, впечатляют. Колоссальные потоки материальных ресурсов, энергии и информации изменили среду обитания, создав полуискусственную техносферу, незаметно и постоянно отклоняя ее от естественных для человека условий. Новая среда жизнедеятельности (более активного поведения), удобно обустроенная за счет использования и изменения природного компонента, принесла и новые опасности. Мощный природоизменяющий потенциал развития человечества (сырье, энергия, продукты переработки), созданный в исторически кратчайшие сроки, имея высокие локальные концентрации и не имея при этом надежной изоляции от окружающей среды и адекватных мер противодействия сопутствующим опасностям, превратил их в угрозы, реализованные в конкретные аварии, и аварии, перерастающие в катастрофы. В соответствии с принятой классификацией и согласно статистике МЧС России, девять из десяти чрезвычайных ситуаций (ЧС), происходящих в последние годы, составляют техногенные, т. е. порожденные техникой. За 2009 г. в результате техногенных ЧС на территории Российской Федерации погибло 684 человека, что составляет 93 % от общего числа жертв ЧС всех видов и источников, включая природные, биолого-социальные и теракты. Результат ускоренных темпов развития техноприродных комплексов и созданных на их базе высоких технологий, с учетом его оборотной (отрицательной) стороны, показал существенное отставание в развитии социальной сферы. Социосфера здесь представляется как согласованное поведение людей, их социальная организация, которая реализуется через нормы поведения (правила, законы, традиции), приобретенные и умноженные знания (науку), практику поведения (политику). Кроме своей организации человек ничего или почти ничего не может противопоставить катастрофам и стихийным бедствиям . Развитие общества потребовало и требует внедрения инноваций, объем которых стал угрозой безопасности. Обострение дилеммы «безопасность развитие» как ситуации, при которой выбор одного из двух, по своей сути, противоположных решений одинаково затруднителен, пока не принесло ощутимых ограничений в развитии и потреблении общества. В то же время количество техногенных аварий и катастроф

7 Введение 7 остается высоким. При этом в основе их также социальные причины: коллективы конструкторов, изготовителей и управленцев технических систем, являющихся частью общества; нехватка значительных материальных и общественных ресурсов для ускоренной замены большей части основных фондов производства, транспорта и коммунального хозяйства, имеющих критический износ; разумные, казалось бы, цели развития решение социально значимых задач. Последствия происходящих техногенных аварий и катастроф при этом возрастают, приобретая новые формы и представляя угрозу все большему количеству людей, инфраструктуре и природной среде. В обиходе появились новые понятия: «социальная медицина», «медицина катастроф», «центр оказания психологической помощи», за которыми стоят организации, призванные оказывать помощь пострадавшим. Таким образом, ситуация, сложившаяся на современном этапе развития, потребовала принятия эффективных мер управления процессом обеспечения безопасности человека, общества и природы (ключевая проблема), одной из организационных форм решения которой явилась концепция приемлемого риска. Сразу же постараемся акцентировать внимание читателя на верном понимании проблемы. Безопасность является желаемым состоянием человека или желаемым свойством объекта, от которого исходит (может исходить) опасность. Риск же служит мерой этого состояния (или свойства), разумеется, в своем количественном или ином выражении. Приемлемость риска, т. е. непревышение его расчетной величиной допустимых значений, может являться подтверждением достаточности уровня безопасности (она всегда относительна). Важным на этом этапе является установление допустимых значений показателей риска, что получило название «нормирование риска». На данной основе сопоставлением расчетных значений риска с нормативами выполняется процедура анализа риска. Уже имеются показатели допустимого индивидуального и социального пожарного риска одного из видов техногенного риска, установленные на законодательном уровне. Этимология (происхождение) понятия «риск», о котором речь идет дальше, это не только пояснение его первоначального смысла, но и его сущность, и исторически предназначенная роль. Таким образом, роль риска обусловлена социальным заказом и может быть кратко сформулирована в виде «предвидеть и предотвратить» или, по крайней мере, предупредить общество о возможных последствиях его деятельности.

8 8 ВВЕДЕНИЕ В первой части дисциплины «Надежность технических систем и техногенный риск» рассматриваются положения теории надежности, которая имеет в настоящее время достаточно хорошо отлаженный понятийный и исследовательский аппарат. В теоретических основах надежности разработаны способы ее количественного измерения, позволяющие решать практические задачи определения вероятности безотказной работы, наработки на отказ, интенсивности отказов и других показателей надежности. В прикладных целях рассматриваются свойства и эффективность различных методов расчета, испытаний и повышения надежности простых объектов и технических систем сложной структуры, восстанавливаемых и невосстанавливаемых, резервируемых и нерезервируемых. Основная категория, рассматриваемая во второй части учебной дисциплины и в данном учебном пособии, безопасность (риск лишь ее мера), является тесно связанной с надежностью. Однако центральное понятие, которым оперирует теория надежности, отказ (переход объекта из работоспособного состояния в неработоспособное), не учитывает дальнейшего развития событий, т. е. последствий отказов, с точки зрения их опасности для окружающей среды. Теория вероятностей и математическая статистика, составляющие основу математического аппарата теории надежности, а также основные свойства и показатели надежности имеют большое значение и широко используются в методологии оценки и анализа риска. В исследованиях техносферной безопасности и техногенного риска, а также в практической деятельности в области техносферной безопасности основным событием является событие-авария, имеющее различные отраслевые определения. Возможными причинами возникновения аварий могут быть не только отказы технических или иных систем, включая человеческий фактор, но и внешние воздействия. Анализ источников произошедших ЧС, а также статистики аварийности технических объектов различных конструкций и назначения позволяет в целом классифицировать основные группы причин возникновения аварий: внешние причины ошибки проекта, его привязки к территории; низкий уровень организации работ; человеческий фактор (ошибки обслуживающего персонала); воздействия извне не только техногенного, но и природного характера, способные инициировать крупные катастрофы; воздействия, источники которых носят социальный характер (несанкционированные действия и теракты);

9 Введение 9 внутренние причины отказы оборудования (его элементов и систем) вследствие физического износа, коррозии, механических повреждений, температурных деформаций, усталости материалов; неконтролируемые отклонения технологического процесса; дефекты конструкций (раковины, дефекты в сварных соединениях); прекращения подачи энергоресурсов; некачественные строительно-монтажные, ремонтные работы и т. д. Оценка техногенного риска (называемого так по источнику возникновения) состоит в нахождении частоты (или вероятности) возникновения события-аварии и его последствий, определяемых воздействием поражающих факторов на объекты окружающей среды. При прогнозировании риска, т. е. определении будущих состояний объектов защиты существующими методами, уровень последствий расчетных событий в общем случае также имеет вероятностный характер. Математическое ожидание ущерба (потерь) это одно из универсальных определений термина «риск», которое можно встретить в различных сферах его приложения. Негативные последствия имеют не только аварии, но и, к примеру, загрязнения окружающей среды неаварийного, т. е. постоянного или систематического характера в результате «нормальной» эксплуатации технических объектов. Риск воздействия такого рода загрязнений также подлежит оценке. Фактор последствий воздействия на человека и компоненты среды обитания природной среды (воздух, земли, водные объекты и биоресурсы) и технические объекты (здания, сооружения и т. д.) оценивается показателями риска, такими, как индивидуальный риск, социальный, экологический, технический и др. В каждом из случаев оценка последствий является сложной задачей ввиду значительного их разнообразия, сложности математического описания (формализации) и недостаточности информации о реакции на воздействия. Знания и компетенции в области техногенного риска: определение источников опасностей и возможных последствий, идентификация и ранжирование рисков, методов расчета, анализа и менеджмента рисков, определение зон повышенного техногенного риска востребованы в различных сферах практической и научной деятельности, основными из которых являются: область техносферной безопасности, в том числе промышленной, пожарной и безопасности в ЧС, а также профессиональный риск и риск с последствиями для персонала предприятий, населения и территорий; это центральная область (включая военнопромышленный комплекс и объекты использования атомной

10 10 ВВЕДЕНИЕ энергии), где идеология и методология техногенного риска получила свое первоначальное обоснование и развитие; оценка влияния на здоровье человека различных факторов окружающей, в том числе производственной среды, включая расчеты, соответствующие нормативным и методическим документам системы здравоохранения и жизнеобеспечения населения; страхование рисков, цель которого заключается в защите прав и интересов граждан и юридических лиц и достигается за счет перераспределения рисков (финансовое обеспечение ответственности); величина риска в этом случае переходит из разряда случайных событий в юридически обоснованное условие, составляющее норму договорно-страхового права; экологическая деятельность, предметная направленность и пер- спективы которой напрямую связаны и зависят от риска техногенного воздействия на природные сообщества и компоненты. В молодой и интенсивно развивающейся науке о рисках (иногда ее называют рискологией) много нерешенных вопросов, а также интересных и перспективных задач. Часть из них связана с оценкой и прогнозированием экологического риска, где объектом воздействия (и защиты) является природная среда. Здесь риск как инструмент исследования и как мера оценки уровня безопасности направлен на анализ техногенных воздействий, которым подвергается самый уязвимый и поэтому труднопрогнозируемый живой компонент. Аспекты этой проблемы, от которой зависит безопасность жизни человека и мира природы, ждут своей очереди для решения профессионально подготовленными специалистами нового поколения.

Риск техногенный

EdwART. Словарь терминов МЧС, 2010

Смотреть что такое «Риск техногенный» в других словарях:

Техногенный и экологический риск - см. Риск техногенный и экологический. EdwART. Словарь терминов МЧС, 2010 … Словарь черезвычайных ситуаций

Риск природный - вероятная мера соответствующей природной опасности, установленная для определенного объекта в виде возможных потерь за определенное времяили потенциальная возможность такого протекания природных процессов, которые оказывают негативное влияние на… … Словарь черезвычайных ситуаций

Проблемы анализа риска - «Проблемы анализа риска» Обложка журнала Специализация: Научно практический журнал … Википедия

источник - 3.18 источник (source): Объект или деятельность с потенциальными последствиями. Примечание Применительно к безопасности источник представляет собой опасность (см. ИСО/МЭК Руководство 51). [ИСО/МЭК Руководство 73:2002, пункт 3.1.5] Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р 52551-2006: Системы охраны и безопасности. Термины и определения - Терминология ГОСТ Р 52551 2006: Системы охраны и безопасности. Термины и определения оригинал документа: 2.2.1 безопасность: Состояние защищенности жизненно важных интересов личности, общества и государства от внутренних и внешних угроз (по… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

СП 2.6.1.799-99: Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности - Терминология СП 2.6.1.799 99: Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности: 3.1. Авария радиационная проектная авария, для которой проектом определены исходные и конечные состояния радиационной обстановки и предусмотрены… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Рекомендации: Рекомендации по оценке геологического риска на территории г. Москвы - Терминология Рекомендации: Рекомендации по оценке геологического риска на территории г. Москвы: Износ физический Свойство строительного объекта и его элементов (конструкций, систем) утрачивать в процессе эксплуатации способность к выполнению… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

НРБ 99/2009: Нормы радиационной безопасности - Терминология НРБ 99/2009: Нормы радиационной безопасности: 1. Авария радиационная потеря управления источником ионизирующего излучения, вызванная неисправностью оборудования, неправильными действиями работников (персонала), стихийными бедствиями… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

СанПиН 2.6.1.2523-09: Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009) - Терминология СанПиН 2.6.1.2523 09: Нормы радиационной безопасности (НРБ 99/2009): 1. Авария радиационная потеря управления источником ионизирующего излучения, вызванная неисправностью оборудования, неправильными действиями работников (персонала) … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Р 2.2./2.6.1.1195-03: - Терминология Р 2.2./2.6.1.1195 03: : 1. Доза максимальная потенциальная максимальная индивидуальная эффективная (эквивалентная) доза облучения, которая может быть получена за календарный год при работе с источниками ионизирующих излучений в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Надежность и безопасность технических систем. Учебное пособие

Министерство образования Российской Федерации

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

НАДЕЖНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Ветошкин А.Г., Марунин В.И. НАДЕЖНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ. /Под ред. доктора технических наук, профессора, академика МАНЭБ А.Г.Ветошкина – Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2002. — 129 с.: ил., библиогр.

Рассмотрены основные положения теории надежности технических систем и техногенного риска. Приведены математические формулировки, используемые при оценке и расчете основных свойств и параметров надежности технических объектов, рассмотрены элементы физики отказов, структурные схемы надежности технических систем и их расчет, сформулированы основные методы повышения надежности и примеры использования теории надежности для оценки безопасности человеко-машинных систем.

Рассмотрена методология анализа и оценки техногенного риска, приведены основные качественные и количественные методы оценки риска, методология оценки надежности, безопасности и риска с использованием логико-графических методов анализа, критерии приемлемого риска, принципы управления риском, рассмотрены примеры использования концепции риска в инженерной практике.

Учебное пособие подготовлено на кафедре «Экология и безопасность жизнедеятельности» Пензенского государственного университета и предназначено для студентов специальности 330200 «Инженерная защита окружающей среды» и для студентов инженерных специальностей, изучающих дисциплину «Безопасность жизнедеятельности».

Кафедра «Инженерная экология» Пензенской государственной архитектурностроительной академии (зав. кафедрой доктор технических наук, профессор О.П.Сидельникова.).

Кандидат технических наук, профессор, академик МАНЭБ В.В.Арбузов (Пензенский филиал Международного независимого эколого-политологического университета.)

Издательство ПГУ А.Г.Ветошкин, В.И.Марунин

Государственная политика в области экологической и промышленной безопасности и новые концепции обеспечения безопасности и безаварийности производственных процессов на объектах экономики, диктуемые Федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 №116-ФЗ, Федеральным законом «О радиационной безопасности населения» от 09.01.96 г. №3-ФЗ, Федеральным законом «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 30.03.99 г. №52-ФЗ, Федеральным законом «Об использовании атомной энергии» от 21.11.95 г. №170-ФЗ, Федеральным законом «Об охране окружающей среды» от 10.01.02 г. №7-ФЗ, предусматривают, в первую очередь, объективную оценку опасностей и позволяют наметить пути борьбы с ними.

Экологическая и техногенная безопасность – состояние действительности, при котором с определенной вероятностью исключено проявление опасности.

Опасная ситуация возникает при нахождении человека в опасной зоне, т.е. в пространстве, где постоянно, периодически или эпизодически возникают опасности, обусловленные опасными или вредными факторами. Опасные ситуации реализуются вследствие совокупности причин, обусловливающих воздействие опасных или (и) вредных факторов на человека, что приводит к постепенному или мгновенному повреждению его здоровья.

По данным Генерального секретаря ООН, за последние 30 лет ущерб, нанесенный техногенными катастрофами, увеличился в три раза и достигает 200 млрд. долл. США в год. В России совокупный годовой материальный ущерб от техногенных аварий, включая затраты на их ликвидацию, превышает 40 млрд. руб.

Чрезвычайная ситуация (ЧС) – это совокупность событий и опасностей, внезапно нарушающих сложившиеся условия жизнедеятельности, создающих угрозу жизни и здоровью людей, среде их обитания, элементам техносферы. Техногенная чрезвычайная ситуация (техногенная ЧС) — состояние, при котором в результате возникновения источника техногенной чрезвычайной ситуации на объекте, определенной территории или акватории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству и окружающей природной среде.

Каждую чрезвычайную ситуацию можно рассматривать как крупномасштабную опасную ситуацию, создающую угрозу одновременно большому числу людей и объектам техносферы. Стадии зарождения и развития чрезвычайной ситуации протекают, как правило, скрытно и связаны с накоплением разрушительного потенциала. На кульминационной стадии образуется множество опасных и вредных факторов, объединяемых в один или несколько поражающих факторов.

Чрезвычайные ситуации (ЧС) возникают как при стихийных явлениях природного характера, так и при техногенных авариях. В наибольшей степени аварийность свойственна угольной, горнорудной, химической, нефтегазовой и металлургической отраслям промышленности, транспорту.

Возникновение ЧС в промышленных условиях и в быту часто связано с разгерметизацией систем повышенного давления (баллонов и емкостей для хранения или перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов, газо- и водопроводов, систем теплоснабжения и т.п.).

ЧС возникают также в результате нерегламентированного хранения и транспортирования взрывчатых веществ, легковоспламеняющихся жидкостей, химических и радиоактивных веществ, нагретых жидкостей. Следствием этих нарушений являются взрывы, пожары, проливы химически активных жидкостей, выбросы газовых смесей.

Основными причинами крупных техногенных аварий являются:

— отказы технических систем из-за дефектов изготовления и нарушений режимов эксплуатации;

— ошибочные действия операторов технических систем;

— концентрации различных производств в промышленных зонах;

— высокий энергетический уровень технических систем;

— внешние негативные воздействия на объекты энергетики, транспорта и др.

Анализ совокупности негативных факторов, действующих в техносфере, показывает, что приоритетное влияние имеют антропогенные негативные воздействия, среди которых преобладают техногенные. Они сформировались в результате преобразующей деятельности человека и изменений в биосферных процессах, обусловленных этой деятельностью.

Под термином “опасность” понимается ситуация в окружающей природной или производственной среде, в которой при определённых условиях возможно возникновение нежелательных событий или процессов (опасных факторов), воздействие которых на окружающую среду и человека может привести к одному или совокупности из следующих последствий:

— аварии или катастрофы в техносфере;

— ухудшение состояния окружающей среды;

— отклонение здоровья человека от среднестатистического значения.

Оценка опасности различных производственных объектов заключается в определении возникновения возможных чрезвычайных ситуаций, разрушительных воздействий пожаров и взрывов на эти объекты, а также воздействия опасных факторов пожаров и взрывов на людей. Оценка этих опасных воздействий на стадии проектирования объектов осуществляется на основе нормативных требований, разработанных с учетом наиболее опасных условий протекания чрезвычайных ситуаций и проявления их негативных факторов, утечек и проливов опасных химических веществ, пожаров и взрывов, т.е. с учетом аварийной ситуации.

Как естественные, так и техногенные опасности носят потенциальный, т.е. скрытый характер. Количественной мерой опасности является риск, т.е. частота реализации опасности. Риск выражает возможную опасность, вероятность нежелательного события.

Оценка риска включает в себя анализ частоты, анализ последствий и их сочетание. В случае, когда последствия неизвестны, то под риском понимают вероятность наступления определенного сочетания нежелательных событий. Техногенный риск включает как вероятность чрезвычайной ситуации, так и величину ее последствий, оцениваемых величиной ущерба.

Таким образом, термин “опасность” описывает возможность осуществления некоторых условий технического, природного и социального характера, при наличии которых могут наступить интересующие нас неблагоприятные события и процессы, например, природные катастрофы или бедствия, аварии на промышленных предприятиях,

экономические или социальные кризисы. Следовательно, “опасность” – это ситуация, постоянно присутствующая в окружающей среде и способная при определённых условиях привести к реализации в окружающей среде нежелательного события – возникновению опасного фактора. Соответственно реализация опасности – это обычно случайное явление, и возникновение опасного фактора характеризуется вероятностью явления.

Безопасность – состояние защищённости отдельных лиц, общества и природной среды от чрезмерной опасности.

В качестве единиц измерения безопасности предлагается использовать показатели, характеризующие состояние здоровья человека и состояние (качество) окружающей среды. Соответственно, целью процесса обеспечения безопасности является достижение максимально благоприятных показателей здоровья человека и высокого качества окружающей среды.

1. Основные понятия надежности технических систем

Термины надежность, безопасность, опасность и риск часто смешивают, при этом их значения перекрываются. Часто термины анализ безопасности или анализ опасности используются как равнозначные понятия. Наряду с термином анализ надежности они относятся к исследованию как работоспособности, отказов оборудования, потери работоспособности, так и процесса их возникновения.

Обеспечение надежности систем охватывает самые различные аспекты человеческой деятельности. Надежность является одной из важнейших характеристик, учитываемых на этапах разработки, проектирования и эксплуатации самых различных технических систем.

С развитием и усложнением техники углубилась и развивалась проблема ее надежности. Изучение причин, вызывающих отказы объектов, определение закономерностей, которым они подчиняются, разработка метода проверки надежности изделий и способов контроля надежности, методов расчетов и испытаний, изыскание путей и средств повышения надежности – являются предметом исследований надежности.

Если в результате анализа требуется определить параметры, характеризующие безопасность, необходимо в дополнение к отказам оборудования и нарушениям работоспособности системы рассмотреть возможность повреждений самого оборудования или вызываемых ими других повреждений. Если на этой стадии анализа безопасности предполагается возможность отказов в системе, то проводится анализ риска для того, чтобы определить последствия отказов в смысле ущерба, наносимого оборудованию, и последствий для людей, находящихся вблизи него.

Наука о надежности является комплексной наукой и развивается в тесном взаимодействии с другими науками, такими как физика, химия, математика и др., что особенно наглядно проявляется при определении надежности систем большого масштаба и сложности.

При изучении вопросов надежности рассматривают самые разнообразные объекты - изделия, сооружения, системы с их подсистемами. Надежность изделия зависит от надежности его элементов, и чем выше их надежность, тем выше надежность всего изделия.

Надежность - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. Недостаточная надежность объекта приводит к огромным затратам на его ремонт, простою машин, прекращению снабжения населения электроэнергией, водой, газом, транспортными средствами, невыполнению ответственных задач, иногда к авариям, связанным с большими экономическими потерями, разрушением крупных объектов и с человеческими жертвами. Чем меньше надежность машин, тем большие партии их приходится изготовлять, что приводит к перерасходу металла, росту производственных мощностей, завышению расходов на ремонт и эксплуатацию.

Надежность объекта является комплексным свойством, ее оценивают по четырем показателям - безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости или по сочетанию этих свойств.

Безотказность - свойство объекта сохранять работоспособность непрерывно в течение некоторого времени или некоторой наработки. Это свойство особенно важно

для машин, отказ в работе которых связан с опасностью для жизни людей. Безотказность свойственна объекту в любом из возможных режимов его существования, в том числе, при хранении и транспортировке.

Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

В отличие от безотказности долговечность характеризуется продолжительностью работы объекта по суммарной наработке, прерываемой периодами для восстановления его работоспособности в плановых и неплановых ремонтах и при техническом обслуживании.

Предельное состояние - состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в его приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонта. Важность ремонтопригодности технических систем определяется огромными затратами на ремонт машин.

Сохраняемость - свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования. Практическая роль этого свойства велика для деталей, узлов и механизмов, находящихся на хранении в комплекте запасных принадлежностей.

Объекты подразделяют на невосстанавливаемые, которые не могут быть восстановлены потребителем и подлежат замене (например, электрические лампочки, подшипники, резисторы и т.д.), и восстанавливаемые, которые могут быть восстановлены потребителем (например, телевизор, автомобиль, трактор, станок и т.д.).

Надежность объекта характеризуется следующими состояниями: исправное, неисправное, работоспособное, неработоспособное.

Исправное состояние - такое состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации. Исправное изделие обязательно работоспособно.

Неисправное состояние - такое состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации. Различают неисправности, не приводящие к отказам, и неисправности, приводящие к отказам. Например, повреждение окраски автомобиля означает его неисправное состояние, но такой автомобиль работоспособен.

Работоспособным состоянием называют такое состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, соответствующие требованиям нормативнотехнической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Неработоспособное изделие является одновременно неисправным.

Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Отказы по характеру возникновения подразделяют на случайные и неслучайные (систематические).

Случайные отказы вызваны непредусмотренными нагрузками, скрытыми дефектами материалов, погрешностями изготовления, ошибками обслуживающего персонала.

Неслучайные отказы - это закономерные явления, вызывающие постепенное накопление повреждений, связанные с влиянием среды, времени, температуры, облучения и т. п.

В зависимости от возможности прогнозировать момент наступления отказа все отказы подразделяют на внезапные (поломки, заедания, отключения) и постепенные (износ, старение, коррозия).

По причинам возникновения отказы классифицируют на конструктивные (вызванные недостатками конструкции), производственные (вызванные нарушениями технологии изготовления) и эксплуатационные (вызванные неправильной эксплуатацией).

2. Показатели надежности технических систем

Показателями надежности называют количественные характеристики одного или нескольких свойств объекта, составляющих его надежность. К таким характеристикам относят, например, временные понятия - наработку, наработку до отказа, наработку между отказами, ресурс, срок службы, время восстановления. Значения этих показателей получают по результатам испытаний или эксплуатации.

По восстанавливаемости изделий показатели надежности подразделяют на пока-

затели для восстанавливаемых изделий и показатели невосстанавливаемых изделий.

Применяются также комплексные показатели. Надежность изделий, в зависимости от их назначения, можно оценивать, используя либо часть показателей надежности, либо все показатели.

— вероятность безотказной работы - вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникает;

— средняя наработка до отказа - математическое ожидание наработки объекта до первого отказа;

— средняя наработка на отказ - отношение суммарной наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки;

— интенсивность отказов - условная плотность вероятности возникновения отказа объекта, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возник. Этот показатель относится к невосстанавливаемым изделиям.

Количественные показатели долговечности восстанавливаемых изделий делятся на 2 группы.

1. Показатели, связанные со сроком службы изделия:

— срок службы - календарная продолжительность эксплуатации от начала эксплуатации объекта или ее возобновление после ремонта до перехода в предельное состояние;

— средний срок службы - математическое ожидание срока службы;

— срок службы до первого капитального ремонта агрегата или узла – это про-

должительность эксплуатации до ремонта, выполняемого для восстановления исправности и полного или близкого к полному восстановления ресурса изделия с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые;

— срок службы между капитальными ремонтами, зависящий преимущественно от качества ремонта, т.е. от того, в какой степени восстановлен их ресурс;

— суммарный срок службы – это календарная продолжительность работы технической системы от начала эксплуатации до выбраковки с учетом времени работы после ремонта;

— гамма-процентный срок службы - календарная продолжительность эксплуатации, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с вероятностью γ , выраженной в процентах.

Показатели долговечности, выраженные в календарном времени работы, позволяют непосредственно использовать их в планировании сроков организации ремонтов, поставки запасных частей, сроков замены оборудования. Недостаток этих показателей заключается в том, что они не позволяют учитывать интенсивность использования оборудования.

2. Показатели, связанные с ресурсом изделия:

— ресурс - суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновление после ремонта до перехода в предельное состояние.

— средний ресурс - математическое ожидание ресурса; для технических систем в качестве критерия долговечности используют технический ресурс;

— назначенный ресурс – суммарная наработка, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния;

— гамма-процентный ресурс - суммарная наработка, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью γ , выраженной в процентах.

Единицы для измерения ресурса выбирают применительно к каждой отрасли и к каждому классу машин, агрегатов и конструкций отдельно. В качестве меры продолжительности эксплуатации может быть выбран любой неубывающий параметр, характеризующий продолжительность эксплуатации объекта (для самолетов и авиационных двигателей естественной мерой ресурса служит налет в часах, для автомобилей – пробег в километрах, для прокатных станов – масса прокатанного металл в тоннах. Если наработку измерять числом производственных циклов, то ресурс будет принимать дискретные значения.

Комплексные показатели надежности.

Показателем, определяющим долговечность системы, объекта, машины, может служить коэффициент технического использования.

Коэффициент технического использования - отношение математического ожи-

дания суммарного времени пребывания объекта в работоспособном состоянии за некоторый период эксплуатации к математическому ожиданию суммарного времени пребывания объекта в работоспособном состоянии и всех простоев для ремонта и технического обслуживания:

Коэффициент технического использования, взятый за период между плановыми ремонтами и техническим обслуживанием, называется коэффициентом готовности, ко-

торый оценивает непредусмотренные остановки машины и что плановые ремонты и мероприятия по техническому обслуживанию не полностью выполняют свою роль.

Коэффициент готовности - вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается. Физический смысл коэффициента готовности — это вероятность того, что в прогнозируемый момент времени изделие будет исправно, т.е. оно не будет находиться во внеплановом ремонте.

Коэффициент оперативной готовности - вероятность того, что объект ока-

жется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается, и, начиная с этого момента, будет работать безотказно в течение заданного интервала времени.

Классификация показателей. В зависимости от способа получения показатели подразделяют на расчетные, получаемые расчетными методами; экспериментальные, определяемые по данным испытаний; эксплуатационные, получаемые по данным эксплуатации.

В зависимости от области использования различают показатели надежности нормативные и оценочные.

Нормативными называют показатели надежности, регламентированные в нор- мативно-технической или конструкторской документации.

К оценочным относят фактические значения показателей надежности опытных образцов и серийной продукции, получаемые по результатам испытаний или эксплуатации.

3. Математические зависимости для оценки надежности

3.1. Функциональные зависимости надежности

Отказы, возникающие в процессе испытаний или эксплуатации, могут быть вызваны неблагоприятным сочетанием различных факторов - рассеянием действующих нагрузок, отклонением от номинального значения механических характеристик материалов, неблагоприятным сочетанием допусков в местах сопряжения и т. п. Поэтому в расчетах надежности различные параметры рассматривают как случайные величины, которые могут принимать то или иное значение, неизвестное заранее.

Ст 583 закона n 212-фз Лицам, имеющим право как на ежемесячное пособие по уходу за ребенком, так и на пособие по безработице, предоставляется право выбора получения пособия по одному из […]
Статья 30. Участие субъектов малого предпринимательства, социально ориентированных некоммерческих организаций в закупках Ст. 30 44-ФЗ в последней действующей редакции от 1 июля 2018 […]

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

9. Системы контроля и диагностирования оборудования добычи нефти и газа, магистральных газонефтепроводов

10. Анализ риска

11. Оценка риска

12. Основной метододический инструментарий

13. Управление риском

14. Критерии управления риском

1. Особенности рисков, связанных с техногенными объектами

Быстрое развитие техногенных объектов является неотъемлемой чертой современного этапа развития человечества. Их эксплуатация позволяет решать многочисленные задачи повышения уровня и качества жизни людей, обеспечения безопасности индивидуумов, сообществ и государств. В то же время сооружение, эксплуатация и демонтаж техногенных объектов в свою очередь порождают факторы опасности, обусловливающие возможность негативного воздействия на людей и окружающую природную среду. Многие экологические проблемы современности связаны с резким ростом производства и потребления энергии, использованием ядерной энергии, экстенсивным использованием вредных химический веществ.

Бурное развитие промышленности во второй половине двадцатого века, повлекшее за собой очевидное загрязнение окружающей среды, а также ряд катастроф на техногенных объектах, приведших к человеческим жертвам, выдвинули вопросы техногенной безопасности на передний план, привлекая внимание как законодательных и регулирующих органов, так и широкой общественности и чутко реагирующих на изменения общественного мнения политиков.

Первым и очевидным побуждением было требование сделать техногенные объекты "настолько безопасными, насколько это практически достижимо" (в западной литературе это получило название принципа ALAPA.

Это требование нашло отражение в законодательных и нормативных документах многих промышленных стран (в том числе и СССР). При этом снижение опасности достигалось главным образом экстенсивным путем, за счет введения специальных систем безопасности, что вело к повышению уровня затрат на техногенные объекты.

Постепенно становилось все более ясно, что принцип "чем больше, тем лучше" применительно к системам промышленной безопасности отнюдь не является оптимальным. Действительно, чем больше тратится средств на технические системы безопасности, тем меньше их остается (в силу ограниченности ресурсов общества) на здравоохранение и повышение качества жизни. Снижение техногенной опасности до нуля вообще невозможно, так как это предполагало бы прекращение всей промышленной и сельскохозяйственной деятельности. Поэтому в современных условиях все большее предпочтение отдается принципу разумной оптимизации затрат на промышленную безопасность, известному также как принцип ALARA, в соответствии с которым следует стремиться к обеспечению уровня воздействия на население и окружающую среду "настолько низкого, насколько это разумно достижимо" с учетом экономических и социальных факторов. При этом обеспечивается распределение затрат, обеспечивающее наибольший выигрыш общества.

Эффективным инструментом оптимизации затрат в обеспечение безопасности является анализ риска и установление уровня приемлемого риска. В этой связи следует отметить, что впервые вопросы приемлемого риска применительно к космонавтике были разработаны и нашли практическое применение в России (Советском Союзе). Один из наиболее перспективных методов анализа риска -- вероятностный анализ безопасности (ВАБ). ВАБ давно уже с успехом применяется при разработке отечественных космических систем (космические аппараты и пусковые системы). В США методы ВАБ в космонавтике стали широко использовать только после гибели американского космического корабля "Челленджер".

Техногенная деятельность порождает целый спектр опасностей различного вида, дифференцируемых по типу опасных факторов и характеру наносимых их действием повреждений: химические, пожарные, радиационные и т.д. Кроме того, деятельность техногенных объектов порождает экологические и социально-психологические опасности. Поскольку техногенные объекты являются элементами экономики, их деятельность (или прекращение оной) связана с вопросами экономической безопасности.

Для значительной части членов общества риск, связанный с деятельностью техногенных объектов, является вынужденным, обусловленным решениями, принятыми без их участия и прямого согласия.

Высокая концентрация техногенных объектов на ограниченной территории усугубляет опасность аварий, так как усиливает синергетические эффекты вредных воздействий.

Проблемы, возникающие в связи с использованием техногенных объектов, обусловлены как их непосредственным и постоянным воздействием на людей и окружающую среду, так и с наличием вероятности усиления имеющихся негативных воздействий и появления новых вредных факторов в результате нарушения правильных условий эксплуатации или возникновением аварийных ситуаций. В связи с этим возникают критические вопросы:

2 - до какого уровня целесообразно снижать риск, который считается условно допустимым, и как сбалансировать это снижение с точки зрения получаемых выгод и сделанных затрат.

Ряд государств ввели или намерены ввести политику управления риском в рамках общей политики в сфере безопасности. Такая политика осуществляется по двум направлениям: политика, ориентированная на воздействие, и политика, ориентированная на источник.

Политика, ориентированная на воздействие, должна исходить из целей, сформулированных по отношению к качеству окружающей среды. Ее конечная цель -- такое состояние окружающей среды, когда нельзя ожидать никаких вредных воздействий на людей, животных, растительность и продукты, вызванных порожденными техногенной деятельностью загрязнением или физическими воздействиями. Эта цель слишком абстрактна, чтобы служить руководством для управления риском и, особенно, чтобы успешно противостоять направленной на максимальный экономический результат техногенной деятельности. Поэтому необходимо сделать этот требуемый уровень безопасности понятным, количественно оценив концентрации вредных веществ в воде, почве и воздухе, или уровень воздействия на организмы, или результаты действия шума, радиации, тяжелого запаха, или уровень опасности, которая считается незначительной с точки зрения экологии. Этот тем или иным образом оцененный и выраженный уровень принимают за целевое значение.

В большинстве случаев (концентрации веществ и т.д.) целевое значение представляется достижимым только в далекой перспективе. В такой ситуации к целевому значению следует двигаться постепенно, в несколько стадий. Это можно делать с помощью стандартов безопасности, которые можно реализовать в краткосрочной или ближнесрочной перспективе, и которые обоснованно гарантируют, что риск остается ниже максимально допустимого уровня. Такие стандарты безопасности -- результат компромисса между желательными значениями и тем, что реально достижимо технически, экономически или в каком-либо другом отношении (например, с точки зрения перспективы использования земли). Диапазон значений риска, в котором может иметь место этот компромисс, ограничен, с одной стороны, уровнем, при котором риск для людей, животных, растений, продуктов и т. д. максимально допустимый, а с другой стороны -- уровнем, при котором риск пренебрежимо мал. Таким образом, политика, ориентированная на воздействие, должна определить предел, до которого должны быть снижены полная эмиссия вредных газов в атмосферу, захоронение вредных веществ и другие виды потенциально опасных проявлений техногенной деятельности.

Формулируя политику, ориентированную на источник, следует определить, какие категории источников вредных факторов могут создавать нежелательные воздействия, и насколько велик вклад каждой из этих категорий. Целью является наиболее целесообразное распределение усилий по снижению этих воздействий, основанное на учете вклада каждого загрязнения в полную опасность. Распределение усилий по контролю загрязнения атмосферы нефтеперерабатывающими заводами, электростанциями, сельским хозяйством и транспортом -- пример этого.

2. Основные типы природно-техногенных аварий и катастроф

На основе анализа последствий и периодичности природно-техногенных аварий и катастроф можно выделить их следующие классы: планетарные, глобальные, национальные, региональные, местные, объектовые (табл. 1.1.8.). По мере развития человечества и его возможностей в промышленной и военной сферах все больше возрастают риски переходов к наиболее тяжелым авариям и катастрофам.

Планетарные катастрофы с возможностью гибели жизни на Земле связываются с такими катастрофическими природными явлениями, как столкновение Земли с крупными астероидами, имеющими скорости движения до 80 км/сек, а также с полномасштабными военными действиями с применением современного ядерного, термоядерного и химического оружия массового поражения. В табл. 1.1.9. показаны основные характеристики глобальных, национальных, региональных, местных и объектовых катастроф.

Глобальные катастрофы могут затрагивать территории ряда сопредельных стран; периодичность таких катастроф оценивается в 30 - 40 лет и более, число пострадавших в них достигает более 100 тыс., а экономический ущерб может превышать 100 млрд. долл. Такие последствия связываются с крупномасштабными техногенными катастрофами на ядерных реакторах гражданского и военного назначения с расплавлением активной зоны, на предприятиях ядерного цикла, на ядерных боеголовках, на мощных ракетах-носителях, на атомных подводных лодках и надводных судах, на складах с химическим оружием и на крупных химических предприятиях с большими запасами сильнодействующих ядовитых отравляющих веществ. К природным катастрофам с глобальными последствиями можно отнести крупнейшие землетрясения, извержения вулканов, цунами, ураганы.

Национальные катастрофы затрагивают территории отдельных стран; их периодичность составляет 15-20 лет; при этом число жертв и пострадавших не менее 10 тыс. человек, а экономические ущербы достигают 10 млрд долл. и более. Такие катастрофы могут возникать на указанных выше объектах, а также при транспортировках больших масс людей и опасных грузов, на пересечениях магистральных трубопроводных систем с транспортными линиями и линиями электропередач, при пожарах на крупнейших промышленных и гражданских комплексах, при падениях самолетов на опасные объекты, при разрушениях крупных плотин и дамб. К опасным природным процессам с последствиями национального масштаба относятся землетрясения, ураганы, наводнения, лесные пожары, селевые потоки и др..

Природные и техногенные катастрофы регионального масштаба захватывают территории целых республик, краев и областей; их периодичность составляет 10-15 лет. Число жертв и пострадавших в них может превышать 1000 человек, а экономический ущерб - 1,0 млрд. долл. Такого рода катастрофы вызываются теми же причинами и приводят к тем же последствиям, что и национальные катастрофы. Дополнительно к ним можно отнести взрывы и пожары на объектах с опасными веществами, при крушениях поездов, судов и самолетов, при взрывах на металлургических комплексах, элеваторах, шахтах. Дополнительными опасными природными процессами являются обвалы, ливни, оползни, снежные лавины, горные удары.

Локальные (местные) аварии и катастрофы создают ущербы для городов и районов. Частота их возникновения существенно выше - менее одного года; пострадавшими в них оказываются сотни людей, а экономический ущерб достигает 100 млн. долл. Спектр основных причин и источников локальных аварий и катастроф дополняется обрушениями и пожарами на промышленных и гражданских сооружениях, при локальных выбросах радиоактивных и отравляющих веществ.

Объектовые аварии и катастрофы ограничиваются территориями санитарно-защитных зон объекта; частота таких аварий и катастроф характеризуется временем до одного месяца; число жертв и пострадавших находится на уровне десятков, а экономический ущерб - на уровне миллиона долл. Наиболее частыми здесь являются пожары, взрывы, столкновения и крушения транспортных средств, обрушения, провалы.

Такая классификация аварий и катастроф в природно-техногенной сфере позволяет более ориентированно вести разработку методов и систем их анализа, прогнозирования и предотвращения.

3. Источники техногенных рисков

Источниками техногенных рисков принято называть различные опасности, приводящие к нештатному функционированию технических систем или к ошибкам операторов. Различают внутренние и внешние источники для каждого технического устройства и каждой технической системы.

К внешним источникам обычно относятся:

· природные воздействия, связанные с опасными явлениями природы;

· внешние пожары, взрывы;

· внешние техногенные воздействия (столкновения, аварии и катастрофы на др. техногенных объектах и т.п.);

· внешние бытовые воздействия (отключение питания, водоснабжения, протесты населения);

· диверсии, акты терроризма;

· военные действия;

К внутренним источникам обычно относятся:

· ошибки собственных операторов;

· внутренних саботаж;

· отказы технических устройств, в составе технической системы;

· разрушения несущих конструкция вследствие дефектов или усталости конструкционных материалов;

· внутренние аварии, вызванные отключением питания, водоснабжения, перерывом технологических процессов и т.п.;

· внутренние пожары, взрывы;

· структура технической системы, наличие узлов и цепочек инцидентов;

Для технических объектов характерно накопление определенных запасов энергии, концентрация энергии на ограниченных пространствах.

Важно отметить, что для каждой технической системы существует свой набор источников опасности, как направленных на нее, так и исходящие от нее. По мере усложнения технической системы количество источников опасности увеличивается. Обычно источники опасности объединяются в различные группы, которые служат основой для факторного анализа техногенных рисков.

4. Риски при техногенных и природных катастрофах

Проблемы оценки рисков при возникновении катастроф природного и техногенного характера приобрели особую актуальность на рубеже XX и XXI веков. Если принять, что история человеческого существования измеряется протяженностью 1,5 - 2,5 млн. лет, то для человека потенциальные опасности природного происхождения характеризуются выраженным наложением цикличности на медленно (на протяжении сотен миллионов и миллиардов лет) и монотонно протекающие процессы на Земле и в Космосе. Глобальные изменения состояния земной поверхности, Мирового океана и климата на Земле в связи с гелио-геопроцессами характеризуются большими циклами - от 10 - 20 тыс. лет до 500 - 1100 тыс. лет и более. Они вызывают глобальные потепления и похолодания, вариации положения земной оси, магнитного поля, состояния атмосферы, стратосферы и ионосферы.

На эти монотонные и циклические процессы могут накладываться случайные (с чрезвычайно малой вероятностью до 10" 8 -10~ 9 и менее в год) планетарные природные катастрофы, обусловленные весьма большими (близкими к взрывным) изменениями активности Солнца, прохождениями планет через астероидные и метеоритные пояса с возможными их столкновениями.

Указанные выше монотонные, циклические и случайные процессы земного и космического масштаба приводят к кардинальным изменениям условий жизни на Земле. Несмотря на неизмеримо возросшие возможности человека противостоять природным и техногенным угрозам, закономерности и параметры этих процессов очень сложны в исследовании и количественном описании. В связи с этим такого рода глобальные катастрофы, затрагивающие все человечество и все живое на Земле, должны быть пока отнесены к гипотетическим, а степень реально прогнозируемой защищенности от них чрезвычайно мала. Последствия такого рода общепланетарных катастроф могут оцениваться как предельные, когда вероятность уничтожения жизни на Земле приближается к 100%. В этом случае риск летального исхода, обычно измеряемый числом смертей на 1000 человек, также составит 10 3 . При общем числе жителей на Земле в настоящее время порядка 5-Ю 9 и вероятности возникновения общепланетарных природных катастроф в 10" 6 -10~ 9 1/год, риск летального исхода для человека при такой катастрофе составляет 5-10°-5-10 3 , а риск уничтожения жизни будет 10 6 -10 9 1/год.

Глобальные природные катастрофы, обусловленные природными процессами на Земле и затрагивающие территории ряда стран и континентов (землетрясения, извержения вулканов, цунами, ураганы), зарегистрированы за период 10 3 -10 4 лет с человеческими жертвами до 10 6 чел. При средней численности населения на период таких катастроф до 5-10 8 риск летального исхода для одного жителя Земли составляет от 2-Ю 6 до 2-Ю 7 1/год, или 2-10° на одну тысячу. Необратимый ущерб живому при этих катастрофах возникал на ограниченных территориях -- до 5-10~ 6 -10 7 от поверхности Земли. Тогда риск уничтожения жизни на Земле при таких катастрофах можно оценить, как (2-5)-10 10 1/год. Риск уничтожения жизни на 1-2 порядка меньше, чем при общепланетарных природных катастрофах; риск летального исхода при этом меньше в 5-10 2 раза.

Можно принять, что реальные техногенные угрозы для человека (пожары, взрывы, обрушения) на протяжении последних 10 4 -10 3 лет стали значительными только в последние столетия, когда началось интенсивное гражданское строительство поселений, плотин, акведуков, дамб. Крупные пожары в древнеримских и средневековых городах возникали с периодичностью 50 - 100 лет и гибелью в них до 10 3 человек и более. В этом случае риск летального исхода составлял (1-2)-10* 7 1/год или 2-10 2 на 1000 жителей. В последние десятилетия риск летального исхода при техногенных катастрофах в силу ускоренного развития техногенной сферы и неподготовленностью человечества к защите от них резко возрос и стал достигать (2-3)-10" 1 на 1000 жителей. Эти риски становятся сопоставимыми или превосходят риски гибели людей при всех видах природных катастроф, составляющих (0,3-0,5)-10 1 на 1000 жителей.

В табл. 1.1.10. Приведены данные о вероятности летального исхода в быту и в профессиональной деятельности (6 человек/час). Летальность на транспорте, в горных работах и в строительстве может превышать бытовую в 3 -- 5 раз и более. В России в последнее десятилетие многие из показателей индивидуального риска повысились в 1,5 -- 2 раза.

Глобальными антропогенными катастрофами по своим последствиям можно считать крупнейшие войны. Если до начала XX столетия в этих войнах вероятность смертей достигала 0,3 - 0,5 на 1000 жителей, то в первой мировой войне этот показатель достиг 5, а во второй -- 25 на 1000 жителей.

Появление оружия массового поражения -- ядерного, химического и бактериологического -- и угроза третьей мировой термоядерной войны сопряжены с возможностью антропогенной общепланетной катастрофы с вероятностью летального исхода 5-10°-Ы0 1 . Это означает возможность многократного уничтожения всего человечества. При этом, как и при природных общепланетарных катастрофах, возможно уничтожение жизни на Земле с риском, превышающим указанный выше на много порядков.

Возможность и необходимость исключения такой войны в последнее десятилетие была показана расчетами и крупномасштабными экспериментами.

Таким образом, на протяжении последнего столетия резко изменились соотношения между рисками природных и техногенных катастроф. Человечеству необходима разработка новой концепции резкого уменьшения рисков и предотвращения чрезвычайных ситуаций от техногенных катастроф и снижения ущерба от природных катастроф.

5. Концепция физико-химических основ идентификации потенциальных источников опасности

Процессы производства, хранения, транспортировки, переработки и применения различных химических соединений являются неотъемлемой основой современного народного хозяйства во всех его формах. Ряд из упомянутых веществ и способы их переработки являются потенциально опасными ввиду горючести, токсичности или склонности к взрывному превращению, а также в связи с повышенными уровнями параметров технологических операций (в первую очередь с особыми значениями температуры и давления). Широкий спектр химических веществ, вовлеченных в обращение при хозяйственной деятельности, разнообразие технологических схем предопределяет возможное разнообразие вариантов аварийных техногенных ситуаций и их последствий. Дополнительное осложнение сопряжено с сосуществованием сложных технических систем с конкретными природными факторами риска, порождаемыми стихийными явлениями, становящимися в ряде случаев спусковым механизмом для последующей техногенной катастрофы.

Накопленная статистика о техногенных катастрофах и анализ основных причин гибели людей и разрушения производственных помещений и жилых комплексов позволяет сделать определенные концептуальные выводы об основных факторах опасности, сопровождающих промышленные аварии и природные катастрофы, обусловленные физическими и химическими процессами, происходящими с веществами и соединениями, вовлеченными в аварию. Основными причинами гибели персонала аварийного технического объекта и людей на территории, прилегающей к нему, являются:

Разрушение зданий и сооружений;

Различные формы пожара (преимущественный фактор поражения - тепловое);

Разлетающиеся осколки и фрагменты оборудования (осколочное поражение);

Падение, столкновение или удар биообъектов с неподвижными элементами конструкций;

Отравление (удушение) газообразными продуктами выброса либо исходных соединений, либо соединений, образовавшихся при химическом превращении в процессе аварии (токсическое поражение);

Прямое поражение ударными или взрывными волнами давления (фугасное поражение).

Примерная диаграмма распределения несчастных случаев, обусловленных перечисленными причинами, представлена на рис. 3.1.

Представляет практический интерес экспертное заключение о вероятности и частоте появления перечисленных факторов поражения при свершившейся промышленной аварии.

При особо крупномасштабных авариях замечалось дополнительное сотрясение почвы. На современном этапе этим фактором аварий пока пренебрегают из-за неизученности.

Кроме того, на основе анализа последствий крупнейшей физико-химической аварии на продуктопроводе (Башкирия, июнь 1989 г.) сделан новый вывод ещё об одном последствии быстрого выгорания значительной массы углеводородного горючего вблизи неровной земной поверхности, покрытой порослями кустарника и низкорослого леса. Оказывается, что выгорание приземного слоя углеводородовоздушной смеси при центральном или периферийном поджигании способно вызвать мощный ураганный порыв движения атмосферы. В упомянутой аварии в Башкирии именно этот порыв воздуха вызвал ориентированный повал леса в направлении смещения воздушного вихря, образованного перемещением фронта пламени.

В связи с тем, что разрушение зданий и сооружений в основном вызывается фугасным действием наружных взрывных превращений или действием внутренних взрывов опасность вызывающих их физико-химических процессов сводится к следующим основным факторам:

Фугасный;

Тепловой;

Осколочный;

Токсический.

Сделанный вывод подтверждается также статистическими данными по авариям на газопроводах Средняя Азия - Центр. Распределение аварий по времени представлено на диаграмме (рис. 3.3.).

Избранная концепция физико-химических основ идентификации потенциальных источников опасности позволяет избежать ненужной детализации и сформулировать методические подходы к анализу вероятной аварийной ситуации на произвольном промышленном объекте. Все эти подходы обоснованы на многочисленных исследованиях разнообразных химических и физических явлений, которые здесь не рассматриваются.

После того как на основе фундаментально-прикладных теоретических и экспериментальных исследований, а также данных расследований аварий, установлены основные факторы, характеризующие различные виды поражения при химико-термических авариях, и найдена их связь с параметрами источников опасности, состоянием окружающей среды и относительным расположением донора и акцептора фактора опасности, имеется реальная возможность оценить ожидаемый уровень ущерба для акцептора опасности. Акцепторами факторов поражения выступают различные биообъекты (в том числе и человек), объекты промышленной и жилой застройки, элементы конструкций, объекты растительного происхождения и сама окружающая среда. Каждый из акцепторов факторов поражения (фугасное, осколочное, тепловое, токсическое) испытывает как правило комбинированное влияние нескольких типов воздействия. На данном этапе понимания уровней, степени и особенностей поражения от комплексных источников опасности нет надежных критериев и методов оценки комбинированного воздействия. Поэтому приходится вынужденно рассматривать отдельные факторы опасности как изолированные и исключать эффекты аддитивности или синергетичности одновременного действия нескольких факторов поражения.

Имеется ряд исторических причин, затрудняющих внедрение современных способов оценки и использование новых критериев ожидаемого ущерба. В связи с анализом ущерба от оружия массового поражения сложилась практика пренебрежения эффектами конечного времени действия источников опасности при многих типичных авариях на предприятиях химической, топливо-энергетической, горнорудной и иных отраслей промышленности. Пренебрежение конечностью временного периода действия ранее было оправдано недостаточным уровнем понимания реального динамического отклика любых акцепторов поражения. В итоге многие нормативные документы существенно завышают ожидаемые отрицательные последствия аварии, приводят к неразумным дорогостоящим мерам противодействия, дезориентируют персонал при проведении профилактических, ликвидационных или защитных мероприятий. Ряд ошибок при оценках опасности обусловлен неполным осознанием вероятностного характера наступления определенного уровня поражения при известном уровне параметров анализируемого фактора воздействия (амплитуда волны давления, уровень температуры, величина теплового потока, уровень скоростей движения атмосферы и т.п.). Обычно считается, что достижение некоего критического уровня воздействия однозначно ведёт к 100% -ной вероятности реализации соответствующего ущерба. В действительности такой детерминизм никогда не реализуется и реальные разрушения оказываются намного менее значительны.

При анализе аварий необходимо установить типичные случаи утраты герметичности в элементах технологического оборудования с описанием наиболее вероятных мест разрушения и их масштабов. Другим важным аспектом при оценке опасности является определение соответствующих химических и физических свойств веществ, используемых в технологическом процессе и находящихся на промышленной площадке. Такие свойства желательно знать как при штатных режимах работы, так и при экстремальных аварийных обстоятельствах. Особо следует выделить вероятность выброса токсичных и (или) реакционноспособных (горючих) веществ. При этом возможность выхода какого-либо химического процесса из-под контроля уместно предусмотреть на самых ранних стадиях предполагаемого сценария аварии. На основе выводов, полученных после реализации описанных этапов, определяется последовательность физико-химических явлений, возникающих при аварии, и оцениваются условия возможного контроля над их развитием с учётом потенциальных способов подавления. Как правило сценарий аварии и её последствия заданы свойствами веществ, используемых в элементах оборудования, среди которых наиболее важными являются: фазовое состояние (жидкость, газ, двухфазная система); давление; температура; способность к воспламенению и горению; токсичность.

При выбросе токсичного и горючего соединения необходимо рассматривать оба последствия развития аварийной ситуации, обусловленного горением и заражением атмосферы, почвы и воды. Специально отметим, что при горении некоторых веществ образуются высокотоксичные продукты горения. Опасные вещества и соединения могут быть сгруппированы по следующим категориям:

Жидкости, хранимые при атмосферных условиях или при давлении и температуре окружающей среды;

Сжиженный газ, хранимый под давлением, но при температуре окружающей среды;

Сжиженный газ, хранимый при атмосферном давлении, но при пониженной температуре;

Сжиженный газ, хранимый под давлением и при пониженной температуре. Выброс такого газа сопровождается импульсной фазой быстрого испарения;

Сжатый газ, смесь пара с газом.

Следует различать три типа взрывов: физические, химические и взрывы типа "BLEVE".

Физические взрывы не сопровождаются химическими превращениями с выделением тепла и образованием продуктов сгорания. Типичный пример физического взрыва - разрыв сосудов высокого давления, наполненных негорючими газами, паром или многофазными сжимаемыми системами (пыль, пена).

Химические взрывы сопровождаются химическими превращениями с выделением тепла и продуктов горения (газообразных, конденсированных). Типичные примеры химических взрывов - взрывы газовоздушных облаков, взрывы конденсированных ВВ, пылевые взрывы.

"BLEVE" (взрыв паров вскипающей жидкости) - особый тип физико-химического взрыва, характерного для емкостей под давлением, наполненных легкокипящей жидкостью (чаще всего - сжиженным горючим газом) и подвергаемых внешнему нагреву. В процессе нагрева отмечается быстрый рост внутреннего давления, разрыв емкости с малым фугасным эффектом, выброс горючего в атмосферу с последующим воспламенением и образованием огненного шара. Главный фактор поражения при "BLEVE" - мощное импульсное тепловое излучение. Отметим, что при разрыве емкости образуются высокоскоростные осколки оболочки, способные вызвать значительные повреждения соседнего оборудования в случае, когда отсутствуют специальные заградительные сооружения.

Строгий анализ аварийной ситуации особенно сложен в случаях, когда в инциденте участвует смесь опасных веществ. Здесь при анализе следует опираться на физико-химические свойства основного компонента смеси. Возможно ещё одно полезное упрощение, если один из компонентов смеси является токсичным. В этом случае свойства токсичности этого вещества распространяются на всю смесь. Например, в случае утечки углеводорода с примесями сероводорода всю смесь можно рассматривать как вещество с физическими свойствами углеводорода (при анализе формирования облака и его последующего горения или взрыва) и с токсичностью сероводорода. Одновременное наличие смеси горючего газа и токсичной примеси с воздухом предполагает параллельный анализ взрывных эффектов и токсического поражения.

При выбросе токсичной жидкости, не кипящей при атмосферном давлении, несмотря на незначительное испарение, облако паров как правило не образуется. Основная опасность от таких проливов сконцентрирована вблизи места утечки продукта. Дополнительно следует принять во внимание возможность стоков в реки, море или другие бассейны. Подобные соображения служат базой для создания обваловок, поддонов в местах вероятных проливов.

Особое внимание следует уделить тому факту, что при проливе сжиженного или охлажденного компонента сначала образуется бассейн с жидкостью, постепенно переходящий в парогазовое облако. Поэтому случайное или преднамеренное воспламенение на ранних стадиях завершается только пожаром, тогда как запаздывающее воспламенение требует рассмотрения модели газового взрыва.

При изучении последствий выбросов токсичных веществ чаще всего используется модель рассеяния тяжелых газов в облаках небольшой толщины, отслеживающих профиль окружающей место утечки местности. Это обусловлено физическим состоянием облака, как правило имеющего температуру ниже, чем окружающая атмосфера.

При анализе любого сценария аварии необходимо учитывать возможность вовлечения в процесс других источников опасности. Таковыми могут быть соседние хранилища опасных веществ, коммуникации, разрушение которых сопровождается дополнительными очагами поражения. Здесь существенен контроль над плотностью опасных веществ, который задает тип распространения облака в атмосфере: всплывание, осаждение или нейтральное смешение с воздухом. Подобная информация вместе с данными о вероятных источниках поджигания позволяет оценить массу вещества, вовлекаемого во взрывное превращение. На многих технологических установках безопасность обеспечивается установкой клапанов, вентилей, систем аварийного сброса давления и т.п.. При этом места наиболее вероятных разрывов достаточно просто идентифицировать. Чаще всего здесь устанавливаются системы сброса давления с учетом того, что горючие вещества не должны истекать через вентиляционные приспособления. Например, при аварийном погасании дежурного факела на башне дожигания попутных горючих продуктов, в атмосферу не должны поступать опасные количества горючего или токсичного продукта. При реализации конкретного технологического процесса необходимо исключить или сделать маловероятным развитие нежелательных химических реакций, способных вызвать неконтролируемое повышение давления и температуры.

При утечке опасных веществ из больших резервуаров важно правильно оценить время, в течение которого удается реально изолировать емкость от внешней среды с помощью отсечной аппаратуры. Этот период времени зависит от следующих факторов:

Возможности обнаружения утечки с помощью газовых, температурных и иных детекторов с учетом их размещения и времени быстродействия;

Инерционности действия систем отсечки и изоляции, связанной с наличием автоматизированных или ручных устройств и включающей время активации соответствующих устройств;

Надежности и скорости срабатывания отсечных клапанов и запорных регуляторов.

Можно предполагать, что масштабные разрывы и выбросы опасных веществ обнаруживаются немедленно либо детекторами, либо персоналом. На объектах с неавтоматизированными системами управления время устранения аварийных выбросов зависит от действий операторов, надежности систем оповещения и тренированности персонала и составляет от 3 до 15 минут (с учётом факторов паники, стресса и потенциальных ошибок). Для автоматизированных систем время срабатывания зависит от размеров клапанов и уровня рабочих параметров (в основном - давления). Считается, что характерное время срабатывания больших клапанов при высоком давлении составляет около 30 секунд.

В любом случае анализ последствий аварии или построение ее вероятного сценария могут быть существенно упрощены при использовании базы данных по уже случившимся промышленным катастрофам, подвергнутым достаточной экспертизе и описанию. При выборе аналогов самой существенной является общность природы и физико-химических свойств опасного вещества и способов его переработки и хранения. Существующая информация о типичных авариях на продуктопроводах, системах хранения и раздачи горючих веществ позволяет сделать ряд важных практических выводов:

Основные факторы поражения биообъектов и оборудования обусловлены фугасными и тепловыми эффектами при сгорании парогазовоздушных систем;

В незагроможденном пространстве отсутствует фугасный фактор поражения, и вся опасность связана с тепловыми потоками при горении, в основном длительностью и интенсивностью теплового излучения;

В загромождённом пространстве с размерами более м 3 можно ожидать быстрые режимы горения с серьезными последствиями от фугасного действия волн давления;

Погодные условия (температура окружающей среды, сила ветра и т.п.) несущественно влияют на взрывоопасность газовых смесей.

6. Риски при аварийных состояниях

При штатном функционировании объекта техногенной сферы имеет место ситуация, тем или иным образом предусмотренная и проанализированная проектировщиками и регулирующими органами, выдавшими разрешение (лицензию) на строительство, эксплуатацию (или на снятие с эксплуатации) данного предприятия. Как правило, при этом должен обеспечиваться достаточный уровень безопасности, хотя, как мы знаем, исторически сложилось так, что для целого ряда предприятий этот уровень недостаточно высок с точки зрения населения и ввиду растущих требований к охране окружающей природной среды. Но существенно, что хотя при этом и могут происходить сбросы вредных веществ за пределы предприятия (в том числе эмиссия загрязняющих атмосферу газов), эти сбросы имеют известную (или лежащую в известных пределах) величину и поэтому к ним можно, так или иначе, приспособиться.

При этом воздействие опасных факторов имеет прогнозируемый характер, и общество, в принципе, имеет достаточно информации и времени, чтобы адекватно отреагировать на наличие такого рода рисков. Неопределенность, связанная с эмиссией загрязняющих атмосферу веществ и влиянием других вредных факторов, вообще говоря, невелика (в предположении надлежащего состояния регулирования).

Иное положение возникает при отходе от штатной ситуации, особенно если этот отход ведет к развитию аварийного процесса. Следует иметь в виду, что при значительном отклонении от штатных режимов работы многие технические системы попадают в сложные условия работы, и резко возрастает вероятность различного рода отказов, а персонал находится в условиях дефицита времени на принятие решений и высокой нервной нагрузки. При этом возможны различные цепочки событий развития аварийного процесса и значительно возрастают различного рода неопределенности.

Если при штатном функционировании характер и величина рисков, вообще говоря, известны, то в аварийных условиях эти риски, как правило, резко возрастают, и, кроме того, возможно появление новых факторов опасности. Усиливается синергетический эффект их проявления.

Как уже говорилось, развитие аварии носит вариантный характер: при этом реализуется одна из множества возможных цепочек событий. На течение аварийного процесса влияют как состояние оборудования, изменение условий его работы из-за аварийной обстановки и связанные с этим отказы, так и действия персонала и еще ряд факторов, вплоть до метеорологической обстановки в зоне аварии. Ряд возможных цепочек событий развития аварии можно предугадать при проектировании нового предприятия или анализе деятельности уже работающего предприятия. В таком случае говорят о проектной аварии. Для проектных аварий разрабатывают специальные меры предупреждения их возникновения или/и смягчения их последствий.

Однако развитие событий может пойти по непредусмотренному пути и привести к тяжелым последствиям, как для самого предприятия, так и для окружающей среды (окрестного населения и окружающей природной среды). Такие аварии называют запроектными. В особо неблагоприятных случаях авария может перерасти в катастрофу локального, регионального или даже глобального характера. Особое значение приобретает управление аварией с тем, чтобы направить ход ее развития по возможности в менее опасное русло и тем самым смягчить неблагоприятные последствия.

7. Ресурс и безопасность несущих конструкций по критериям прочности, долговечности и механики разрушения

Проблемы продления ресурса безопасной эксплуатации машин и конструкций приобрели исключительную актуальность во всех промышленно развитых странах в последние десятилетия. Для нас важность их решения обусловлена снижением объемов производства для восполнения выводимых из эксплуатации машин и конструкции. Это в первую очередь касается объектов тепловой и ядерной энергетики, нефтегазопроводов, химической промышленности, наземного, надводного и воздушного транспорта, промышленного и гражданского строительства. Такого же характера проблемы имеют место и в оборонном комплексе: ракетно-космической технике, авиации, надводном и подводном флоте с ядерными силовыми установками.

Во многих странах мира и в международном научном сообществе проблемы продления ресурса стали ведущими для научно-исследовательских, конструкторских и технологических организаций, служб надзора и эксплуатации потенциально опасных объектов. В этой связи следует упомянуть программы США, ФРГ, Франции по развитию работ в области продления ресурса гражданских самолетов и атомных энергетических реакторов. В нашей стране указанные работы ведутся не только на ведомственном (Минатом, Минстрой, Минтранспорт, Госгортех-надзор, Госатомнадзор, Госавианадзор, РАО "Газпром" и ЕЭС, Минобороны), но и на федеральном уровне. В 1991 г. они вошли составным элементом, а с 1996 г. -- специальным проектом в государственную научно-техническую программу "Безопасность населения и народно-хозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф".

При этом в комплексе должны быть решены следующие методические вопросы:

Численный анализ исходного, использованного и остаточного ресурсов как отдельных объектов, так и систем объектов;

Обоснование проектного, фактического и остаточного ресурсов;

Оценка состояния конструкционных материалов несущих элементов с учетом исходной технологической наследственности и возникающих эксплуатационных повреждений;

Определение характера, параметров, дислокации и размеров макро- и микродефектов в несущих элементах;

Расчетный и экспериментальный анализ деформированных состояний несущих элементов;

Исследование механизмов естественного и ускоренного старения;

Оценка живучести материалов и элементов конструкций на разных стадиях повреждений;

Комплексная диагностика ресурса;

Предварительное и уточненное расчетно-экспериментальное определение остаточного ресурса.

Указанные выше методические разработки могут иметь как ведомственно-объектовый, так и унифицированный характер. При этом принципиально важно, что остаточный ресурс должен определяться с более высокой научно-методической точностью, чем проектный и исходный.

Для вновь проектируемых машин и конструкций расчеты прочности проводят применительно ко всему спектру эксплуатационных режимов нагружения, включая предпусковые и периодические испытания, пуски

Остановы, регулирование рабочих параметров и срабатывание систем аварийной защиты.

Для надлежащего обоснования прочности, ресурса и трещиностойкости требуется комплекс расчетов напряженно-деформированного состояния несущих элементов, включающий определение номинальных а э н и максимальных а э тах к напряжений, амплитуд этих напряжений, максимальных 7 ъ тах и минимальных Р min температур эксплуатации, чисел циклов N* и времени т э эксплуатации. Эти расчеты для сложных многоэлементных узлов дополняют испытаниями моделей из оптически активных (фотоупругость) и низкомодульных материалов и из соответствующих конструкционных материалов. Испытания проводят при имитации эксплуатационных режимов нагружения, а номинальные и локальные напряжения, деформации, температуры измеряют тензорезисторами, оптически активными и хрупкими тензочувствительными покрытиями, средствами муара, голографии, термовидения.

Для подтверждения критериальных характеристик прочности, ресурса и трещиностойкости проводят комплекс аттестационных испытаний на стандартных, унифицированных или специальных лабораторных образцах. В тех случаях, когда создаются новые и ответственные конструкции, проводят испытания моделей с доведением их до предельного состояния

Развитие недопустимой деформации, вязкое или хрупкое разрушение, образование и развитие трещин. При этом широко используют методы и средства дефектоскопии -- ультразвуковой, рентгеновской, оптической, акустической и акустоэмиссионной, электромагнитной, термовизионной, голографической.

По результатам указанных испытаний решают две важные практические задачи:

Обоснование принятых расчетных схем, расчетных случаев, предельных состояний и запасов прочности;

Переход на новые, обычно пониженные, запасы прочности.

8. Диагностика и контроль запроектных аварий на АЭС

Мировой опыт эксплуатации АЭС, составляющий примерно 5000 реакторолет, показывает, что проблема безопасности -- проблема потенциально возможных маловероятных аварий по причине отказа технических систем, ошибок персонала и внешних воздействий. Объекты атомной промышленности (АЭС, промышленные и исследовательские реакторы, предприятия ядерного топливного цикла, атомные подводные лодки и пр.) относятся к потенциально радиационно-опасным объектам (РОО) при аварии и разрушениях которых могут произойти массовые поражения людей, животных, растений. Сила воздействия поражающих факторов определяется степенью тяжести аварии. Оценка степени тяжести аварии определяется по Международной шкале оценки опасности событий на АЭС.

Основными поражающими факторами в ходе запроектной аварии, связанной с разрушением активной зоны реактора при создании условий возникновения теплового или парового взрыва, будут ударная волна, тепловой и световой потоки, проникающая радиация. Эти факторы сопровождают разрушение активной зоны, и их действие проявляется в течение относительно короткого времени после аварии, и они локализованы вокруг места взрыва. Вторичными факторами аварии будут пожары, разрушения, затопления и радиоактивное заражение окружающей среды, которое может быть опасным на протяжении суток, недель и лет после аварии.

При эксплуатации АЭС рассматриваются следующие режимы функционирования: нормальная эксплуатация, нарушение нормальной эксплуатации, аварийная ситуация, авария. В свою очередь аварии подразделяются на проектные, максимально-проектные, тяжелые запроектные, запроектные и ядерные аварии.

Главная цель ядерной безопасности заключается в том, чтобы обезопасить от вредных воздействий отдельных лиц, общество и окружающую среду путем создания и поддержания на АЭС эффективной защиты от радиологической опасности. Такая защита, достигаемая техническими средствами и организационными мероприятиями, реализуется на основе последовательных уровней безопасности -- "принципа защиты в глубину". В рамках этого принципа задача первого уровня безопасности -- предотвращение аварий и инцидентов, поддержания эксплуатации АЭС в пределах, исключающих возникновение аварии, обеспечивается гарантиями качества работ, обработанностью конструкций установки, надежностью систем и квалификацией персонала. Задачей второго уровня является защита от проектных аварий, т.е. перевод реакторной установки в безопасное состояние и предотвращение развития аварии, которая должна подавляться на ранней стадии. Этот уровень обеспечивается системами безопасности. Задачей третьего уровня безопасности является защита от маловероятных и гипотетических аварий, ограничение их последствий.

Для достижения главной цели безопасности -- предотвращения выхода радиоактивных продуктов за пределы физических барьеров предусматривается выполнение следующих фундаментальных функций безопасности:

Контроль и управление реактивностью, обеспечение охлаждения активной зоны реактора, локализация и надежное удержание радиоактивных продуктов.

Эти функции реализуются в соответствии с принципом защиты в глубину во всех проектах АЭС. При эксплуатации требуется выполнение этих фундаментальных функций одновременно и постоянно. Для реализации выполнения этих фундаментальных функций служат системы нормальной эксплуатации, важные для безопасности, и системы безопасности, которые по характеру выполняемых ими функций разделяются на защитные СБ, локализующие СБ, управляющие СБ, обеспечивающие СБ.

Согласно требованиям ПН АЭС все системы, оборудование и трубопроводы АЭС (элементы АЭС), предназначенные для выполнения фундаментальных функций, подлежат ранжированию на классы по влиянию элементов и систем на безопасность, и группы безопасности по степени влияния систем, составной частью которых они являются, на безопасность.

Еще на стадии проектирования АЭС в вероятностном анализе безопасности (ВАБ) проекта реакторной установки проводится анализ безопасности. В нем для всего спектра исходных событий проектных и запроектных аварий (отказов тех или иных систем) рассматриваются сценарии развития аварии, строятся "деревья событий", выявляются наиболее слабые узлы и системы оборудования АЭС, отказ которых способствует развитию аварийных процессов, и принимаются решения по введению дополнительных мер безопасности. Это позволяет уже на первом уровне ВАБ выявить наиболее существенные меры по повышению безопасности АЭС и снижению вероятности тяжелой аварии, произвести ранжирование систем и элементов систем АЭС.

Основное техническое решение, обеспечивающее радиационную безопасность АЭС, состоит в принципе эшелонированной защиты, включающей последовательный ряд независимых преград на пути от места образования радиоактивности до окружающей среды. Такими барьерами, предотвращающими распространение радиоактивности, являются топливная матрица, оболочка твэлов, корпус реактора или металлоконструкции реактора, системы оборудования и трубопроводов, прочноплотные боксы, конфтайнменты и контайменты и др.

Для повышения самозащищенности систем безопасности и барьеров АЭС разрабатываются и совершенствуются средства диагностики этих систем. Поэтому среди мероприятий, направленных на обеспечение надежной и безопасной работы АЭС, предотвращение и локализацию аварийных ситуаций и аварий, восстановление нормального состояния технологического оборудования важное место принадлежит технической диагностике. Глубина диагностирования каждого элемента зависит от класса и группы системы безопасности, к которой он относится, и осуществляется на основе критерия влияния отказа элемента на безопасность реакторной установки. Диагностирование систем безопасности и барьеров проводят на всех этапах жизненного цикла АЭС.

Согласно требованиям ОПБ-88/97 ядерный объект отвечает требованиям безопасности, если его радиационное воздействие на персонал, население, окружающую среду при нормальной эксплуатации и проектных авариях не приводит к превышению установленных доз облучения персонала и населения и нормативов по выбросам и содержанию радиоактивных веществ в окружающей среде, а также ограничивает это воздействие при запроектных авариях. Однако эксплуатация АЭС показала реальность возникновения аварийных ситуаций, поэтому в ОПБ-88/97 включены понятия проектных, запроектных, ядерных аварий и управления запроектной аварией. Запроектная авария -- авария, вызванная не учитываемыми для проектных аварий исходными событиями или сопровождающаяся дополнительными по сравнению с проектными авариями отказами систем безопасности сверх единичного отказа, реализацией ошибочных действий персонала, которые могут привести к тяжелым повреждениям или к расплавлению активной зоны. Уменьшение последствий запроектной аварии достигается управлением аварией и/или реализацией планов мероприятий по защите персонала и населения. Для этих действий используют любые имеющиеся в работоспособном состоянии технические средства, предназначенные для нормальной эксплуатации, для обеспечения безопасности при проектных авариях или специально предназначенные для уменьшения последствий запроектных аварий.

Подобные документы

Особенности моделирования процессов в природно-техногенных комплексах. Модель передвижения тяжёлых металлов и легких нефтепродуктов. Прогнозирование функционирования природно-техногенных комплексов. Минерализация грунтовых вод на мелиоративных системах.

реферат , добавлен 07.01.2014

Географо-экономическая характеристика района. Основные источники техногенных нагрузок и виды природных опасностей, оценка негативных экологических влияний. Сущность антропогенного воздействия субъектов хозяйственной деятельности на окружающую среду.

курсовая работа , добавлен 17.05.2011

Понятие и источники риска. Географо-экономическая характеристика Кирилловского района Вологодской области. Основные источники техногенных нагрузок на окружающую среду в районе. Характеристика техногенных и природных опасностей в исследуемом регионе.

курсовая работа , добавлен 04.06.2011

Понятие экологического риска. Географо-экономическая характеристика района. Виды методов исследований. Выявление основных источников техногенных нагрузок в исследуемом районе. Анализ техногенных и природных опасностей, динамика техногенного воздействия.

курсовая работа , добавлен 08.12.2011

Отличительная особенность геоэкологического взгляда на природно-техногенные системы. Основные непосредственные причины роста численности городского населения. Степень антропогенных преобразований городских территорий. Крупнейшие конурбации мира.

статья , добавлен 05.10.2017

История создания географических информационных систем, их классификация и функции. Сущность геохимической оценки техногенных аномалий. Применение геоинформационной системы ArcView 9 для оценки загрязнения тяжелыми металлами атмосферного воздуха г. Ялты.

дипломная работа , добавлен 19.12.2012

Экологический риск, биогеохимические и антропогенные источники его возникновения. Классификация чрезвычайных ситуаций техногенного характера. Причины таких катастроф в России. Медицинские и экологические последствия ядерной аварии на Чернобыльской АЭС.

реферат , добавлен 19.12.2014

Разработка и внедрение принципов и технологий изготовления строительных материалов, изделий и конструкций на основе крупнотоннажных отходов промышленности. Пути повышения заинтересованности инвесторов и производителей в переработке техногенных отходов.

контрольная работа , добавлен 27.02.2016

Нефть и газ – осадочные полезные ископаемые. Нефтеперерабатывающая и газоперерабатывающая промышленность Ханты-Мансийского Автономного Округа. Экологические проблемы, связанные с добычей нефти и газа в округе. Пути решения экологических проблем в ХМАО.

реферат , добавлен 17.10.2007

Характерные условия возникновения экологических катастроф и аварий. Концепции абсолютной безопасности и приемлемого риска. Принципы обеспечения экологической безопасности производств. Устойчивость работы промышленных объектов в чрезвычайных ситуациях.