Оценка и нормирование техногенных опасностей

Оценка и нормирование техногенных опасностей

Классификация и факторы опасностей По генезису (неадекватности потоков различных форм материи) все опасности подразделяются на три базовых класса: 1) природно-экологические, вызванные вредным воздействием на людей стихийных бедствий или антропогенным нарушением естественных геобиохимических циклов миграции вещества; 2) техногенно-производственные, связанные с возможностью нежелательных выбросов энергии, накопленной в созданных человеком технологических объектах; 3) антропогенно-социальные, обусловленные умышленным сокрытием или искажением информации, а также спецификой ее восприятия людьми. Техногенные (или антропогенные) факторы опасности, обусловленные хозяйственной деятельностью людей, определяются: - чрезмерными выбросами и сбросами в окружающую среду отходов хозяйственной деятельности в условиях её нормального функционирования и в аварийных ситуациях; - необоснованными отчуждениями территорий под хозяйственную деятельность; - чрезмерным вовлечением в хозяйственный оборот природных ресурсов; - иными, связанными с хозяйственной деятельностью подобными негативными процессами, актами или решениями.

Техногенная опасность и закономерности ее реализации Основную техногенную опасность представляют все виды энергии техногенного происхождения, а основные закономерности в появлении соответствующих происшествий (реализации опасностей) характеризуются следующими основными признаками: а) аварийность и травматизм можно интерпретировать потоками случайных событий А (1, 2…) с экспоненциальным распределением времени Т между их появлением; б) возникновение каждого конкретного происшествия является, как правило, следствием не отдельно взятой причины (случайного события), а цепи соответствующих предпосылок (выделения во внешнюю среду энтропии); в) инициаторами и звеньями такой цепи служат ошибки людей, отказы техники и/или нерасчетные (неожиданные для людей либо превышающие нормативные значения для техники) воздействия на них извне. энтропия, выделившаяся во внешнюю среду Энергия техногенного происхождения(работа) А 1 т случайные события А 2 воздействие извне, ошибки персонала

Типичной причинной цепью техногенных происшествий является последовательность (закономерность) событий-предпосылок: ошибка человека, отказ техники и/или неблагоприятное для них внешнее воздействие; появление опасного фактора (потока энергии или вещества) в неожиданном месте и/или не вовремя; отсутствие либо неисправность предусмотренных на эти случаи средств защиты и/или неточные действия людей в такой ситуации; распространение и воздействие опасных факторов на незащищенные элементы техники, людей и/или окружающей их среды; причинение ущерба людским, материальным и природным ресурсам вследствие ухудшения их свойств и/или целостности. Основными факторами, способствующими аварийности и травматизму, являются: слабые навыки действий работающих в нестандартных ситуациях; их неумение правильно оценивать информацию; недостаточная технологическая дисциплинированность; низкое качество конструкции рабочих мест; невысокие надежность и эргономичность оборудования; несовершенство отбора и подготовки эксплуатирующего персонала; некачественная организация труда; дискомфортность рабочей среды.

В определенных условиях неконтролируемый выход энергии сопровождается чрезвычайными ситуациями. Количественная оценка (квантификация) опасностей основывается на воздействии потоков опасности на окружающую среду и человека и определяется, исходя из критериев допустимого вредного воздействия потоков (веществ, энергии, информации) и критериев допустимой травмоопасности потоков. В любой точке жизненного пространства с координатами x, y, z массовые, энергетические и информационные потоки могут оказывать воздействие П на объект (человека, природу), которое определяется его интенсивностью I и длительностью экспозиции τ: П(x, y, z) = ƒ(I, τ) критерий (уровень) допустимого вредного воздействия поток опасности интенсивность I длительность экспозиции τ П окружающая среда

Моделирование опасных процессов В основу построения графических моделей опасных процессов положены диаграммы причинно-следственных связей в форме «дерева происшествия» (fault tree) и «дерева событий» (events tree). Обе эти модели целесообразно использовать совместно: первое дерево удобно для воспроизводства условий появления и предупреждения интересующего нас происшествия, а второе – для исследования всех его возможных исходов и оценки наиболее вероятных разрушительных последствий. Модель "дерево происшествия" Семантическая модель включает одно головное событие, которое соединяется с помощью конкретных логических условий с промежуточными и исходными предпосылками, обусловившими в совокупности его появление. Головное событие такого «дерева» представляет собой исследуемую аварию, несчастный случай или катастрофу, а его «ветвями» служат наборы соответствующих предпосылок – их причинные цепи. «Листья» же дерева происшествия – исходные события- предпосылки (ошибки, отказы и неблагоприятные внешние воздействия), дальнейшая детализация которых нецелесообразна. Модель "дерево событий" Дерево событий имеет одно событие, называемое центральным, и несколько исходящих из него ветвей. В качестве центрального события всегда рассматривается какое-либо происшествие (чаще всего – головное событие соответствующего дерева), а ветвей – сценарии причинения ущерба различным ресурсам, отличающиеся по условиям нежелательного высвобождения, распространения, трансформации и воздействия на них потоков энергии и вещества, высвободившихся в результате происшествия. В отличие от дерева происшествия, дерево событий – его возможных разрушительных исходов не имеет логических узлов «и» и «или» .

Методика прогнозирования происшествий Общая процедура моделирования и априорной количественной оценки среднего ущерба от техногенных происшествий с помощью диаграмм причинно-следственных связей типа «дерево» обычно включает совокупность итераций, каждая из которых состоит из следующих этапов: • выбор опасного процесса и уточнение цели его моделирования - определение состава и структуры человеко-машинной системы, используемой на производстве и транспорте, а также уточнение характера взаимодействия ее компонентов между собой и окружающей их средой; • построение моделей типа «дерево происшествия» и «дерево событий – его исходов» - для выявления причинно-следственных связей между событиями диаграмм типа «дерево» , следует руководствоваться принятыми в формальной логике методами: единственного сходства, единственного различия и их комбинацией, а также методами остатков и сопутствующих изменений; • проведение качественного анализа моделируемого процесса - выявление закономерностей возникновения и снижения ущерба от происшествий; • количественная оценка техногенного риска (величины среднего ущерба), ожидаемого при осуществлении исследуемого процесса -характеризует вероятность или ожидаемое число наступлений головного события на некотором интервале времени; • обоснование мероприятий по снижению техногенного риска - возникает в тех случаях, когда априорная оценка величины техногенного риска приводит к результатам, не удовлетворяющим требованиям к безопасности проведения производственных или перевозочных процессов. Например, ожидаемые вероятности возникновения происшествий или ущерб от них превышают максимально допустимые значения, что требует принятия мер по снижению соответствующего риска.

Техногенный ущерб При прогнозировании техногенного ущерба учитываются: - риск, связанный с возможностью появления аварийных происшествий; - ущерб, обусловленный загрязнением окружающей среды. Ущерб окружающей среде от техногенного (антропогенного) воздействия обусловлен: - непрерывными вредными выбросами производственных предприятий; - сбросами неочищенных (загрязненных) вод в водные объекты и на рельеф местности; - несанкционированным размещением отходов производства на почвах, приводящие к их загрязнению. Для априорной оценки техногенного ущерба используют зависимости между вероятностями вывода из строя учитываемых технических и природных ресурсов и полученной ими мощностью дозы вредных факторов – DР ("доза- эффект" - R(DР)) имеющие различный характер: простой (линейно-беспороговый); более сложный (нелинейно-ступенчатый).

Выделяют четыре способа влияния дозы поглощенного поражающего фактора: 1. при малых ее значениях, принадлежащих отрезку [0. . . DР 1[, иногда наблюдается гормезис - благотворное влияние вредных факторов на живые организмы при незначительных дозах и вредное - при больших; 2. в диапазоне [DР 1. . . DР 2[ может существовать область безразличия или нейтральной реакции живых организмов; 3. при достижении дозой значений [DР 2. . . DР 3[, имеет место нелинейное, монотонное возрастание разрушительного эффекта; 4. после превышения ею величины DР 3, наблюдается гибель всех объектов, подвергшихся столь интенсивному воздействию каких-либо поражающих факторов. График параметрического закона поражения

Ущерб от выбросов загрязняющих веществ Оценка риска (математического ожидания суммарного ущерба) какому- либо региону от выбросов загрязняющих веществ в атмосферу за время : R р = M [Y] = Cш в Qв(1 -Q)ш-в (Qфн Рфн Yфн) где: в=1. . . ш – соответственно, число предприятий региона с имевшими место аварийными или систематическими вредными выбросами и общее количество расположенных в нем предприятий; Cшв - число сочетаний из ш по в; Q в- вероятность появления происшествий (аварийных выбросов) на одном предприятии за время ; ф=1. . . я - число форм причинения ущерба ресурсам региона, вызванного вредными материальными и энергетическими выбросами; Qфн - условные вероятности воздействия таких выбросов на людские, материальные и природные ресурсы региона; Рфн - условные вероятности причинения ущерба определенной степени соответствующим объектам; Yфн - размеры такого ущерба от каждого вредного выброса.

Величина риска R В (среднего социально-экономического ущерба людским, материальным и природным ресурсам, оказавшимся под воздействием случайных и непрерывных вредных выбросов отдельного предприятия), рассчитывается по формуле: R В = M [Y] = Qkс Ykc+ (Qlн =1)Ylн, где: k=1. . . m -число типов происшествий (аварийных вредных выбросов), возможных при функционировании данного предприятия; Qkс, Ykc -вероятности возникновения происшествия каждого типа за время и размеры обусловленного ими среднего ущерба; l =1. . . n -число типов непрерывных энергетических (шум, вибрации, тепло. . . ) и материальных (дым, шлаки. . . ) вредных выбросов; Qlн=1, Ylн - вероятности появления за время выбросов каждого типа и размеры обусловленного ими среднего ущерба. Зона поражения от вредных выбросов - объем пространства или площадь поверхности, в пределах которых располагаются людские, материальные и природные ресурсы, подвергнутые воздействию вредных выбросов предприятия и получившие дозы большие, чем DР 2.

Составляющие ущерба от аварии

Формула оценки экономических потерь от последствий аварии П 0 имеет вид: По = Пн. б. По. р. Пн. в. Пс. э. , где: Пн. б. , По. р. , Пн. в. , Пс. э - потери соответственно части национального богатства; из-за отвлечения ресурсов на компенсацию последствий аварий; из-за неиспользования возможностей вследствие аварии; социально-экономические. Пн. б. включают в себя потери в результате уничтожения аварией основных производственных фондов; товарно-материальных ценностей (оборотных фондов, материальных ресурсов текущего потребления); личного имущества населения; природных ресурсов (экологический ущерб), а также потери, связанные с повреждением основных производственных и непроизводственных фондов. При уничтожении основных фондов потери (Пу(поф)) определяются исходя из остаточной стоимости Sб за вычетом стоимости остатков Sм , годных к дальнейшему использованию, и ликвидационной стоимости Sл (рассчитывается для каждого вида материальных ценностей): Пу(поф) = S 0 - (Sм + Sл). S 0 получаем из выражения: S 0 = Sп (1 - Hа Тэ /100) где: Sп - первоначальная стоимость основных фондов данного вида (с учетом инфляции); Hа - норма амортизационных отчислений по основным фондам, %; Тэ - продолжительность эксплуатации основных фондов, годы.

Наибольший техногенный ущерб людским, материальным и природным ресурсам (60%) связан с пожарами и разрушениями зданий (транспортных средств). Основными поражающими факторами пожаров и разрушений являются: • тепловой - 56%, • фугасный - 16%; • осколочный - 13%; • токсический - 7%. Большинство техногенных происшествий обусловлено неконтролируемым высвобождением энергии, которая накоплена в взрывчатых веществах (ВВ), топливовоздушных смесях (ТВС) или в сосудах, находящихся под давлением сжатых газов. Для определения возможного характера (мгновенного, постепенного) разрушительного высвобождения энергии ТВС, обусловленного их чувствительностью к взрыву и степенью загазованности соответствующих объемов: а) все ТВС подразделяются на 4 подгруппы: • особо чувствительные; • умеренно чувствительные; • слабо чувствительные; б) заполненные ими пространства классифицируются по 4 типам: • сильно загроможденные, с замкнутыми полостями; • загроможденные, с полузамкнутыми объемами; • частично загроможденные отдельно стоящими сооружениями; • слабо загроможденные.

Ущерб рассматривается как функция следующих величин: • степени опасности (интенсивности) процесса; • степени уязвимости территории или объекта, на которые воздействует процесс; • реакции территории (объекта) на опасное воздействие. Социально-экономический ущерб здоровью людей, вызванный их профессиональными заболеваниям и несчастными случаями с временной потерей трудоспособности, может оцениваться числом человеко-дней, необходимых для лечения и реабилитации пострадавших. Причина утраты трудоспособности Ее степень, % Ущерб, чел дн. Полная утрата (смерть) 100 7500 Постоянная полная инвалидность 100 8750 Частичная утрата: потеря всей руки 35 2600 потеря предплечья 30 2250 потеря кисти 25 1860 потеря ноги 20 1500 потеря глаза 15 1125