Экологическая безопасность человека, биосферы и промышленных объектов в условиях техногенных чре (стр. 1 из 3)

Экологическая безопасность человека, биосферы и промышленных объектов в условиях техногенных чрезвычайных ситуаций и аварий

1. Основные понятия

Чрезвычайная ситуация - это обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей.

Зона ЧС - это территория, на которой сложилась чрезвычайная ситуация.

Приняты следующие типы классификаций ЧС:

- по причине возникновения

- по структуре возникновения;

- по скорости развития;

- по масштабам распространения последствий.

Для экологически опасных предприятий основными ЧС являются локальные, объектовые и местные.

Частные ЧС - это ситуации, действие которых ограничено производственным помещением. Такие ситуации могут возникнуть при авариях, связанных с нарушением герметизации отдельных узлов, технологических линий трубопроводов, при небольших протечках в хранилищах вредных веществ, в частности, сильнодействующих ядовитых веществ.

Объектовые ЧС - это ситуации, действие которых ограничено территорией промышленных объектов. Они могут возникать при авариях на складах, разрыве технологических линий и др.

Местные ЧС - это ситуации, распространение которых ограничено территорией города или области. Последствия местных ЧС выходят за пределы санитарно-защитной зоны предприятия и создают экологическую угрозу не только для производственного персонала предприятия, но также для населения и окружающей среды.

Основными количественными критериями, определяющими характер ЧС, являются: число пострадавших людей, материальный ущерб, кратность превышения ПДК, масса сбрасываемых вредных веществ.

Режимы работы оборудования подразделяются на регламентный - режим, в котором опасные параметры процесса находятся в расчетном диапазоне и аварийный - режим, в котором опасные параметры процесса выходят за расчетный диапазон и системой регулирования не могут быть возвращены в исходное состояние.

Катастрофа - авария, сопровождающаяся гибелью людей.

Под инженерным объектом обычно понимают сложный инженерно-технический комплекс, включающий в себя здания, сооружения, энергосистемы, оборудование, автоматизированные системы, электронную технику и т.п.

Под устойчивостью работы инженерного объекта понимают его способность выпускать установленные виды продукции в необходимых объемах и номенклатуре в условиях ЧС, а также приспособленность этого объекта к восстановлению в случае повреждения.

Необходимо помнить, что восстановлению объект подлежит, если он получил слабые или средние разрушения.

При взрывах химического оборудования воздействие ударной волны ее избыточного давления АР_Ф на незащищенных людей характеризуется легкими, средними, тяжелыми и крайне тяжелыми травмами.

Легкие поражения наступают при ДР_Ф = 20^40 кПа. Проявления: звон в ушах, головокружение, головная боль.

Поражения средней тяжести наступают при АР_Ф = 40-60 кПа. Проявление: вывихи конечностей, контузия головы, повреждение органов слуха, кровотечение из носа и ушей.

Тяжелые травмы возникают при ДР_Ф = 60-100 кПа. Они характеризуются сильной контузией всего организма, потерей сознания, возможным повреждением внутренних органов и т.п.

Крайне тяжелые травмы возникают при Р_ф > 100 кПа. Могут быть получены разрывы внутренних органов, переломы костей, внутренние кровотечения и другие повреждения, которые обычно приводят к смертельному исходу.

Характерными условиями возникновения экологических катастроф и аварий являются:

- наличие потенциальных источников риска;

- действие и последствия факторов риска;

- нахождение в зоне аварии людей, продуктов питания, воды, сельхозугодий и т.п.

Современная промышленность отвергла концепцию абсолютной безопасности и пришла к концепции приемлемого риска, суть которой в стремлении к такой безопасности, которую приемлет общество в данный период времени. Приемлемый риск сочетает в себе технические, экономические, социальные, политические аспекты и представляет некоторый компромисс между безопасностью и возможностями ее достижения. Максимально приемлемым уровнем индивидуального риска обычно считается 1x1 О*⁶ в год, пренебрежимо малым - индивидуальный риск поражающих воздействий 1x10"⁸в год. Риск - это количественная оценка опасности. Риск события характеризует частоту реализации опасности за определенное время, т.е. R_c = No/N_B, где N₀и N_B- количество реализованных и возможных опасностей соответственно. В отечественной и мировой практике оборудование и процессы считаются безопасными, если вероятность травмы человека для данной отрасли промышленности не превышает 10" в год. Например, реальный производственный риск в СНГ составляет примерно Ю^-4, что на один-два порядка выше приемлемого риска. В РФ в настоящее время нет жестких требований по установлению уровней риска. Согласно «Временным требованиям и критериям оценки риска при нормальной эксплуатации и авариях на промышленных объектах», приняты следующие нормативные значения индивидуального риска в расчете на человека в год:

- персонал предприятий - 1x10"⁵;

- население, находящееся в санитарно-защитной зоне - 1x10"⁶;

- население региона - 1x10"⁶.

Статистика показывает, что более 80% аварий и катастроф на производстве носит антропогенный характер: 64% аварий происходит за счет нарушения правил эксплуатации техники и 16% - за счет некачественного строительства и монтажа оборудования.

2. Принципы обеспечения экологической безопасности производств

Экологическая безопасность промышленных объектов при авариях и ЧС определяется вероятностью возникновения поражающих факторов и уровнем воздействия вредных веществ, проявляющегося в процессе эксплуатации. Уровень опасности и принцип обеспечения безопасности во многом связаны со свойствами перерабатываемых веществ.

При работе с нейтральными твердыми и жидкими веществами, парами и газами оборудование должно обеспечивать:

- санитарные и гигиенические нормы в рабочей зоне помещения по температуре, запыленности, содержанию паров воды и других жидкостей за счет герметизации при загрузке и разгрузке веществ и при проведении технологического процесса, а при необходимости за счет отвода пыли и паров общеобменной или местной вентиляцией;

- защиту от разрушения под давлением сжатых нейтральных паров или газов, внезапном нерегламентированном повышении давления в ходе выполнения технологических операций, а также при нерегламентированном повышении давления от внешних источников - сжатого воздуха, азота пара и т.п.

При эксплуатации оборудования с горючими жидкостями, легковоспламеняющимися жидкостями и горючими газами, в том числе сжиженными наблюдается более высокий уровень опасности за счет возможного пожара или взрыва этих веществ.

Оборудование при работе с этими веществами должно обеспечить исключение возможности:

- образования пожаро- и взрывоопасных концентраций веществ за счет выбора соответствующих технологических режимных параметров, вентиляции, продувки или подачи флегматизаторов;

- появления источников зажигания за счет применения соответствующего уровня и вида взрывозащиты электрооборудования, исключения искр трения или удара;

- самовоспламенения окружающей взрывоопасной смеси от нагретых поверхностей;

- нерегламентированного подъема температуры при нарушении условий проведения экзотермических реакций;

- разрушения оборудования под давлением при выполнении технологических операций или при нарушении правил эксплуатации.

Повышенной является опасность и при использовании вредных веществ¹ I и II класса опасности, а также веществ остронаправленного действия 111 класса ввиду их токсичности. Поэтому оборудование дополнительно должно обеспечить: исключение химических ожогов и токсического поражения при транспортных операциях, погрузке-разгрузке и т.п. за счет соответствующей герметизации и устройств, нейтрализующих и улавливающих пары вредных веществ.

3. Устойчивость работы промышленных объектов в ЧС

Оценка устойчивости зданий к воздействию ударной волны

Предполагается, что разрушение здания цеха происходит в результате воздействия ударной волны, возникшей в результате аварийного разрушения какого-либо аппарата на заводской площадке. Последствия взрыва определяются величиной давления разрушения инженерного объекта и массой выброса вредного вещества.

Оценка устойчивости зданий заключается в определении избыточного давления ударной волны АР_Ф, вызывающего различные степени разрушения промышленного или административного здания в зависимости от типа и сейсмостойкости конструкции, вида строительного материала, высоты здания и грузоподъемности кранового оборудования внутри цеха промышленного здания.

Ориентировочно величина ЛР_Ф определяется по формуле:

где К_зд- коэффициент, учитывающий тип здания; К_р- коэффициент, учитывающий степень разрушения; К_к- коэффициент, учитывающий тип конструкции; К_м - коэффициент, учитывающий вид строительного материала; К_в- коэффициент, учитывающий высоту здания; К_с- коэффициент, учитывающий сейсмостойкость конструкции; К_кр- коэффициент, учитывающий грузоподъемность кранового оборудования.

Значения коэффициентов Ki - К₇ приведены в приложении 3.

Пример 1. Определить избыточные давления ударной волны, при которых здание цеха химического машиностроения получит различные степени разрушения. Исходные данные: тип здания - каркасный; стены -кирпичные; высота -10 м; здание не сейсмостойкое; грузоподъемность мостового крана - 10 т.