Лекции по БЖД

73. Оценка риска технических  систем. Концепция “удельной смертности”.

Как известно, под риском понимают относительную частоту возникновения нежелательного события. В данном случае под оценкой риска будем понимать процедуру нахождения индивидуального и социального риска для конкретного промышленного предприятия. Индивидуальный риск - частота возникновения поражающих воздействий определенного вида в определенной точке пространства. Расчет риска ведется по формуле

где Pq_j(х,у) - вероятность воздействия на человека в точке с координатами (х,у) j-го поражающего фактора с интенсивностью, сответствующей гибели (поражению) человека (здорового человека 40 лет) при условии реализации события (явления), инициирующего аварию. Здесь В - число возможных событий, инициирующих аварию, Q - число возможных поражающих факторов, Pb_i - частота (вероятность) возникновения i-го события (явления) в год. Для определения величины Pq_j (x,y) необходимо: а) построить множество всех сценариев развития аварии и оценить вероятность (частоту) их реализации; б) представить на карте (ситуационном плане) предприятия и прилегающих районов все поле поражающих факторов, которые могут возникнуть при аварии; в) иметь информацию о критериях поражения человека тем или иным поражающим фактором; г) иметь картограммы распределения людей в районе аварии и частотные характеристики их нахождения в том или ином месте. В результате анализа риска на карту предприятия и прилегающих районов наносятся замкнутые линии - линии равного риска (см. рис. 15). Значение индивидуального риска не позволяет судить о масштабе катастроф, однако в силу того, что в его определение входят пространственные координаты, именно этот показатель наиболее часто используется за рубежом как мера потенциальной опасности промышленного предприятия. Возникает вопрос: что считать приемлемым риском? В мире принято, согласно рекомендациям ведущей научной организации по вопросам промышленной безопасности TNO (Нидерланды), разумным риском считать 10^-6 в год, а риск свыше 10^-6 считать неприемлемым. (Следует отметить, что единого мнения здесь до сих пор нет. Предлагается, например, взять в качестве приемлемого риска 10^-7 - это равно вероятности погибнуть от удара молнии и в 800 раз меньше вероятности умереть от лейкемии). Дня оценки опасности промышленного объекта необходимо учитывать также и социальный риск. Социальный риск - зависимость частоты возникновения события, вызывающих поражение определенного числя людей от этого числа людей. Социальный риск Re = f(N) введен как некоторая характеристика масштаба возможных аварий и может быть рассчитан по формуле:

где P(N/q_j) - вероятность поражения не менее N людей при условии действия поражающего фактора q_j на жилую застройку; P(q_j/ b_i)- вероятность “накрытия” жилой застройки поражающим фактором q_j при условии реализации события bi. Концепция удельной смертности. Как было показано, для глубокого анализа опасности промышленных объектов необходимо выполнить довольно обширные и трудоемкие исследования. Вместе с тем, на практике часто бывает необходимо осуществить оперативную сравнительную оценку потенциальной опасности промышленных объектов. Для этого используется достаточно простой подход, именуемый "концепцией удельной смертности". В нем в качестве меры опасности выступает число пострадавших (погибших) N, выраженное через так называемый индекс смертности [чел./т], или удельную смертность. Mi=N/Qi (3) где Mi, - удельная смертность по i-му веществу - количество опасного вещества. Наиболее надежный способ оценки индекса смертности заключается в исследовании статистики реальных аварий. Для некоторых промышленных СДЯВ составлены таблицы удельной смертности (так для хлора - это 0,5, для аммиака - 0,05 чел/т, для метилизоцианата -12,5 чел/т (без использования СИЗ).

74. Факторы определяющие устойчивость  функционирования промышленных  объектов и систем.

Под устойчивостью понимают способность  объекта функционировать в условиях чрезвычайной ситуации. Термин “устойчивость” применительно к условиям мирного времени должен пониматься широко и включать как способность объекта противостоять разрушениям, функционировать при наличии слабых и средних разрушений, так быть достаточно надежным, безопасным для персонала, населения и окружающей среды в контексте возможных чрезвычайных ситуаций. По инициативе Международной Организации Труда (МОТ) разработано руководство "Предупреждение крупных аварий", в котором содержатся указания в отношении предупреждения несчастных случаев на производстве и действий при возникновении аварий. В "Руководстве" даётся изложение способов выявления объектов, представляющих наибольшую опасность, и описание всех компонентов предупреждения аварий, содержится обширная информация по планированию действий в чрезвычайных обстоятельствах, подчеркивается, что деятельность по предупреждению аварий должна начинаться с проектирования промышленных объектов. основные рекомендуемые этапы деятельности по повышению безопасности и устойчивости объектов. Первый этап предполагает выявление потенциально опасных объектов, составление для администрации банка данных о предприятии. Следующим необходимым этапом является определение порядка технической инспекции, эксплуатации объекта, обучения работников. С целью повышения устойчивости и надёжности производственные системы должны также быть обеспечены средствами сигнализации о пожаре, утечке газа и других веществ. На объекте, представляющем потенциальную опасность как для персонала, так и для населения прилегающих территорий, должно быть создано специальное аварийное подразделение, подготовленное для борьбы с любыми возможными последствиями аварий, представляющими опасность для предприятия. Рабочие должны постоянно следить за состоянием безопасности своих рабочих мест и оборудования. Они должны быть полностью информированы о возможных опасностях и безотлагательно сообщать руководству о любых неисправностях системы безопасности. Дальнейшими этапами действия в аварийных ситуациях является создание центра их контроля, назначение ответственных лиц, проведение ремонтновосстановительных работ. На всех этапах деятельности особая роль отводится информированию персонала объекта и населения прилегающих территорий о возможных опасных последствиях аварийных ситуаций. Главную роль в организации и внедрении системы предупреждения аварий играет администрация предприятия. В сфере ее ответственности лежит следующее: 1) обеспечение информацией, необходимой для выявления опасных промышленных установок; 2) проведение оценки производственных опасностей; 3) составление отчёта по результатам оценки опасностей; 4) разработку цлана ликвидации аварий и аварийно-спасательных мероприятий; 5) разработку мер по повышению уровня безопасности предприятия. Руководители предприятий, являющихся потенциальными источниками опасностей, ведущих к крупным авариям, должны, прежде всего, обеспечить необходимый контроль за технологическим процессом и установками повышенной опасности. Для этого они должны иметь чёткое представление о природе возникающих опасностей, факторах, способных привести к несчастным случаям и их потенциальным последствиям. Поскольку добиться абсолютной безаварийности производства невозможно, следует предусмотреть мероприятия, которые позволят снизить ущерб в случаях, когда авария все же произошла. Это достигается за счет внедрения организационных и инженерно-технических мероприятий, проводимых как на промышленных площадках, так и за ее пределами. Наибольший результат такие мероприятия дают при новом строительстве и реконструкции. Особое значение имеют мероприятия по предупреждению катастроф - это наиболее сложная и трудоемкая задача, она включает выявление скрытых опасностей, прогнозирование. Закладка в проекты вновь создаваемых предприятий технических и технологических решений, уменьшающих вероятность возникновения аварий и катастроф (например, уменьшение удельного веса сгораемых материалов, соответствующим образом спроектированная система водоснабжения и т.п.). Серьезной проблемой является водоснабжение населения в условиях чрезвычайной ситуации. В настоящее время на одного жителя крупного города расходуется в среднем 400-600 литров воды в сутки. В условиях ЧС водопотребление не только не сократится, а в ряде случаев увеличится. Например, для тушения пожаров на одном километре фронта огня необходимо подать 800 литров воды в секунду. Кроме того, вода необходима для санитарной обработки пораженных и специальной обработки техники и других нужд, не считая хозяйственно-питьевых. Наименее устойчивыми (критическими) элементами системы водоснабжения являются водозаборные и водоочистные сооружения, наземные части насосных станций, водонапорные башни и домовые (цеховые) сети. С целью повышения устойчивости работы существующих систем необходимо заблаговременно предусмотреть проведение целого ряда инженерно-технических мероприятий. Организация выполнения мероприятий по повышению устойчивости работы систем водоснабжения возлагается на начальников всех рангов, штабы и соответствующие службы.

75. Специфические опасности, связанные  с авариями на химически опасных  объектах, АЭС и предприятиях ядерного цикла.

Виды радиационно-опасных объектов По определению радиационно-опасный  объект (РОО) - любой производственный объект, использующий ядерные материалы (а также место их хранения или транспортное средство дня их перевозки), при аварии на котором может произойти облучение, радиоактивное заражение людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также загрязнение окружающей природной среды в опасных дозах (атомные электростанции, атомные энергетические установки производственного и исследовательского назначения, предприятия ядерно-топливного цикла, транспортные средства и космические аппараты с ядерными установками или грузом радиоактивных веществ на борту, места хранения ядерных боеприпасов). Виды ЧС при авариях их радиационно-опасных объектах. 1).Чрезвычайная ситуация техногенного характера, связанная с выбросом радиоактивных веществ в окружающую среду или неконтролируемым выходом ионизирующего излучения носит название радиационной аварии.2)Радиационная авария это потеря управления источником ионизирующего излучения, которая может привести или привела к облучению людей и (или) загрязнению территории радиоактивными веществами сверх установленных норм. Структура радиационно-опасных объектов В зависимости от масштабов радиационных последствий радиационные аварии обычно подразделяются на четыре типа: а) локальные аварии, последствия которых не выходят за границы здания; б) местные аварии, в результате которых возможно поражающее воздействие на персонал, но последствия их не выходят за пределы площадки;

в) средние, при которых также возможно воздействие на персонал, но последствия которых не выходят за пределы 100-километровой зоны; г) крупные, при которых площадь загрязнения радиоактивными веществами выходит за пределы 100км зоны, последствия ее охватывают население в количестве до 1 млн. человек при средней эквивалентной дозе до 30 мЗв. Наиболее опасными РОО являются атомные электростанции (АЭС), на которых могут происходить аварии всех пяти типов. При заблаговременном прогнозировании, когда метеоусловия неизвестны, в качестве наихудшего варианта вертикальной устойчивости принимается инверсия. Возможные варианты ЧС в поражающие факторы при авариях на химически опасных объектах. Последствия химически опасных аварий характеризуются: а) масштабом, б) степеню опасности, в) продолжительностью химического заражения. Эти характеристики в свою очередь зависят от количества, условий хранения и физико-химических свойств вещества, а также от метеорологических условий. В зависимости от физико-химических свойств АХОВ и условий их использования, хранения и транспортировки, при крупных авариях на ХОО могут возникать ЧС четырех основных типов, отличающиеся друг от друга характером воздействия поражающих факторов, а следовательно и организацией и технологией ведения аварийно-спасательных и других неотложных работ (АСиДНР). Рассмотрим эти четыре типа. Первый тип ЧС характеризуется образованием только первичного облака АХОВ. Он может возникнуть в случае мгновенной разгерметизации (например в результате взрыва) емкостей или технологического оборудования с газообразными (под давлением), криогенными, перегретыми сжиженными АХОВ, в результате чего образуется первичное парогазовое или аэрозольное облако АХОВ с высокой концентрацией токсичного вещества в воздухе. Пролива жидкой фазы, как правило, не происходит или же пролитое вещество быстро (за несколько минут) испаряется за счет тепла окружающей среды. В зависимости от метеоусловий и размеров облака АХОВ, оно распространяется на прилегающую к аварийному объекту территорию, неся смертельную опасность для проживаю Второй тип ЧС сопровождается образованием пролива, первичного и вторичного облаков АХОВ.. Поражающие факторы такой ЧС - это кратковременное ингаляционное воздействие первичного облака АХОВ со смертельными концентрациями паров и более продолжительное воздействие (часы и сутки) вторичного облака с опасными поражающими концентрациями паров. Кроме того, пролитый продукт может заражать грунт и воду. Указанный тип ЧС также очень опасен для населения, но в отличие от первого позволяет по времени привлечь достаточное количество средств и сил для эффективного проведения аварийно-спасательных работ. Третий тип ЧС - это авария с образованием пролива • только вторичного облака АХОВ. Эта ситуация может возникнуть при крупных авариях на ХОО, сопровождающихся большими проливами в поддон (обвалование) или на подстилающую поверхность сжиженных (при изотермическом хранении) или жидких АХОВ с температурой кипения ниже или близкой к температуре окружающей среды. В этом случае при испарении пролитого продукта, образуется только вторичное облако паров токсичного вещества с поражающими концентрациями, которое, при благоприятных метеоусловиях, может распространиться на значительные расстояния от места аварии. Четвертый тип ЧС это ЧС с заражением территории (грунта, воды) малолетучими АХОВ. Такие ситуации могут возникать при крупных авариях на ХОО, сопровождающихся аварийным выбросом (проливом) значительного количества малолегучего АХОВ. Агрегатное состояние АХОВ при этом - либо жидкость с температурой кипения значительно выше температуры окружающей среды, либо твердое вещество. В результате таких выбросов может произойти заражение местности (грунта, воды) с опасными последствиями для живых организмов и растительности. Основным поражающим фактором при указанном тале ЧС является возможное пероральное или в ряде случаев резорбтивное(ч/з кожу, слизистую) воздействие на организм.

76. Основные поражающие факторы  техногенных ЧС. Ударная волна,  тепловые и фугасные поля. Эффект  “домино”. Размеры и структура  зон поражения.

Воздушноударная волна. Согласно ГОСТ Р 22.0.02-94 поражающий фактор источника ЧС это составляющая опасного явления или процесса, вызванная источником чрезвычайной ситуации и характеризуемая физическими, химическими и биологическими действиями или проявлениями, которые определяются или выражаются соответствующими параметрами. При этом выделяют первичные и вторичные поражающие факторы. Одним из наиболее мощных поражающих факторов при авариях на пожаро- взрывоопасных объектах является воздушно-ударная волна. Она образуется в результате внезапного выделения в ограниченном пространстве большого количества энергии, что обусловливает резкое повышение температуры и давления. Последующее быстрое расширение газов в зоне взрыва вызывает сильное его сжатие в примыкающих областях, порождая воздушную ударную волну (БУВ). Она распространяется во все стороны со сверхзвуковой скоростью, что вызывает возникновение уплотнения (избыточного давления) на ее передней движущейся границе, называемой фронтом ударной волны, за которым давление постепенно снижается. Время, за которое происходит снижение давления до атмосферного, называется "положительной фазой ВУВ" Т ⁺. Затем наступает фаза разрежения, которая длится в течение времени Т ^- (рис. 4). 3.2 Тепловые и осколочные поля Энергоносители (в первую очередь, углеводородные топлива) способны гореть и взрываться, т.е. создавать воздушно-ударную волну и тепловые поражающие поля. Технологическое оборудование при действии на него тепловых и ударных нагрузок разрушается с образованием осколочных полей. Дальность разлета осколков зависит от массы, размеров, начальной скорости. Радиус разлета фрагментов и осколков технологических установок подчиняется нормальному закону распределения вероятности, причем 45% всех фрагментов и осколков находится в пределах окружности радиуса 700 м. Процесс горения на пожаро- и взрывоопасных объектах можно представить в виде двух последовательных процессов: а) процесс разгорания, когда интенсивность горения нарастает; б) процесс выгорания, когда интенсивность горения снижается до нуля, вследствие уменьшения горючего материала. Основными параметрами пожаров, таким образом, являются характеристики и количество горючего вещества (пожарная нагрузка). Облако пара или топливовоздушной смеси, переобогащенное топливом, и не способное поэтому объемно детонировать, начинает гореть вокруг своей внешней оболочки, образуя огневой шар. Такие шары, вызванные горением углеводородов, светятся и излучают тепло, что может причинить смертельные ожоги и вызвать возгорание горючих веществ. Поднимаясь, огневой шар образует грибовидное облако, ножка которого - это сильное восходящее конвективное течение. Такое течение может всасывать отдельные предметы, зажигать их и разбрасывать горящие предметы на большие площади. Огневой шар как поражающий фактор оценивается следующими параметрами: 1) максимальный размер 2) время существования огневого шара 3) плотность теплового потока или мощность, выделяющаяся при сгорании шара. Пожары и взрывы на промышленных предприятиях могут приводить к образованию поражающих факторов как на территории предприятия, так и в на прилегающих территориях населенных пунктов. По масштабу распространения пожары подразделяются на отдельные, массовые, сплошные, огненный шторм. Главная задача пожарных подразделений в этом случае - локализация района сплошных пожаров. Сплошные пожары при плотной городской застройке, отсутствии приземного ветра и малой влажности, при одновременном их возникновении в нескольких местах, могут превратиться в огненный шторм. В этом случае образуется мощный столб пламени, формирующийся воздушными потоками со скоростью 50 км/ч, движущимися к центру горящего района. Огненный шторм нельзя потушить. “Эффект домино”. Для техногенных катастроф характерно появление дополнительного комплексного поражающего фактора - так называемого "эффекта домино", под которым понимается механизм вовлечения новых опасностей (ядовитые вещества, энергозапас, возникновение воздушной ударной волны (ВУВ), взрывы облаков топливо-воздушных смесей (ТВС), тепловое излучение огневых шаров и горящих разлитии, осколочные поля при полном разрушении сосудов под давлением и т.п.). "Эффект домино" наблюдается не только в ЧС техногенного характера, к инициированию этого эффекта могут приводить землетрясения, наводнения, Ураганы, лавины и т.п. При эффекте "домино" наблюдаются массовые пожары, уничтожающие 80-90% основных производственных фондов. Порядок определения поражения людей при взрывах ТВС. в зависимости от режима взрывного превращения, а также массы топлива, содержащегося в облаке, определяются границы зон поражения людей. В зависимости от класса конденсированного взрывчатого вещества, его массы и расстояния определяются границы зон полных, средних, сильных и слабых степеней разрушения зданий и сооружений жилой и промышленной застройки. Затем на план объекта наносятся указанные границы зон разрушений ( в качестве возможного эпвщентра взрыва принимается место хранения взрывоопасного вещества), после чего определяются здания и сооружения, получившие ту или иную степени разрушения. При наличии на объекте нескольких источников возможного образования облаков КВВ расчеты проводятся для каждого из них.

77. Подготовка населения к действиям  в ЧС. АППЕЛ

Подготовка населения к действиям в ЧС предполагает решение двух основных задач: 1) обучение населения правилам поведения и основным способам защиты в ЧС, а также приемам оказания первой медицинской помощи; 2) обучение руководителей всех уровней управления к действиям по защите населения от ЧС. В рамках этой подпрограммы осуществляется обучение молодежи. В программы общеобразовательных и профессиональных учебных заведений введен предмет “Основы безопасности жизнедеятельности”, в высших учебных заведениях изучается дисциплина “Безопасность жизнедеятельности”. Переподготовка кадров проводится в учебно-методических центрах по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям. При разработке системы подготовки населения к ЧС целесообразно использовать опыт развитых промышленных стран. Этот опыт, в частности, получил свое выражение в системе АПЕЛЛ - "Осведомленность и подготовленность к чрезвычайным ситуациям на местном уровне" (Awaredness and preparedness for emergencies at local level"). Инициатива ее создания принадлежит Бюро промышленности и охраны окружающей Среды Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕЛ), Ассоциации производителей химических продукций США и Европейскому совету Федерации химической промышленности. АПЕЛЛ ставит перед собой следующие цели: а) обеспечить и (или) повысить осведомленность населения о возможных опасностях, связанных с производством, транспортировкой и использованием опасных веществ; б) выработать меры, которые следует предпринять местным властям или представителям промышленности для защиты населения от этих опасностей; в) на основе этой информации в сотрудничестве с представителями местной общественности разработать планы реагирования на ЧС, которые бы вовлекали в активные действия все местное население. Поскольку первоначальные меры по ликвидации последствий ЧС обычно принимаются на местном уровне, АПЕЛЛ нацелена именно на него. Однако для успешного функционирования системы необходим вклад со стороны правительств. АПЕЛЛ опирается на взаимодействие трех важнейших партнеров (см. рис.1) Промышленность. Основными участниками, от которых зависит успех системы, являются владельцы и (или) управляющие государственными и частными промышленными предприятиями, использующими или производящими опасные материалы. Их роль заключается в следующем: 1)обеспечение максимальной поддержки и выделение ресурсов на создание наиболее эффективных систем предотвращения аварий; 2) поощрение руководителей, за ответственное отношение к обеспечению безопасности, 3) осуществление мониторинга за вовлечением своих предприятий в процесс АПЕЛЛ; Местные органы власти. Местные органы власти отвечают за безопасность и здоровье населения и охрану окружающей среды. В связи с этим их задачи следующие: 1) обеспечение осведомленности населения о возможных ЧС и подготовка к ним, достижение поддержки со стороны населения; 2) координация участия общественности в программах реагирования на ЧС; изыскание и мобилизация необходимых ресурсов; 3) обучение персонала и населения действиям в ЧС; утверждение плана реагирования на ЧС, информирование населения. Общественные организации. Лидеры общественных организаций отвечают за следующие виды деятельности: 1) информирование местных властей и промышленных лидеров о проблемах, представляющих важность для населения; 2) информирование членов своих организаций о планах и программах, разрабатываемых для здоровья населения и охраны окружающей среды, разъяснение пунктов плана, обеспечение поддержки со стороны общественности.