13.3 Надзвичайні ситуації техногенної природи

Ця група надзвичайних ситуацій належить до так званих рукотворних: деградація земель і водойм; техногенне підтоплення територій; викиди забруднюючих речовин у довкілля; аварії на виробництві, що призводять до катастрофічних екологічних наслідків; диверсії і терористичні акти тощо.

Аналіз вказує на те, що економічні збитки від зазначених надзвичайних ситуацій за умов розвитку світової економіки з часом починають зростати. Так, у першій половині XX століття збитки складали лише 0,5% вартості валового світового продукту. Та починаючи з 50-х років того ж століття збитки від аварій, катастроф чи техногенних надзвичайних ситуацій почали зростати на 7,5-10% щороку. Тобто процес зростання збитків у 2-3 рази перевищує збільшення світового валового продукту. Такий стан справ, навіть незалежно від виснаження світових запасів корисних копалин, може вже у середині XXI століття зупинити подальший розвиток світової економіки.

Всі вищезазначені види надзвичайних ситуацій екологічної природи, що призводять до негативних екологічних наслідків, мають багато спільних якісних та кількісних характеристик динаміки розвитку з надзвичайними ситуаціями техногенної природи. Крім того, вони відзначаються також рядом своєрідних показників щодо механізму їх виникнення. Це дає можливість ще на ранніх стадіях реєстрації названих критичних характеристик і показників прогнозувати вірогідність ризику виникнення надзвичайних ситуацій, щоб на кінцевому етапі вживати заходів щодо їх відвернення, запобігання або пом'якшення.

Під час реалізації цієї роботи особливої уваги потребують надзвичайні ситуації техногенної природи, джерелом яких є «критичні» об'єкти. До складу таких ми схильні зарахувати аварійно-небезпечні, які в разі виникнення аварії можуть призвести до екологічних збитків, що перевищуватимуть здатність (екологічну місткість) довкілля до відновлення. До їх складу належать об'єкти, які головним чином використовують, трансформують або отримують відповідні речовини та енергію. Отже висновок про те, що даний об'єкт належить до розряду критичних, може бути зроблений після врахування всієї кількості потенційно небезпечних речовин, які він акумулює. Це є також основою для встановлення можливої зони розповсюдження шкідливих речовин і визначення градієнта можливого негативного впливу на компоненти біосфери. В свою чергу, визначення ступеня критичності може здійснюватися шляхом врахування зазначених параметрів негативного впливу і їх зіставлення з параметрами екологічної місткості довкілля. Значна перевага потенційного антропогенного навантаження над екологічною місткістю зони можливого негативного впливу від виробничого об'єкта дає підстави для віднесення його до розряду критичних.

Найважливішим у практичному вирішенні питань екологічної безпеки «критичних» об'єктів є глибокий аналіз і всебічне опрацювання двох напрямків. Це, по-перше, створення методичної бази для забезпечення переведення функціонування вказаних виробничих об'єктів у режим з гарантованим ступенем безпеки (відповідне значення ризику). Йдеться про розробку нової наукової методології для «критичних» виробничих об'єктів України, спрямованої на зниження на них ризику відмов та запроектних аварій.

По-друге, виключення із загальної технологічної схеми процесів, які мають ланцюги з підвищеним ризиком функціонування. Таким чином, мова йде про підвищення загальної надійності так званих критичних об'єктів. Надійність – це властивість об'єкта у встановленому часі виконувати необхідні функції, зберігаючи експлуатаційні показники, точніше технологічні параметри: температуру, тиск, концентрацію, хвильові та ядерні показники тощо; або режими використання речовин та енергії, підтримання продуктивності обладнання, кількості товарного продукту та його якості. Будь-яке порушення експлуатаційних показників може викликати підвищення ризику виникнення аварійної ситуації. В цьому плані сама надійність складається з показників безпечної працеспроможності і характеристик вірогідності відмов головних вузлів об'єкта. Тому показники надійної працеспроможності віддзеркалюють стан об'єкта (показники основних параметрів у встановлених межах), при якому він може виконувати задані функції. В свою чергу, відмова об'єкта – це порушення або втрата його працездатності. Як правило, відмови потребують аварійної зупинки обладнання з наступним здійсненням відповідних ремонтних робіт. Основним засобом запобігання відмов є моніторинг стану обладнання і вчасне усунення виявлених пошкоджень.

Наслідками відмов обладнання можуть бути фізико-хімічні, технологічні, механічні та інші зміни чи пошкодження, що виникають в окремих об'єктах або компонентах довкілля і викликають різні наслідки. Особливо тяжкі наслідки відмов – аварії, що можуть викликати вибухи, пожежі і викиди шкідливих чи небезпечних речовин. Так, аварії, залежно від їх розмірів, можуть трансформуватися в катастрофи, як це сталося на Чорнобильській АЕС.

Аналіз причин виникнення відмов дає підстави поділити всі випадки на три групи:

• проектно-конструкторські, що складають 4-50% загальної кількості відмов;

• будівельно-виробничі, першопричина яких криється в низькоякісному виконанні роботи. їх частка становить 30-40% загальної кількості випадків;

• експлуатаційно-технологічні викликаються безпосереднім порушенням технології, механічних властивостей обладнання, організаційно-технологічних регламентів, порушенням роботи систем контролю і автоматики, похибками обслуговуючого персоналу і впливом навколишнього середовища. їх частка в загальній кількості відмов становить 15-25%.

Реєстрація відмов здійснюється шляхом моніторингу найголовніших технологічних показників, включаючи як зовнішні, так і внутрішні пошкодження. Прогнозування відмов як випадкових явищ реалізується за результатами аналізу причинно-наслідкових зв'язків вірогідності можливих негативних проявів. Останні за своєю природою можуть бути незалежними й залежними від режиму функціонування, а за здатністю до відновлення вони поділяються на такі, що не відновлюються, і такі, що відновлюються частково або повністю. Крім того, характеристика динаміки та механізму виникнення відмов поділяє їх на раптові і повільні.

Моделювання відмов як джерел можливих аварій та катастроф може здійснюватись такими двома незалежними шляхами.

▲ Символічне математичне моделювання може реалізовуватись на основі вірогіднісно-диференційних, вірогіднісно-інтегральних, матричних, логіко-вірогіднісних чи логіко-статистичних рівнянь. Ці рівняння базуються на співвідношеннях, що визначають залежність надійності об'єкта в цілому від надійності його складових.

▲ Топологічне моделювання – графічне відображення впливу показників надійності окремих одиниць обладнання на працеспроможність об'єкта в цілому. За допомогою таких моделей можна визначити показники надійності з урахуванням особливостей експлуатації і технічного обслуговування обладнання. Слід виділити такі окремі варіанти, як блок-схеми надійності, дерева відмов , параметричні і сигнальні графи.

Підвищення надійності критичних об'єктів може забезпечуватись завдяки:

• резервуванню (структурному, терміновому, потужнісному), що здійснюється за рахунок створення надлишку обладнання, вузлів або систем, які можуть замінити те, що відмовило чи спрацювалося в процесі експлуатації, або передбачаються резерви у встановленому терміні експлуатації чи додаткових потужностях, що задіяні відповідно до номінальних потужностей об'єкта;

• технічній діагностиці – сукупності заходів, що дадуть можливість діагностувати стан об'єкта з метою контролю його працездатності та виявлення потенційних місць виникнення відмов;

• технічному обслуговуванню – комплексу практичних заходів щодо попередження і запобігання пошкоджень, вчасного підтримання основних технологічних характеристик тощо;

• реконструкції – заміні головних технологічних вузлів, що вичерпали свій термін експлуатації, і створенню передумов для подальшої експлуатації об'єкта.

Спонтанний (без екологічного обгрунтування і врахування гігієнічних вимог) розвиток виробничої сфери в Україні призвів до значного погіршення комплексного екологічного і санітарно-епідеміологічного стану майже у всіх промислово розвинених регіонах країни. Особливо критичними стали регіони обмеженого забезпечення придатною для використання прісною водою. Застаріла техносфера житлово-комунальної галузі (водно-каналізаційні системи, полігони шкідливих і токсичних відходів) усе частіше стають при­чиною отруєння і захворювання населення. Тому найближчий до людини житлово-комунальний сектор в нашій країні став одним з найголовніших джерел виникнення надзвичайних ситуацій.

Після Чорнобильської катастрофи радіаційна небезпека і надалі лишається в ряду найбільш небезпечних джерел виникнення надзвичайних ситуацій. До складу загрозливих поряд із радіаційними матеріалами, накопиченими в зоні відчуження ЧАЕС, належать також і об'єкти ядерної енергетики, уран видобувної та переробної промисловості, джерела іонізаційного випромінювання, що використовуються у виробництві, науково-дослідній роботі і медицині. Найбільш гострою є проблема, що виникла внаслідок довготривалої (з 1948 по 1991 р.) переробки ураномістких руд на виробничому об'єднанні «Придніпровський хімічний завод» м. Дніпродзержинська. За час експлуатації було утворено такі хвостосховища:

• «Західне», що вміщує 0,7 млн. тонн твердих радіоактивних відходів, площею 6 га (максимальна потужність дози гама-випромінювання на поверхні – 2500 мкР/год, на межі санітарно-захисної зони – 30 мкР/год). Загальна активність радіоактивних відходів – близько 4900 Ки;

• «Центральний яр», що вміщує 0,2 млн. тонн твердих радіоактивних відходів, площею 2,4 га (максимальна потужність дози на поверхні – 4400 мкР/год, на межі санітарно-захисної зони – 30 мкР/год. Загальна активність радіоактивних відходів – близько 2800 Ки;

• «Південно-східне», що вміщує 0,3 млн. тонн твердих радіо­активних відходів, площею 1,8 га (максимальна потужність дози на поверхні – 2300 мкР/год, на межі санітарно-захисної зони –30 мкР/год.). Загальна активність радіоактивних відходів – близь­ко 1800 Ки;

• «Дніпровське» (в заплаві Дніпра і безпосередній близькості від р. Коноплянка), що вміщує 12 млн. тонн твердих радіоактивних відходів, площею 73 га (максимальна потужність дози на поверхні – 1300 мкР/год, на межі санітарно-захисної зони – 30 мкР/год). Загальна активність радіоактивних відходів – близько 17000 Ки;

• «Лантанової фракції», що вміщує 6,6 тис. тонн твердих радіоактивних відходів, площею 0,7 га (максимальна потужність дози на поверхні – 3000 мкР/год, на межі санітарно-захисної зони – 30 мкР/год). Загальна активність радіоактивних відходів – близько 3600 Ки;

• «Доменна піч № 6», що вміщує 0,04 млн тонн твердих радіоактивних відходів, площею 16 га (максимальна потужність дози на поверхні – 2700 мкР/год, на межі санітарно-захисної зони – 25 мкР/год). Загальна активність радіоактивних відходів – близько 9000 Ки;

• «1-а секція», що вміщує 15,4 млн тонн твердих радіоактивних відходів, площею 16 га (максимальна потужність дози гама-випромінювання на поверхні – 1600 мкР/год, на межі санітарно-захисної – 20 мкР/год). Загальна активність радіоактивних відходів – близько 18500 Ки;

• «2-а секція», що вміщує 7,4 млн. тонн твердих радіоактивних відходів, площею 39 га (максимальна потужність дози на поверхні – 500 мкР/год, на межі санітарно-захисної зони – 20 мкР/год). Загальна активність радіоактивних відходів – близько 8000 Ки;

• «База С», що вміщує 0,3 млн. тонн твердих радіоактивних відходів, площею 25 га (максимальна потужність дози на поверхні – 4700 мкР/год, на межі санітарно-захисної зони – 30 мкР/год). Загальна активність радіоактивних відходів – близько 12000 Ки.

Окрім цього не можуть не викликати серйозного занепокоєння і радіоактивні відходи, що зосереджені в шести регіональних могильниках та 5 могильниках військового походження. На черзі надходження відходів з Росії, що будуть отримані в результаті переробки відпрацьованого ядерного палива від українських АЕС, та відходи, що утворяться при знятті з експлуатації ЧАЕС (першої з тих, що стануть на черзі в недалекому майбутньому). Варто зазначити, що Комплексна програма поводження з радіоактивними відходами не реалізується за відсутності належного фінансування.

Непокоїть також і хімічна небезпека. її джерелами в Україні можна вважати:

▪ заводи, хімічні комбінати хімічних галузей промисловості, а також окремі установки чи агрегати, що виробляють або використовують сильнодіючі отруйні речовини;

▪ заводи з переробки газу і нафтопродуктів;

▪ підприємства, оснащені холодильниками, водоочисні уста­новки, які використовують хлор і аміак;

▪ залізничні станції, порти, складські приміщення, що опра­цьовують сильнодіючі отруйні речовини;

▪ транспортні засоби, трубопроводи, контейнери, наливні по­їзди, автоцистерни, річкові і морські танкери, що перевозять хімічні продукти;

▪ склади і бази із запасами отрутохімікатів та хімічними засобами захисту рослин, що призначені для сільського господарства.

За даними МНС України, в країні функціонує понад 17 тис. об'єктів промисловості, на яких використовується або зберігається понад 300 тис. тонн небезпечних хімічних речовин. У зонах можливого хімічного зараження від цих об'єктів мешкає близько 20 млн. чоловік (майже 42% населення країни). Окрім того у господарському комплексі країни діє також понад 1,5 тис. об'єктів, на яких зосереджено близько 13 млн. тонн вибухо- і пожежонебезпечних речовин. Вони в основному сконцентровані в центральних, східних і південних регіонах, де розташовані хімічні, нафтогазові, коксохімічні, металургійні підприємства, а також шахти, нафтові, газові свердловини, нафтові, газові трубопроводи і продуктопроводи. Загрозами обласного масштабу вважаємо вибухо- і пожежонебезпечні об'єкти, розташовані у Вінницькій, Донецькій, Запорізькій, Луганській, Полтавській, Херсонській, Черкаській об­ластях та у м. Києві. Проте найбільша кількість об'єктів розташована у Донецькій, Луганській та Черкаській областях.

Критичною в цьому плані є вугільна промисловість. В Україні налічується 200 діючих шахт, значна кількість з яких функціонує без оновлення технологічних процесів вже більше 20 років, а половина експлуатується понад 50 років. Є майже чотири десятки шахт, які введено в експлуатацію майже 100 років тому. Близько

90% шахт – газонебезпечні, 35% – небезпечні раптовими вики­дами вугілля, 30% – самозайманням вугілля.

На території України в умовах значної нерівномірності розподілу річкового стоку створено і експлуатується велика кількість водорегулюючих споруд. Вони можуть представляти так звану гідродинамічну небезпеку. Найбільшу з них у цьому плані мають захисні споруди Дніпровського каскаду, які є причиною підтоплення та виникнення аварійних ситуацій. Надвисоким став рівень небезпеки на транспорті. Так, наприклад, в нове тисячоліття (2001 р.) Україна увійшла із 120 випадками транспортних аварій, які були віднесені, за градацією МНС України, до надзвичайних ситуацій і за останні роки кількість аварій на транспорті щорічно зростає на 10-30%.

Створення державної системи щодо зниження негативних наслідків від надзвичайних ситуацій екологічної і техногенної природи потребує значних коштів. Тому прийняттю рішень щодо їх здійснення повинен передувати аналіз, за яким фахівці мають зіставляти витрати з ризиком виникнення можливих збитків від надзвичайних ситуацій. При цьому слід також враховувати, що зростаюча технічна і технологічна насиченість усіх сфер життя призводитиме до різкого збільшення для суспільства абсолютної вартості технічних і технологічних відмов та аварій.