1005

УДК 504.064 К72

Рецензенты:

д-р техн. наук, профессор Т.Г. Середа (Пермский национальный исследовательский политехнический университет);

канд. техн. наук, доцент А.Н. Павлов (Пермский военный институт внутренних войск МВД России)

Костарев, С.Н.

К72 Мониторинг безопасности : учеб.-метод. пособие / С.Н. Костарев. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. поли-

техн. ун-та, 2015. – 204 с. ISBN 978-5-398-01424-2

Рассмотрены основные принципы организации наблюдений на объектах техносферы, особенности мониторинга антропогенных источников воздействия. Изложены основные научно-методические, норма- тивно-правовые и организационно-технические аспекты мониторинга с учетом иерархического уровня наблюдений и дифференциации изучаемых сред. Даны теоретические сведения, ссылки на нормативнометодическую литературу, вопросы для самоконтроля и практические задания. Обобщена информация о пространственно-временной структуре наблюдений и методах современных исследований.

Учебно-методическое пособие содержит комплекс работ в области: системного анализа химических производств как опасных промышленных объектов; нормативно-методических основ обеспечения промышленной безопасности опасных производственных объектов; методов и моделей анализа и оценки риска на опасных производственных объектах; методики оценки последствий аварий на химически опасных объектах; подходов и методов управления безопасностью химических производств; сертифицированных отечественных программных средств для анализа и оценки химической безопасности; информационномоделирующих систем для анализа и оценки риска и управления безопасностью химических производств.

УДК 504.064

Издано в рамках приоритетного направления «Урбанистика».

2

3

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время не существует систем, дающих полную гарантию безопасной работы техногенных объектов, в связи с чем методы контроля и осуществления мониторинга нуждаются в дополнении и совершенствовании.

Существующие системы безопасности отличаются друг от друга видами и объемом мониторинговых исследований, подходом к его проведению. Виды и этапы ведения мониторинга, выполненные комплексно и последовательно, определяют выбор стратегии для принятия решений по предотвращению чрезвычайных ситуаций, снижению риска их возникновения

имасштабов последствий.

Ксовершенствованию мониторинга в целом необходимо подходить комплексно, системно, с обязательным достижением конечной цели – принятие решений, обоснованных результатами мониторинговых исследований и данными прогноза.

Дисциплина «Мониторинг безопасности» относится к блоку специальных дисциплин и является федеральным компонентом государственного образовательного стандарта подготовки бакалавров и магистров по направлению – «Техносферная безопасность».

Цель дисциплины – изучение понятийного аппарата в области мониторинга объектов техносферы и принципов организации наблюдений на объектах окружающей среды. Объектами профессиональной деятельности выпускников являются: источники выделения загрязняющих веществ и энергии; анализ

иоценка риска химически опасных объектов; декларирование промышленной безопасности опасных производственных объектов; составление паспортов безопасности веществ и материалов, обращающихся на опасных промышленных объектах; оценка экологических, экономических и социальных последствий аварий с выбросами опасных химических веществ, взры-

4

вами и пожарами топливно-воздушных смесей, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей; управление безопасностью химических производств с целью предотвращения возникновения аварийных ситуаций, локализации и ликвидации тяжести их последствий.

5

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МОНИТОРИНГА ТЕХНОГЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

1.1. Общие понятия о мониторинге. Проблемы мониторинга безопасности промышленных

и техногенных объектов

Термин «мониторинг» происходит от английских слов monitor и monitoring – прибор (устройство) для наблюдения и (или) процесс постоянного контроля над чем или за кемлибо, применяемого в морском деле и процессе обучения разновозрастных учеников в одном классе; to monitor – советовать, производить контрольный прием; monitory – предостерегающий, предупреждающий.

Мониторинг безопасности промышленных и техногенных объектов представляет собой комплексную систему долгосрочных наблюдений с целью оценки изменений состояния объекта или отдельных его компонентов, предупреждения о создающихся критических ситуациях.

Подход, основанный на санитарно-гигиенических требованиях к качеству окружающей среды, является основным в России и большинстве стран мира. По своему смыслу он отвечает принципу «нулевого ущерба». Однако при регулировании качества природной среды только на основе предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ возможно поступление в окружающую среду значительных количеств ксенобиотиков, что может привести к опасным нагрузкам на биологические системы. Спорными являются величины ПДК, так как при расширении наших знаний о воздействии химических веществ на человека, совершенствовании техники измерений допустимый порог такого воздействия смещается

[1, 2].

Нормативы, действующие на сегодняшний день, являются определенным компромиссом между желаемым и возможным.

6

К примеру, если данная доза вещества приводит к отравлению, а продукт необходим и эксперты не видят возможностей получить его с допустимой дозой, норматив устанавливают по достижимой дозе, заведомо зная и несмотря на то, что она опасна. Все нормативы ПДК установлены для стандартных, единых для всего мира условий исследования, при воздействии на организм только одного испытуемого вещества. В реальной жизни эти условия никогда не повторяются. При реальных, обязательно измененных условиях токсичность химических смесей меняется в десятки и тысячи раз, т.е. реальная токсичность продуктов всегда остается за пределами контроля. Вредные свойства обнаружены у всех известных химических элементов и веществ. Если исходить из этой логики, то все живое несовместимо с жизнью на Земле. Отсюда следует, что сама концепция нормативного ограничения принципиально несовместима с действительностью [3]. Концепция ПДК допустима только при определении максимальных разовых нагрузок, но, основываясь на ней, прогнозировать результаты долговременного воздействия вредных веществ на экосистему невозможно. Это достижимо только при комплексном анализе миграции химических веществ в окружающей среде.

С 1972 г. начала осуществлять свою деятельность Общегосударственная система наблюдений и контроля за загрязнением внешней среды (ОГСНК). Эту работу возложили на несколько министерств и ведомств, включая Федеральную службу России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) и Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов (Минприроды), имеющие наиболее солидную базу. В целях радикального повышения эффективности работ по сохранению и улучшению среды обитания, обеспечению биологической безопасности в 1993 г. было принято Постановление Правительства Российской Федерации «О создании Единой государственной системы экологического мониторинга» (ЕГСЭМ), в 2003 г. новым постановлением Пра-

7

вительства РФ принимается «Положение об организации и осуществлении мониторинга окружающей среды (государственного экологического мониторинга)», которое, в свою очередь, в 2013 г. заменено на «Положение о государственном экологическом мониторинге (государственном мониторинге окружающей среды) и государственном фонде данных государственного экологического мониторинга (государственного мониторинга окружающей среды)» [4]. Организация работ по созданию единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ) предусматривает вовлечение в сферу наблюдений новых видов и типов загрязнителей и их влияния на окружающую среду; увеличение числа задач, решаемых при оценке и прогнозе ее состояния; расширение географии экологического мониторинга за счет новых территорий и источников загрязнений. В ЕГСЭМ применяется территориально-ведомст- венный принцип построения системы и предусматривается максимальное использование возможностей уже существующих государственных и ведомственных систем мониторинга биосферы антропогенных воздействий, состояния биоты и экосистем, среды обитания человека и животных.

Исходя из многолетнего опыта работы ЕГСЭМ необходимо отметить, что распределение функций мониторинга по различным ведомствам, не связанным между собой, приводит к дублированию усилий, снижает эффективность всей системы мониторинга и затрудняет доступ к необходимой информации как для граждан, так и для государственных организаций. В целом несогласованность программ наблюдений и различные подходы к интерпретации данных свидетельствуют о том, что ЕГСЭМ в России к настоящему времени создана, но фактически не работает. Ситуацию усугубляют периодические перестройки министерств и ведомств, их слияния и разделения. К сожалению, сведения, накапливаемые соответствующими ведомствами, часто становятся архивным материалом, не ориентированным на оперативное использование для принятия

8

обоснованных решений [37]. Унифицированная и строго регламентированная система мониторинга загрязнений определяет сопоставимость всех получаемых в сети мониторинга сведений. Однако в ряде случаев это приводит к тому, что автоматически выполняются анализы, не имеющие особой практической ценности, в то время как реальные проблемы могут остаться вне поля зрения службы мониторинга. В зависимости от точности результатов, которые необходимо получить при проведении мониторинга по тому или иному компоненту, явлению, процессу, среды, в которой проходят исследования,

доступных финансовых и других средств используют различ-

ные методы мониторинга. Для контроля состояния окружающей среды используются как классические методы химического анализа (гравиметрический и титриметрический), так и современные методы инструментального анализа. В последние годы для наблюдения за состоянием компонентов природной среды все чаще применяют дистанционные методы с использованием авиации, аппаратуры спутников и околоземных космических станций. Выбор наиболее перспективного метода химического или физико-химического анализа определенного объекта окружающей среды включает несколько стадий:

1)установление перечня определяемых соединений (например, неорганические, органические или биологические примеси; взвеси и растворенные вещества и т.п.), а также перечня основных компонентов субстрата, в которых предстоит определять загрязняющие вещества;

2)выбор стандартного или общепринятого метода анализа, позволяющего наиболее просто, быстро, но с требуемой точностью выполнить нужное определение; если такого метода нет, следует выбрать другой, возможно более соответствующий поставленной задаче, и в случае необходимости модифицировать его, приведя в соответствие цели анализа.

Традиционный подход к созданию систем наблюдений, основанный на построении как можно более подробных и пол-

9

ных списков переменных, во многих случаях неприемлем вследствие не только ограниченности ресурсов, но и малой информативности ранее накопленных сведений.

Комплексная характеристика состояния загрязнения окружающей среды исходит из концепции ее всестороннего анализа, при этом главным условием является рассмотрение всестороннего взаимодействия и связей в природной среде, учет всех аспектов загрязнения природных сред, а также поведения загрязнителей и проявления их воздействия. Комплексные исследования загрязнений призваны определить источник загрязнения, его мощность и время воздействия, а также меры по локализации и ликвидации последствий негативного воздействия.

В связи с этим принято выделять следующие основные признаки комплексности мониторинга [5]:

1.Интегральность, т.е. наблюдения за суммарными показателями (особенность интегрального подхода заключается в том, что объект – индикатор сигнализирует о загрязнении окружающей среды).

2.Многосредность, т.е. наблюдения в основных природных средах (атмосфера, почва, водные объекты, биота).

3.Системность, т.е. воссоздание биохимческих циклов загрязняющих веществ (необходимо проследить весь путь загрязняющих веществ (ЗВ) – от источника до стока, системный подход используется для создания моделей переноса).

4.Многокомпонентность, т.е. анализ различных видов загрязняющих веществ (необходимо выделить наиболее приоритетные группы ЗВ и по ним проводить контроль).

5.Унификация методов анализа и контроля, обеспечения качества данных (необходимо использовать не только экологические методы, но и методы других наук).

Комплексное исследование состояния окружающей среды

ивсех факторов, влияющих на загрязнение, возможны лишь при организации комплексного экологического мониторинга

10