Л 21 Техносфера и защита в ЧС 2013

Г.Ф. Несоленов. Лекция 21. Проблемы безопасного развития техносферы и защиты в чрезвычайных ситуациях. 2013 г.

ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНОЕ ВЕЩЕСТВО – вещество, которое в следствие своих физических, химических, биологических или токсикологических свойств предопределяет собой опасность для жизни и здоровья людей (ГОСТ Р 22.0.05-94).

ПРОИЗВОДСТВО ОСОБО ОПАСНОЕ – участок, установка, цех, хранилище, склад, станция или другое производство, на котором единовременно используют, производят, перерабатывают, хранят или транспортируют взрывопожароопасные или опасные химические вещества в количестве равном или превышающем определѐнное настоящим порядком пороговое значение.

СИТУАЦИЯ – сочетание условий и обстоятельств, создающих определѐнную обстановку, положение [3].

СИТУАЦИЯ ТЕХНОГЕННАЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНАЯ – состояние, при котором в результате возникновения ситуации от техногенного источника на объекте, определѐнной территории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству и окружающей среде.

СИТУАЦИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНАЯ – внешне неожиданная, внезапно возникшая обстановка, характеризующаяся резким нарушением установившегося процесса или явления и оказывающая значительное отрицательное воздействие на жизнедеятельность людей, функционирование экономики, социальную сферу и природную среду [4].

ТЕХНОСФЕРА – область действительности, для которой характерно применение техники.

2

Г.Ф. Несоленов. Лекция 21. Проблемы безопасного развития техносферы и защиты в чрезвычайных ситуациях. 2013 г.

1 ПРОБЛЕМЫ БЕЗОПАСНОГО РАЗВИТИЯ ТЕХНОСФЕРЫ

Повышение безопасности всегда было одним из ведущих мотивов в деятельности людей [5]. По мере развития цивилизации влияние различных факторов, угрожающих существованию человеческих сообществ, приводило к качественным изменениям в образе жизни, характере организации общественного производства. Так, потребность в защите от неблагоприятных природных воздействий обусловила выработку строительного умения, что в свою очередь, определила надобность в новых материалах и энергетических источниках.

Эпидемии, сопровождавшие рост численности населения и повышение плотности его размещения в отдельных регионах, сделали необходимыми коренное улучшение санитарно-гигиенических условий быта, быстрое развитие медицины и фармакологической промышленности. В результате возросла защищѐнность человека. Одновременно создавались технические системы, совокупное действие которых уже сегодня может способствовать не снижению риска в жизни людей, а наоборот – его повышению. Это обстоятельство наиболее осознанно для военных и террористических аспектов проблемы.

Опыт двух мировых войн, современные региональные конфликты, терроризм, вооружѐнные столкновения, гонка ядерных вооружений со всей очевидностью показывают, что накопление средств разрушения отвлекает интеллектуальные и материальные ресурсы от решения насущных задач человечества, одновременно увеличивая риск ядерной и химической катастрофы.

Но накопление потенциала, чреватое снижением достигнутого уровня безопасности, происходило не только в сфере производства оружия, но и в техносфере в целом, что требовало и продолжает требовать глубокого осмысления и энергичных действий с целью совершенствования промышленных систем.

Под техносферой понимается область действительности, для которой характерно применение техники или другими словами – распространѐнность технических решений

Усилия специалистов, непрерывно работающих над увеличением надѐжности каждого агрегата, машины, технической системы за счѐт ввода новых организационных и технических средств защиты и человека, и окружающей среды не приводят к положительным результатам. Хотя и улучшаются некоторые отдельные показатели. Например, снижение числа аварий на тысячу работающих или на единицу стоимости выпускаемой продукции, абсолютное же количество аварий в мире всѐ равно растѐт.

Существенно и то, что опасности от техносферы уже стали в категориях ущерба соизмеримыми с негативными для человека природными воздействиями. Так, атмосферные аномалии – смерчи (торнадо) происходят на планете до 700 раз в год. Около 2 % из них приносят беды, связанные с гибелью

3

Г.Ф. Несоленов. Лекция 21. Проблемы безопасного развития техносферы

изащиты в чрезвычайных ситуациях. 2013 г.

всреднем 120 человек, поражаемой площадью примерно 2,5 кв. км в каждом случае и материальным ущербом порядка 70 млн. долларов.

Вто же время только в нефтепереработке, по оценке экспертов, ежегодно случается около 1500 аварий, 4 % которых сопровождаются утратой от 100 до 150 человеческих жизней и материальным ущербом до 100 млн. долларов.

Сложность и противоречивость состоит ещѐ и в том, что многие достижения научно-технического прогресса (НТП), давая средства для решения материальных и социальных проблем, одновременно привносят в мир и новые факторы опасности, и различные ситуации, в том числе чрезвычайные и техногенные.

Ситуация представляет собой сочетание условий и обстоятельств, создающих определѐнную обстановку, положение.

Чрезвычайная ситуация определяется внешними неожиданными, внезапно возникшими обстановками и характеризуется резким нарушением установившегося процесса или явления и оказывает значительное отрицательное воздействие на жизнедеятельность людей, функционирование экономики, социальную сферу и природную среду.

Техногенная чрезвычайная ситуация характеризуется состоянием, при котором в результате возникновения ситуации от техногенного источника на объекте, определѐнной территории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству и окружающей среде.

Открытие радиоактивности и понимание процесса деления ядер существенно расширили возможности энергетики, медицины, научного поиска, но в, то же время для привычных видов опасности – пожаров и взрывов – стало добавление опасности ещѐ и радиоактивной.

Прогрессирующее развитие химии породило очень серьѐзную проблему токсической опасности.

Вдостаточно традиционных отраслях НТП, привнося новые процессы, методы и средства воздействия, привѐл к расширению спектра факторов, от которых следует защищаться человеку и даже уже всему человечеству.

Вметаллургии, где всегда существовала опасность пожаров, вследствие использования природного газа и водорода возникла угроза взрывов. Наряду с пожарами и взрывами, сопутствующими процессам нефтепереработки, в этой отрасли увеличивается токсическая опасность за счѐт разнообразия получаемых продуцентов, применения новых методов их получения.

Даже в машиностроении новые материалы и средства их обработки порождают взрывную и токсическую опасности, неведомые раньше для этой сферы деятельности.

И ещѐ одно обстоятельство – новые процессы, новые комбинации различных веществ, вызванные к жизни НТП, чаще всего применяются без

4

Г.Ф. Несоленов. Лекция 21. Проблемы безопасного развития техносферы и защиты в чрезвычайных ситуациях. 2013 г.

учѐта масштабных факторов, тиражирования этих факторов и без должного

анализа проблем безопасности [6].

Рост масштабов и концентрация производства ведѐт к накоплению потенциальных опасностей. Об этом можно судить по удельным (либо на единицу площади, либо на душу населения) величинам летальных для человека доз, содержащихся в различных производствах. Эти опасные объекты вызывают озабоченность мировой общественности по обеспечению безопасности в первую очередь химических предприятий и атомных объектов, расположенных на территории различных государств, к тому же на фоне всѐ расширяющегося терроризма.

Следует добавить также, что в отличие от разрушительных взрывов, например, радиационное и химическое поражения обладают спецификой долгосрочного воздействия и способностью к распространению в послеаварийном периоде.

Обстоятельства складываются таким образом, что часто переход на новые сырьевые базы или способы производства, продиктованный ресурсными или экономическими соображениями, осложняет ситуации. К примеру, освоение чрезвычайно богатых и удобно расположенных относительно потребителей запасов природного газа в Прикаспии было связано с дополнительным риском высвобождения огромного количества ядовитого сероводорода, содержащегося в газе этих месторождений и его аномально высокого содержания, которое превышает 20 %. Следовательно, и сама технология извлечения и очистки этого газа, и режим эксплуатации буровых установок должны иметь особый статус с различных позиций безопасности, в том числе и экологической.

Ещѐ одно существенное обстоятельство, увеличивающее риск промышленной деятельности, связано с повышением плотности размещения разнородных объектов и производств, их взаимодействием в аварийных ситуациях.

Взаимодействие различных инициирующих ситуаций – фактор, существенный не только при авариях. Так, тепловое загрязнение рек на уровне нескольких градусов и химическое загрязнение на уровнях, близким к предельно допустимым концентрациям (ПДК), раздельно ещѐ переносятся и рыбой, и микроорганизмами, то совместное их воздействие является губительным для каждого организма в отдельности (из-за синергизма факторов).

Из этого следует, что созданная и развиваемая техногенная сфера накопила в себе большие потенциальные опасности. Эти опасности могут реализоваться в виде преднамеренных катастрофах (военных, террористических, например, разрушения в зонах повышенной промышленной плотности), или непреднамеренных катастрофах. При этом естественные тенденции НТП, связанные с быстрым обновлением техники, систем и структур управления, с максимальным использованием рабочих объѐмов и ускорением всех технологических операций, объективно усложняет взаимодействие человека с всѐ увеличивающимся и быстро меняющимся парком машин. Это и объясняет, почему происходят достаточно часто аварийные события, несмотря на прогрессирующее повышение надѐжности технических систем (катастрофа на Саяно-Шушенской электростанции).

5

Г.Ф. Несоленов. Лекция 21. Проблемы безопасного развития техносферы и защиты в чрезвычайных ситуациях. 2013 г.

2 КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ

Исходя из сути основных понятий, следует, что любая чрезвычайная ситуация может возникнуть в результате природной или антропогенной аварии или катастрофы.

Антропогенная катастрофа является следствием аварий технических систем или проявляется благодаря нарушениям эксплуатационных характеристик или регламента ведения технологических процессов.

Катастрофа чаще всего рассматривается в виде необратимого состояния, в котором человек или природа выступают в качестве пассивной стороны или жертвы происшедших событий. Катастрофа может рассматриваться в виде технической катастрофы.

Техническая катастрофа – это крупная промышленная авария, повлекшая за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей либо разрушение и уничтожение объектов, материальных ценностей в значительных размерах, а также приведшая к серьезному ущербу окружающей среде.

Катастрофы характеризуются следующими последствиями:

разрушением;

затоплением;

пожарами;

радиоактивными загрязнениями;

бактериальным (биологическим) заражением;

дестабилизацией функционирования социальных систем;

необходимостью ликвидировать последствия катастроф.

Как правило, катастрофам предшествует кризис, а сами катастрофы связаны с чрезвычайными ситуациями.

Кризис рассматривается как обратимое состояние, в котором человек выступает активно действующей стороной, способной изменить в определѐнных пределах дестабилизирующие характеристики техники и на каком-то временном этапе не допустить возникновение аварии, а следовательно, устранить причины, которые могли бы вызвать катастрофу и привести к чрезвычайной ситуации.

Чрезвычайная ситуация характеризуется внешне неожиданной, внезапно возникшей обстановкой в результате резкого нарушения установившегося процесса или явления, и оказывающей значительное отрицательное воздействие на жизнедеятельность людей, функционирование экономики, социальную сферу и природную среду.

Чрезвычайные ситуации классифицируются:

по причинам возникновения:

преднамеренные и непреднамеренные;  стихийным бедствиям:

6

Г.Ф. Несоленов. Лекция 21. Проблемы безопасного развития техносферы

изащиты в чрезвычайных ситуациях. 2013 г.

землетрясения,

селевые потоки,

оползни,

ураганы,

снежные заносы,

грозы,

ливни,

засухи и др.;

масштабу распространения с учетом тяжести последствий:

локальные,

местные,

региональные,

национальные,

трансграничные,

глобальные;

скорости распространения опасности (темпу развития):

внезапные,

взрывные,

скоротечные (быстро распространяющиеся,

умеренные,

плавные («ползучие» катастрофы);

ведомственной принадлежности [7];

природе возникновения:

техногенные,

природные,

экологические,

биологические,

антропогенные,

социальные,

комбинированные.

Техногенные чрезвычайные ситуации:

Транспортные аварии (катастрофы).

Пожары, взрывы.

Аварии:

с выбросом сильнодействующих и ядовитых веществ (СДЯВ);

с выбросами радиоактивных веществ;

с выбросом биологически опасных веществ;

на электроэнергетических системах;

на коммунальных системах жизнеобеспечения;

на очистных сооружениях.

7

Г.Ф. Несоленов. Лекция 21. Проблемы безопасного развития техносферы

изащиты в чрезвычайных ситуациях. 2013 г.

Внезапное обрушение зданий.

Гидродинамические аварии.

К гидродинамическим авариям относят аварии на гидротехническом сооружении, связанная с распространением с большой скоростью воды и создающая угрозу возникновения техногенной чрезвычайной ситуации (ГОСТ Р 22.0.05-94). Примером может служить авария на Саяно-Шушенской ГЭС.

Антропогенные чрезвычайные ситуации являются следствием ошибочных действий людей. Они могут быть классифицированы по скорости развития и масштабу распространения последствий:

локальные;

местные;

территориальные;

региональные;

федеральные;

трансграничные.

Клокальным относят чрезвычайные ситуации, в результате которой пострадало не более 10 человек, либо нарушены условия жизнедеятельности не более 100 человек, либо материальный ущерб составляет не более одной тысячи минимальных размеров оплаты труда на день возникновения чрезвычайной ситуации и еѐ зона не выходит за пределы территории объекта производственного или социального значения.

Местными считают чрезвычайную ситуацию, в результате которой пострадало свыше 10 человек, но не более 50 человек, либо нарушены условия жизнедеятельности свыше 100 человек, но не более 300 человек, либо материальный ущерб составляет свыше одной тысячи, но не более 5 тыс. минимальных размеров оплаты труда на день еѐ возникновения и еѐ зона не выходит за пределы населѐнного пункта, города, района.

Ктерриториальной относят чрезвычайную ситуацию, в результате которой пострадало свыше 50 человек, но не более 500 человек, либо нарушены условия жизнедеятельности свыше 300 человек, но не более 500 человек, либо материальный ущерб составляет свыше 5 тыс., но не более 5 млн. минимальных размеров оплаты труда на день еѐ возникновения и еѐ зона не выходит за пределы субъекта Российской Федерации.

Региональной считают чрезвычайную ситуацию, в результате которой пострадало свыше 50 человек, но не более 500 человек, либо нарушены условия жизнедеятельности свыше 500 человек, но не более 1000 человек, либо материальный ущерб составляет свыше 0,5 млн., но не более 5 млн. минимальных размеров оплаты труда на день еѐ возникновения и еѐ зона охватывает территорию двух субъектов Российской Федерации.

8

Г.Ф. Несоленов. Лекция 21. Проблемы безопасного развития техносферы

изащиты в чрезвычайных ситуациях. 2013 г.

Кфедеральным относят чрезвычайную ситуацию, в результате которой пострадало свыше 50 человек, но не более 500 человек, либо нарушены условия жизнедеятельности свыше 5000 человек, либо материальный ущерб составил свыше 5 млн. минимальных размеров оплаты труда на день еѐ возникновения и еѐ зона выходит за пределы более чем двух субъектов Российской Федерации.

Трансграничной считают чрезвычайную ситуацию, поражающие факторы которой выходят за пределы Российской Федерации, либо чрезвычайную ситуацию, которая произошла за рубежом и затрагивает территорию Российской Федерации. В соответствии с законодательством РФ к ликвидации чрезвычайной ситуации привлекаются силы МЧС России, войска ГО РФ и другие формирования.

Техногенными считают чрезвычайные ситуации, происхождение которых связано с техническим функционированием объектов: взрывы, пожары, аварии на химически опасных объектах, выбросы радиоактивных веществ на радиационно-опасных объектах, аварии с выбросом экологически опасных веществ, обрушение зданий, аварии на системах жизнеобеспечения и др.

Природные чрезвычайные ситуации:

Геофизические опасные явления.

Геологические опасные явления.

Метеорологические и агрометеорологические опасные явления.

Морские гидрологические явления.

Гидрологические опасные явления.

Природные пожары.

Инфекционная заболеваемость людей.

Инфекционная заболеваемость животных.

Поражение сельскохозяйственных растений болезнями и вредителями.

Экологические чрезвычайные ситуации (бедствия):

изменение:

состояния:

√суши, √гидросферы, √биосферы;

состава свойств атмосферы;

аномальные изменения биосферы;

разрушение озонового слоя;

опустынивание;

кислотные дожди и т.д.

Кбиологическим чрезвычайным ситуациям относятся эпидемии.

Эпидемия (греч. epidemia) – массовое распространение среди населения

тех или иных острозаразных заболеваний [8]. Эпидемии могут быть в виде эндемии и пандемии.

9

Г.Ф. Несоленов. Лекция 21. Проблемы безопасного развития техносферы и защиты в чрезвычайных ситуациях. 2013 г.

Эндемии – эпидемии, повторяющиеся в одной и той же местности подряд много лет.

Пандемии – эпидемии, принимающие массовый характер, захватывая целые страны и даже материки.

Социальные рассматриваются в виде событий, происходящих в обществе. К ним относят:

Межнациональные конфликты с применением силы.

Терроризм.

Грабежи.

Насилия.

Противоречия между государствами (войны).

Аварии по характеру явлений, которые определяют особенности

воздействия поражающих факторов на людей, объекты народного хозяйства и природную среду, подразделяются на аварии, сопровождающиеся выбросами опасных веществ, пожарами, взрывами, затоплениями, нарушениями систем жизнеобеспечения.

Чрезвычайные ситуации также характеризуются масштабом последствий или нанесѐнным ущербом (количество заболеваний, травм, смертей, экономические потери) и зоной чрезвычайной ситуации – территорией, на которой произошла чрезвычайная ситуация.

Используя понятия изоморфизма (сходства формы при качественном различии явлений материального мира) риск чрезвычайной ситуации от характера их генезиса можно представить уравнением:

R F(Pа ,Pб, Y),

где F – оператор (символ чрезвычайной ситуации, характеризующий еѐ основное последствие);

Pа – статистическая вероятность возникновения определѐнного класса чрезвычайных событий;

Pб – вероятность возникновения качественно разрушительных процессов (магнитуда землетрясения, величина подъѐма уровня воды в водоѐмах, скорость ветра в циклоне, удельная величина смертельных для человека доз продуктов химической или ядерной промышленности и т.п.);

Y – внешние по отношению к чрезвычайной ситуации условия (планировка и характер застройки гражданских и промышленных объектов, характер местности, метеорологические условия, в том числе и отдалѐнные, плотность населения и уровень его подготовки к действиям в чрезвычайной ситуации и т.п.).

10