Техногенные и экологические риски. Лекции по дисциплине «Техногенные системы и экологический риск» для студентов 5 курса направления Педагогическое об
.pdf
Министерство просвещения Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования «Московский педагогический государственный университет»
А. В. Лобанов, А. Ф. Степнова
ТЕХНОГЕННЫЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РИСКИ
Лекции по дисциплине «Техногенные системы и экологический риск»
для студентов 5 курса направления Педагогическое образование
с двумя профилями подготовки «Химия» и «Экология»
МПГУ
Москва • 2023
УДК |
504.75.05(075.8) |
DOI: 10.31862/9785426313095 |
ББК |
20.174я73-2 |
|
|
Л68 |
|
Рецензенты:
Г. З. Казиев, доктор химических наук, профессор кафедры общей химии Института биологии и химии МПГУ;
Н. А. Брагина, доктор химических наук, профессор кафедры химии и технологии биологически активных соединений, медицинской и органической химии имени Н. А. Преображенского Института тонких химических технологий им. М. В. Ломо- носова РТУ МИРЭА
Лобанов, Антон Валерьевич.
Л68 Техногенные и экологические риски : лекции по дисциплине «Тех- ногенные системы и экологический риск» для студентов 5 курса на- правления Педагогическое образование с двумя профилями подготов- ки «Химия» и «Экология» / А. В. Лобанов, А. Ф. Степнова. – Москва :
МПГУ, 2023. – 104 с. : ил. ISBN 978-5-4263-1309-5
Пособие составлено в соответствии с рабочей программой дисциплины «Техногенные системы и экологический риск» для студентов 5 курса направ- ления Педагогическое образование с двумя профилями подготовки «Химия» и «Экология». Содержит конспекты лекций, контрольные вопросы, тестовые задания, перечень тем для самостоятельной работы студентов, приложения.
|
УДК 504.75.05(075.8) |
|
ББК 20.174я73-2 |
ISBN 978-5-4263-1309-5 |
© МПГУ, 2023 |
DOI: 10.31862/9785426313095 |
© Лобанов А. В., Степнова А. Ф., |
|
текст, иллюстрации, 2023 |
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
ТЕМА 1.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ДИСЦИПЛИНЫ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РИСКА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Конспект лекции № 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Тестовые задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
ТЕМА 2.
АВАРИИ И ОПАСНЫЕ ПРОИЗВОДСТВА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Конспект лекции № 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Тестовые задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
ТЕМА 3.
ЗАКОНОМЕРНОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ОПАСНОСТИ . . . . . . . . . . 21
Конспект лекции № 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Тестовые задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
ТЕМА 4.
ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОПАСНОСТИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Конспект лекции № 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Тестовые задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
ТЕМА 5.
ВИДЫ РИСКА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Конспект лекции № 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Тестовые задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
ТЕМА 6.
КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ РИСКА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Конспект лекции № 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Тестовые задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
ТЕМА 7.
ПОДХОДЫ К ПОСТРОЕНИЮ КОНТУРОВ ИНДИВИДУАЛЬНОГО РИСКА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Конспект лекции № 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Тестовые задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
ТЕМА 8.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Конспект лекции № 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Тестовые задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
ТЕМА 9.
ТОКСИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ: ОПАСНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Конспект лекции № 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Тестовые задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
ТЕМА 10.
ТЕХНОГЕННЫЕ РАСТВОРИТЕЛИ, ЛЕКАРСТВА,
ОТРАВЛЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Конспект лекции № 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Тестовые задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ . . . . . . . . . . . . . |
77 |
Темы для углубленной проработки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
77 |
Темы практических заданий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
79 |
Темы для рефератов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
81 |
ОТВЕТЫ НА ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
ПРИЛОЖЕНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Приложение 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Приложение 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
РЕКОМЕНДОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
ПРЕДИСЛОВИЕ
В обеспечении устойчивого развития общества основная роль отводится вопросам промышленной безопасности и теории ри- сков. Техногенные объекты, ставшие неотъемлемой частью окру- жающей среды, представляют реальную или скрытую опасность в связи с тем, что в их работе в том или ином масштабе хранятся, производятся, перерабатываются или утилизируются химические вещества. Химическая опасность может проявляться как в виде токсического потенциала, в котором реализуются химические воздействия веществ, отравления, заражения, так и в виде энер- гетического потенциала, к которому относятся пожары, взрывы, повреждения. В связи с этим крайне необходимо получение сту- дентами ключевых компетенций, необходимых для умения ми- нимизировать техногенные и экологические риски, а также ор- ганизовывать максимально безопасное взаимодействие человека с объектами техносферы.
Основной целью курса является подготовка студентов в обла- сти промышленной экологии, способных на основе оценки раз- личных типов рисков риска определять степень угрозы, анализи- ровать опасность техногенных объектов и уязвимость элементов окружающей среды, а также прогнозировать последствия техно- генного воздействия на биосферу, снижать это воздействие и раз- рабатывать перечень мероприятий для ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.
Учебное пособие включает в себя основные разделы на следую- щие темы: определение риска, аварии и опасные производства, за- кономерности реализации опасности, идентификация опасности, виды риска, количественный анализ риска, подходы к построению контуров индивидуального риска, обеспечение промышленной и экологической безопасности, токсический потенциал: опасные химические вещества, техногенные растворители, лекарства, от- равляющие вещества. Каждый раздел оканчивается контрольными вопросами проверки знаний и самоконтроля, а также тестовыми
6
Предисловие
заданиями. Правильность выполнения тестов можно контролиро- вать с помощью ответов, приведенных в конце пособия. Изучение курса возможно углубить или дополнить. С этой целью пособие содержит задания для самостоятельной или домашней работы, включая блоки тем для углубленной проработки, перечень практи- ческих заданий и список тем рефератов.
7
ТЕМА 1.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ДИСЦИПЛИНЫ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РИСКА
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИИ № 1
Риск – количественный критерий оценки безопасности, позво- ляющий получить универсальную шкалу для сравнения опасностей различного происхождения.
Формула оценки риска представляет собой произведения «часто- ты риска» и «ущерба от риска», суммированные по количеству слу- чаев.
Понятие риска позволяет:
1)исследовать причинно-следственный механизм возникнове- ния аварий и спрогнозировать их частоту;
2)учесть влияние технологических, региональных и других особенностей на характер и масштаб аварий;
3)оптимизировать подходы по повышению безопасности объекта.
Существуют два типа рисков: реальные и потенциальные.
Основные области приложения теории риска:
1.Поддержка и принятие решений по выбору схем и приемов для обеспечения уровня безопасности.
2.Поддержкаипринятиерешенийпоразмещениютехногенных объектов.
3.Разработка планов по обеспечению безопасности в случае чрезвычайной ситуации (ЧС).
Схема действий при анализе риска:
1.Определение конкретных целей и задач анализа.
2.Анализ технологической специфики объекта.
3.Идентификация опасностей и аварий.
4.Оценка частоты аварий.
5.Оценка последствий.
8
Тема 1. Основные понятия дисциплины. Определение риска
6.Оценка собственно риска при суммарном учете последствий.
7.Управление риском для обеспечения безопасности. Химическая безопасность – совокупность свойств объектов
окружающей среды (ОС), при которых с учетом экономических и со- циальных факторов и обоснованных нагрузок химических веществ удерживается на низком, минимально возможном уровне риск воз- никновения аварий и исключаются последствия воздействий этих веществ на ОС и человека.
Системаобеспечениябезопасностиопираетсянаанализиуправ- ление рисками.
Опасность – явления (процессы, действия, условия), которые мо- гут нанести ущерб здоровью людей, ОС и материальным объектам (заводам, зданиям и т.п.).
Опасности химического профиля связаны с наличием токсиче- ского (отравления) и/или энергетического (пожары, взрывы) потен-
циалов.
ТХВ – токсичные химические вещества. ХОО – химически опасный объект. ХТО – химико-технологический объект.
Химическая опасность существует и при нормальном режиме эк- сплуатации объектов и, кроме того, может иметь как локальный, так и отдаленный характер.
Существуетогромноеразнообразиепутейраспространенияхими- ческих веществ, что создает проблему при прогнозировании риска.
Техногенный объект – совокупность элементов, находящихся на расстоянии 500 м и входящих в единый технологический ком- плекс.
Химический объект – объект техносферы, где образуются, хра- нятся, используются или уничтожаются ТХВ.
ХОО – объект техносферы, при авариях на котором может про- изойти отравление людей или заражение ОС.
ХТО – химико-технологический объект, а именно ХОО, на кото- ром используются опасные химические вещества.
В составе любого ХТО всегда присутствуют три основных участ- ка (блока):
I.Основные технологические блоки.
II. Вспомогательные блоки.
III. Участки общего назначения.
9
А. В. Лобанов, А. Ф. Степнова. ТЕХНОГЕННЫЕИЭКОЛОГИЧЕСКИЕРИСКИ
Особенности ХТО:
1)большой оборот веществ;
2)большое разнообразие химических веществ;
3)недостаточная изученность свойств некоторых веществ;
4)автоматизированные системы (их сбои вносят вклад в опа-
сность при работе техногенных объектов). ОХТ – опасные химические технологии. Группы ОХТ:
1.Переработка и получение токсичных веществ.
2.Переработка и получение взрывообразных веществ.
3.Процессы, протекающие с большой скоростью.
4.Смешанные процессы.
Автоматическая система защиты – наиболее надежное сред-
ство предотвращения экологической опасности. Технологические методы (приемы) снижения опасности:
1)технологический регламент;
2)инженерная сфера (повышенная надежность оборудова- ния, технологическая оптимизация устройств, система менеджмента, организация действий в ЧС, планирование и контроль).
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.Как осуществляется анализ риска?
2.Что представляют из себя потенциалы химической опас- ности?
3.Приведитеосновныенаправленияинженернойсферыобеспе- чения химической безопасности.
4.Охарактеризуйте области приложения теории риска.
5.Дайте развернутое определение понятию опасность.
6.Что такое токсический потенциал химической опасности?
7.Приведите определение понятию химическая безопасность.
8.Что такое химически опасный объект?
9.Какие виды риска выделяют?
10.Что такое химико-технологический объект?
11.Представьте основные группы опасных химических техно- логий.
12.Опишите схему анализа риска.
10