Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Анализ техногенного риска. Учебное пособие.pdf
Причем этими Правилами требования к выбору электрооборудования регламентируются с учетом степени взрывопожароопасности объекта, для
которого производится выбор электрооборудования. Этими Правилами
предусматривается классификация производственных помещений и наружных установок по степени взрывопожароопасности, при этом степень
взрывопожароопасности характеризуется взрывоопасными и пожароопасными зонами с учетом характера проведения технологических процессов,
эксплуатации оборудования и взрывопожароопасных свойств и количеств
веществ и материалов.
Взрывоопасная зона – помещение или ограниченное пространство в
помещении или наружной установке, в котором имеются или могут образовываться взрывоопасные смеси и в котором они могут находиться при
нормальном технологическом процессе или при его нарушениях.
При определении взрывоопасных зон принимается, что взрывоопасная зона в помещении занимает весь объем помещения, если объем взрывоопасной смеси превышает 5% свободного объема помещения. Взрывоопасной считается зона в помещении в пределах до 5 м по горизонтали и
вертикали от технологического аппарата, из которого возможно выделение горючих газов или паров ЛВЖ, если объем взрывоопасной смеси равен или менее 5% свободного объема помещения. Помещение за пределами взрывоопасной зоны следует считать невзрывоопасным, если нет других факторов, создающих в нем взрывоопасную ситуацию.
По Правилам устройства электроустановок принимается, что в том
случае, когда ∆Р > 5 кПа, взрывоопасная зона занимает весь объем помещения. При локальном образовании взрывоопасной смеси, характеризуемой давлением взрыва не более 5 кПа, взрывоопасную зону принимают в
виде цилиндра вокруг аппарата радиусом и высотой 5 м. Причем для тяжелых газов и паров высота берется от пола, а для легких газов – от потолка. Расчет избыточного давления взрыва производится теми же методами, что и при категорировании по НПБ 105-95.
Взрывоопасные зоны подразделяются на шесть классов.
1. Взрывоопасная зона класса В-I – пространство в помещениях, в
которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ в таком количестве и с
такими свойствами, что они могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы (загрузка или разгрузка технологических аппаратов, хранение или переливание ЛВЖ в открытых
емкостях).
2. Взрывоопасная зона класса В-Iа – пространство в помещениях, в
которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих
газов или паров ЛВЖ с воздухом не образуются.
3. Взрывоопасная зона класса В-Iб – пространство в помещениях, в
которых при нормальной работе взрывоопасные смеси горючих газов или
паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а образование их возможно только
51
в результате аварии или неисправностей, но отличающихся от класса В-Iа
одной из следующих особенностей:
− горючие газы в этой зоне имеют высокий нижний концентрацион-
ный предел распространения пламени (НКПР) 15% (об.) и выше, обладают резким запахом (например, объекты с наличием аммиака);
− присутствие газообразного водорода в помещениях, в которых по
условиям технологического процесса исключается образование взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5% свободного объема помещения, и имеющие взрывоопасную зону только в верхней части помещения;
− лабораторные и другие помещения, в которых горючие газы и па-
ры ЛВЖ имеются в небольших количествах, недостаточных для создания
взрывоопасной смеси в зоне, превышающей 5% свободного объема помещения, и в которых работа с этими веществами проводится без применения открытого огня;
− горючие газы и ЛВЖ имеются в таких количествах, что при их
воспламенении и сгорании расчетное избыточное давление не превысит
5 кПа. Эти помещения не относятся к взрывоопасным, если работа с го-
рючими газами и ЛВЖ проводится в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтами и расчетное избыточное давление не превышает 0,5 кПа.
4. Взрывоопасная зона класса В-Iг – пространства у наружных технологических установок с взрывоопасными веществами, надземных и
подземных резервуаров с ЛВЖ или горючими газами (газгольдеры), эстакад для слива и налива ЛВЖ, открытых нефтеловушек, прудовотстойников с плавающей нефтяной пленкой; пространства у проемов,
смежных с помещениями классов В-I, В-Iа и В-II; пространства около
устройств для выброса воздуха из систем вытяжной вентиляции помещений с взрывоопасными зонами любого класса; пространства у предохранительных и дыхательных клапанов емкостей и технологических аппаратов с горючими газами и ЛВЖ.
5. Взрывоопасная зона класса В-II – пространство в помещениях, в
которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли и волокна в таком количестве и с такими свойствами, что они способны образовать с воздухом взрывоопасные пылевоздушные смеси при
нормальных режимах работы (например, при загрузке и разгрузке технологических аппаратов), и при ее воспламенении и сгорании может развиться избыточное давление свыше 5 кПа.
6. Взрывоопасная зона класса В-IIа – пространство в помещениях,
в которых опасные состояния, указанные в зоне класса В-II, не возникают
при нормальной эксплуатации, а возможны только при аварийных ситуациях или неисправностях.
52
При давлении взрыва паров перегретых жидкостей, пылевоздушной
смеси не более 5 кПа принимается пожароопасная зона класса П-I или
П-II соответственно. Пожароопасная зона – пространство внутри и вне
помещений, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие вещества. Пожароопасные зоны классифицируются только по
наличию горючих материалов. Помещения и установки, в которых содержатся горючие жидкости с температурой вспышки выше 61 °С и пыли с
нижним критическим пределом распространения (НКПР) выше 65 г/м3,
относят к пожароопасным и классифицируют по следующим зонам.
1. Пожароопасная зона класса П-I – пространство в помещениях, в
которых содержатся горючие жидкости (например, масла).
2. Пожароопасная зона класса П-II – пространство в помещениях, в
которых может образоваться пылевоздушная смесь с НКПР выше 65 г/м3
и при ее воспламенении и сгорании избыточное давление не будет превышать 5 кПа.
3. Пожароопасная зона класса П-IIа – пространство в помещениях, в
которых содержатся твердые горючие вещества, не способные переходить
во взвешенное состояние.
4. Пожароопасная зона класса П-III – наружные установки вне помещений, в которых содержатся горючие жидкости с температурой
вспышки выше 61 °С или твердые горючие вещества и материалы.
Контрольные вопросы
1. Перечислить источники воспламенения.
2. Дать определение пожароопасной зоны.
3. Дать определение взрывоопасной зоны.
4. Что относится к легковоспламеняющимся жидкостям?
5. Как классифицируются взрывоопасные зоны?
6. Как классифицируются пожароопасные зоны?
7. С чего начинается анализ «дерева причин – последствий»?
8. Дать определение «дереву причин».
9. Какие разделы имеет декларация безопасности?
10. Дать определение анализу «дерева событий».
11. На какие классы разделяются взрывоопасные зоны?
12. При помощи чего производится анализ опасностей?
13. Как рассчитывается частота каждого сценария развития аварийной ситуации?
14. Раскрыть методику оценки риска аварий.
15. Что можно оценить, применяя теорию риска на стадии проектирования промышленного объекта?
53
4. РИСК ОТ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Ионизирующая радиация при воздействии на организм человека может вызвать два вида эффектов, которые клинической медициной относятся к болезням: детерминированные пороговые эффекты (лучевая болезнь, лучевой дерматит, лучевая катаракта, лучевое бесплодие, аномалии
в развитии плода и др.) и стохастические (вероятностные) беспороговые
эффекты (злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни).
Нормы радиационной безопасности (НРБ–99) относятся только к ионизирующему излучению. В Нормах учтено, что ионизирующее излучение является одним из множества источников риска для здоровья человека и что риски, связанные с воздействием излучения, не должны соотноситься только с выгодами от его использования, но их следует сопоставлять и с рисками нерадиационного происхождения.
Для обеспечения радиационной безопасности при нормальной эксплуатации источников излучения необходимо руководствоваться следующими основными принципами:
− непревышение допустимых пределов индивидуальных доз облу-
чения граждан от всех источников излучения (принцип нормирования);
− запрещение всех видов деятельности по использованию источни-
ков излучения, при которых полученная для человека и общества польза
не превышает риск возможного вреда, причиненного дополнительным
облучением (принцип обоснования);
− поддержание на возможно низком и достижимом уровне с учетом
экономических и социальных факторов индивидуальных доз облучения и
числа облучаемых лиц при использовании любого источника излучения
(принцип оптимизации).
Ответственность за соблюдение настоящих норм устанавливается в
соответствии со статьей 55 Закона Российской Федерации «О санитарноэпидемиологическом благополучии населения».
Для обоснования расходов на радиационную защиту при реализации
принципа оптимизации принимается, что облучение в коллективной эффективной дозе в 1 чел.-Зв приводит к потенциальному ущербу, равному
потере 1 чел.-года жизни населения. Величина денежного эквивалента
потери 1 чел.-года жизни населения устанавливается методическими указаниями федерального органа Госсанэпиднадзора в размере не менее
1 годового душевого национального дохода.
Индивидуальный и коллективный пожизненный риск возникновения
стохастических эффектов определяется соответственно:
∞
=
и.c
∫
0
;)(
EdErЕРr
Ei
54
N
=
∑
irR1
,
и.c
=
где r, R – индивидуальный и коллективный пожизненный риск соответственно; Е – индивидуальная эффективная доза; P(E)dE – вероятность для
i-го индивидуума получить годовую эффективную дозу от Е до E+dE; re –
коэффициент пожизненного риска сокращения длительности Е периода
полноценной жизни в среднем на 15 лет на один стохастический эффект
(от смертельного рака, серьезных наследственных эффектов и несмертельного рака, приведенного по вреду к последствиям от смертельного
рака), равный:
а) Для производственного облучения
re = 5,6⋅10–2 1/чел.-Зв при Е < 200 мЗв/год;
re = 1,1⋅10–1 1/чел.-Зв при Е > 200 мЗв/год.
б) Для облучения населения
re = 7,3⋅10–2 1/чел.-Зв при Е < 200 мЗв/год;
re = 1,5⋅10–1 1/чел.-Зв при Е > 200 мЗв/год.
Для целей радиационной безопасности при облучении в течение года
индивидуальный риск сокращения длительности периода полноценной
жизни в результате возникновения тяжелых последствий от детерминированных эффектов консервативно принимается равным
и.д
где P
[D > Д] – вероятность для i-го индивидуума быть облученным с до-
i
,]Д[
>= DРr
i
зой больше Д при обращении с источником в течение года; Д – пороговая
доза для детерминированного эффекта.
Потенциальное облучение коллектива из N индивидуумов оправданно, если
N
( )
∑
1
i
=
,
PYVxCOxrOxr
−−≤+
г
ди.дcи.c
где Oc – среднее сокращение длительности периода полноценной жизни в
результате возникновения стохастических эффектов, равное 15 лет; Oд –
среднее сокращение длительности периода полноценной жизни в результате возникновения тяжелых последствий от детерминированных эффектов, равное 45 лет; Cг – денежный эквивалент потери 1 чел.-года жизни
населения; V – доход от производства; Y – ущерб от защиты; Р – затраты
на основное производство, кроме ущерба от защиты.
55
Снижение риска до возможно низкого уровня (оптимизацию) следует
осуществлять с учетом двух обстоятельств:
− предел риска регламентирует потенциальное облучение от всех
возможных источников излучения. Поэтому для каждого источника излучения при оптимизации устанавливается граница риска;
− при снижении риска потенциального облучения существует ми-
нимальный уровень риска, ниже которого риск считается пренебрежимым
и дальнейшее снижение риска нецелесообразно.
Предел индивидуального пожизненного риска в условиях нормальной эксплуатации для техногенного облучения в течение года персонала
принимается округленно 1,0…10–3, а для населения – 5,0…10–5.
Уровень пренебрежимого риска разделяет область оптимизации риска и область безусловно приемлемого риска и составляет 10–6.
1. Что такое ионизирующее излучение?
2. Как ионизирующее излучение воздействует на организм человека?
3. Привести формулу расчета индивидуального и коллективного по-
жизненного риска.
4. Каков предел индивидуального пожизненного риска в условиях
нормальной эксплуатации для техногенного облучения в течение года?
5. Каков предел индивидуального пожизненного риска в условиях
нормальной эксплуатации для населения в течение года?
Контрольные вопросы
56
5. АНАЛИЗ РИСКА ДЛЯ РЕГИОНА
Шаг 1. Идентифицировать источники постоянных выбросов.
Шаг 2. Охарактеризовать источники выбросов: отбор предприятий и
веществ для последующей оценки. При наличии системы мониторинга
можно воспользоваться данными прямых измерений. При отсутствии системы мониторинга или в случае, когда система не обеспечивает полноты
данных, можно рассчитать выбросы на основе объемов предельно допустимых выбросов (ПДВ). При отсутствии мониторинга и данных по ПДВ
можно воспользоваться для первичной оценки данными, полученными
для аналогичных объектов, с применением балансовых методов расчета,
при этом следует предварительно проверить, насколько корректно применение этих результатов к изучаемому объекту.
Шаг 3. Выбрать для изучения предполагаемую схему миграции за-
грязнителей в принимающей среде: воздухе, воде, почве.
Шаг 4. Используя соответствующие модели и расчетные коды, оце-
нить рассеивание в принимающей среде.
• Если принимающей средой является воздух, рассчитать концентрации загрязняющих веществ при наихудших погодных условиях для процесса рассеивания в данном регионе, используя известные модели и расчетные коды. Перейти к шагу 5.
• Если принимающей средой является вода, необходимо рассчитать
концентрации загрязняющих веществ в заданный момент времени и на
заданном расстоянии от источника выброса. Перейти к шагу 6.
• Если принимающей средой является почва, необходимо оценить
критическую нагрузку. Перейти к шагу 6.
Шаг 5. Для оценки концентраций загрязняющих веществ, как функ-
ции расстояния и времени, используются модели рассеивания в атмосфере. Рассчитать среднегодовые концентрации канцерогенов и суммы взвешенных частиц (РМ 10), NОx, SO2, CO и др. в рецепторных точках.
• Для расстояний до 50…80 км от источника выброса рекомендуется
простая гауссова модель.
• При сложных метеоусловиях и для тяжелых газов рекомендуется
модифицированная гауссова модель.
Шаг 6. Принимая во внимание плотность населения, рассчитать чис-
ло людей, подверженных воздействию постоянных концентраций вредных веществ в импактной зоне (импактная зона − зона, где концентрация
вредных веществ больше предельно допустимой для каждого данного
типа вещества).
Шаг 7. Используя зависимости «доза–эффект» в оценке риска для
населения, оценить количество людей, подвергающихся определенному
эффекту (смертность, заболеваемость), т.е. оценка индивидуального и
популяционного риска.
57
Шаг 8. Оценить воздействие на окружающую среду. Для этого реко-
мендуется воспользоваться временной типовой методикой определения
ущерба от загрязнения окружающей среды либо результатами экспертных
оценок.
Нередко и исследователи, и административные лица сталкиваются с
целым рядом трудностей, которые лимитируют возможности анализа
имеющихся проблем. К таким лимитирующим факторам относится, прежде всего, ограниченность финансов, времени и данных. В таких ситуациях необходимо решить, сможет ли применение более сложных методов
анализа устранить те неопределенности, которые имеют место при использовании упрощенного анализа, т.е. необходимо определить уровень
анализа.
При этом важно учитывать следующее:
− оценка риска не всегда требует использования углубленных методов или обширного сбора данных, можно получить практические результаты, имея минимум информации;
− экспресс-оценка снижает достоверность выводов, но дает общее
представление о масштабе проблемы;
− результаты экспресс-оценки больше всего подходят для проведения сравнительных или относительных оценок и менее для абсолютных;
− экспресс-оценка и сравнительный анализ полученных на этой основе значений рисков подходят для исключения маловажных и выявления
наиболее значимых проблем, требующих дальнейшего точного анализа;
− более точный, более специфичный подход при анализе риска потребует больше ресурсов;
− начинать анализ необходимо с использования более простых методик и затем переходить к более сложным;
− более сложный анализ предпочтителен для двух-трех проблем, связанных с высоким риском.
5.1. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РИСКОВ
Сравнительный анализ рисков позволяет из сопоставления рисков
различного происхождения выделить наиболее значимые составляющие
риска и, имея ограниченные ресурсы, рационально их распределить на
снижение основных рисков с учетом результатов экономического анализа,
технологических ограничений и политических опросов и, таким образом,
установить приоритеты в области охраны окружающей среды и здоровья,
т.е. сравнительный анализ рисков позволяет:
− выбрать приоритетную проблему и решить ее комплексно;
− выбрать направление инвестирования, которое наиболее реально и
рационально, и тем самым получить максимальную выгоду для всего населения.
58
Процедура сравнительного анализа риска включает несколько
этапов:
1. Определение проблемы:
− выбор самой проблемы (какие риски будут включены, какие нет –
выбираются решаемые проблемы, т.е. такие риски, которыми можно
управлять);
− определение масштаба сравнительного анализа: локальный, городской или районный, региональный, национальный или федеральный, глобальный или международный;
− будут ли включены в анализ риски, привносимые из других мест
(например, за счет трансграничного переноса загрязнителей);
− будет ли включена оценка экологической ситуации и качества
жизни или только оценка состояния здоровья;
− выбор способа ранжирования:
• по типу последствий воздействия (например, злокачественные новообразования, заболевания органов дыхания, риск для детей и т.п.);
• по типу производства;
• по компонентам окружающей среды (вода, почва, воздух);
• по местоположению.
2. Сбор данных – определение типа и объема информации, необходимых для оценки риска, и оценка риска.
3. Определение методов сравнения и расстановка приоритетов в
проблемах окружающей среды:
− выбор признаков для сравнения:
• число или частота случаев;
• индивидуальный риск;
• пространственное распределение риска;
• обратимость и тяжесть последствий;
• тенденция изменения риска со временем;
• биоаккумуляция загрязнителей, устойчивость, влияние на будущие
поколения;
• достоверность (или неопределенность);
• полнота анализа (все ли необходимые данные были включены);
• качество собранных данных;
− выбор системы оценки для каждого признака:
• качественная;
• присвоение баллов на основании определенных критериев;
• какой тип баллов будет использоваться (обычный или пропорциональный);
− выбор принципа сложения баллов;
− сравнительная оценка и расстановка приоритетов.
Результаты сравнительной оценки и анализа риска в зависимости от
масштаба исследуемых проблем могут быть использованы правительст-
59
венными органами на федеральном и региональном уровнях, службами
здравоохранения и охраны природных ресурсов, другими министерствами
(энергетики, сельского хозяйства), экологическими службами крупных
промышленных объединений или предприятий. Важно, чтобы лица, принимающие решения, понимали цели применяемых методов, их ограничения и сильные стороны.
5.2. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПРОЦЕДУРЫ ОЦЕНКИ РИСКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ
Опасность – это способность химического соединения наносить
вред организму и(или) относительная токсичность вещества или смеси
веществ.
Идентификация опасности – это первая стадия в структуре оценки риска, где проводится обобщение всей доступной информации, касающейся конкретного региона, источников загрязнений и их природы.
На первом этапе – постановка задачи – формулируются цель оценки,
задачи и определяются схема последующего анализа и характеристики
риска.
Целью первого этапа оценки риска является идентификация (распознавание) потенциальной опасности, т.е. установление наличия возможной угрозы для здоровья в исследуемом регионе от выявленных химических веществ с учетом их способности наносить вред организму, популяции, подверженной воздействию, и условий этого воздействия на основе
имеющихся данных о поведении и распространении химического вещества в окружающей среде, токсичности его для человека или экосистемы;
типах ущерба здоровью и заболеваний, с которыми может быть связано
воздействие данного химического агента; путях экспозиции (ингаляционном, пероральном, накожном) и т.д.
На рисунке 13 представлена схема идентификации опасности.
Как правило, идентификация опасности предусматривает:
1) сбор и анализ данных обо всех источниках загрязнения объекта
исследования;
2) выявление и определение вредных факторов;
3) предварительную формулировку сценария и маршрутов воздейст-
вия потенциальных вредных факторов;
4) выбор наиболее приоритетных для исследования вредных химиче-
ских веществ.
Идентификация опасности
60