Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Анализ техногенного риска. Учебное пособие.pdf
риски для отдельных факторов и их сочетаний, а также характеризуется
вероятность и тяжесть возможных неблагоприятных эффектов для здоровье человека. Расчет рисков и их характеристика проводятся раздельно
для канцерогенных и неканцерогенных эффектов. Для канцерогенов процесс характеристики риска заключается в определении числа ожидаемых
дополнительных случаев рака, используя концентрации, полученные в
точках-рецепторах, и факторы потенциала. Во внимание принимаются
следующие основные вида риска:
– индивидуальный канцерогенный риск в течение всей жизни,
который определяется как дополнительный (над фоновым) риск для индивидуума заболеть раком в течение жизни при воздействии конкретного
вещества в определенной концентрации или дозе;
– годовой популяционный онкологический риск определяется в
виде числа дополнительных случаев рака, ожидаемых в течение каждого
года, на определенное количество населения в изучаемом регионе в результате воздействия конкретной дозы канцерогена;
– индивидуальный дополнительный канцерогенный риск при
воздействии атмосферных загрязнителей в течение всей жизни является
функцией двух основных факторов: 1) ингаляционной среднесуточной
дозы, рассчитываемой из концентрации в атмосферном воздухе, установленной в точке-рецепторе путем использования моделей рассеивания атмосферных загрязнителей; 2) вероятности, что конкретное химическое
соединение провоцирует образование опухоли.
Контрольные вопросы
1. Перечислите основные виды риска.
2. Что такое пороговые эффекты?
3. Что такое беспороговые эффекты?
4. Дать определение канцерогенам.
5. Дать понятие характеристике риска.
71
6. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТНЫХ ПОЛЕЙ
ПРЕВЫШЕНИЯ ПОРОГОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ
ДЛЯ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
В соответствии с нормативными документами основным загрязнителем является NOx. Экологическим критерием качества воздуха вне санитарно-защитной зоны является уровень концентрации, меньший
0,04 мг/м3 в течение суток (ПДКсс для населенных мест), и максимально
разовый уровень концентраций менее 0,085 мг/м3 (ПДКмр для населенных
мест). Эти уровни концентрации измеряются за период осреднения
20 – 30 мин. Научное понимание величины ПДКмр включает в себя допустимую вероятность (частоту) его безопасных для реципиента превышений. Само собой разумеется, что уровень этих превышений не должен
выходить за рамки логарифмически нормального распределения, которому подчиняется распределение концентраций:
,),(*lnln
п
σ+> PfCC
где Сп – пороговая концентрация; С* – среднее арифметическое (математическое ожидание); Р – вероятность превышения некоторого порогового
уровня; σ – дисперсия распределения.
Функция f (P, σ) возрастает по мере уменьшения Р. Поэтому в неявной форме это понимание ПДКмр нашло подтверждение в согласованных
еще Минздравом СССР «Временных указаниях», признающих состояние
атмосферы благополучным, если фон (5% превышения) равен ПДКмр.
Эта величина связывается с отношением максимально разовой и среднесуточной ПДК. Так, для сернистого ангидрида разрешаемая частота превышения может составлять 1% (86 часов/год); для диоксида азота и оксида углерода (СО) – 10% (860 часов/год). Для дальнейших расчетов в качества события негативного воздействия определим превышение концентрации загрязнителей ПДКмр, а в качестве критерия качества воздушного
бассейна частоту этого превышения на уровне 5%. Таким образом, задача
характеристики качества атмосферного воздуха сводится к построению
вероятностного поля превышения ПДКмр в регионе размещения промышленного объекта.
Для решения этой задачи необходимо рассчитать для каждого из
характерных источников выбросов поля распределения концентраций
в окружающей среде для различных метеорологических условий с учетом влияния региональной специфики (высота слоя перемешивания, характеристика шероховатости поверхности и застройки территории).
Для каждого из рассчитываемых вариантов критерием зоны негативного
влияния является превышение концентрации 3В его максимально разо-
72
вой ПДК для населенных мест. После этого на следующем этапе необходимо получить распределение (поле) вероятности наблюдения этого
явления (ущерба) в различных точках на территории вокруг источника.
Зона негативного влияния в данной постановке определяется геометрической формой зоны превышения СПДКмр и будет описывать совокупность точек, для которых концентрация выше СПДКмр. Поскольку
форма зоны зависит от параметров окружающей среды, необходимо учитывать весь спектр ее возможных состояний в пределах характерного периода их изменений (в разрезе года или конкретного сезона –
лето, зима).
Как показано ранее, метеорологическая информация, используемая
при расчетах дисперсии в моделях переноса, состоит из расчетных данных
по относительной частоте повторяемости (PV; i, %) скоростей ветра
(U, м/с) по географическим направлениям (по М-румбовой схеме) и в годовом разрезе (табл. 8).
8. Относительная повторяемость PV, i (%) скоростей ветра
по географическим направлениям в годовом разрезе
1 2 3 4 5 6 7 8
U м/с
1
Штиль
2
1-5-2 0,76 0,83 0,95 1,04 0,60 0,73 0,78 0,61
С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ
Σ
2,75
6,33
3
2…3
4
4…5
5
6…7
6
8…9
7 10…11 0,8 0,66 0,73 0,73 0,41 0,57 0,67 0,56 5,13
8
12…13
9
15…15
10
16…17
11
18…20
12 21…24 0,01 0 0,01 0 0 0 0 0,01 0,03
13
2,68
3,08
3,18
3,65
2,41
2,61
1,86
1,77
0,50
0,38
0,18
0,12
0,06
0,04
0,03
0,02
12,49 13,16 15,07 16,42 9,49 11,50 12,24 9,58 100
Ι
3,98
4,71
3,00
2,00
0,41
0,12
0,04
0,02
2,32
2,75
3,28
2,12
0,4
0,11
0,03
0,02
2,71
3,20
1,9
1,21
0,22
0,06
0,02
0,01
2,79
3,30
2,28
1,54
0,32
0,1
0,03
0,01
2,13
2,52
2,4
1,71
0,39
0,13
0,04
0,02
2,13
2,52
1,87
1,38
0,34
0,12
0,04
0,02
23,26
27,53
19,76
13,59
2,96
0,93
0,30
0,13
73
Каждая градация скорости ветра (1) характеризуется, в свою очередь,
[
]
некоторой вероятностью реализации каждого из шести возможных классов устойчивости атмосферы по Паскуиллу в зависимости от градиента
температуры. После выбора параметров шероховатости для региона и
систематизации метеопараметров по L скоростям ветра и 6 классам устойчивости атмосферы (k) можно рассчитать с помощью соответствующих моделей для 6×L вариантов зон ущерба. Вероятность появления заданного ущерба в некоторой точке с полярными координатами (r, q)
в v-м секторе М-румбовой сетки определяется формой «собственной»
зоны ущерба (рис. 16). Поэтому в общем случае вероятность появления
ущерба для всех точек пространства при единичной вероятности исходного события рассматривается как сумма вероятностей реализации различных вариантов зон ущерба F(MA, Ubk), т.е.
6
где Ф
L
=
),,(
kUMF
1
A
vlM
1
l
k
∑∑
==
1
k
= AB – ширина зоны ущерба в v-м секторе для «М»
[ ]
1
×
),,(Ф))((),(
kUMFUPPqrR
1
A
M
,
π
)2(
градаций по направлениям сторон света на расстоянии «r» от источника
опасности и при угле «θ» в полярных координатах.
Рис. 16. К вычислению вероятности потенциального ущерба в точке (r, q)
74
Таким образом, в случае влияния состояния окружающей среды на
механизм формирования последствий для каждого сценария исходного
выброса с мощностью или массой МА для построения поля потенциальной опасности необходимо анализировать 6xL вариантов зон ущерба с
учетом их относительной вероятности реализации по различным направлениям сторон света. Расчет поступления предусматривает расчетное установление экспозиций для каждого химического вещества при конкретных путях воздействия. Расчетной величиной оценки экспозиции является
доза (количество загрязнителя, полученное организмом с увеличением
времени воздействия с учетом массы тела), которая выражается в единицах массы химического соединения, находящейся в контакте с единицей
массы тела человека обычно в течение суток, и имеет размерность мг/кгдень. Поступление химических веществ обычно рассчитывается по формулам, учитывающим воздействующие концентрации, величину контакта,
частоту и продолжительность воздействий, массу тела и время осреднения экспозиции. С учетом установленной дозы на следующем этапе оценки риска анализируется зависимость доза−эффект (ответ), связывающая
величину воздействующей дозы токсичного вещества с вероятностью появления негативных последствий для здоровья человека.
75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Представленный учебный материал свидетельствует, что высокопроизводительная и надежная работа технологического оборудования во
многом определяется его надежностью и безотказностью и, как следствие,
безопасностью в процессе его эксплуатации.
В настоящее время трудно представить себе высококвалифицированного специалиста в области промышленной безопасности, не обладающего навыками в оценке и анализе техногенного риска.
В учебном пособии рассмотрены основные положения теории оценки и анализа техногенного риска. Приведены методологии анализа и
оценки техногенного риска, а также правовые аспекты управления безопасностью.
Материал, изложенный в учебном пособии, является составной частью таких учебных курсов, как «Технологическое оборудование химической промышленности», «Технологическое оборудование и его безопасная эксплуатация», «Производственная безопасность», и предусмотрен
для изучения государственными образовательными стандартами высшего
профессионального образования по направлениям подготовки дипломированных специалистов 280102 «Безопасность технологических процессов и производств» и подготовки бакалавров по направлениям 280700
«Техносферная безопасность».
76
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. О промышленной безопасности опасных производственных объ-
ектов: федер. закон. от 21.07.97 г. № 116-ФЗ.
2. ГОСТ 12.1.010–76 ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования.
3. ГОСТ 12.1.004–91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требо-
вания.
4. Хенли, Э. Дж. Надежность технических систем и оценка риска /
Э. Дж. Хенли, Х. Кумамото. – М. : Машиностроение, 1984.
5. Труханов, В.М. Надежность изделий машиностроения. Теория и
практика / В.М. Труханов. – М. : Машиностроение, 1996.
6. Проников, А.С. Надежность машин / А.С. Проников. – М. : Маши-
ностроение, 1978.
7. Диллон, Б. Инженерные методы обеспечения надежности систем /
Б. Диллон, Ч. Сингх. – М. : Мир, 1984.
8. Безопасность жизнедеятельности / под ред. С.В. Белова. – 3-е изд. –
М. : Высшая школа, 2001.
9. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических
процессов и производств (Охрана труда) / П.П. Кукин и др. – М. : Высшая
школа, 1999.
10. РД 03-418–01. Методические указания по проведению анализа
риска опасных производственных объектов.
11. СП 12-132–99. Безопасность труда в строительстве. Макеты стан-
дартов предприятий по безопасности труда для организаций строительства, промышленности строительных материалов и жилищно-коммунального хозяйства.
12. Ветошкин, А.Г. Надежность технических систем и техногенный
риск / А.Г. Ветошкин. – Пенза : Изд-во ПГУАиС, 2003.
13. Безопасность жизнедеятельности / под ред. С.В. Белова. – 2-изд. –
М. : Высшая школа, 1999.
14. Средства защиты в машиностроении. Расчет и проектирование :
справочник / под ред. С.В. Белова. – М. : Машиностроение, 1989.
15. Синицын, А.П. Расчет конструкций на основе теории риска /
А.П. Синицын. – М. : Стройиздат, 1985.
16. Мазур, И.И. Инженерная экология : общий курс. В 2-х т. /
И.И. Мазур, О.И. Молдаванов, В.Н. Шишов. – М. : Высшая школа, 1996. –
Т. 1.
77
17. Акимова, Т.А. Экология: Природа – Человек – Техника / Т.А. Аки-
мова, А.П. Кузьмин, В.В. Хаскин. – М. : ЮНИТИ, 2001.
18. Пожарная безопасность. Взрывобезопасность / под ред. А.Н. Ба-
ратова. – М. : Химия, 1987.
19. Баратов, А.Н. Пожарная безопасность / А.Н. Баратов, В.А. Пче-
линцев. – М. : Изд-во АСВ, 1997.
20. Инженерная психология / под ред. Б.Ф. Ломова. – М. : Высшая
школа, 1986.
21. Правила устройства электроустановок. – 6-е изд. – М. : ЗАО «Энер-
госервис», 2000.
23. Методические рекомендации по анализу и управлению риском
воздействия на здоровье населения вредных факторов окружающей среды /
А.А. Быков и др. – М.: Анкил, 1999.
78
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………... 3
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ РИСКА …………………… 4
1.1. Понятия риска ……………………………………………….. 4
1.2. Развитие риска на промышленных объектах ……………… 8
Контрольные вопросы …………………………………………... 9
2. ОСНОВНЫЕ МЕТОДОЛОГИИ АНАЛИЗА И УПРАВЛЕНИЯ
10
РИСКОМ ………………………………………………………………
2.1. Анализ риска: понятие и место в обеспечении
10
безопасности технических систем ………………………….
2.2. Управление риском …………………………………………. 12
2.3. Сравнение рисков …………………………………………… 19
2.4. Моделирование риска ………………………………………. 28
2.5. Принципы построения информационных технологий
33
управления риском …………………………………………..
Контрольные вопросы …………………………………………... 36
3. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ РИСКА В ТЕХНИЧЕСКИХ
37
СИСТЕМАХ …………………………………………………………..
3.1. Анализ и оценка риска при декларировании безопасности
41
производственного объекта …………………………………
3.2. Оценка риска аварий ………………………………………... 44
3.3. Оценка риска возникновения взрывоопасной ситуации в
50
производственных зонах ……………………………………
Контрольные вопросы …………………………………………... 53
4. РИСК ОТ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ …………………… 54
Контрольные вопросы …………………………………………... 56
5. АНАЛИЗ РИСКА ДЛЯ РЕГИОНА …………………………………. 57
5.1. Сравнительный анализ рисков ……………………………... 58
5.2. Основные элементы процедуры оценки риска для здоровья 60
5.3. Оценка воздействующих доз ……………………………….. 64
5.4. Оценка зависимости «доза-эффект» ……………………….. 67
Контрольные вопросы …………………………………………... 71
6. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТНЫХ ПОЛЕЙ
72
ПРЕВЫШЕНИЯ ПОРОГОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ
ДЛЯ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………….
………………...
76
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ……………………... 77
79
Учебное электронное издание
ШУБИН Роман Александрович
АНАЛИЗ ТЕХНОГЕННОГО РИСКА
Учебное пособие
Редактор Е.С. Ку зн ецо ва
Инженер по компьютерному макетированию И.В. Евс ее ва
Подписано в печать 23.05.2012
Формат 60
Издательско-полиграфический центр ФГБОУ ВПО «ТГТУ»
392000, г. Тамбов, ул. Советская, д. 106, к. 14
80
× 84 /16. 4,65 усл. печ. л. Заказ № 294