- •С.А.Соболев ноксология
- •Часть 2
- •Энтропия и опасности техносферы
- •Введение в часть 2
- •Термины и определения
- •2. Опасности прошлого
- •3. Общие понятия энтропии в технологических (закрытых) системах и окружающей их среде Связь энтропии и энергии в закрытых системах
- •Порядок и хаос в системе
- •Созидающая сила хаоса
- •Связь времени и теплоты, энтропии и работы
- •Хаос, созидающий жизнь
- •Контрольные вопросы для усвоения материала Введения в часть 2
- •Контрольный тест по усвоению пройденных тем и материала
- •Опасности рабочих зон и среды обитания человека
- •3.1.Показатели микроклимата рабочей зоны
- •3.2.Параметры метеорологических условий рабочей зоны
- •3.3.Воздействие инфракрасного теплового излучения
- •Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений
- •3.4.Организация чистых помещений рабочей зоны
- •Основные параметры чистых производственных помещений
- •Минимальное количество участков измерения параметров микроклимата
- •3.5.Электромагнитные поля рабочих помещений
- •3.6.Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны и их нормирование
- •Предельно допустимые концентрации (пдк) вредных веществ в воздухе рабочей зоны
- •3.7. Воздействие механических и акустических колебаний на человека
- •Раздражающее
- •Смещение органов
- •Риск заболевания вибрационной болезнью при действии локальных вибраций в зависимости от профессии и стажа работы
- •Санитарные нормы одночисловых показателей вибрационной нагрузки на оператора
- •Санитарные нормы спектральных показателей вибрационной нагрузки на оператора
- •Уровни шума для различной трудовой деятельности с учетом степени напряженности труда
- •3.8.Экологические опасности среды обитания человека
- •Признаки территорий крайних степеней экологического неблагополучия
- •Медико-демографические критерии состояния здоровья населения, применяемые при оценке экологического состояния территории
- •Критерий оценки степени загрязнения атмосферного воздуха по максимальным разовым концентрациям
- •Критерий оценки степени загрязнения атмосферного воздуха по среднесуточным концентрациям
- •Критерии оценки среднегодового загрязнения атмосферного воздуха
- •Критерии санитарно-гигиенической оценки эпидемической опасности питьевой воды и водоисточников питьевого и рекреационного назначения
- •Критерии санитарно-гигиенической оценки опасности загрязнения питьевой воды и источников питьевого
- •Критерии санитарно-гигиенической оценки опасности
- •Загрязнения питьевой воды и водоисточников питьевого
- •Назначения возбудителями паразитарных болезней
- •И микозов человека
- •Критерии экологического состояния почв селитебных территорий
- •Контрольные вопросы для усвоения материала раздела 3
- •Контрольный тест по усвоению пройденных тем и материала
- •IV.Количественная оценка и нормирование техногенных опасностей
- •4.1.Закономерности и признаки техногенных опасностей
- •4.2. Энергоэнтропийная концепция опасностей
- •4.3. Классификация существующих опасностей
- •Контрольные вопросы для усвоения материала раздела 4
- •Контрольный тест по усвоению пройденных тем и материала
- •V.Ущерб от опасностей
- •5.1.Основные принципы определения ущерба от опасностей техносферы
- •Составляющие ущерба от аварии
- •5.2.Методы прогноза вероятности причинения ущерба
- •5.3.Оценка экономического ущерба и уязвимости объектов и территорий
- •5.4.Методы расчетов размера вреда природным объектам и ущерба от их гибели
- •Контрольные вопросы для усвоения материала раздела 5
- •Контрольный тест по усвоению пройденных тем и материала
- •VI.Мониторинг опасностей
- •Мониторинг окружающей среды, опасных природных процессов и явлений;
- •Контрольные вопросы для усвоения материала раздела 6
- •Контрольный тест по усвоению пройденных тем и материала
- •Библиография
Контрольные вопросы для усвоения материала раздела 4
Основные признаки в закономерности возникновения происшествий от энергии техногенного происхождения.
Назовите последовательность (закономерность) событий-предпосылок, являющихся типичной причинной цепью техногенных происшествий.
Что является основными факторами, способствующими аварийности и травматизму.
Опишите порядок идентификации опасностей.
Методы обнаружения опасностей.
Какие объекты подлежат обязательному декларированию промышленной безопасности.
Каким образом определяется интенсивность опасного потока.
Чем характеризуется пороговый уровень воздействия для технических систем.
Определения, положенные в основу классификации существующих опасностей в техносфере.
Критерии для классификации многочисленных опасностей и способов их классифицирования.
Чем определяются техногенные (или антропогенные) опасные факторы, обусловленные хозяйственной деятельностью людей.
Контрольный тест по усвоению пройденных тем и материала
Слушателям выдаются контрольные вопросы по окончанию прохождения пройденных тем, на которые они отвечают письменно. На практических занятиях они производят расчеты по определению степени различных видов опасности на конкретных примерах. Преподаватель проверяет полученные данные и полноту ответов слушателей и информирует о результатах их работы с выставлением промежуточных оценок по теме в журнал.
V.Ущерб от опасностей
5.1.Основные принципы определения ущерба от опасностей техносферы
При прогнозировании техногенного ущерба в общем случае следует исходить из необходимости одновременного учета как риска, связанного с возможностью появления аварийных происшествий, так и ущерба, обусловленного загрязнением окружающей среды:
непрерывными вредными выбросами производственных предприятий;
сбросами неочищенных (загрязненных) вод в водные объекты и на рельеф местности;
несанкционированным размещением отходов производства на почвах, приводящие к их загрязнению.
Рассмотрим вредное воздействие выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух и выбросов энергии в окружающую среду (тепловых, электромагнитных, шумовых, вибрационных и др.), которые являются неизбежным (по законам термодинамики) побочным результатом их функционирования, а размеры непрерывных энергетических и материальных выбросов зависят от эффективности (коэффициента полезного действия) используемых ныне технологических процессов.
Оценка риска (математического ожидания суммарного ущерба) какому-либо региону за время может проводиться в общем случае по формуле (П.Г. Белов) (2,3):
Rр = M[Y] =Cш в Qв(1-Q)ш-в (Qфн Рфн Yфн), (5.1)
где:
в=1...ш – соответственно, число предприятий региона с имевшими место аварийными или систематическими вредными выбросами и общее количество расположенных в нем предприятий;
Cш в - число сочетаний из ш по в;
Q - вероятность появления происшествий (аварийных выбросов) на одном предприятии за время ;
ф=1...я - число форм причинения ущерба ресурсам региона, вызванного вредными материальными и энергетическими выбросами;
Qфн - условные вероятности воздействия таких выбросов на людские, материальные и природные ресурсы региона;
Рфн - условные вероятности причинения ущерба определенной степени соответствующим объектам;
Yфн - размеры такого ущерба от каждого вредного выброса.
Для того, чтобы определить формы и размеры ущерба от аварийных происшествий и непрерывных вредных выбросов -Yфн., требуется дополнительная информация о закономерностях, связанных с их поглощением природными объектами и негативным воздействием на людские, материальные и природные ресурсы.
Для априорной оценки техногенного ущерба используют зависимости между вероятностями вывода из строя учитываемых технических и природных ресурсов и полученной ими мощностью дозы вредных факторов - DР. Такие зависимости, называемые "доза-эффект" - R(DР), могут иметь различный характер: как простой (линейно-беспороговый), так и более сложный (нелинейно-ступенчатый) (рис. 5.1).
Можно выделить четыре способа влияния дозы поглощенного поражающего фактора (рис. 5.1):
при малых ее значениях, принадлежащих отрезку [0...DР1[, иногда наблюдается гормезис - благотворное влияние вредных факторов на живые организмы при незначительных дозах и вредное - при больших;
в диапазоне [DР1...DР2[ может существовать область безразличия или нейтральной реакции живых организмов;
при достижении дозой значений [DР2...DР3[, имеет место нелинейное, монотонное возрастание разрушительного эффекта;
после превышения ею величины DР3, наблюдается гибель всех объектов, подвергшихся столь интенсивному воздействию каких-либо поражающих факторов.
а)Зависимости "доза-эффект" б)Кривая "риск-удаленность"
Рис. 5.1. Графики параметрических законов поражения
При определении ущерба часто используют (П.Г. Белов, 1999) (2) нелинейно-ступенчатые представления функции R(DР) и монотонные - R(Х), где:
на отрезках значений мощности дозы поражающего фактора, меньших DР2 и больших DР3 - полная безвредность и абсолютная губительность соответствующих мощностей доз для ресурсов;
внутри интервала [DР2...DР3] - вероятностный характер причинения ущерба конкретной степени тяжести.
Величина риска RВ (среднего социально-экономического ущерба людским, материальным и природным ресурсам, оказавшимся под воздействием случайных и непрерывных вредных выбросов отдельного предприятия), рассчитывается по формуле:
RВ = M [Y] =Qkс Ykc+ (Qlн =1)Ylн, (5.2)
где:
k=1...m -число типов происшествий (аварийных вредных выбросов), возможных при функционировании данного предприятия;
Qkс,Ykc -вероятности возникновения происшествия каждого типа за время и размеры обусловленного ими среднего ущерба;
l =1...n -число типов непрерывных энергетических (шум, вибрации, тепло...) и материальных (дым, шлаки...) вредных выбросов;
Qlн=1,Ylн - вероятности появления за время выбросов каждого типа и размеры обусловленного ими среднего ущерба.
Зона поражения от вредных выбросов - объем пространства или площадь поверхности, в пределах которых располагаются людские, материальные и природные ресурсы, подвергнутые воздействию вредных выбросов предприятия и получившие дозы большие, чем DР2.
Априорную оценку величины риска (среднего ущерба таким ресурсам) пребывания в зоне поражения производят по формуле:
RY = M [Y] =(QkqSkqFkCk)+(SkdFkCk), (5.3)
где:
Qkq -вероятность причинения людским, материальным и природным ресурсам ущерба заданной степени тяжести за время ;
Skq,Skd -соответственно площади зон вероятного и достоверного уничтожения рассматриваемых ресурсов поражающими факторами;
Fk,Ck - средние плотность и стоимость единицы каждого ресурса в зонах вероятного и достоверного поражения.
Вред - понятие экономическое. Его составными частями служат понятия ущерб и убыток. Применительно к природной среде причиненный вред может быть представлен в виде реальных и предполагаемых потерь для нее. Такие потери выражаются в форме ущерба - реальные потери в природной среде (уничтожение лесных массивов, животного мира, истощение вод, снижение плодородия почв и т.п.) и убытков - расходы на восстановление нарушенного состояния природной среды, неполученные доходы, экологические потери.
Вред природной среде включает количественные и качественные потери в окружающей нас естественной среде обитания. Они проявляются в загрязнении окружающей среды, т.е. физико-химическом изменении состава воздуха, воды, земель, создающем угрозу для здоровья населения, растительного и животного мира, в порче (приведении в негодность), повреждении, уничтожении природных объектов и экосистем. Измененное вследствие причиненного вреда качество природной среды, в свою очередь, отрицательно воздействует на социальную среду - наносится вред здоровью людей, материальным ценностям.
Вред здоровью проявляется в потерях физиологического, экономического, морального, генетического характера. Вред материальным ценностям направлен на ущемление имущественных интересов собственника - имущества. Это не только государство, но и кооперативные, общественные, частные предприятия и организации. Он может быть в виде потерь урожая сельскохозяйственных структур, гибели сельскохозяйственных животных, уничтожения многолетних насаждений, неполученных доходов.
Анализ материалов показывает, что ущерб от крупных промышленных аварий на химических производствах (соответствующих I-II категории аварий по отечественной классификации) составляет от 1 до 50 млн. долл. США, а потери от катастроф или происшествий с чрезвычайными ситуациями могут превышать 100 млн. долл. США. При этом доля ущерба от аварий может достигать 1% валового национального продукта страны, при этом чаще всего используются данные страховых фирм и руководства предприятий.
Разработка методов оценки ущерба от аварий в промышленно развитых странах стимулируется необходимостью получения как можно точной оценки возможного ущерба для определения тарифных ставок при страховании опасных объектов. Принципы расчета тарифных ставок согласуются с методологией количественного (вероятностного) анализа риска. В этом смысле под величиной риска подразумевается математическое ожидание возможного ущерба.
Таким образом, в общем виде в совокупный ущерб должны входить стоимость разрушаемых аварией материальных ценностей, затраты на их восстановление, компенсацию пострадавшим от аварии людям, восстановление окружающей среды и другие социально-экономические, моральные, политические, культурные потери общества (табл. 5.1).
В результате аварий, катастроф и чрезвычайных ситуаций определяются прямой и косвенный ущерб.
Прямой ущерб возникает от непосредственного разрушения материальных ценностей, повреждения здоровья людей, затрат на ликвидацию аварии и восстановление объекта.
Косвенный ущерб связан с отрицательным воздействием на производительные силы общества в целом (убытки смежных предприятий, уменьшение инвестиций, изменение финансовой политики и т.д.) или возникает из-за усиления его в ходе физико-химических природных цепных реакций, идущих непосредственно в природной среде и приводящих со временем к негативному воздействию на здоровье человека и окружающую среду.
Таблица 5.1