Тема 4. Безопасность и экологичность технических систем
Идентификация травмирующих и вредных факторов.
Аксиома о потенциальной опасности производственных процессов и технических средств: «Любая деятельность потенциально опасна. Ни в одном виде деятельности невозможно достичь абсолютной безопасности». Любая деятельность человека связана с определенной степенью риска вредного воздействия, результатом которого могут быть травма, заболевание или смерть. Для определения уровня приемлемого риска оценим его величину в различных сферах деятельности современного человека в промышленно развитых странах. При этом, упрощая задачу, ограничимся лишь риском смертельных исходов.
Риск является стохастической величиной и зависит от многих причин. За его количественную меру принят средний риск смерти в расчете на одного человека в год. Расчет уровней риска производится на основе анализа частоты событий (смерть, травма, заболевание) в выделенной группе людей, занимающихся определенной деятельностью. Обычно это работники одной отрасли, жители района, области или страны и т.п. Частота событий определяется по статистическим данным за год или больший временной промежуток.
Для мужчин в возрасте 45-50 лет риск смерти от болезней примерно в 10 раз выше, чем в возрасте 25-30 лет, причем он во всех возрастных группах на 3 порядка превышает риск смерти от воздействия факторов естественной среды обитания. В то же время в возрастной группе 20-25 лет значение риска смерти от несчастных случаев для мужчин в 2,7 раза больше риска смерти от болезней. Объясняется это тем, что молодым людям свойственно попадать в ситуации с неоправданно высоким уровнем риска неблагоприятных последствий.
Количественная оценка риска – это отношение числа тех или иных неблагоприятных последствий к их возможному числу за определённый период.
Пример: определить риск R гибели человека на производстве за 1 год, если известно, что ежегодно погибает n = 7 тыс. человек, а численность рабочих N = 70 млн.
Решение
Профессиональная деятельность, в зависимости от риска смерти R [1/чел.год], делится на четыре категории: безопасная (R < 10-4), относительно безопасная (10-4<R< 10-3), опасная (10-3 <R< 10-2) и особо опасная (R > 10-2). При этом риск смерти для особо опасных профессий сравним со средним уровнем риска смерти от болезней для мужчин всех возрастов, хотя он в 100 раз превышает риск смерти для профессий, традиционно называемых безопасными.(Табл. 4.1)
Таблица 4.1
Источник опасности |
Среднее значение риска |
Причины |
Внутренняя среда организма |
R=10-2 (мужчины) |
Генетические и соматические заболевания, старение |
Естественная среда обитания |
R = 10-5 |
Землетрясения, ураганы, грозы, стихийные бедствия |
Искусственная среда обитания |
R=10-3 (мужчины) |
Несчастные случаи в быту, на транспорте от загрязнения внешней среды |
Профессиональная деятельность |
Безопасная R < 10-4; Относительно безопасная 10-4 < R < 10-3; Опасная 10-3 < R < 10-2 Особо опасная R > 10-2 |
Профзаболевания, несчастные случаи Несчастные случаи при профессиональной деятельности и т.п. |
Спорт и другая не профессиональная Деятельность |
Безопасная R < 10-4; Относительно безопасная 10-4 < R < 10-3; Опасная 10-3 < R < 10-2 |
Заболеваемость и несчастные случаи в спорте и другой непрофессиональной деятельности |
Особо опасная |
R > 10-2 |
|
Безопасность жизнедеятельности во многом определяется совершенством используемых технических средств (транспорт, производственное оборудование, энергетические установки, бытовые машины и т.п.), их надежностью и безопасностью при эксплуатации. При этом под надежностью понимается способность к безотказной работе в процессе эксплуатации. Для жизнедеятельности человека наиболее важны отказы, приводящие прямо или косвенно к аварии, а следовательно, к травматизму или профзаболеванию обслуживающего персонала или других лиц. Понятие аварии для каждого конкретного случая должно быть достаточно точно сформулировано. В одних случаях аварийный отказ оборудования может приводить к прямому воздействию на человека, в других - к таким изменениям в окружающей среде, которые отрицательно влияют на его здоровье. Например, радиационная авария может привести к облучению персонала, а также к радиационному загрязнению воздуха, воды или почвы, распространяющемуся на большие расстояния и приводящему к облучению населения. При изучении аварий, их причин и последствий широко используются методы математической статистики, теории надежности, а также определенные логические и описательные приемы. Причины аварийных отказов весьма многообразны для каждого вида технических средств, используемых в деятельности человека. Так, причинами аварий могут служить воздействия агрессивных сред, стихийные бедствия, отказы систем блокировки и сигнализации, нарушения правил, инструкций и норм, технологические и конструктивные дефекты оборудования, строительные дефекты, механические и тепловые воздействия (при транспортировке или пожаре) и т.д. Для каждого вида оборудования необходимо проводить тщательный анализ возможных причин аварий, способов их предотвращения или уменьшения последствий. Прогнозирование и моделирование условий возникновения опасных ситуаций осуществляется на основе логического и математического анализа имеющейся информации об устройстве оборудования, принципе его действия, используемых веществах и видах энергии, способе и условиях эксплуатации, хранения и транспортировки. Эффективным средством анализа является построение графических диаграмм, отражающих причинно-следственную связь на морфологическом, логическом или количественном уровне.
Морфологический (описательный) способ отражается причинно-следственной связи событий, приводящий к аварийным ситуациям:
«Дерево причин». Определяется основное событие, которое может произойти, а затем определяются условия для наступления данного события. После этого, каждая основная причина первого уровня может быть обусловлена рядом более мелких причин. Также следует рассмотреть третий, четвертый и т.д. уровень. Полученный граф анализируется на основе профессионального опыта, статистики и т.д., позволяет выделить факторы, влияющие на вероятность появления события.
«Дерево событий». В узлах графа фиксируются события и указывается вероятность их наступления. Связи между узлами графа показывает последовательность наступления события. Пользуясь графом можно вычислить вероятность наступления аварийного отказа.
«Дерево отказов». Этот граф отображает логическую совокупность и последовательность событий, приводящий к аварии. «Дерево отказов» строится с использованием логических функций «И» (если только одновременное наступление событий приводит к появлению условий аварийного отказа), «ИЛИ»(если любое событие приводит к аварийному отказу и т.д.
Рассмотрим возможности появления взрыва на космическом корабле (Рис.4.2).
Рис. 4.2. Логическое дерево опасностей «взрыва» на космическом летательном аппарате (КЛА)
Методы и средства повышения безопасности технологических процессов
Средства коллективной защиты от воздействия опасных и вредных производственных факторов:
Рис 4.3. Средства коллективной защиты.
Экспертиза и контроль экологичности и безопасности.
Экологическая экспертиза – предупреждение возможного повышения допустимого уровня воздействия на окружающую среду в процессе её производства, переработки и уничтожения. Закон РФ «Об экологической экспертизе»
Экологический паспорт (ГОСТ 17.0.0.04-90) – основные показатели производства, проекты расчётов ПДВ, нормы ПДС, разрешения на природопользование, паспорт газо- и очистных сооружений и установок утилизации отходов и др.
Экспертиза безопасности (СНиП 1.02.01 – 85, СН-227-82)
ГОСТ 15.001-88 «Системы разработки и постановки продукции на производстве. Продукция производственно-технического назначения»
Методические указания Минздрава СССР №4425-87 «Санитарный надзор за системами вентиляции промышленных предприятий».
Экобиозащитная техника.
Классификация и основы применения экобиозащитной техники.
Рис. 4.4. Классификация экобиозащитной техники.
Роль государства и правовая сторона в охране окружающей среды.
В целях защиты окружающей среды и предоставления конституционного права гражданам на благоприятную окружающую среду, а также получения достоверной информации о ее состоянии и возмещения ущерба экологическим правонарушением, работают и действуют меры природоохранительного законодательства.
Выделяется раздел международного права и внутригосударственной охраны природы, включающий в себя юридические основы охраны природных ресурсов и среды существования жизни в целом.
Международные принципы – это основа правового регулирования вышеупомянутой сферы жизни, и она имеет непосредственное влияние в сфере потребления человеком ресурсов окружающей среды.
1)Нормы и аспекты по охране окружающей среды, являющейся общезначимой для человечества заботой, закреплены во многих договорах, как то в преамбуле Международной конвенции по регулированию китобойного промысла (1946), в преамбуле Конвенции по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов (1972), и пр.
2)Окружающая среда вне государственных границ также является общезначимым достоянием всего человечества (морское право, 1982)
3) Практикуется свобода использования и исследования окружающей среды и ее компонентов и аспектов (договор об Антарктике, 1959, Конвенции ООН по морскому праву)
Рис.4.5 Средства индивидуальной защиты
4) Рациональное применение ресурсов окружающей среды (Конвенция о рыболовстве и охране живых ресурсов открытого моря, 1958)
5) Содействие с международным сотрудничеством в исследовании и потреблении ресурсов окружающей среды (Конвенция об охране природы в южной части Тихого океана, 1976, Конвенция по морскому праву, 1982).
6) Взаимная зависимость мира, охраны, развития окружающей среды, обеспечения человеческих прав и фундаментальных свобод (Конвенция ООН по правам человека, 1968, Стокгольмская декларация РИО92 по окружающей среде). Государственная охрана окружающей среды
Контроль и надзор государства за охраной окружающей среды.
В Российской Федерации в настоящее время существует и действует Федеральная служба по надзору в сфере природопользования – федеральный орган исполнительной власти, следящий и осуществляющий функции по надзору и контролю в сфере пользования природой.
Вместе с этим органом государственной власти функционирует Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору, которая представляет собой:
специально уполномоченный орган в области промышленной безопасности;
орган государственного регулирования безопасности при использовании атомной энергии;
орган государственного энергетического и горного надзора;
специально уполномоченный орган в области экологической экспертизы в установленной сфере деятельности.
Также сейчас существует ряд законов об охране окружающей среды:
федеральный Закон от 21.11.1995 «Об использовании атомной энергии»;
федеральный Закон от 02.05.1997 «Об уничтожении химического оружия»;
федеральный Закон от 19.07.1997 «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами»;
федеральный Закон от 02.05.1998 «Об экологической экспертизе»;
федеральный Закон от 19.07.1998 «О гидрометеорологической службе»;
федеральный Закон от 04.05.1999 «Об охране атмосферного воздуха».
Санитарные нормы и правила Министерства Здравоохранения и Социального развития тоже обеспечивают охрану окружающей среды, необходимое качество природных средств, таких как почвы, воздух, воды. Система стандартов «Охрана природы» является основным видом нормативных правовых актов по охране окружающей среды. К актам, регулирующим охрану природы, относятся : законы и другие нормативные акты субъектов Российской Федерации (например, закон города Москвы «О защите зеленых насаждений»), указы и распоряжения Президента Российской федерации и постановления Правительства Российской федерации (например, постановление Правительства «О порядке организации мероприятий по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на территории РФ»).