методичка Устойчивость. лк 1, по УОЭ в ЧС, 11.01.21г. Тема 1. Основные опасности в техносфере и принципы их нормирования
 Скачать 404.1 Kb.
|
|
1 Тема №1. Основные опасности в техносфере и принципы их нормирования Учебные вопросы: 1. Исторический аспект и структура изучения дисциплины. 2. Классификация ЧС. 3. Этапы формирования и развития техногенных ЧС. 4.Классификация и номенклатура поражающих факторов техногенных ЧС и их параметров. Учебные цели занятия: дать понятие опасности, ознакомить с критериями безопасности в техносфере и раскрыть факторы, влияющие на формирование, развитие и осуществление техногенных чрезвычайных ситуаций. 1. Исторический аспект и структура изучения дисциплины В последние столетия неизмеримо выросли уровни энергии, которыми владеет человек. Если в конце XVIII в. он обладал лишь паровой машиной мощностью до 75 кВт., то в конце XX в. в его распоряжении находятся энергетические установки мощностью 1000 МВт и более. Значительные энергетические мощности сосредоточены в хранилищах взрывчатых веществ, топлив и других химически активных веществ. По мнению акад. Н.Н. Моисеева, «человечество вступило в новую эру своего существования, когда потенциальная мощь создаваемых им средств воздействия на среду обитания становится соизмеримой с могучими силами природы планеты. Это внушает не только гордость, но и опасение, ибо чревато последствиями, которые могут привести к уничтожению цивилизации и даже всего живого на Земле». Сегодня человечество имеет возможность уничтожить не только самого себя, но и все живое на Земле, при этом речь идет не только о разрушительных видах современных средств поражения (авария на ЧАЭС, катастрофа под Уфой, Бхопал в Индии, террористические акты, кораблекрушение нефтеналивных танкеров и т.д.). Авария в условиях современной техносферы по своим масштабам и тяжести последствий стала сравнима с природными катастрофами и разрушительными последствиями военных действий с применением ядерного оружия. Как свидетельствуют статистические данные, последние 20 лет XX-го века принесли 56% от наиболее крупных происшествий в промышленности и на транспорте. Считается, что ущерб от аварийности и травматизма достигает 10...15% от валового национального продукта промышленно развитых государств, а экологическое загрязнение окружающей природной среды и несовершенная техника безопасности являются причиной преждевременной смерти 20...30% мужчин и 10….20% женщин. Наглядной иллюстрацией этого являются статистические материальны МЧС Российской Федерации и обширный справочный материал по проблемам безопасности. Лейтмотивом этих документов является влияние промышленных аварий и катастроф на экологическое состояние страны. В частности, констатируется, что состояние технической безопасности и противоаварийной устойчивости промышленных предприятий, производств и объектов – при снижении объемов и темпов производства – продолжает ухудшаться, а уровень аварийности возрастает. 2 Пожары, взрывы, выбросы взрыво-, пожароопасных и токсичных продуктов, другие инциденты и аварийные ситуации на производстве все чаще становятся причиной гибели людей и травматизма, оказывают неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Подчеркивается, что негативное влияние техногенных катастроф на природу и население страны в ближайшие годы будет расти. И все это вызовет увеличение ежегодных затрат на ликвидацию их последствий с 1-2 %. ВНП сейчас до 4-5 % в последующем, то есть больше, чем расходует Россия на здравоохранение и охрану окружающей среды. По данным Российской Академии наук смерть и увечья ежегодно составляют 300 тысяч человек. Прямые материальные потери 3-5 % валового национального продукта, а косвенные превышают их в среднем вдвое. В последние годы материальные потери в промышленно развитых странах (несмотря на резкий спад производства) возросли. По данным прогноза даже после стабилизационного периода в развитии России возможный прирост ВНП будет не в состоянии компенсировать ежегодные 10-12 % его потери от аварий и катастроф. Устойчивость экономики, всех ее звеньев стала предметом исследований в последние годы. В это время закладывались теоретические основы решения проблемы и вырабатывались механизмы реализации данной теории. Готовность народного хозяйства к работе в условиях современной войны контролировалась гражданской обороной, в первую очередь, с позиций защиты населения и обеспечения его жизнедеятельности. Даже в условиях жестко централизованного управления всеми структурами государства далеко не все проблемы удалось решить в полном объеме. 2. Классификация ЧС Чрезвычайная ситуация (ЧС) — это состояние объекта, территории, или акватории, как правило, после ЧП, при котором возникает угроза жизни и здоровью для группы людей, наносится материальный ущерб населению и экономике, деградирует природная среда. ЧП – событие, происходящее кратковременно и обладающее высоким уровнем негативного воздействия на людей, природные и материальные ресурсы. Стихийное бедствие – происшествие, связанное со стихийными явлениями на Земле и приведшее к разрушению биосферы, техносферы, к гибели или потере здоровья людей. Характерными для любого рода ЧС являются чрезмерно высокие уровни негативных воздействий на человека и среду его обитания, которые сразу переводят его жизнедеятельность из комфортных или допустимых условий в экстремальные или сверхэкстремальные условия с одновременным многократным повышением уровня риска и действующих опасностей. При этом меняются и приоритеты жизнедеятельности человека, когда вместо обеспечения комфорта или высокой эффективности труда возникают задачи: сохранения жизни и здоровья людей, снижения материального ущерба от действия негативных факторов, скорейшей ликвидации последствий ЧС и восстановления нормальной жизнедеятельности на пострадавшей территории. 3 Существующие способы классификации ЧС основаны на следующих основных критериях: природа (сфера) возникновения ЧС, масштабы последствий ЧС, источник ЧС и его ведомственная принадлежность, скорость развития ЧС. I - По природе (сфере) возникновения все ЧС условно можно разделить на следующие большие группы: 1.1 - техногенные ЧС,возникшие на технических объектах или связанные с технологическими процессами (выбросы радиоактивных веществ, аварии на химически опасных объектах, пожары и взрывы, разрушение строительных конструкций, транспортные катастрофы и т.д.), в том числе: - антропогенные ЧС,вызванные негативным влиянием человека на техносферу (ошибочные или несвоевременные действия операторов, диспетчеров, пилотов, водителей и т.д.); 1.2 - природные ЧС, связанные с воздействиями стихийных явлений физической природы на человека и его среду обитания. В зависимости от механизма и природы происхождения опасные природные явления разделяются на следующие группы (классы): - биологические ЧС, вызванные массовым распространением инфекционных или паразитарных заболеваний среди населения {эпидемии), животных {эпизоотии) или растений {эпифитотии); - геофизические опасные явления (землетрясения, извержения вулканов, цунами); - геологические опасные явления (оползни, сели, обвалы, лавины и т.д.); - метеорологические и агрометеорологические опасные явления (бури 9-11 баллов, ураганы 12-15 баллов, смерчи, ливень, сильный снегопад, сильный мороз, засуха и т.д.); - морские гидрологические опасные явления (тайфуны, сильные колебания уровня моря, напор льдов, интенсивный дрейф льдов и т. д.); - гидрологические опасные явления (половодье, дождевые паводки, повышение уровня грунтовых вод (подтопление), заторы, ветровой нагон и т.д.); - природные пожары (лесные пожары, торфяные пожары, пожары степных и хлебных массивов и т д.) Не каждое опасное природное явление приводит к возникновению ЧС, особенно если в месте его возникновения нет никакой угрозы жизнедеятельности человека. Так, например, не учитывается как наводнение ежегодный паводок, если он никому не угрожает. Нет оснований считать чрезвычайными ситуациями бури, штормы, лавины, ледоставы, извержения вулканов в тех местах, где человек не живет и не ведет никаких работ. ЧС складывается только тогда, когда в результате опасного природного явления возникает реальная угроза человеку и окружающей его среде. Многие опасные природные явления тесно связаны между собой. Землетрясение может вызвать обвалы, оползни, сход селя, наводнение, цунами, лавины, активизацию вулканической деятельности. Многие штормы, ураганы, смерчи сопровождаются ливнями, грозами, градобитием. Сильная жара сопровождается засухой, понижением грунтовых вод, пожарами, эпидемиями, нашествиями вредителей. 1.3 - социальные ЧС,обусловленные с масштабными событиями в обществе и государстве (войны, вооруженные конфликты, столкновения на 4 межнациональной и межрелигиозной основе, террористические акты, захваты заложников, погромы и т.д.); 1.4 - комбинированные ЧС, имеющие сложный, инициированный характер различных видов вышеназванных групп ЧС. II - По масштабам последствий все ЧС в соответствии с Федеральным законом от 21 декабря 1994 г. № 68-ФЗ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» и постановлением Правительства Российской Федерации от 13 сентября 1996 г. № 1094 «О классифи- кации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» делятся на следующие основные виды: локальная ЧС, местная ЧС, территориальная ЧС, региональная ЧС, федеральная ЧС, трансграничная ЧС. (по А.И. Лобачеву) Здесь квалификационными признаками являются: территория, подвергшаяся воздействию ЧС; материальный ущерб; количество пострадавших и тяжесть последствий; силы и средства, необходимые для ликвидации последствий. К локальной относится ЧС, в результате которой пострадало не более 10 человек, либо нарушены условия жизнедеятельности не более 100 человек, либо материальный ущерб составляет не более 1 тыс. минимальных размеров оплаты труда (МРОТ) на день возникновения ЧС и ее зона не выходит за пределы территории объекта производственного или социального назначения. - К местной относится ЧС, в результате которой пострадало свыше 10, но не более 50 человек, либо нарушены условия жизнедеятельности свыше 100, но не более 300 человек, либо материальный ущерб составляет свыше 1 тыс., но не более 5 тыс. МРОТ и зона ЧС не выходит за пределы населенного пункта, города, района. - К территориальной относится ЧС, в результате которой пострадало свыше 50, но не более 500 человек, либо нарушены условия жизнедеятельности свыше 300, но не более 500 человек, либо материальный ущерб составляет свыше 5 тыс., но не более 0,5 млн МРОТ и зона ЧС не выходит за пределы субъекта РФ. - К. региональной относится ЧС, в результате которой пострадало свыше 50, но не более 500 человек, либо нарушены условия жизнедеятельности свыше 500, но не более 1 000 человек, либо материальный ущерб составляет свыше 0,5 млн, но не более 5 млн МРОТ и зона ЧС охватывает территорию двух субъектов РФ. - К федеральной относится ЧС, в результате которой пострадало свыше 500 человек, либо нарушено условие жизнедеятельности свыше 1 000 человек, либо материальный ущерб составляет свыше 5 млн МРОТ и зона ЧС выходит за пределы двух субъектов РФ. - К трансграничной относится ЧС, поражающие факторы которой выходят за пределы РФ, либо ЧС, которая произошла за рубежом и затрагивает территорию РФ. В таблице 1 указаны вид и характеристика ЧС. 5 Таблица 1. Вид и характеристика ЧС Вид ЧС Характеристика ЧС пострадало (чел) нарушены условия жизнедеятельности (чел) Материальный ущерб (тыс. МРОТ) Территория локальная ЧС не более 10 не более 100 не более 1 производственного или социального объекта местная ЧС 10 - 50 100 - 300 1 – 5 населенный пункт территориальная ЧС 50 - 500 300 - 500 5тыс – 0,5 млн МРОТ субъекта РФ региональная ЧС 50 - 500 500 - 1000 0,5 – 5 млн МРОТ двух субъектов РФ федеральная ЧС св. 500 св. 1000 св. 5 млн МРОТ более двух субъектов РФ трансграничная ЧС поражающие факторы выходят за пределы РФ или ЧС, произошедшая за рубежом и затрагивающая территорию РФ. III - По ведомственной принадлежности ЧС в техногенной сфере разделяют на следующие виды: промышленные, энергетические, строительные, транспортные, жилищно-коммунальные сельскохозяйственныеи т.д. Весьма распространенным является такой ход событий, при котором один вид техногенной ЧС по мере ее развития в дальнейшем может инициировать возникновение других видов ЧС, являясь своего рода «спусковым механизмом» целой череды последовательно возникающих катастроф. Источником ЧС в техногенной сфере, как правило, являются опасные производственные объекты, к числу которых Федеральный закон от 21 июля 1997 г. № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» относит такие объекты, где используются: - токсичные вещества с уровнем их средней смертельной концентрации в воздухе менее 0,5 мг/л; - взрывчатые и горючие вещества; - вещества, образующие с воздухом взрывоопасные смеси; - виды оборудования, работающего с высоким избыточным давлением более 0,07 МПа; - виды оборудования, работающего при больших температурах или при температуре нагрева воды более 115°С, и т.д. 2. Правительство РФ постановлением от 1 июля 1995 г. № 675 «О декларации безопасности промышленного объекта Российской Федерации» ввело для предприятий, учреждений, организаций всех форм собственности, в составе которых имеются опасные производственные объекты, обязательную декларацию безопасности для обеспечения мер по снижению риска возникновения ЧС. (Закон ПМР «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» № 67-9-IV от 6 мая 2006 г (тек. ред. на 04.12.19 г)). В подобной декларации безопасности, необходимой как для действующих, так и для еще только проектируемых предприятий, должны быть отражены: общая характеристика опасного производственного объекта; анализ опасности 6 промышленного объекта и возможные масштабы ЧС; мероприятия по обеспече- нию промышленной безопасности объекта; степень готовности к локализации и ликвидации последствий возможных ЧС; меры по информированию и эвакуации людей в случае ЧС; ситуационный план объекта. IV - По скорости развитияЧС в зависимости от времени их развития различают: взрывные, внезапные, скоротечные, плавные (долговременные). Источники опасностей в промышленности Возникновение чрезвычайных ситуаций техногенного характера связано с наличием внутренних и внешних источников опасностей техногенного характера. Наиболее опасными из внутренних источников опасностей являются: - продолжающиеся кризисные явления в экономике России и снижение уровня государственного контроля над базовыми отраслями экономики; - снижение эффективности государственного управления отраслями экономики и организациями; - прогрессирующий износ средств производства, особенно на предприятиях химического комплекса, нефтегазовой, металлургической и горнодобывающей промышленности; - резкое снижение темпов обновления основных фондов, особенно на предприятиях добывающих отраслей; - увеличение масштабов использования опасных веществ и материалов; - снижение уровня государственного надзора в добывающих и перерабатывающих отраслях экономики, упадок культуры производства, государственной и технологической дисциплины; - снижение уровня профессиональной подготовки персонала предприятий промышленности; - сложность выполнения требований по технике безопасности в промышленности, на транспорте, энергетике, сельском хозяйстве, системах управления в условиях финансово- экономического кризиса; - отсутствие в современной нормативно-правовой базе требований к частным предприятиям по защите окружающей среды, ограничивающих размещение на территории страны потенциально опасных производств; - ухудшение общей социально-экономической обстановки в стране. К внешним источникам техногенных угроз относятся: - сохраняющаяся опасность трансграничного переноса загрязнений и распространения особо опасных токсичных веществ и инфекционных заболеваний; - возникновение на иностранных территориях глобальных техногенных катастроф трансграничного характера; - международный техногенный терроризм. Наибольшее распространение получили техногенные чрезвычайные ситуации, связанные с выбросами сильнодействующих ядовитых, радиоактивных и биологически опасных веществ, транспортные аварии и катастрофы, пожары, взрывы. Серьезную угрозу представляют вторичные факторы поражения, возникающие вследствие произошедших аварий и катастроф. 7 Основными причинами крупных техногенных аварий являются: - отказы технических систем из-за дефектов изготовления и нарушений режимов эксплуатации; многие современные потенциально опасные производства спроектированы так, что вероятность крупной аварии на них весьма высока и оценивается величиной риска 10 и более; - ошибочные действия операторов технических систем; статистические данные показывают, что более 60 % аварий произошло в результате ошибок обслуживающего персонала; - концентрация различных производств в промышленных зонах без должного изучения их взаимовлияния; - высокий энергетический уровень технических систем; - внешние негативные воздействия на объекты энергетики, транспорта и др. Анализ совокупности негативных факторов, действующих в настоящее время в техносфере, показывает, что приоритетное влияние имеют антропогенные негативные воздействия, среди которых преобладают техногенные.Они сформировались в результате преобразующей деятельности человека и изменений в биосферных процессах, обусловленных этой деятельностью. Большинство факторов носит характер прямого воздействия (яды, шум, вибрации и т. п.). Однако в последние годы широкое распространение получают вторичные факторы (фотохимический смог, кислотные дожди и др.), возникающие в среде обитания в результате химических или энергетических процессов взаимодействия первичных факторов между собой или с компонентами биосферы. Уровни и масштабы воздействия негативных факторов постоянно нарастают и в ряде регионов техносферы достигли таких значений, когда человеку и природной среде угрожает опасность необратимых деструктивных изменений. Под влиянием этих негативных воздействий изменяется окружающий нас мир и его восприятие человеком, происходят изменения в процессах деятельности и отдыха людей, в организме человека возникают патологические изменения и т.п. Практика показывает, что решить задачу полного устранения негативных воздействий в техносфере нельзя. Для обеспечения защиты в условиях техносферы реально лишь ограничить воздействие негативных факторов их допустимыми уровнями с учетом их сочетанного одновременного действия. Соблюдение предельно допустимых уровней воздействия — один из основных путей обеспечения безопасности деятельности человека в условиях техносферы. 3. Этапы формирования и развития техногенных ЧС По структуре техногенных ЧС весь период их формирования, развития и завершения условно можно разделить на пять основных стадий (фаз): первая стадия— фаза накопления отклонений критически важных параметров в течение длительного времени, способных привести к формированию ЧС, когда ЧС еще можно легко предотвратить; вторая стадия— фаза инициирующего события (или «аварийной ситуации»), непосредственно предшествующего ЧС и дающего толчок к ее началу, когда в течение сравнительно короткого промежутка времени еще можно воспрепятствовать негативному развитию событий или существенно уменьшить возможный масштаб ущерба от их реализации; 8 третья стадия— фаза активного развития, осуществления самой ЧС, связанная с воздействием на людей, объекты и природную среду первичных поражающих факторов большой интенсивности, что и становится причиной разрушительных последствий и человеческих жертв; четвертая стадия— фаза действия остаточных и вторичных поражающих факторов ЧС, завершающих процесс ее развития, возможна в течение сравнительно протяженного периода времени; пятая стадия— фаза ликвидации последствий ЧС (связанная с восстановлением разрушенных коммуникаций и элементов инфраструктуры на всей территории распространения ЧС). В зависимости от степени ущерба, причиненного возникновением ЧС, пятая стадия ее развития по времени может варьировать в весьма широких пределах, возможно даже совпадая частично с предшествующей четвертой стадией. Таким образом, очевидно, что максимальные усилия для предотвращения ЧС необходимо прикладывать еще на первой и второй стадиях, по сути, до ее возникновения. Приведенная последовательность стадий (фаз) развития ЧС техногенной сферы характерна также для подавляющего большинства катастроф других видов (природных, экологических, социальных и т.д.). При этом невозможность предотвращения стихийных бедствий (землетрясений, наводнений, ураганов, цу- нами, извержений вулканов) на первых стадиях их развития должна восполняться предвидением надвигающейся природной катастрофы на основе оперативного анализа ее косвенных признаков, скорейшим оповещением населения о грозящей опасности и его эвакуацией в случае необходимости, подготовкой инфраструктуры среды обитания людей для снижению возможного ущерба при возникновения ЧС. 4. Классификация и номенклатура поражающих факторов и их параметров ( по ГОСТ 22.0.07-95) Поражающие факторы источников техногенных ЧС классифицируют по: I генезису (происхождению) и II механизму воздействия. Поражающие факторы источников техногенных ЧС по генезису подразделяют на факторы: – прямого действия или первичные; – побочного действия или вторичные. Первичные поражающие факторы непосредственно вызываются возникновением источника техногенной ЧС. Вторичные поражающие факторы вызываются изменением объектов окружающей среды первичными поражающими факторами. Поражающие факторы источников техногенных ЧС по механизму действия подразделяют на факторы: – физического действия; – химического действия. К поражающим факторам физического действия относят: – воздушную ударную волну; – волну сжатия в грунте; – сейсмовзрывную волну; – волну прорыва гидротехнических сооружений; – обломки или осколки; – экстремальный нагрев среды; 9 – тепловое излучение; – ионизирующее излучение. К поражающим факторам химического действия относят токсическое действие опасных химических веществ. Номенклатуру контролируемых и используемых для прогнозирования поражающих факторов источников техногенных ЧС, номенклатуру параметров этих поражающих факторов устанавливают в соответствии с таблицей 2. Номенклатура контролируемых и используемых для прогнозирования поражающих факторов источников техногенных ЧС, номенклатура параметров этих поражающих факторов Таблица 2. Наименование поражающего фактора источника техногенной ЧС Наименование параметра поражающего фактора источника техногенной ЧС Воздушная ударная волна Избыточное давление во фронте ударной волны. Длительность фазы сжатия. Импульс фазы сжатия. Волна сжатия в грунте Максимальное давление. Время действия. Время нарастания давления до максимального значения Сейсмовзрывная волна Скорость распространения волны. Максимальное значение массовой скорости грунта. Время нарастания напряжения в волне до максимума Волна прорыва гидротехнических сооружений Скорость волны прорыва. Глубина волны прорыва. Температура воды. Время существования волны прорыва Обломки, осколки Масса обломка, осколка. Скорость разлета обломка, осколка Экстремальный нагрев среды Температура среды. Коэффициент теплоотдачи. Время действия источника экстремальных температур Тепловое излучение Энергия теплового излучения. Мощность теплового излучения. Время действия источника теплового излучения Ионизирующее излучение Активность радионуклида в источнике. Плотность радиоактивного загрязнения местности. Концентрация радиоактивного загрязнения. Концентрация радионуклидов Токсическое действие Концентрация опасного химического вещества в среде. Плотность химического заражения местности и объектов * активность радионуклида в источнике ионизации: Радиоактивность, равная отношению числа самопроизвольных ядерных превращений в источнике за малый интервал времени к этому интервалу. * плотность радиоактивного загрязнения местности: Степень радиоактивного загрязнения местности. * плотность заражения опасными химическими веществами: Степень химического заражения местности. 10 Обозначение и размерность параметров поражающих факторов, используемых для прогнозирования в таблице 3. Таблица 3. Параметр Обозначе ние Единица измерения СИ внесистемная Избыточное давление во фронте ударной волы Р ф , Р Па т/м 2 , кгс/см 2 , атм. Длительность фазы сжатия + с – Импульс фазы сжатия I + Па с кгс с/см 2 Максимальное давление в волне сжатия в грунте q max Па кгс/см 2 Время нарастания давления до максимального значения Q с – Энергия теплового излучения с – Коэффициент теплоотдачи Вт/(м 2 К) ккал/(м 2 ч К) Энергия теплового излучения Q Дж ккал Мощность теплового излучения W Вт ккал/ч Коэффициент поглощения объекта воздействия K – – Активность радионуклида в источнике ионизации А Бк (Беккерель) Ки (Кюри) Плотность радиоактивного загрязнения местности Бк/м 2 Ки/км 2 Концентрация радиоактивного загрязнения местности – Бк/м 3 Ки/м 3 Концентрация радионуклидов – Бк/кг Ки/кг Концентрация опасного химического вещества С – мг/м 3 Плотность химического заражения местности – – мг/см 2 , г/см 2 , кг/га |