Муравьева Е.В., Романовский В.Л. Прикладная техносферная рискология. Экологические аспекты

Подождите немного. Документ загружается.

231

и журналов, публичных выступлений специалистов, из различных дискуссий.

Иногда этим методом оценки риска бывают охвачены группы населения, целые

регионы. Результаты опроса в этом методе носят двоичный характер, в виде от-

ветов «да» - «нет», «опасно» - «неопасно», «нужен» - «не нужен». При всей па-

радоксальности этого метода, основанного на мнении неспециалистов, этот ме-

тод имеет полное пр

аво на существование и является очень демократичным по

отношению к людям, безопасность которых зависит от надежности данного

объекта. Например, было принято правительственное решение о строительстве

в Республике Татарстан завода активных белковых препаратов. Решение это

было принято в тиши кабинетов, но когда это стало известно населению рес-

публики, то всколыхнулось общест

венное мнение, начались митинги, обсужде-

ния, дискуссии, продлился сбор подписей за отмену решения Федерального

правительства. В конечном итоге, проект о начале строительства был отменен.

На первый взгляд может показаться, что мнение многих людей данного региона,

которые не являются специалистами в данной области, может быть ошибочным.

Но, в ходе обсуждения, и вы

сказывания различных точек зрения специалистов в

газетах и журналах, выяснилось, что подобные предприятия повсеместно за-

прещаются во многих западных странах, из-за их неблагополучного воздействия

на экологическую характеристику района. Кроме того, выявилось непосредст-

венное и отдаленное вредное воздействие на людей, при использовании биодо-

бавок. Утверждения некоторых специалистов о полной безопасности и безвред-

ности будущего предприятия натолкнулись на впол

не резонные и справедливые

возражения жителей региона: если это предприятие так надежно и безвредно, то

почему бы его не строить там, где принималось это решение, т.е. в Москве.

Таким образом, социологический метод оценки риска, базирующийся

на мнении определенной части населения, заинтересованного в решении данно-

го вопрос

а, является одним из действенных факторов повышения надежности и

безопасности различных технических систем и объектов.

МЕТОДЫ МОДЕЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. По существу, почти любое

рассуждение сопровождается построением некоторой модели, причем для ее

построения используются как индуктивный, так и дедуктивный методы. Полу-

чая в результате рассуждения некоторый образ ( формулу, схему, график, таб-

лицу, чер

теж, алгоритм и т. п.), мы тем самым имеем дело с построением моде-

ли.

Способность моделирования является неотъемлемой частью познавательной

деятельности человека. Психологические аспекты моделирования заключаются

в способности сознания отражать внешний мир не во всем его многообразии и

полноте внешних и внутренних связей, а огрубленно, в приближенном виде.

Та не

полная информация о реальном явлении, которую мы приобретаем непо-

средственно через каналы ощущений и восприятий или опосредованно, опира-

ясь на ранее приобретенные знания, фиксируется в нашем сознании в неполном

виде как система представлений и образов, которые по существу являются мо-

делями. Вследствие этого наши представления об окружающем мире носят мо-

дельный характер .

Модель создает условия для ак

тивной мыслительной деятельности в поисках

232

способа решения конкретной задачи. Любая модель основана на некотором уп-

рощении и поэтому никогда не бывает тождественна рассматриваемому объек-

ту, не передает всех его свойств и особенностей, а является его

приближенным отражением. Однако, благодаря замене реального объекта со-

ответствующей ему моделью, появляется возможность сформулировать задачу

его изучения и воспользоваться для анализа его свойств набором неких прие-

мов, которые позволят провести де

тальный анализ, предсказать, как поведет

себя объект в различных условиях, т.е. прогнозировать результаты будущих со-

бытий.

Всякая модель должна удовлетворять двум основным требованиям:

► Адекватность процессу. Это значит, что модель должна отражать наи-

более характерные связи между компонентами, участвующими в нем, учиты-

вать свой

ства среды , в котоpoй он происходит, и информацию о началь-

ном состоянии процесса. Только тогда по поведению модели можно су-

дить о ходе самого процесса.

► Разрешимость модели. Это значит, что модель должна быть не слишком

сложной, чтобы из нее можно было получить интересующую нас

информацию.

ИНЖ

ЕНЕРНЫЙ МЕТОД ИЗУЧЕНИЯ РИСКА. Инженерный метод изуче-

ния анализа риска является основным в обеспечении безопасности любого объ-

екта, оборудования, технологического процесса, станка, системы. Этот метод

анализа должен быть обязательным в проведении проектных разработок наряду

с такими расчетами, как расчеты на прочность и надежность, расчеты парамет-

ров внутренних процессов ( теплотехнические, аэрогидравлические, термоди-

намические и др.), экономические ра

счеты и др. В отличие от приведенных вы-

ше методов изучения риска (экспертных оценок, социологического и модельных

методов), инженерный метод позволяет выявить конкретный фактор опасности,

проследить возможные причины его появления, оценить масштаб последствий,

разработать варианты других, с меньшим риском, технических решений. Инже-

нерный метод анализа риска дает возможность выявить и оценить раздельно

риск от всех (в пределах компетенции и квалификации) опасных и вредных

факторов. В этом отношении упомянутые ранее методы имеют ограниченный

характер и не имеют возмо

жности выявить конкретный элемент, являющийся

источником возникновения опасностей. Инженерный метод анализа риска по-

зволяет решать два класса задач – прямые и обратные задачи оценки и прогно-

зирования безопасн

ости. Прямые задачи позволяют определить величину риска

для конкретного оборудования, устройства, системы. Обратные задачи ставят

целью обеспечить техническое решение таким образом, чтобы выполнять усло-

вие безопасности с заранее заданной количественной мерой риска. На практике

приходится решать как прямые, так и обратные задачи оценки и прогнозирова-

ния риска.

Инженерный метод изучения риска базируется на имею

щейся стати-

стике отказов, поломок, несчастных случаев, аварий, катастроф, чрезвычайных

ситуаций. Это могут быть статистические материалы в виде банка данных по

отказам, авариям подобного или аналогичного оборудования или устройства.

233

Но могут быть использованы данные, полученные на других видах оборудова-

ния, но имеющие какие-то сходные характеристики. Например, данные по цик-

лическим нагрузкам и вибрационным разрушениям, полученные на автомо-

бильном транспорте, могут быть использованы при проектировании узлов авиа-

ционной техники.

Надежность и достоверность результатов инженерного анализа во мно-

гом определяется полнотой и

сходных данных. Исходными данными для анализа

является полная документация об объекте, его технические характеристики, ре-

жимы работы, диапазон изменения параметров, проектировочные, проверочные

расчеты физических процессов, протекающих в объекте. Данные о различных

системах объекта и характер взаимосвязи между системами. Например, анали-

зируя безопасность автомобиля, необходимо знать данные о механических ха-

рактеристиках корпуса и ходовой части, характеристики двигателя, топливной

сист

емы, электрической системы, систем управления, торможения. Необходимо

знать взаимодействие этих систем и т.п. К этим данным в качестве исходных

добавляются сведения о статистике отказов, поломок, аварий. Дополняются эти

сведения имеющимися претензиями и жалобами потребителей, эксплуатирую-

щих это оборудование, даже если не все претензии привели к каким-либо ава-

рийным случаям.

Возможным инструментом применения инженерного подхода к реше-

нию задач надежности сложных систем может служить метод «Древовидные

структуры».

234

2. ЗАДАЧИ И ВОЗМОЖНЫЕ РЕШЕНИЯ

Задача №1:

ПОСТРОИТЬ ДРЕВОВИДНУЮ СТРУКТУРУ НА ТЕМУ: «ВОЗ-

МОЖНЫЕ ОПАСНОСТИ, СВЯЗАННЫЕ С ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ МАГИСТРАЛЬ-

НЫХ ГАЗОПРОВОДОВ»

Возможный вариант структуры:

235

Задача №2: ПРОВЕСТИ АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ СИТУАЦИЙ ПРИ

РАБОТЕ АБСОРБЦИОННОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ПО-

ТОКОВ ОТ ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ ПО ЕЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЕ

[18]:

Суть работы установки в следующем: НГ поступает в абсорбер, проходит

через слой насадки, где примеси поглощаются движущимся навстречу абсор-

бентом, а ОГ выводится из абсорбера; восстановление абсорбента (выделение

из него примесей) происходит в десорбере; остальные тракты служат для по-

стоянной циркуляции абсорбента в установке.

Возможный вариант ответа:

Рассмотрим следующую ситуацию: предположим, по какой-то причине в

абсорбер для очистки стал поступать запыленный газовый поток. Ситуация

вполне возможная, поскольку в реальности взвешенные вещества той или иной

дисперсности и количества всегда присутствуют в газовом потоке. Разница

лишь в том, что неприятности по этой причине могут произойти раньше или

позже.

События могут развиваться следующим образом. Газовый поток прохо-

дит через слой насадки, смоченной абсорбентом. При этом газовый поток будет

очищаться от пыли, ч

асть которой будет смываться абсорбентом, а часть – ос-

ОГ (очищенный газ) Примесь

Пар

Десорбер

Испаритель

Теплообменник

Вода ох-

лажде-

ния

Холодильник

НГ (не-

очищен-

ный газ)

Абсорбер

Слой на-

садки

236

таваться в слое насадки, что приведет к дополнительному загрязнению абсор-

бента и увеличению гидравлического сопротивления слоя насадки.

Загрязненный пылью абсорбент далее поступает в теплообменник, где

часть пыли будет оседать в его каналах, что приведет к росту гидравлического

сопротивления теплообменника. Остающаяся в абсорбенте пыль может нару-

шить распыл абсорбента в десорбере по причине нарушения работы распыли-

вающих форсунок или полного их отказа. Часть пыл

и, остающаяся в абсорбенте

может нарушить работу испарителя и осаждаться в тракте возврата абсорбента

в теплообменнике. Аналогичные последствия возможны в тракте холодильника

и при распыле абсорбента в абсорбере.

Отсутствие или неполадки измерительной аппаратуры, контролирующей

ход процесса, или невнимательность обслуживающего персонала могут прив

ес-

ти при этом к печальным последствиям.

Закупорка слоя насадки пылью может привести к тому, что газовый по-

ток, поступающий в абсорбер, не сможет проходить через слой насадки, а пой-

дет по тракту абсорбента к теплообменнику. В случае, если тракт теплообмен-

ника способен пропустить газожидкостную смесь (газовый поток + абсорбент)

и форсунки десорб

ера еще полностью не забились пылью, недоочищенный га-

зовый поток будет поступать в десорбер, а оттуда газ попадет в тракт отвода

примеси. В случае закупорки прямого тракта теплообменника в нижней части

абсорбера, трубопроводе абсорбер-теплообменник и в самом теплообменнике

возможен ост давления, что может привести к разрыву тракта, т.е. аварии. При

этом могут пострадать люди, а в случае опасного загрязнителя газового по

тока

произойдет загрязнение окружающей среды. Рост давления возможен и в дру-

гих частях установки по причинам нарушения работы форсунок в десорбере,

трактов испарителя и холодильника, обратного тракта теплообменника. Воз-

можные разрушения в них приведут к следующим последствиям:

- неочищенный газовый поток через тракт холодильника сможет посту-

пать в тракт очищенного газа, а чер

ез него, минуя слой насадки – в атмосферу

или дальнейшую технологическую цепочку;

- неочищенный газ может привести к загрязнению воды охлаждения в хо-

лодильнике и пара в испарителе;

- травмированию и отравлению людей.

Рассмотренные рассуждения представим в виде древовидной ст

руктуры

(см. рис.). Что она иллюстрирует?

Видно, что метод «Древовидные структуры» вобрал в себя графоаналити-

ческие методы-предшественники и является дальнейшим их развитием. В част-

ности, возможны несколько головных событий (в нашем примере они обведены

двойной рамкой); допускается влияние последующих событий на предшест-

вующие (т.е. «прокрутка» части событий во времени); развитие событий по

разным «ветвям» структуры в зави

симости от изменения текущей ситуации.

237

Прекращение

очистки

достаточная проч-

ность узлов

рост давления газа

внутри установки

прекращение

циркуляции

абсорбента

ухудшение качества очистки

продолжение работы установки

невнимательность

персонала

анализ ситуации

возможность принятия

персоналом адекватных

решений

изменение параметров

работы установки

техническая

подготовка

персонала

психологи-

ческая под-

готовка пер-

сонал

способность про-

гнозировать раз-

витие событий

накопление пыли в тракте

циркуляции абсорбента

наличие резервной

системы очистки

установка в работе

возможность оста-

новки процесса по-

ступления НГ

запыленный НГ

да нет

Авария Загрязнение атмосферы

нет да

или

да нет

Очистка НГ

или

да нет

нет да

Остановка производственного процесса

238

Приведенная структура демонстрирует:

- рано или поздно установка по отмеченным причинам может выйти из

строя;

- подготовленный и внимательный обслуживающий персонал способен

предотвратить нежелательные последствия или уменьшить их тяжесть;

- возможность принятия персоналом адекватных обстановке решений оп-

ределяется совокупностью условий в тех или иных обстоятельствах;

- человеческий фактор в работе систем играет весьма важную роль на

всех эт

апах их жизненного цикла;

- всегда полезно иметь «путь к отступлению» (в нашем примере: наличие

резервной системы очистки или возможность остановки технологического про-

цесса).

Задача №3:

ПРОВЕСТИ КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ

ЗАГОРАНИЯ ИЛИ ВЗРЫВА В ПОМЕЩЕНИИ, ГДЕ РАЗМЕЩЕНО ОБОРУ-

ДОВАНИЕ, В КОТОРОМ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ЛЕГКО ВОСПЛАМЕНЯЮ-

ЩИЕСЯ ЖИДКОСТИ (ЛВЖ)

Возможный вариант ответа:

Укрупненная блок-схема возможных событий выглядит следующим образом:

А В С Д Е

Утечка ЛВЖ из Образование Достижение Наличие Загорание

магистралей и взрывоопасных критических источников или взрыв

соединений и горючих смесей концентраций воспламенения

трубопроводов с воздухом

В этой цепи событий и процессов за инициирующий выбран процесс

утечки горючего вещества в помещении. Утечки могут быть вызваны различ-

ными обстоятельствами (коррозия, не герметичность соединений, превышение

расчетного давления в системе и т.п.), которые могут быть обусловлены как

техническими причинами, так и ошибками человека.

Следующее событие (В) – образование взрывоопасных и горючих сме-

сей ЛВЖ с воздухом. Не вс

якая утечка ЛВЖ, (событие А) приводит к образова-

нию опасных смесей (событие В). Может быть ситуация, когда жидкость от

утечки, смешиваясь с другими веществами, сливается в общий сток, или, испа-

ряясь, уносится вытяжной вентиляцией. Если же взрывоопасные смеси образу-

ются, то не обязательно будет достигнута критическая концентрация. Если

утечки не значительны, а объем помещения большой, или достат

очно мощная

вытяжная вентиляция, то концентрация смеси может быть ниже НПВ (нижнего

предела воспламенения) и взрыва или загорания не произойдет, даже при нали-

чии источника воспламенения. В случае достижения критических концентра-

ций, взрыв или загорание может произойти только при наличии источников

239

воспламенения (открытый огонь, высокая температура, искрение в электросетях

и др.) Но даже при совпадении двух факторов (критическая концентрация и ис-

точник воспламенения) взрыв (событие Е) может реализоваться с определенной

вероятностью, т.к. необходим определенный энергетический уровень источника

воспламенения (интенсивность, продолжительность, температура и др.).

Возможный ход событий:

Задача №4: ПРОВЕСТИ КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ИНФОРМА-

ЦИИ, СОДЕРЖАЩЕЙСЯ В ПРИЛАГАЕМОМ МАТЕРИАЛЕ (ТЕКСТ СТА-

ТЬИ ИЗ ЖУРНАЛА «ГРАЖДАНСКАЯ ЗАЩИТА»,№7,1997,СТР.33)

По оценкам специалистов, общий объем запасов химического оружия и отрав-

ляющих веществ в России составляет около 40 тыс. тонн и сосредоточен на се-

ми крупных складах министерства обороны, пять из которых находятся на тер-

ритории Приволжского реги

она. Среди них - склад химического оружия ВВС

возле деревни Леонидовка в Пензенской области. По официальным данным, се-

годня здесь хранятся авиационные бомбы, начиненные ви-газами, зарином и

зоманом. Все боеприпасы находятся в специально оборудованных помещениях

с соблюдением необходимого температурного режима и под тщательным лабо-

раторным контролем. Условия хранения и со

стояние боеприпасов, по мнению

специалистов, позволяют спать спокойно еще лет 25-30.

База хранения химического оружия сегодня обустроена, защищена, и все от-

равляющие вещества находятся в нормальном для хранения состоянии: в сталь-

ных корпусах с толстыми стенками. Поэтому сегодня или завтра здесь ничего

случиться не может, - утверждает первый заместитель главы Администрации

Пенз

енской области Юрий Лаптев. -Население у нас о складе информировано

Утечка ЛВЖ из

магистралей и

соединений тру-

бопроводов

в смеси с возду-

хом не образу-

ются горючие и

взрывоопасные

смеси

Образование

взрывоопасных

и горючих сме-

сей с воздухом

Достижение

критических

концентраций

Критические

концентрации

не достигаются

Наличие

источника

воспламе-

нения

Нет источника

воспламенения

Загорание

или взрыв

нет загора-

ния или

взрыва

240

достаточно. Другое дело, что все уже настолько привыкли к факту его много-

летнего существования, что как-то успокоились.

И совершенно напрасно. Нельзя не обращать внимания на бочку с порохом,

стоящую возле твоего дома. Вроде бы часовой рядом с нею стоит и огня нет, и

дождь собирается, но ведь в нее может молния уда

рить!..

В случае аварии или диверсии на складе с последующим выбросом отравляю-

щих веществ в прогнозируемую зону заражения попадет территория, на кото-

рой проживают 190 тыс. человек. Эвакуировать всех сразу практически невоз-

можно -слишком много людей и слишком быстро действует газ. Защитить на-

селение от неминуемой гибели, как считают специалисты, смогут ли

шь две ве-

щи - знания (т.е. умение правильно действовать) и противогазы. Однако боль-

шая часть противогазов, находящихся на складах мобилизационного резерва,

которые, кстати, удалены от крупных городов на 40-50 километров, уже давно

устарела и требует замены. Новых же моделей явно недостаточно. В стране нет

денег, и почти все КБ и за

воды, занимавшиеся разработкой и производством

средств индивидуальной защиты, находятся на грани развала.

Но противогаз, даже если он лежит под подушкой и готов к применению, еще

не гарантирует полной безопасности. Любое боевое отравляющее вещество

способно убить человека как при вдыхании, так и при попадании в больших ко-

личествах на кожу. Значит, вместе с противогазами нужно снабдить людей и

специальными защитными к

остюмами? А в наших условиях это уже похоже на

фантастику.

Да и раздать людям противогазы - мало: надо еще научить их пользоваться ими,

объяснить, что делать и как защищаться в случае аварии. Одна из главных на-

ших бед состоит как раз в том, что лю

ди, живущие рядом с опасными объекта-

ми (будь то склад химического оружия, АЭС или мясокомбинат), не знают, как

себя вести при аварии на них. Ведь случись беда - куда-то бежать и что-то уз-

навать будет поздно: нужно суметь спастись самому и спасти тех, кто нуждает-

ся в помощи. Обучать лю

дей этим знаниям должны местная администрация и

управление ГОЧС - это их прямая обязанность. В Леонидовке с обучением пока

плохо.

Мы разговаривали с жителями деревни, задавали им один и тот же вопрос:

''Знаете ли вы, что за склад находится в лесу, в километре от вашего дома?"

Люди либо пожимали плечами и разводили руками, либо невнятно говорили

что-то про военную базу, на которую никого не пускают. Слова же 'зо

ман', "за-

рин" и "ви-икс" для них вообще в диковинку Что уж тут говорить о знании мер

предосторожности и способах защиты.

Для справки. Смертельная доза для одного человека - 3 мг ви-газа. Для гибели 1

млн человек дост

аточно 3 кг. Попадание в реку среднего размера 5 кг зарина

может вызвать гибель рыбы на расстоянии свыше 10 км от места разлива. При

этом необходимо помнить, что такие отравляющие вещества в воде растворя-

ются очень медленно.

Между прочим, сам склад находится рядом с водозабором, снабжающим Пензу

питьевой водой. Поэтому даже н

езначительная утечка ОВ может привести к

очень тяжелым последствиям. Отсюда и внимание к объекту. Если наблюдени-