Размещено на http://www.allbest.ru/

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСНОВЫ АНАЛИЗА И ОЦЕНКИ ТЕХНОГЕННЫХ ОПАСНОСТЕЙ

1.1 Нормирование качества окружающей природной среды. Уровни воздействия

1.2 Обзор существующих методов оценки воздействия на окружающую среду

1.3 Техногенные опасности

1.3.1 Классификация техногенных опасностей

1.3.2 Классификация опасных производственных объектов

1.3.3 Техногенное загрязнение окружающей природной среды

1.4 Методический аппарат анализа и оценки риска

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОГЕННЫХ ОПАСНОСТЕЙ НА ТЕРРИТОРИИ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

2.1 Общая характеристика Красноярского края

2.2 Анализ возможных техногенных аварий на территории Красноярского края

2.3 Причины возможности возникновения чрезвычайной ситуации техногенного характера

2.4 Исследование статистических данных по чрезвычайным ситуациям и происшествиям

2.5 Оценка и зонирование территориальных рисков

2.6 Исследование уровня загрязнения реки Енисей

2.6.1 Общая характеристика

2.6.2 Воздействие техногенных факторов

3. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТЕХНОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

3.1 Прогнозирование техногенных чрезвычайных ситуаций

3.2 Способы прогнозирования чрезвычайных ситуаций техногенного характера

3.3 Прогнозирование и оценка гипотетической аварии на Красноярской гидроэлектростанции

3.4 Расчет параметров волны прорыва и оценка степени разрушения г. Красноярск

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ



ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время и в России и за рубежом выполнен большой объем прикладных разработок и научных исследований по комплексным проблемам обеспечения техногенной безопасности объектов инфраструктуры, населения и среды жизнедеятельности. [3] Помимо исследований надежности и прочности серийных конструкций, все большую актуальность приобретают вопросы, касающиеся исследований риска чрезвычайных ситуаций, а также оценки последствий возможных аварий на уникальных объектах.

Красноярский край обладает целым комплексом подобных объектов. В предшествующие десятилетия, реализованные масштабные проекты (Красноярская ГЭС, алюминиевый завод, предприятия военно-промышленного комплекса) позволили создать довольно мощную промышленную базу, но одновременно с этим привели к росту техногенной опасности. Негативные последствия экономических реформ 1990-х годов обусловили повышение износа основных производственных фондов. По данным 2002 года, уровень износа в целом по промышленности Красноярского края превысил 50% при снижении промышленного производства на 63%, по сравнению с 1990г. Такое положение резко обострило проблемы обеспечения природно-техногенной безопасности.

В последние годы, с повышением инвестиционной активности, реализованы крупные масштабные проекты, среди которых крупное развитие Нижнего Приангарья (Лесоперерабатывающий комплекс, Богучанский алюминиевый завод, Богучанская ГЭС), Железногорской ТЭЦ и других. С 2010 года введены в строй 8 крупных объектов, более 500 км железнодорожных и 350 км автомобильных дорог, 1500 км газопроводов и 540 нефтепроводов, которые, в свою очередь, будут вносить вклад в показатели территориального риска чрезвычайных ситуаций. [4]

Актуальность работы состоит в том, что Красноярский край - один из крупнейших регионов России, уникальность которого заключается в разнообразии природно-климатических условий, значительном промышленном потенциале, наличии большого числа источников повышенной опасности. На территории края расположены 5 гидроэлектростанций, более 1500 малых гидротехнических сооружений, 150 потенциально опасных промышленных объектов, железнодорожные и автомобильные магистрали, нефте- и газопроводы.

Поэтому, данное исследование посвящено оценке уровня техногенных воздействий на окружающую природную среду Красноярского края, а также оценке рисков возникающих при эксплуатации уникальных технических объектов.



1. ОСНОВЫ АНАЛИЗА И ОЦЕНКИ ТЕХНОГЕННЫХ ОПАСНОСТЕЙ

1.1 Нормирование качества окружающей природной среды. Уровни воздействия

Воздействия человека на окружающую природную среду полностью исключить невозможно, даже теоретически. Следовательно возникает необходимость рассмотрения допустимой степени изменения в ней, то есть нормирование качества окружающей природной среды.

Качество окружающей природной среды - это степень соответствия ее характеристик технологическим требованиям и потребностям людей.

Технологические требования конкретизируются в государственных стандартах, в соответствии с Законом РФ об охране окружающей природной среды. Данные требования, так же как инструкции и решения, постановления, относятся к подзаконным правовым актам.

Государственные стандарты и иные нормативные документы в области охраны окружающей среды разрабатываются с учетом научно-технических достижений и требований международных правил и стандартов.

Согласно природоохранному законодательству Российской Федерации, соблюдение нормативов, определяющих качество природной среды обеспечивает:

- рациональное воспроизводство и использование природных ресурсов в условиях устойчивого развития;

- сохранение генетического фонда человека, животных и растений;

- экологическую безопасность населения.

Главными областями, в которых применяются нормативы и экологические стандарты, являются экологическая экспертиза, прогнозирование, экологический контроль, планирование и программирование природно-ресурсных и экологических мероприятий, и т.д.

Существует ряд разновидностей, на которые подразделяется нормативы качества окружающей природной среды.

Нормативны предельно допустимых концентраций токсичных веществ, а также микроорганизмов и других биологических веществ в различных природных средах (почве, воздухе, водоемах).

Предельно допустимая концентрация (ПДК) - это такое количество загрязнителя воздушной, водной среде или почве, которое при постоянном или временном воздействии на человека, на продолжении всей его жизни не влияет на здоровье, а также не вызывает негативных последствий у его потомства.

Большинство этих нормативов являются санитарно-гигиеническими. Их соблюдение призвано обеспечить необходимый уровень безвредности и безопасности для здоровья человека, его условий жизнедеятельности, а также факторов среды обитания. Нормативы предельно допустимых концентраций химических веществ - это нормативы, которые устанавливаются в соответствии с показателями предельно допустимого содержания токсичных веществ, несоблюдение которых может привести к деградации естественных экологических систем, загрязнению окружающей среды.

Нормативы предельно допустимых уровней (ПДУ) техногенных воздействий

К ним относятся ПДУ магнитных полей, вибрации, шумового загрязнения, воздействия радиации и другие, на здоровье человека и экологические системы.

Предельно допустимый уровень воздействия вибрации, шума, магнитных полей, радиации и иных негативных физических воздействий - это уровень, который не представляет опасности для здоровья человека, состояния растений и животных, генетического фонда.

Нормативы предельно допустимых нагрузок (ПДН) на окружающую среду

Предельно допустимая нагрузка (ПДН) - это максимально возможные антропогенные воздействия на природные на природные системы, которые не приводят к нарушению их устойчивости.

Предельно допустимая нагрузка является основным комплексным нормативом качества окружающей природной среды. Соблюдение и установление ПДН необходимо при развитии сельского хозяйства, промышленности, реконструкции и строительстве различных хозяйственных объектов. Разновидностями ПДН являются нормы отстрела промысловых животных, лимиты допустимого лесопользования, квоты на вылов рыбных ресурсов, регламент посещаемости особо охраняемых природных объектов и т.п.

Эмиссионные нормативы - нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) и сбросов (ПДС)

Предельно допустимый выброс (ПДВ) или сброс (ПДС) - это максимальное количество загрязняющих веществ, которое может быть выброшено конкретным предприятием в атмосферу или сброшено в водоем, в единицу времени, не вызывая при этом превышения ПДК токсичных веществ и негативных экологических последствий.

Эмиссионные нормативы непосредственно связаны с ПДК. При этом ПДК, оценивая с экологической и санитарно-гигиенической стороны состояние различных природных сред, не могут служить регулятором их качественных характеристик. Эту задачу выполняют ПДВ (ПДС), которые устанавливаются для конкретных источников загрязнения и оказывают прямое воздействие на экологические стороны их деятельности.

Например, если на предприятии выбросы токсичных веществ в атмосферу не превышают ПДВ, следовательно в атмосфере не возникнет приземная концентрация этих токсичных веществ, которая превышала бы ПДК для населения, животного и растительного мира.

Если концентрация токсичных веществ в воздухе городов уже превышает ПДК, а значения ПДВ по объективным причинам предприятия не могут быть достигнуты, для таких предприятий могут быть установлены временно согласованные выбросы вредных веществ. При этом оговаривается необходимость поэтапного снижения выбросов до допустимых значений.

Так как на одном предприятии может быть не один, а несколько источников выбросов (сбросов), ПДВ (ПДС) устанавливается не по предприятию в целом, а по конкретным источникам выбросов (сбросов).

1.2 Обзор существующих методов оценки воздействия на окружающую среду

Метод экспертных оценок

Проведение исследований, которые необходимы для ответа на вопрос, с чем можно столкнуться в результате реализации какого-либо проекта, требует немало времени и значительных ресурсов. Но как правило, практика требует ответов от науки в очень сжатые сроки. Поэтому, в этих условиях приобретает значение, использование аппарата, позволяющего аккумулировать живые знания. Знания, накопленные в виде статистической информации и научных трудов, как правило не могут ответить на вопрос какие могут быть последствия от планируемых преобразований природных систем. Но в то же время, специалисты, ученые и практики, опираясь на свой накопленный опыт и теоретические знания, могут дать ответы на поставленные вопросы, в достаточно сжатые сроки.

Метод экспертных оценок широко применяется в экологическом прогнозировании. Данным методом обычно составляются прогнозы изменений природной среды, тенденции влияния планируемого производственного объекта на окружающую природную среду, на стадии технико-экономического обоснования проекта.

Метод экстраполяции

Метод экстраполяции представляет возможным оценить будущее состояние природной системы, опираясь на результаты наблюдений ее текущих и прошлых состояний. При этом, обязательно иметь характеристику процессов, которые показывают статистическую связь между ее значениями в настоящем и последующими промежутками времени.

Метод аналогий

Сущность метода аналогий заключается в анализе собранных данных об уже реализованных проектах, которые имеют сходство с оцениваемым. При выборе аналога, допустимо игнорировать экологически несущественные детали и ориентироваться на решающие моменты. Но обязательно, чтобы объект сравнения и его природный аналог имели идентичные характеристики, а антропогенные факторы, воздействующие на объект и аналог - однопорядковые характеристики.

Метод специальный

Данный метод представляет собой изложение по поводу пунктов для двух или более альтернатив проекта. К примеру, указывается число людей, которые могут быть подвержены негативному воздействию, размер территории и т.д. Достоинства метода - наглядность информации и быстрота подготовки. Недостатки: нет никаких гарантий, что будет указан весь набор важных воздействий, так как выбор пунктов произвольный.

Матричная модель оценки

Матричная модель является одним из наиболее изученных и применяемых методов экологического прогнозирования. Матрица отражает масштабы и характер последствий, возникающих в окружающей природной среде под антропогенным воздействием.

В матрицах используются фиксированные показатели, которые характеризуют предполагаемую антропогенную деятельность и окружающую среду. Элементы матрицы по вертикальной оси составляют 100 типов воздействий на среду, а по горизонтальной - 88 характеристик социально-экономической и природной среды. С помощью матричной модели, можно оценить воздействие почти любой из всех типов строительства. Контрольная запись матрицы представляет собой качественную информацию о взаимоотношении причин и следствий. Однако матрица не может различать долгосрочные и кратковременные воздействия, поэтому оценить изменчивость среды, с ее помощью, не удастся.

Существует также и обратная матрица. С помощью нее, можно оценить масштабы и характер последствий, возникающих в разных отраслях деятельности под влиянием изменений природной среды. В столбцах обратной матрицы фиксируются измененные показатели природной среды, а в строках - виды деятельности. В клетках матрицы содержатся характеристики последствий, возникающих при различных видах деятельности.

Система Баттела

Предназначена для оценки воздействий на окружающую среду при строительстве, использования водных ресурсов, эксплуатации дорог, атомных электростанций и других проектов. Метод основан на анализе таких сфер как экология, физико-химические явления, эстетика и общественное мнение. Каждая из этих категорий, содержит заданное число элементов, которыми определяется индекс качества среды в величинах от 0 до 1. Данная система позволяет прогнозировать степень воздействия на окружающую природную среду по стандартной шкале, на которой устанавливается разница между состоянием среды при воздействии на нее и без воздействия.

1.3 Техногенные опасности

Причиной техногенной опасности территории является размещенные на ней объекты техносферы. А опасность для жизнедеятельности населения характеризуется видами размещенных на этой территории вредных и потенциально опасных объектов, их количеством, аварийностью, объемом сбросов и выбросов загрязняющих веществ, накопленным потенциалом опасности, пространственным размещением относительно мест проживания людей, продолжительностью функционирования, зоной действия неблагоприятных факторов в случае возникновения опасного техногенного явления, с учетом среднесуточного (среднегодового, среднесезонного) распределения направления скорости ветра и другими факторами.

1.3.1 Классификация техногенных опасностей

По механизму причинения вреда для здоровья человека, техногенные опасности подразделяют на две группы: опасные техногенные процессы и явления; техногенное загрязнение окружающей природной среды.

При нормальной эксплуатации объектов и в опасных техногенных явлениях, техногенные опасности реализуются в следующих формах: опасное неконтролируемое или контролируемое высвобождение энергии (взрывная, световая, кинетическая, тепловая, электромагнитная, электрическая), накопленная в объекте; опасный неконтролируемый или контролируемый выброс веществ (биологически, химически и радиационно опасных); разрушение необходимых потоков информации, либо возникновение опасных потоков информации (в оповещающих, контролирующих и управляющих системах объектов).

1.3.2 Классификация опасных производственных объектов

Опасность объекта - это его свойство, которое состоит в возможности причинять ущерб человеку, окружающей природной среде и социальным системам, в процессе эксплуатации объекта, при определенных обстоятельствах. Источником опасности является технический объект, от которого исходит опасность. Любое техническое устройство является источником техногенной опасности, в соответствии с аксиомами теории техногенного риска. Если установлено территориальное расположение источника опасности, то можно определить зону опасности. Предел ущерба, которой может быть нанесен техническим объектом, обозначен как потенциал опасности, который различен для аварии на объекте и нормальной эксплуатации.

Классификация опасных объектов по потенциалу опасности

По потенциалу опасности (количеству накопленных опасных веществ), промышленные объекты подразделяют на: неопасные и опасные.

Опасные промышленные объекты подлежат регистрации в государственном реестре, требуют обязательного страхования, декларирования безопасности, ответственности за ущерб третьим лицам и иных процедур государственного регулирования в области техногенной безопасности.

Ниже приведены предельные количества опасных веществ, наличие которых на промышленном объекте является причиной для обязательной разработки декларации промышленной безопасности: нитрат аммония - 2500т; аммиак - 500т (высокотоксичен, но из-за резкого запаха позволяет вовремя принять необходимые меры безопасности); фосген - 0,75т; цианистый водород - 20т; диоксид серы - 250т; горючие жидкости, распложающиеся на складах - 50000т; легко воспламеняющиеся газы - 200т; вещества, которые представляют опасность для окружающей среды - 200т; взрывчатые вещества - 50т; окисляющие вещества - 200т; высокотоксичные вещества - 20т.

По состоянию на 2005г. В Российской Федерации, число декларируемых объектов в 739 эксплуатирующих организациях составляет 2523. [2]

Классификация ОО по виду опасности

Различают пять групп объектов по виду опасности, на которых:

1) Хранятся, вырабатываются, образуются, используются, транспортируются и уничтожаются опасные вещества. В зависимости от вида опасных веществ, объекты данной группы подразделяют на следующие подгруппы: взрывчатые, воспламеняющиеся, горючие, окисляющиеся, токсичные и высокотоксичные вещества, которые представляют опасность для окружающей природной среды.

2) Используют оборудование, которое работает под давлением более 0,07 Мпа или температуре нагрева воды более 115 oC.

3) Используют стационарно установленные грузоподъемные механизмы, канатные дороги, эскалаторы и фуникулеры.

4) Получают расплавы цветных и черных металлов и сплавы на основе этих расплавов.

5) Ведут работы в подземных условиях, работы по обогащению полезных ископаемых, горные работы.

Классификация ОО по виду опасных факторов

По происхождению основных опасных факторов, которые образуются в результате аварий, выделяют следующие группы потенциально опасных объектов: химически, биологически, пожаровзрыво-, ядерно и радиационно, гидродинамически опасные объекты. В Российской Федерации существует около 45 тысяч опасных объектов, и с повышением степени износа основных фондов, возможность возникновения аварий на них возрастает. С точки зрения негативного воздействия на окружающую среду, потенциально опасным объектам часто присущи новые свойства, которые не присущи из элементам. Например, возникновение пожара на некоторых объектах, может вызвать аварийное образование химически опасных веществ.

1.3.3 Техногенное загрязнение окружающей природной среды

Чаще всего, данный вид техногенных опасностей рассматривают при решении вопросов, связанных с экологической безопасностью. Совокупность объектов техносферы, на какой-либо территории, за все время функционирования, приводит к загрязнению этой территории и вырабатыванию неблагоприятных условий для жизнедеятельности. Загрязнение окружающей природной среды происходит при следующих условиях:

- при нормальном функционировании объектов техносферы. Основные источники загрязнения атмосферы это теплоэлектроцентрали, которые сжигают органическое топливо, тепловые электростанции, черная и цветная металлургия, транспорт, машиностроение, химическое производство, добыча и переработка минерального сырья. Основным источником загрязнения водных объектов являются сточные воды. Также, источниками загрязнения окружающей среды являются вибрация и шум, электромагнитное и ионизирующее излучение.

- в результате возникновения аварий, которые практически всегда связаны со сбросами и выбросами загрязняющих веществ в окружающую среду.

Также опасные техногенные явления на объектах техносферы связаны с внутренними и внешними причинами, и их неблагоприятным сочетанием.

Внутренние причины связаны с опасными техногенными процессами, которые протекают в объектах техносферы: изнашивание и старение, деградация параметров, разрегулирование, которое приводит к отказу технических устройств и в дальнейшем к аварийной ситуации и авариям. Также к внутренним причинам стоит отнести и человеческий фактор, который дает существенный вклад в аварийность.

Внешние причины связаны с взаимодействием объектов техносферы с окружающей (техногенной, природной, социальной) средой, в которой периодически могут возникать события, являющиеся причиной опасных техногенных явлений. То есть, причиной аварий на объектах техносферы могут быть природные явления, аварии на других объектах техносферы, опасные социальные явления (например акт технологического терроризма). Также, причиной большинства пожаров является социальный фактор. В России в 90-е годы ХХ века, в следствии общего снижения уровня промышленной безопасности, росла доля ЧС техногенного характера.

1.4 Методический аппарат анализа и оценки риска

Методы анализа риска

Анализ риска - это исследования, которые направлены на выявление и количественное определение различных видов рисков при осуществлении различного рода деятельности.

Обычно, анализ риска начинается с выявления опасностей на рассматриваемой территории, как причин риска и механизма возможного воздействия его неблагоприятных факторов на население, в случае реализации опасностей.

Оценка риска состоит в его количественном измерении, то есть определении возможных последствий реализации опасностей для населения. Цель оценки риска - выработка решений, направленных на его снижение.

Анализ риска основан на использовании различных концепций, методов и методик.

В настоящее время используются техническая, экономическая, психологическая и социальная концепция анализа риска. (Приложение А)

Техническая концепция основана на анализе относительных частот возникновения чрезвычайных ситуаций (или событий, инициирующих чрезвычайные ситуации) как способе задания их вероятностей. При использовании данной концепции, статистические данные усредняются по масштабу, группам населения и времени.

Экономическая концепция рассматривается как затратно-прибыльное исследование. Конечная цель - распределение ресурсов для извлечения максимальной пользы и избегания потерь.

Социальная концепция основана на социальной интерпретации нежелательных последствий групповых интересов и ценностей.

Методы оценки риска

В рамках технической концепции, после выявления потенциально возможных рисков, необходимо оценить их последствия, к которым они могут привести, то есть вероятность соответствующих событий. Для этого используют методы оценки риска, которые делятся на феноменологические, детерминистские и вероятностные.

Феноменологический метод основывается на определении возможности протекания аварийных процессов исходя из результатов анализа условий, связанных с проявлением тех или иных законов природы.

Детерминистский метод основан на анализе последовательности этапов развития аварий, начиная от исходного события через последовательность предполагаемых стадий отказов, разрушений и деформаций компонентов до установившегося конечного состояния системы. Ход аварийного процесса прогнозируется и изучается с помощью математического моделирования, проведения расчетов и построения имитационных моделей.

Вероятностный метод анализа предполагает, как оценку вероятности возникновения аварии, так и расчет вероятностей различных путей развития событий и последствий. Данный метод, в настоящее время, считается одним из наиболее перспективных для применения в будущем.

В основном, исследования техногенных рисков проводятся в основном с помощью вероятностного метода, так как он позволяет построить различные методики оценки риска:

- статистические, когда вероятность определяется по имеющимся статистическим данным;

- теоретико-вероятностные, которые используются для оценки рисков редких событий, когда статистические данные практически отсутствуют;

- эвристические, которые основаны на использовании субъективных вероятностей, получаемых с помощью экспертного оценивания, когда статистические данные полностью отсутствуют.

Методический аппарат оценки риска

Для оценки риска необходимы количественные показатели. Они должны обеспечивать сравнимость степеней опасности различных объектов техносферы и в целом, оценку состояния безопасности жизнедеятельности на определенной территории.

Риск связывают с размером ущерба от опасного события (например аварии - пожара или взрыва), как правило, в натуральном выражении (размер зоны распространения опасных факторов, число погибших и пострадавших), либо в стоимостном выражении, за определенный интервал времени (как правило год).

Наиболее общий показатель риска, в рамках технической концепции:

Таким образом, независимыми переменными, по которым оценивается риск, являются ущерб и время, а для оценки риска необходимо определить частоту возникновения опасных событий и ущерб от них.

Понятие вероятности

Вероятность события - это такая мера, которая определяет шанс появления этого события в испытаниях, в сравнении с другими исходами. Риск это вероятность возникновения негативных воздействий для окружающей среды и здоровья человека. Математически, вероятность можно определить следующим образом:

Вероятность это функция П(A), которая определяется для любого события A и удовлетворяет следующим аксиомам (в пространстве элементарных событий б) :

1) вероятность какого-либо события неотрицательна:

П(А) ? 0 при любом А,

2) вероятность достоверного события равна 1:

П(б) = 1,

3) в любой системе непересекающихся событий {А1, А2, ...} вероятность объединения этих событий равна сумме их вероятностей:

П(А1 U А2 U...) = П(А1) + П(A2) + .... , (1.3) 

Из данных аксиом можно вывести следующие свойства вероятности:

- вероятность какого-либо события находится в интервале от 0 до 1:

0 ? П(A) ? 1 при любом А,

- вероятность невозможного события равна 0:

П(0) = 0

Если в качестве событий А1, A2, .... берутся последствия воздействия от чрезвычайных ситуаций (например: заболевания, смерть, отсутствие последствий и т.д.), то вероятности при различных исходах служат характеристикой риска, обусловленного чрезвычайным событием.

В любой конкретной ситуации можно сделать вывод, что вероятность отдельных исходов удовлетворяют всем рассмотренным выше свойствам вероятности. Если в качестве вероятных исходов воздействия анализировать перечень тяжести заболеваний, которые могут возникнуть в результате этого воздействия, то для каждой степени тяжести, величина риска лежит в интервале от 0 до 1, а риск суммы нескольких исходов равен сумме рисков этих исходов.

Условная вероятность

Условная вероятность события А при условии, что произошло событие Б (обозначается как П(А|Б)) - это отношение вероятности пересечения событий A и Б к вероятности события Б (при условии, что П(Б) ? 0):

Из этого выражения определяется формула умножения вероятностей:

П(АБ) = П(А|Б)П(Б), 

Событие А|Б (т.е. событие А при условии Б) можно толковать как извлечение элемента, соответствующего событию Б из подмножества генеральной совокупности, соответствующего событию Б. Доля этих элементов во всей генеральной совокупности равна П(АБ), а в подмножестве Б их доля в П(Б) раз меньше, т. е. равна П (АБ)/П (Б). При оценке риска часто используется следующее изображение ситуации: в качестве события А рассматривается влияние фактора риска, а в качестве события Б - неблагоприятный эффект для здоровья человека, тогда событие А|Б соответствует появлению данного неблагоприятного эффекта при условии влияния фактора риска.

Наиболее характерная сфера где используются понятия вероятности и условной вероятности, например, оценка рисков генетически обусловленных заболеваний, в результате химических или радиационных воздействий при авариях и катастрофах.

При анализе рисков часто требуется определить факт зависимости между исследуемым фактором риска и показателями здоровья. При анализе множественных факторов риска нужно также учитывать вероятные зависимости между ними (например, взаимосвязь между уровнями токсичных веществ в атмосферном воздухе, почве и воде, обусловленными одним источником загрязнения). Методы количественного анализа подобных эффектов основаны на следующем вероятностном определении независимости.

События А и Б (оба имеют ненулевую вероятность) называются независимыми, если вероятность их пересечения равна произведению их вероятностей:

П(АБ) = П (А)П(Б),

Из данного определения вытекает, что для независимых событий условная вероятность события А при условии Б равна безусловной вероятности А:

Также и условная вероятность Б при условии A, равна безусловной вероятности Б.

Более того, при выполнении любого из условий П(А|Б) = П(А) или П(Б|А) = П(Б) выполняется соотношение П(АБ) = П(А)П(Б), которое определяет независимость, т. е. равенство условных вероятностей безусловным, является необходимым условием независимости событий. Поэтому в практике, сравнение условных вероятностей с безусловными используют для того, чтобы выявить взаимозависимости между определенными событиями, также между подверженностью действию некоторого фактора риска и наносимым ущербом.

Полная вероятность

Разбираемая ниже формула полной вероятности применяется в целях оценки индивидуального риска, когда есть недостаток информации о величине какого-либо воздействия на конкретного человека. Например, если для конкретного случая воздействия фактора риска неизвестна экспозиция, но известны вероятности и величины последствий для всех возможных в данной ситуации уровней экспозиции.

Если события А1, А2, ..., Аn образуют полную систему, то из условия их попарной независимости и полноты для любого события Б формулу условной вероятности можно записать в следующем виде:

П(Б) = П (Б|А1)П(А1) + П(Б|А2)Р(А2) + ... + П(Б|Аn)П(Аn), 

Это формула полной вероятности. Она используется когда нужно определить вероятности события Б в случае, когда об этом событии известны только его условные вероятности, при условии реализации некоторого набора других событий, который образует полную систему.

Формула Байеса

Чем больше использовано числа наблюдений, тем более надежна оценка риска. Накопленная в процессе изучения информация, позволяет уточнять полученные оценки последствий неблагоприятных воздействий. Это уточнение оценок, достигается с помощью формулы Байеса. Она выводится из уже рассмотренных выше формул умножения вероятностей и формулы условной вероятности.

При решении задачи уточнения рисков, исходные значения вероятностей событий Аi, т.е. П(Аi), называются доопытными (априорными) вероятностями гипотез Ai, а полученные по формуле Байеса вероятности П(АiБ) - апостериорными (то есть полученными в результате опыта, в котором наступило событие Б) вероятностями гипотез Аi.

Вывод формулы Байеса. Из формулы умножения вероятностей имеем:

П(АiБ) = П(Аi|Б)П(Б) = П(Б|Аi)П(Аi),

Отсюда:

Подставляя в эту формулу выражение П(Б) из формулы полной вероятности, получаем



Формула Байеса - это формула вероятности гипотез, она используется для коррекции имеющейся информации о вероятности событий на основе результатов новых испытаний.



2. ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОГЕННЫХ ОПАСНОСТЕЙ НА ТЕРРИТОРИИ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

2.1 Общая характеристика Красноярского края

Красноярский край занимает второе место по площади среди всех субъектов Российской Федерации. Здесь ведется добыча огромного количества полезных ископаемых, таких как: никель, уголь, платиноиды, кварцевые пески, различные руды черных и цветных металлов, графит. Так как 70% территории Красноярского края это леса, здесь сконцентрированы большие запасы древесины.

Крупная промышленность вносит основной вклад в загрязнение окружающей природной среды. Семнадцать городов Красноярского края производят 76,6% вредных выбросов. Больше всего выбросы производят Красноярск, Норильск и Ачинск.

Каждый год в составе промышленных газов и аэрозолей образуется около двенадцати миллионов тонн загрязняющих веществ.

К 2008 году на установках по газоочистке улавливается 79% образовавшейся массы отходов.

На территории красноярского края образуется около трехсот пятидесяти миллионов тонн отходов в год. Основная доля отходов образуется при добыче полезных ископаемых, что в 2013 году составило 87,7% от общего числа образовавшихся отходов. Основной объем отходов, образовавшихся в процессе добычи полезных ископаемых, приходится на 5-й класс опасности (по большей части, вскрышные породы) - 99,99%. На втором месте по образованию отходов находятся отрасли обрабатывающих производств (целлюлозно-бумажное, металлургическое, химическое, по обработке древесины) - 10,8%. На третьем месте находятся предприятия распределения и производства газа, воды и электроэнергии, объем отходов которых составляет 0,3% от общего количества образовавшихся отходов.

Складируются промышленные отходы в 73 накопителях. Доля повторного использования отходов не превышает 26%. В Красноярском крае существует 935 санкционированных свалок и только 10 полигонов соответствуют нормативным требованиям. Несанкционированных свалок зарегистрировано свыше 290.

Экологические проблемы Красноярского края обусловлены экстенсивным использованием названных ресурсов. Данный субъект РФ лидирует не только по площади занимаемой территории, но и входит в тройку по масштабам загрязнения окружающей среды.

Состояние атмосферного воздуха

Красноярский край «лидирует» по стране и по количеству вредных выбросов в атмосферу. В промышленных городах (такие как Красноярск и Норильск), уровень загрязнения воздуха оценивается как «повышенный», «высокий» и «очень высокий», индекс загрязнения воздуха (ИЗА) - свыше 5. К главным предприятиям загрязнителям можно отнести: Красноярский металлургический завод - КРАМЗ, Норильский никель, Красноярский алюминиевый завод - Русал (который, например, расположен в черте города и находится в опасной близости к жилой зоне), Красноярские и Норильские ТЭЦ. Данный перечень составляют только крупные предприятия, но также и малые и средние предприятия зачастую являются нарушителями экологических норм, причем их противоправные действия, в большинстве случаев остаются незамеченными. При этом, в воздухе легко обнаружить аммиак, бензапирен, диоксиды серы, фенол, формальдегид, оксиды углерода.

Что касается оксида углерода, то его содержание в воздухе значительно повышает автомобильный транспорт. В Красноярске около 30% веществ, загрязняющие воздух, приходятся на долю автомобильного транспорта. Каждый год, помимо увеличения индивидуального транспорта у населения, происходит рост объема грузоперевозок автомобилями.

Состояние водных ресурсов

На территории Красноярского края расположены тысячи озер, их пересекают крупные реки, а люди пользуются их энергетическим потенциалом (Саяно-Шушенская ГЭС, Красноярская, Усть-Хантайская и Курейская). В бассейны рек попадают плохо очищенные сточные воды из промышленных центров, где могут содержаться нефтепродукты, превышая ПДК в несколько десятков раз (фиксируют превышение в 10-30 раз от предельно допустимых).

Стоит учесть, что основным источником питьевой воды для населения районов и городов края, являются поверхностные воды, это воды рек, которые пока что недостаточно изучены в санитарно-токсикологическом отношении. Также промышленность влияет и на обитателей водных объектов. К примеру, 2011 году, участниками экологической экспедиции была зафиксирована температура воды в Енисее сорок градусов тепла. Причиной этому были сбросы «Красноярских теплосетей».

Состояние почвы

Почвенный покров загрязнен, главным образом, тяжелыми металлами (свинец, цинк кадмий и т.д.). Загрязнение, при этом, либо переносится по воздуху, либо напрямую попадает в почву от источника. Почвы излишне заболочены и засолены, а на мероприятия по восстановлению плодородности и защите почв практически не выделяются средства.

Крупные территории занимают хранилища промышленных отходов, но в большинстве случаев, они оборудованы не по правилам. Больше всего отходов производится добывающей промышленностью (примерно 80% от всех промышленных отходов). Бытовые отходы попадают на свалки и полигоны, которых насчитывается более тысячи.

Экологическое состояние города Красноярск

Источники загрязнения атмосферы в Красноярске очень многообразны, а состав выбросов отличается содержанием большого числа разных компонентов. Красноярск относится к городам со сверхвысоким уровнем загрязнения слоев атмосферы веществами 1 и 2 класса опасности. В первую очередь это можно связать с рядом градостроительных ошибок 2000 года. Пренебрежение генеральным планом развития города от 1985 года, привело к застройке Афонтовой и Караульной горы 17-25 этажными зданиями, хотя предполагалось строительство 3-4 этажных домов. В результате, это привело к застою грязного воздуха в Советском, Центральном и Железнодорожном районе, и так называемым «дням черного неба».

В 2016 году, Красноярск прожил 58 дней в режиме «черного неба» (официальное название - «неблагоприятные метеорологические условия»).

Красноярск является крупнейшим транспортным узлом Восточной Сибири. Наличие грузового маршрута на реке Енисей, крупного аэропорта, Транссибирской магистрали, а также автодорог краевого, республиканского и общегосударственного значения, оказывают интенсивное влияние на общую экологическую обстановку города Красноярск. Помимо этого, в городе расположены крупные предприятия машиностроительной, химической и металлургической промышленности, которые оказывают влияние на состояние атмосферного воздуха и процессы биогеоценоза. На основании исследования пяти приоритетных для города загрязняющих веществ, показатели суммарного индекса загрязнения атмосферных слоев находятся на максимально предельном уровне значения.

Основные вещества, которые создают высокий уровень загрязнения воздуха, представлены бензапиреном, оксидом углерода, формальдегидом, оксидом азота, диоксидом серы. Предприятия, обеспечивающие наибольшие показатели загрязнения воздуха: Красноярские ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2, АО «Красноярский алюминиевый завод», АООТ «Красноярская ГРЭС-2».

Эксперты общероссийской общественной организации «Зеленый патруль», по итогам зимы 2016-1017 года, назвали Красноярск зоной экологического бедствия. Основным загрязняющим фактором специалисты называли РУСАЛ, один из крупнейших в мире алюминиевых заводов, который выпускает более миллиона тонн продукции в год. В качестве дополнительных загрязняющих факторов - выбросы автотранспорта, десятки крупных котельных, цементный завод, тысячи бытовых угольных котлов, ТЭЦ и десятки других предприятий.

2.2 Анализ возможных техногенных аварий на территории Красноярского края

Авария - это опасное происшествие, возникшее на транспорте или промышленном объекте, создающее угрозу здоровью и жизни людей, которое приводит к разрушению сооружений и производственных помещений, уничтожению или повреждению оборудования, транспортных средств, механизмов, готовой продукции и сырья, а также нарушающее производственный процесс и наносящее ущерб окружающей природной среде.

Химическая авария - это нарушение технологических процессов на производстве (повреждение хранилищ, транспортных средств, емкостей, трубопроводов и т.п.), которое приводит к выбросу АХОВ в атмосферу в количестве, представляющем опасность поражения людей, животных и растений, химически опасными веществами.

Катастрофа - это крупная авария, которая повлекла за собой ущерб здоровью людей или человеческие жертвы, либо уничтожение или разрушение материальных ценностей.

Не существует строгих и резких различий и границ между катастрофой и аварией. Основные критерии - это наличие человеческих жертв и масштаб ущерба. Катастрофы и аварии могут стать источниками чрезвычайных ситуаций, соответствующих тяжести потерь среди населения и масштабу материального ущерба.

Причины возникновения ЧС техногенного характера:

- ухудшение общей социально-экономической обстановки в стране;

- отсутствие в действующей нормативной правовой базе требований к частным предприятиям по защите окружающей природной среды, которые ограничивали бы размещение на территории страны потенциально опасные объекты;

- снижение требований техники безопасности в системах управления, сельском хозяйстве, в энергетике, на транспорте, в промышленности;

- снижение уровня профессиональной подготовки персонала промышленного предприятия;

- снижение уровня государственного надзора в перерабатывающих и добывающих отраслях экономики, падение культуры производства;

- увеличение масштабов и концентрации использования биологически, радиационно-, химически-, пожаро-, взрывоопасных веществ и технологий;

- постоянно растущий износ средств производства, особенно на предприятиях горнодобывающей, металлургической, нефтегазовой и химической промышленности;

- снижение эффективности государственного управления организации и отраслями экономики;

- снижение уровня государственного контроля над базовыми отраслями экономике и продолжающиеся кризисные явления в экономике.

Красноярский край - индустриально развитый регион, который дает 4,15% от всего общероссийского производства. В нем сосредоточены крупнейшие промышленные комплексы Восточно-Сибирского экономического района, поэтому он может быть подвержен обширному спектру ЧС техногенного характера.

Опасность техносферы для окружающей природной среды и населения обусловлена наличием в коммунальном хозяйстве, энергетике и промышленности Красноярского края, огромного количества химических, радиационных, взрывоопасных и пожароопасных технологий и производств.

На многих объектах транспорта и промышленных предприятиях, износ оборудования велик настолько, что возникновение чрезвычайных ситуаций техногенного характера - только вопрос времени.



2.3 Причины возможности возникновения чрезвычайной ситуации техногенного характера

Можно разделить на две части причины возникновения ЧС техногенного характера:

1. Техногенные ЧС, которые связаны с разрушением материала корпусов или конструкций в транспорте, на производстве, в сфере жизнедеятельности. Материал разрушается вследствие механического износа, усталости и коррозии. Техногенные ЧС данного типа могут происходить также из-за работы в непредусмотренном режиме, выработки срока эксплуатации и при износе оборудования. Но во всяком случае, такие ЧС можно спрогнозировать в какой-то мере, и предотвратить.

2. Техногенные ЧС, связанные с воздействием человека на технические объекты. Злой умысел, несоблюдение ТБ, наращение правил эксплуатации могут привести к разрушению средств транспорта и коммуникации, машин, объектов. Такие ЧС прогнозировать почти невозможно.

По количеству населения, проживающего в зонах воздействия поражающих факторов и числу потенциальных источников чрезвычайных ситуаций, семь субъектов Российской Федерации на территории Сибири относятся к группе территорий первой степени опасности (Алтайский край и Красноярский край, Томская, Иркутская, Омская, Новосибирская, Кемеровская области).

Значительную долю ЧС составляют техногенные катастрофы и аварии. Наиболее частые это аварии на промышленных объектах, на транспорте, пожары.

2.4 Исследование статистических данных по чрезвычайным ситуациям и происшествиям

В течении 2016 года на территории Красноярского края зафиксировано 54 чрезвычайных ситуаций, муниципального и локального характера.

Среди зарегистрированных, чрезвычайными ситуациями техногенного характера признаны - 8:

- 1 авария на системах жизнеобеспечения населения;

- 1 пожар на транспортном средстве;

- 3 пожара и взрывы в зданиях, сооружениях социально-бытового и жилого назначения;

- 3 аварии на авиационном транспорте;

Природных ЧС - 46:

- 45 природных пожаров;

- 1 геофизические явления.

Наиболее опасных чрезвычайных ситуаций (на гидротехнических сооружениях, химически и взрывопожароопасных объектах), в течении 2016 года не было зарегистрировано.

В результате чрезвычайных ситуаций техногенного и природного характера, в 2016 году:

- 17 человек погибло;

- 20 771-человек пострадало;

- 20 771 - человек спасено и оказана помощь.

- предварительный материальный ущерб составил - 965 миллионов рублей (3 миллиона рублей - от техногенных ЧС, природных - 962 миллиона рублей, из них 327 миллионов рублей составили расходы на тушение лесных пожаров и 635 миллионов рублей - ущерб природным ресурсам).

Среди происшествий, зарегистрированных в 2016 году, стоит отметить:

- 64 случая обнаружения боеприпасов и взрывчатых материалов (в 15-и случаях было произведено обезвреживание);

- 41 выезд на анонимные сообщения о минировании объектов;

- 6 происшествий на воздушном транспорте;

- 0 случаев обнаружения ртути и разлива серной кислоты. [5]

2.5 Оценка и зонирование территориальных рисков

Одним из основных компонентов территориального риска является индивидуальный риск гибели при возникновении чрезвычайной ситуации. Обобщенная статистическая оценка вероятности гибели людей на территории Красноярского края составляет 0,26 для техногенных чрезвычайных ситуаций и 0,005 для природных.

Статистические оценки вероятностей гибели при различных видах техногенных ЧС на территории Красноярского края, за 2016 год имеют следующие значения:

- при транспортных авариях - 0,66;

- при взрывах боеприпасов - 0,022;

- при бытовых пожарах - 0,45;

- при пожарах и взрывах на промышленных объектах - 0,07;

- при обрушениях зданий и сооружений - 0,22.

Таким образом, наиболее трагичными техногенными чрезвычайными ситуациями являются транспортные аварии и бытовые пожары.

С учетом численности жителей в населенных пунктах с критически важными объектами, обобщенное значение индивидуального риска гибели при ЧС для территории Красноярского края находится на уровне не ниже 8,27•10-8 на ЧС в год. При этом, для техногенных ЧС данный показатель равен 9,65•10-8 на ЧС в год, а для природных - 1,72•10-9 на ЧС в год.

Детальный анализ статистики для различных районов края и различных видов угроз показал, что риск гибели при бытовых пожарах составляет

4,8•10-6 - 1,42•10-4 на ЧС в год. По этому виду риска, наиболее опасными являются Краснотуранский, Ачинский, Шарыповский, Тюхтетский районы.

Риск гибели при транспортных авариях находится в довольно широких пределах 9,14•10-7 - 1,53•10-4 на аварию в год.

Риск гибели при взрывах и пожарах на промышленных объектах - 2,29•10-6 - 1,08•10-4 на ЧС в год.

Риск гибели при обрушении зданий и сооружений - 3,08•10-6 - 1,09•10-5 на ЧС в год.

Риск гибели по другим источникам опасности достоверно оценить не представляется возможности, так как отсутствуют соответствующие статистические данные, ввиду малого числа данных событий.

Следует отметить, что в соответствии ГОСТ 12.3.047-12 «Пожарная безопасность технологических процессов», установленная допустимая норма индивидуального риска для населения составляет 1•10-6. Поэтому, принимая во внимание указанные результаты, можно сделать вывод, что по ряду источников угроз на территории Красноярского края, эти нормы выполняются.

Из полученных результатов (Приложение Б) видно, что территориями Красноярского края, наиболее подверженных риску являются Енисейский, Рыбинский, Уярский, Шарыповский, Березовский, Емельяновский районы и Красноярск. Данным территориям необходимо уделять первостепенное внимание при разработке краевых целевых программ долгосрочного экономического и социального развития территорий. [11]

2.6 Исследование уровня загрязнения реки Енисей

Енисей - это река, протекающая по всей территории Сибири, длина которой составляет более 3,4 тысяч километров. Данный водоем используется в следующих сферах экономики:

- рыбный промысел;

- энергетика - сооружение гидроэлектростанций;

- судоходство.

2.6.1 Общая характеристика

Енисей является важнейшим водным путем Красноярского края. Здесь происходит регулярное судоходство от Саяногорска до устья (3013км). В основном, грузопотоки идут от Красноярска до Дудинки. Главные пристани и порты: Усть-Порт, Игарка, Туруханск, Енисейск, Маклаково, Стрелка, Красноярск и Абакан. Для проводки судов из нижнего бьефа (часть реки, которая примыкает к гидротехническому сооружению) Красноярского ГЭС в верхний построен уникальный судоподъемник.

Гидроэлектростанции, расположенные на реке Енисей: Красноярская ГЭС, Майнская ГЭС, Саяно-Шушенская ГЭС.

Также по Енисею осуществляется сплав леса в плотах.

В конце XIX века был построен Обь-Енисейский канал, который соединял Обь с Енисеем. В настоящее время этот канал не используется и заброшен.

2.6.2 Воздействие техногенных факторов

В первую очередь, экологические проблемы реки Енисей обусловлены строительством Красноярской и Саяно-Шушенской ГЭС.

Енисей, в районе Саяногорска, Дивногорска и Красноярска перестал замерзать. Незамерзающая протяженная полынья ниже Красноярска может иметь длину до 500 км. Официальный сайт «РусГидро», объясняет формирование такой протяженной полыньи в большей степени сбросами теплых сточных вод в Красноярске, а не работой гидроэлектростанций. Также климат стал более мягким за последние годы, а воздух более влажным, из-за огромного количества воды, которая накапливается в Красноярском водохранилище.

Кроме этого, каскад расположенных на Енисее ГЭС, привел к затоплению больших площадей ценных земель, уничтожению рыбных ресурсов, биоценозов, археологических памятников и вынужденному переселению значительного количества населения.

В 1950-е годы, после постройки в Красноярске-26 (ныне Железногорске) горно-химического комбината, были введены в эксплуатацию два прямоточных ядерных реактора, для выработки оружейного плутония. Данные реакторы имели охлаждение прямоточного типа, то есть после забора воды и охлаждения реактора, вода сбрасывалась обратно в Енисей, без очистки. Это привело к радиационному загрязнению Енисея. чрезвычайный техногенный зонирование загрязнение

Также можно наблюдать загрязнение Енисея нефтепродуктами. В 2013 году результаты анализа проб показали повышенную концентрацию нефтепродуктов, по нормам установленным для рыбохозяйственных водоемов. В 2015 году было зафиксировано максимальное превышение нормы - в 49 раз, в Игарке. На территории Красноярска этот показатель в среднем превышен в полтора-два раза.

Одной из самых проблемных территорий Красноярска, считается берег Енисея возле речного порта и нефтебазы «КНП». На данной территории довольно часто можно обнаружить нефтяные пятна, обусловленные разливом нефти.

ОАО «Красноярскнефтепродукт» уже привлекалось к административной ответственности за загрязнение Енисея. По началу предприятие не выполняло никакие требования надзорных органов по устранению последствий загрязнения, потому было подано исковое заявление. Суд обязал компанию провести необходимые мероприятия по снижению уровня загрязнения и провести рекультивацию пораженных земельных участков. Решение было исполнено.

...