Лекция № 9 СТРУКТУРА И ПОКАЗАТЕЛИ ОЦЕНКИ РИСКА

Лекция № 10 (2Р) СТРУКТУРА И ПОКАЗАТЕЛИ ОЦЕНКИ РИСКА
Цель: Рассмотреть общее содержание, структуру и показатели оценки
техногенного риска.
Время: 2 часа
Учебные вопросы:
1. Общее содержание и структура риска.
2. Показатели оценки риска.
3. Опасности аварий и их последствия.
Литература: [2, с. 24-45].
1. Общее содержание и структура риска
Установив понятие риска как меры опасностей (или безопасности), которая состоит
из двух элементов (составляющих риска) – вероятностной и меры последствий, следует
дать определение содержанию риска – как единству элементов целого, его свойств и
связей. Объективное содержание риска (то, что он включает в себя) измеримо и
независимо от человеческого сознания. Риск можно идентифицировать (путем выявления,
описания и систематизации источников опасностей), оценить (установить величину,
степень), а также прогнозировать – установить его значения (качественные или
количественные) на основе специальных исследований о предстоящем развитии событий,
явлений, процессов, их изменений и исходов.
Термин «оценка риска» может выражать процедуру определения его величины, т.е.
оценивание риска, а также – непосредственно величину (зна-чение, степень) риска.
Выполнение оценки риска может иметь отношение к событиям, произошедшим ранее –
это так называемая апостериорная оценка (от лат. a posteriori – из последующего),
основанная на опыте, имеющихся статистических данных. Оценка риска возможна также
по отношению к бу-дущим, прогнозируемым событиям, и тогда это априорная оценка (от
лат. a priori – из предшествующего), основанная на знаниях, предшествующих опыту.
Очевидно, что процедура определения апостериорной оценки, как правило, значительно
проще, чем априорной и позволяет получить точные значения, поскольку рассматривает
произошедшие события. Априорная оценка риска всегда в той или иной степени
приблизительна, как правило, имеет стохастический (вероятностный) характер и
относится к предполагае-мым событиям. Исходя из этого точность априорной оценки, в
целом, не мо-жет быть высокой. В отдельных практических примерах приемлемая точность прогнозируемых оценок находится в пределах арифметического по-рядка величин.
Субъективное содержание риска связано с индивидуальным восприятием и
неоднозначностью, особенно в ситуации неопределенности будущих событий. Понятие
риска следует отличать от неопределенности (отсутствие или неполнота информации о
возможности либо последствиях будущих событий) и шанса. Будущие события в силу их
случайного характера могут быть связаны как с негативными, так и с позитивными
последствиями.
Восприятие риска – это отношение людей и общества к риску, которое необходимо
учитывать при принятии решений. Укус осы и укус акулы, безусловно, несравнимы, как
минимум, по внешнему виду источников опас-ности. Однако в результате нападения ос и
пчел ежегодно гибнет по разным оценкам около 1000 человек. Также ежегодно
фиксируется 80 – 100 случаев нападения акул на человека и гибель до 10-ти человек.
1
Особенности воспри-ятия техногенного риска населением некоторых развитых
европейских стран (Италия, Швеция, Австрия) привели к отказу от использования
объектов атомной энергетики на территориях этих стран.
Возможность разностороннего использования риска во многих сферах знаний, наук и
деятельности (экономика, техника, экология, медицина, фи-нансы и т. д.) придает ему
характер универсальности. Риск – как мера опас-ности, может служить объединяющим
критерием при формировании общей теории безопасности. Посредством риска можно
перейти от частичного по-нимания отдельных проблем к общему представлению о
безопасности в сис-теме современных знаний.
В области решения конкретных задач оценки, анализа и прогнозирования
техногенного риска универсальность этого критерия состоит в способности
количественного оценивания сразу двух размерных параметров события – частоты
возникновения и последствий. Термин «оценивание» здесь подчеркивает процедуру
выполнения оценки риска. Таким образом, есть основания говорить о риске как о
комплексной, двухпараметрической величине.
Не только величина, но и размерности параметров, составляющих риск, имеют
значение для его понимания. Частота возникновения события обычно имеет размерность,
обратную времени, например, 1/год – «раз в год». Период времени, в течение которого
оценивается или прогнозируется риск, может быть связан с определенным
технологическим процессом без указания его продолжительности (цикл, операция). Тогда
размерность выражается в виде: 1/цикл, 1/операция. Например, посредством
моделирования возникновения аварийных ситуаций при перегрузочных работах,
выполняемых с помощью автокрана, было установлено, что вероятность происшествий,
происходящих за одну погрузочно-разгрузочную операцию, составляет 0,0008 (8∙10-4)
[13]. В качестве происшествий здесь рассматриваются различные события: поломки,
аварии, несчастные случаи, катастрофы. При массовом проведении подобных работ
можно с определенной точностью предположить, что частота (назовем происшествие
условно: событие-авария) составит 8∙10-4 1/операция. Если среднее значение погрузочноразгрузочных операций будет равно 1000 в год, то для одного автокрана следует
прогнозировать частоту событий-аварий величиной 0,8 1/год. Для двух подобных
автокранов возникновение события-аварии будет оцениваться частотой 1,6 1/год.
Естественно, что последствия событий-аварий могут быть различными, как и сам их вид,
поскольку структура событий нами заранее не оговаривалась.
Частота аварий может быть выражена также в удельных величинах. Для
магистральных трубопроводных систем, имеющих значительную (и не постоянную по
годам) общую протяженность, а также технологических тру-бопроводов различного
назначения, основным показателем аварийности яв-ляется удельная частота аварий, т.е.
величина частоты, отнесенная к одному километру трассы за год. Показатели аварийности
на железнодорожном транспорте также могут быть выражены в удельных величинах.
Пример 9.1. По данным Ростехнадзора за период времени эксплуатации Т = 10 лет
(1999 – 2008 г.г.) на магистральных нефтепроводах (МН) произошло N = 124 аварии (по
различным причинам, включая диверсии и самовольные врезки). Определите частоту (интенсивность) аварий в удельных единицах и прогнозируемую частоту аварий на участке
МН протяженностью L1 = 520 км, если средняя общая протяженность МН составляла L =
49,0 тыс. км.
Последовательность расчета
1. Среднее значение частоты аварий за 1 год составит:
N 124
 
 12,4 1/год.
T
10
2
2. Удельная частота возникновения аварий будет равна:
 12,4
 уд  
 0,25 1/(тыс. км∙ год) = 0,25 . 10-3 1/(км∙ год).
L
49
3. Прогнозируемая частота возникновения аварий на участке МН составит:
L   уд  L  0,25∙ 10-3∙ 520 = 0,14 1/год,
т.е. в среднем 1 раз в 7 лет.
Величина и размерность второго параметра риска, характеризующая последствия
нежелательного происшествия определяется целью оценки рис-ка. Последствия для
человека могут быть выражены в виде утраты жизни, уменьшения ее средней ожидаемой
продолжительности, количества специ-фических заболеваний либо травматизма, потерь
трудоспособности и других показателей. Последствия в виде материального ущерба
имуществу (собст-венности) государства, физических и юридических лиц обычно
выражаются в рублевом эквиваленте либо других материальных единицах: объемах выбросов или сбросов, площадей загрязненных территорий и т.п. В ряде слу-чаев оценить
последствия в виде ущерба либо вреда достаточно сложно. Речь, прежде всего, идет об
оценке изменения здоровья человека, либо ущер-бе, наносимом окружающей среде,
включая флору и фауну.
Нежелательными событиями, подлежащими оценке риска, могут быть не только
аварии с их характерными залповыми выбросами (сбросами), но и загрязнениями
постоянного (систематического) характера от источников в штатном режиме их
эксплуатации. Более того, в настоящее время в терминах риска принято описывать
техногенные опасности от таких достоверных со-бытий (т.е. происходящих с
вероятностью р = 1), как нормативно допустимое загрязнение окружающей природной
среды при осуществлении правомерной производственно-хозяйственной деятельности.
Отдельные факторы риска, например, в виде негативных эстетических последствий
нарушения уникаль-ных ландшафтов вследствие непродуманной застройки, оценить
практически невозможно.
Структуру риска определяет, прежде всего, присутствие двух параметров,
составляющих риск. Их наличие привело к наиболее простой и довольно
распространенной форме оценки риска – в виде произведения составляющих
(вероятностной и последствий):
R  P Y
(10.1)
Результатом умножения является величина с размерностью средне-временного
ущерба, обычно руб./год. Такая форма выражения оценки риска представляется
достаточно удобной для восприятия и сопоставления, в осо-бенности при сравнении
отдельных объектов технологической цепи пред-приятия по величине риска. Результат
достаточно нагляден, позволяет опре-делить «узкие места» предприятия и может служить
основой для принятия соответствующих управленческих решений. Однако итогом
умножения бу-дет являться величина, выделить из которой одну из составляющих уже не
удастся. В этом случае при анализе событий очень редкой и редкой повто-ряемости (на
уровне 10-6 – 10-4 1/год), а крупные аварии и катастрофы, по счастью, являются таковыми,
можно получить ошибочные выводы. Отметим, что понятие «частота события», при его
обиходной трактовке, в данном слу-чае, т.е. для очень редких событий, выглядит не
соответствующим своим численным значениям.
Поясним возможную ошибочность выводов на примере. Величина риска,
определенная по формуле (9.1) и равная, допустим, 1000 руб./год не является, на первый
взгляд, достаточно значимой в масштабе крупного предприятия. Материальный ущерб в
1000 руб. может приносить одна авария, по-вторяющаяся ежегодно и в силу этого мы к
3
ней, возможно, привыкли. Од-нако точно такая же величина характеризует риск аварии с
катастрофиче-скими последствиями, оценка которых составляет 1 млрд. руб., пусть даже с
расчетной повторяемостью 10-6 1/год, т. е. происходящая в среднем 1 раз в миллион лет.
Можно ли пренебрегать возможностью возникновения такой аварии? На этот вопрос
ответить не просто. Безусловно, в каждом конкрет-ном случае ситуация требует
тщательного изучения, что является частью анализа риска. Миллион лет представляется
бесконечно большой величиной, но авария может произойти в любой год. А готовы ли мы
к ней? Учтены ли все возможные пути развития ситуации и меры смягчения последствий?
Нау-ка о техногенном риске, особенно в части его прогнозирования, не является
математически точной.
На практике отмечались случаи возникновения аварий со сценариями развития,
считавшимися практически невероятными. К таким гипотетиче-ским авариям относилась
крупная техногенная катастрофа, произошедшая в 1986 г. на Чернобыльской АЭС.
Вероятность ее возникновения (по тому сце-нарию, который случился) считалась равной
менее, чем 10-7 [3]. Аварии, имеющие такой уровень вероятности, обычно исключают из
рассмотрения, считая их практически невозможными (гипотетическими). Это
стандартный прием, используемый специалистами при выполнении оценки и анализа риска. Однако объект (ЧАЭС) не являлся стандартным, по меньшей мере – по
общепромышленным понятиям, поскольку их в стране существует немного, а
по тяжести последствий возможных аварий они, несомненно, уникальны. Жизнь –
лучший сценарист и зачастую вносит коррективы в наши представления о реальности
возможных событий.
Поэтому риск событий, и не только редких, и наиболее опасных по своим
последствиям, целесообразно оценивать в другой форме – отдельно по каждой из двух
составляющих: величине возможного ущерба и частоте (ве-роятности) его реализации. По
такому принципу устроены так называемые «матрицы рисков», определяющие границы
зон допустимости (приемлемо-сти) риска по его составляющим – координатам. Пример
подобной матрицы, приведенной в Руководстве по оценке рисков ЧС техногенного
характера [32], представлен в табл. 9.1.
Таким образом, можно говорить о трех основных формах выражения результатов
оценки риска:
а) вероятностной;
б) стоимостной (ущерб);
в) комбинированной, объединяющей две предыдущие.
4
Таблица 10.1- – Определение границ зон рисков в координатах «частота ЧС –
материальный ущерб»
Размер материального ущерба, руб.
Частота ЧС,
Менее 100тыс.
От 100 тыс. до 50 От 50 млн. до 500 Свыше 500 млн.
1/год
млн.
млн.
Более 1
Зона
1 – 10 -1
Зона
10-1– 10-2
10-2 – 10-3
риска
повышенного
Зона
10-3 – 10-4
10-4 – 10-5
недопустимого
риска
условно
Зона
10-5 – 10-6
Более 10-6
приемлемого
приемлемого
риска
риска
2 Показатели оценки риска
2.1 Вероятностные показатели в структуре оценки риска
Первую составляющую риска в формуле (10.1) обычно называют веро-ятностной,
поскольку она характеризует риск, в целом, как случайную вели-чину. Отметим, что и
вторая составляющая при априорном оценивании риска также выражает заранее точно не
известную величину потерь: материальных (непрерывная случайная величина), людских
(дискретная случайная вели-чина) либо иных потерь, например, видового разнообразия
флоры и фауны, и т.д. Прогнозирование риска можно сравнить с предсказанием, точнее –
экст-раполяцией имеющегося опыта на определенное будущее с помощью доверительных методик.
Риск часто отождествляют с вероятностью. Многие определения риска так и начинаются:
«риск – это вероятность …». Напомним, что вероятность является безразмерной
величиной, выражающей действительное число от 0 до 1. Поэтому в подобном
определении термина «риск» поясняющее слово «вероятность» лучше понимать не с
позиции языка математики – точной науки, а как «возможность исполнимости» (словарь
С. Ожегова).
Если речь идет об оценивании риска (термин «оценивание» здесь под-черкивает
процедуру выполнения оценки риска), то следует придерживаться следующих позиций,
проверенных практикой. В тех случаях, когда вероятно-стная составляющая риска либо
его величина напрямую не связаны с вре-менным фактором, т.е. в смысловом значении не
зависят от интервала вре-мени произошедших либо прогнозируемых событий, вполне
приемлемо ис-пользование параметра «вероятность» в качестве составляющей оценки
рис-ка. Это так называемые «шансовые» ситуации. Вероятность здесь интер-претируется
как доля возможного.
5
Например, исследованиями ученых-астрономов установлено, что при появлении в
окрестностях орбиты Земли одного из крупных астероидов ве-роятность столкновения
(как инициирующего события) по расчетным дан-ным составляет 5·10-6 («пять на
миллион» или один шанс из 200 тысяч). Да-лее, поскольку последствия такого
столкновения, в целом, понятны не только специалистам – это катастрофа, возможно,
планетарного масштаба, допус-тима и такая оценка: «Риск столкновения равен 5·10-6».
Здесь риск, как ре-зультат оценивания, характеризуется только одной величиной –
вероятно-стью.
Еще один пример представления результатов оценивания рисков. В Руководстве по
оценке риска для здоровья населения [38] ключевое понятие – оценка риска – трактуется
как процесс установления вероятности развития и степени выраженности
неблагоприятных последствий для здоровья чело-века или здоровья будущих поколений,
обусловленных воздействием факто-ров среды обитания. Другой документ
Минздравсоцразвития – Рекомендации [27], рассматривает потенциальный риск также как
вероятность возникно-вения неблагоприятного для человека эффекта при заданных
условиях. Таким образом, в указанных документах риск, в целом, определяется как
вероятность воздействия, без учета фактора времени (год, час), но в зависимости от
определенных факторов среды обитания, которые, в свою очередь, могут иметь связь со
временем, например, возникать в случаях аварий.
Кроме того, в условиях существования опасностей в техносфере, рас-сматриваемые
негативные воздействия могут носить различный характер. Воздействие может быть не
очень большим по значимости, т.е. иметь мало-существенные последствия для
конкретного реципиента, но частым, система-тическим или даже постоянным по времени.
Такие ситуации происходят вследствие определенных условий, сложившихся в
конкретном регионе либо в зоне штатной эксплуатации технических объектов. Например,
сброс недос-таточно очищенных промышленных сточных вод в водоем, или подземная
утечка нефтепродуктов из трубопровода, имеющая незначительную интен-сивность,
вследствие чего ее сложно обнаружить. Эти опасности носят, воз-можно,
детерминированный характер, а не вероятностный. Для ситуаций другого типа
характерны кратковременные залповые воздействия, имеющие существенные
последствия, но происходящие относительно редко. Эти при-знаки характерны для
аварий, катастроф и ЧС.
Таким образом, исходное (инициирующее) событие первого или второго типа,
последствия которого имеют вредное (или опасное) воздействие на окружающую среду,
нуждается в оценке частоты возникновения, величины с размерностью, обратной
времени, как правило [1/год или год-1]. Затем, для событий-последствий, способных
развиваться по различным сценариям, кратковременно или длительно, необходима оценка
вероятности тех или иных последствий для каждого из реципиентов. Если, к примеру, в
ре-зультате аварии или систематического воздействия опасного (вредного) пер-вичного
или вторичных факторов может пострадать человек или его здоро-вье, также необходимо
знание величины вероятности этих событий. Незави-симо от характера воздействия
(аварийное, систематическое), здесь речь идет об оценке риска для человека.
2.2 Связь вероятности и частоты в структуре оценки риска
В среде специалистов существует мнение о том, что при оценке рисков совершившихся
событий, т.е. при апостериорном оценивании рисков следует оперировать понятием
«частота» возникновения
нежелательного
события.
Если
же
выполняется
прогнозирование, то есть априорное оценивание риска, следует использовать термин
«вероятность». На самом деле связь в употреблении терминов «частота» или
«вероятность» в зависимости от фор-мы времени совершения событий (прошедшее или
будущее) довольно услов-на и ниже это показано. Следует лишь учитывать, что частота
6
возникновения имеет вероятностный, стохастический характер, а саму вероятность в отдельных случаях лучше понимать как возможность. Наука о риске, иногда ее называют
рискологией, еще очень молодая и различия в понимании и трактовках понятий и
терминов на данном этапе неизбежны. Кроме того, риск, как мы уже говорили, достаточно
информативен при использовании его составляющих в качестве самостоятельных
параметров. Поэтому нет никакого противоречия в том, что разные специалисты дают
определения риска, как вероятности, частоты возникновения, ущерба или измеряют его в
натуральных показателях [18].
Один из вопросов, решаемых в процессе оценки и анализа риска, например, при
прогнозировании риска аварий, звучит так: «Как часто это может произойти?». Вполне
логичным ответом, полученным в результате оце-нивания, будет величина с
размерностью, обратной времени (например, 10-2 1/год, т.е. в среднем 1 раз в 100 лет).
Величину, имеющую такую размер-ность, принято называть частотой, повторяемостью
или интенсивностью воз-никновения аварий. Предположим теперь, что мы оперируем с
составляющей риска в форме вероятности. Очевидно, что безразмерная величина, равная,
к примеру, 0,5 или 10-2 не сможет дать ответа на вопрос, прозвучавший выше.
Искусственно отождествлять вероятность с частотой также противоестест-венно. Это
случается при использовании фразеологических оборотов, типа «вероятность события
составляет 0,1 в течение года». Очевидно также, что если частота возникновения аварии,
или отказа одного из элементов системы может быть равной, к примеру, 2 1/год, то
вероятность никогда не превысит единицы.
Вместе с тем, безразмерность величины «вероятность» приводит к трактовке
количественной оценки риска (результирующей величины) как ма-тематического
ожидания ущерба (потерь) в единицах материальных, люд-ских либо иных потерь.
Интерпретация риска в форме математического ожи-дания величины последствий, т.е.
того, чем мы рискуем, часто применяется в теории и практике риска, и в данном разделе
приводятся эти примеры. Такой подход используется в математической статистике при
разработке процедур принятия решений, где величиной риска служит аналогичный
показатель – среднеожидаемая величина потерь в случае неправильного решения. Подобная трактовка применяется и в социально-экономических расчетах, напри-мер, при
анализе сейсмических опасностей. Здесь величина риска определя-ется как
среднеожидаемые потери зданий и сооружений (как правило, выра-женные в стоимостной
форме) при известных вероятностях сейсмических колебаний различной интенсивности.
Связь между частотой возникновения события и его вероятностью можно проследить при
использовании математического аппарата теории на-дежности. Риск эксплуатации ОПО
может быть представлен как мера опас-ности аварий (внезапное высвобождение энергии
или вещества) и мера опас-ности объекта в нормальном (штатном) режиме эксплуатации,
т.е. при систе-матическом или постоянном выбросе (сбросе) загрязняющего вещества в
ок-ружающую среду [20]:
R  RA  RШ
(10.2)
Эта же величина риска, как математическое ожидание причиняемых ущербов Y
определяется следующим образом:
n
R  M Y    P( Bi )  Yi
i 1
(10.3)
где P(Bi) – вероятность причинения i-го вида ущерба yi сторонним объектам; Bi – факт
причинения ущерба со стороны ОПО.
Представим формулу (3.3) в виде суммы (3.2):
7
n
m
i 1
j 1
R   P( Bi )  Yi   P( Bi )  Yi /
(10.4)
где – размер среднего j-го вида ущерба (вреда) при штатной эксплуатации ОПО. Его
величина на стадии проектирования ОПО устанавливается с по-мощью процедуры ОВОС
(оценки воздействия предполагаемой деятельности на окружающую среду), а на стадии
эксплуатации – согласно установленным нормативам ПДВ (предельно допустимых
выбросов в атмосферу), ПДС (пре-дельно допустимым сбросам в водные объекты) и
лимитам на размещение отходов. jy′
Заметим, что при загрязнении постоянного характера (достоверное событие), его
вероятность P(Bj) = 1 – второе слагаемое в формуле (10.4), а размеры ущербов, как
правило, относительно малы.
При возникновении аварии (случайное событие А) и ее дальнейшем развитии по
конкретному сценарию (случайное событие Сi), причинение ущерба со стороны ОПО
(случайное событие Bj) определится зависимостью:
C
P( Bi )  P( A)  P( i ) .
A
(10.5)
В этом выражении первый сомножитель – P(A) характеризует вероят-ностную
составляющую риска возникновения аварии, а второй – вероятность ее развития по
сценарию Сi.
Подставив (10.5) в (10.4), получим:

R  P( A) P(Ci


A)  Yi   Y j/ .

(10.6)


 P(Ci A)  Yi  является вероятностной характеристикой по-следствий


(ущерба величиной yi). Напомним, что непременными условиями, которые описаны
выражением (10.6), является факт наступления аварии (P(A) = 1) и вероятность (значение
от 0 до 1) ее развития по сценарию Ci.
Связь, которую мы хотим установить, между вероятностью возникновения событияаварии А (как это определяется в теории надежности) и ве-роятностной составляющей
риска [P(A)] – в формуле (9.6) – частотой ава-рии, достаточно условна. В самом деле,
методы теории надежности и лежа-щей в ее основе теории вероятностей оперируют
достаточно простыми элементами и техническими узлами. ОПО, в отличие от них, является, как пра-вило, сложным
объектом-системой, свойства которой не являются суммой свойств отдельных элементов.
Виды состояния сложных систем и законо-мерности их изменения не ограничиваются
простым двоичным кодом (1 – 0, есть отказ – нет отказа).
Переходя от характеристики основного (ключевого) события в теории вероятностей –
отказа, к основному событию – событию-аварии при оценке их риска, примем ряд
допущений:
1) Тождественность события-отказа и события-аварии (в действительности не
каждый отказ является аварией);
2) Количество анализируемых событий-аварий является статистически
достаточным (хотя крупные аварии отдельных объектов – событие, воз-можно, редкое и, к
тому же, сами объекты могут иметь существенные индивидуальные особенности либо
являться уникальными);
3) Аварии рассматриваются нами как простейший (стационарный, пуассоновский)
поток событий, при этом частота событий-аварий λ = const.
Зная, что вероятность возникновения события-аварии А за время t может быть определена
посредством частоты (интенсивности) такого события λ [1/год], запишем:
Значение
8
P( A)  PA (t )  1  et
(10.7)
При λ = const считается справедливым экспоненциальный закон рас-пределения событийаварий и для произведения λt < 0,01 (по аналогии с функцией y = e  x ) можно принимать:
PA (t )    t
(10.8)
В практике анализа риска величина t обычно принимается равной одному году и более.
При этом, для выполнения условия (9.8), частота событий-аварий λ должна составлять
менее 10-2 1/год, сохраняя их постоянство. В этом состоит связь анализируемых величин –
вероятности события P(A) и его частоты λА, используемой в качестве вероятностной
составляющей риска. Та-ким образом, зависимость (10.8) показывает возможность и
условия их взаим-ного видоизменения.
3. Опасности аварий и их последствия.
Выше отмечалось, что опасность техногенного характера рассматривается как
состояние, внутренне присущее технической системе, промышленному или транспортному
объекту, реализуемое в виде поражающих воздействий источника техногенной чрезвычайной
ситуации на человека и окружающую среду при его возникновении либо в виде прямого или
косвенного ущерба для человека и окружающей среды в процессе нормальной эксплуатации
этих объектов.
Большинство опасностей на промышленных объектах возникает в результате штатных
(плановых) или нештатных (аварийных) выбросов в атмосферу вредных (токсичных) или
взрывопожароопасных веществ или в результате быстротечных выделений больших количеств
энергии. Указанные опасности, как правило, имеют различное происхождение, разные
масштабы и механизмы воздействия на человека и окружающую среду. Ниже приведены
типовые возможные опасности, последовательности событий, исходы аварий и их
последствия на химико-технологических объектах.
Технологические опасности:
а) значительные объемы хранения опасных, горючих, нестабильных,
коррозионных, удушающих, взрывающихся от удара, высоко реактивных, токсичных,
горючих, пылевидных веществ;
б) экстремальные физические условия: высокие и низкие температуры, высокие
давления, вакуум, циклические изменения давления и температуры, гидравлические
удары.
•
•
•
•
•
б)
Инициирующие события:
а) технологические нарушения:
отклонения технологических параметров: давления, температуры, расхода,
концентрации, скорости реакции, теплоты реакции, изменение фазового состояния,
загрязнение;
спонтанные реакции: полимеризация, неконтролируемые процессы, внутренний
взрыв, разложение;
разгерметизация трубопроводов, резервуаров, сосудов, отказ прокладок, сальников;
неисправности оборудования: насосов, клапанов, измерительных приборов,
датчиков, блокировок;
неисправности систем обеспечения: электрической, подачи воздуха или азота,
водоснабжения, охлаждения, теплообмена, вентиляции;
отказ системы административного управления и субъективные ошибки;
в) внешние события: экстремальные погодные условия, землетрясения, воздействие
других аварий, случаи вандализма, диверсии.
9
Промежуточные события, способствующие эскалации аварий:
а) отказы оборудования (например, систем безопасности);
б) отказы в системе административного управления;
в) ошибки человека;
г) эффекты домино: разгерметизация другого оборудования,
выбросы других веществ;
д) внешние условия: погодные, видимость.
Промежуточные события, способствующие снижению риска:
а) адекватные реакции систем контроля и управления или оператора;
б)адекватные реакции систем безопасности;
в) своевременное реагирование на чрезвычайную ситуацию: сирены
предупреждения, аварийные мероприятия, защитная экипировка,
убежища, эвакуация.
Исходы аварий:
а) выбросы вредных веществ: выброс, мгновенное и постепенное
испарение, дисперсия газа;
б) пожары: пожары луж, струевое пламя, образование огневых шаров и взрывов
перегретых углеводородных жидкостей, вспышечные пожары;
в) взрывы: ограниченные, физические, пылевые, взрыв первого облака в свободном
пространстве, детонация, взрыв конденсированной фазы;
г) разлет осколков;
д) последствия воздействий: ионизирующего, токсического, термического,
избыточного давления.
При оценках индивидуального риска от ЧС техногенного и природного характера
часто принимается, что значения индивидуального риска в основном определяются
частотой аварии и интенсивностью поражающего фактора (моделями воздействия) и
сопротивлением этому воздействию (законами поражения). В качестве поражающего
фактора при расчете последствий принимается фактор, вызывающий основные
разрушения и поражения. Основные параметры поражающих факторов ЧС природного
и техногенного характера приведены в табл. 9.1.
Таблица 10.1. - Поражающие факторы и их основные параметры
Виды ЧС
Землетрясение
Поражающие факторы
Обломки зданий,
сооружений
Взрывы
Воздушная ударная волна Избыточное давление
во фронте воздушной ударной волны
Пожары
Тепловое излучение
Цунами,
прорыв плотин
Волна цунами,
волна прорыва
Радиационные
аварии
Химические
аварии
Параметры
Интенсивность землетрясения
Плотность теплового потока
Высота волны максимальная скорость
волны, площадь и длительность затопления,
давление гидравлическое
Радиоактивное заражение Доза излучения
Токсичные нагрузки
Токсодоза
10