Проблемы защиты окружающей среды: в чрезвычайных ситуациях

Прирассмотрении проблем защиты окружающей среды в чрезвычайных ситуациях необходимо учитывать обстоятельства и причины фундаментального характера, связанные с развитием техносферы, которые определены в основополагающей работе В.А. Легасова. Они связаны с тем, что научно-технический прогресс привносит в мир новые опасности (к традиционным пожарам, взрывам и обрушениям добавились токсическая, радиационная и биологическая опасности и нельзя исключить появление новых). Расширился спектр опасных факторов в традиционных отраслях промышленности за счет использования новых процессов, методов и средств (токсическая опасность металлургических производств). Даже известные как относительно безопасные вещества применяются в комбинациях, когда они могут стать источниками опасных факторов. Рост энергонасыщенности производств, давлений и температур в промышленных и транспортных коммуникациях приводит к увеличению масштабов последствий при уменьшении вероятности отдельно взятых негативных событий (последствия реализации опасностей в техносфере соизмеримы с негативными природными воздействиями). Опасности накапливаются из-за роста масштабов и концентрации производств (зона города Дзержинска). Освоение новых сырьевых баз или способов производства часто приводит к столкновению с новыми опасностями (Астраханское газоконденсатное месторождение). Увеличение плотности расположения производств приводит к увеличению вероятности их взаимодействия в аварийных ситуациях. И, наконец, характерные для технического прогресса смена техники, систем управления, интенсификация технологических процессов объективно усложняют взаимодействие в системах человек-машина. Это становится одной из основных причин аварий при том, что надежность технических систем несомненно повышается.

1.4. Основные поражающие факторы аварий и катастроф

Основные опасности нефтегазодобывающих, нефтехимических и химических производств, которые могут привести к возникновению чрезвычайных ситуаций, связаны с авариями в виде пожара, взрыва или токсического выброса. Прогнозирование и предупреждение последствий аварий на таких производствах связано, прежде всего, с прогнозированием и предупреждением действия поражающих факторов при реализации основных опасностей. При всем многообразии возможных сценариев аварий набор поражающих факторов ограничен. Это дает возможность описывать физические воздействия, приводящие к нанесению ущерба людям, материальным ценностям и окружающей среде, конечным числом параметров.

Основными поражающими факторами при пожаре, огненном шаре, а также при взрыве являются пламя и тепловое излучение. В этих случаях определение полей поражающих факторов сводится к определению границ зоны пламени и определению текущих значений теплового потока в зависимости от удаления от внешней границы зоны пламени.

Основными поражающими факторами при взрывах, в том числе при взрывах топливовоздушных смесей, взрывах резервуаров с перегретой жидкостью и сосудов высокого давления являются воздушные ударные волны и летящие обломки различного рода объектов технологического оборудования и т.д. В качестве параметров поражающего действия воздушной ударной волны рассматриваются избыточное давление во фронте волны и ее импульс в зависимости от расстояния от места взрыва. Параметрами, определяющими поражающее действие осколков, являются количество осколков, их кинетическая энергия, направление и расстояние разлета.

При токсическом выбросе основным поражающим фактором является химическое заражение. При этом заражению могут быть подвергнуты приземный слой атмосферы, водные источники, продукты питания, почвы и т.д. Параметрами, характеризующими токсические нагрузки при токсическом выбросе, являются поля концентраций вредного вещества и времена действия поражающих концентраций.

При разливах нефти и нефтепродуктов поражающими факторами являются площади и степени загрязнения земель и водных объектов, а также поля концентраций выделившихся в атмосферу углеводородов.

Поражающие факторы при авариях такого вида, как обрушение строительных конструкций, обычно не рассматриваются, вероятно, ввиду их тривиальности. Очевидно, что в этом случае зона поражения будет определяться площадью завала при обрушении.

Основными факторами, определяющими ущерб при авариях на гидротехнических сооружениях, являются высота и скорость движения волн прорыва, высота подъема уровней в нижнем бьефе и площадь затопления.

Очевидно, что перечисленные поражающие факторы являются основными для рассмотренных видов аварий. В действительности, при аварии действуют несколько поражающих факторов. Так, при пожаре значительным может быть воздействие токсичных продуктов горения. При взрыве больших масс взрывчатых веществ могут иметь место значительные сейсмические последствия, приводящие к обрушению по этой причине. В свою очередь, причинами несчастных случаев при обрушении могут быть и удары падающих конструкций, и падение с высоты, и асфиксия. Поэтому при прогнозировании последствий аварий необходимо учитывать все возможные поражающие факторы и выделять основные из них только после анализа возможности их реализации.

Экспертная оценка вероятности проявления основных поражающих факторов при техногенных авариях представлена на рис. 1.1. При этом тяжесть последствий при действии различных поражающих факторов существенно различна. Так, обрушение зданий и конструкций практически всегда приводит к тяжелым последствиям, в то время как последствия воздействия поражающих факторов при пожаре, как правило, не столь катастрофичны для персонала. Примерное распределение несчастных случаев по факторам опасности представлено на рис. 1.2 Поэтому методы оценки вероятности появления основных поражающих факторов при авариях и вероятности их действия будут рассмотрены отдельно.

Рис. 1.1. Вероятность основных поражающих факторов при техногенных авариях: 1 — разрушение, обрушение зданий и сооружений; 2 — пожар; 3 — осколки и разлетающиеся фрагменты оборудования; 4 — столкновение (удар) с элементами конструкций; 5 — отравление токсичными продуктами; 6 — прямые поражения ударными волнами

Рис. 1.2. Распределение несчастных случаев по поражающим факторам: 1 — разрушение, обрушение зданий и сооружений; 2 — пожар; 3 — осколки и разлетающиеся фрагменты оборудования; 4 — столкновение (удар) с элементами конструкций; — отравление токсичными продуктами;— прямые поражения ударными волнами

Поэтому методы оценки вероятности появления основных поражающих факторов при авариях и вероятности их действия будут рассмотрены отдельно.

Дата добавления: 2014-01-06