Техногенні небезпеки та їхні наслідки. Типологія аварій на потенційно-небезпечних об’єктах.

Глибоке порушення природної екологічної рівноваги, ускладнення взаємин між людиною та природою пов’язано з невідповідністю виробничих сил та виробничих відносин в людському суспільстві Як елементи тиску цивілізації на природне середовище виступають високо відхідні та високо витратні технології, що застосовуються в промисловості та сільському господарстві, автомобільний транспорт та урбанізація, гонка озброєння.

Техногенний тип розвитку цивілізації в умовах росту населення вимагає залучення до виробничих процесів все більшої кількості природних ресурсів. Тільки з 1958 р. до 1986 р. у світі було використано 117 млрд. т викопного палива, яке є невідновним ресурсом. У світі зареєстровано більше 9 млн. видів штучно отриманих хімічних речовин, близько 300 тисяч видів їх надходить у продаж. Загальний об’єм відходив в світі, що забруднюють природне середовище оцінюються в 600 млн. т на рік.

У атмосферу щорічно викидається приблизно 15 млрд. тонн окису вуглецю як наслідок горіння палива та різних видів господарської діяльності. В Україні щорічно викидається в атмосферу 20 млн. тонн шкідливих речовин: Кривий Ріг, Дніпропетровськ, Запоріжжя, Маріуполь, Київ, Донецьк, Луганськ. У середньому на кожного громадянина Україні припадає понад 380 кг шкідливих речовин. Промислове та сільськогосподарське виробництво породило техногенні небезпеки.

Україна є однією з найбільш техногенно навантажених держав Європи, що визначає складну екологічну ситуацію в державі. В Україні щорічно виникають тисячі надзвичайних ситуацій техногенного характеру, в наслідок яких гине велика кількість людей, зазнаються значні матеріальні збитки.

Тенденція зростання кількості надзвичайних ситуацій техногенного характеру, вагомість наслідків об’єктивно примушують розглядати їх як серйозну загрозу безпеці окремій людині, суспільству та навколишньому середовищу, а також стабільності розвитку економіки країни.

1. Техногенні небезпеки та їхні уражаючі фактори за генезисом і механізмом впливу

1.1. Характеристика техногенних небезпек

Техногенні небезпеки – це небезпеки, пов’язані з експлуатацією технічних пристроїв та систем.

Джерелами техногенних небезпек є відповідні об’єкти, що їх породжують. Поява принципово нових небезпечних видів техніки й технологій, накопичення на хімічних підприємствах величезних запасів токсикантів, а на радіаційних підприємствах радіоактивних речовин, підвищення складності технічних систем, якими керує людина, є причинами виникнення небезпек, які призводять до підвищення частоти промислових аварій та катастроф, забруднення довкілля.

Небезпечні техногенні явища на об'єктах техносфери викликаються зовнішніми і внутрішніми причинами, а також їх несприятливим поєднанням.

Внутрішні причини пов'язані з небезпечними техногенними процесами на технічних об'єктах: старіння, деградація параметрів, раз регулювання, що призводять до відмов технічних пристроїв, аварійних ситуацій і аварій.

Зовнішні причини небезпечних техногенних явищ обумовлені взаємодією з об'єктами техносфери, навколишнього природного і соціального середовищ.

Промислові об'єкти за потенціалом небезпеки (кількістю накоплених небезпечних речовин, запасеної енергії) умовно поділяються на:

– безпечні;

– небезпечні, підлягають реєстрації в державному реєстрі, вимагають декларування безпеки і т. д.

Класифікація небезпечних промислових об'єктів за механізмом можливої заподіяної шкоди (в процесі нормальної експлуатації або в разі аварії), характером можливих НС наведена на рис. 1.

Потенційна можливість заподіяння шкоди є ключовою в трактуванні терміну «потенційно небезпечний об'єкт». За механізмом заподіяння шкоди об'єкти техносфери можуть бути:

– шкідливими для здоров'я в процесі експлуатації. Проявом їх небезпеки є рівні шкідливих факторів, які супроводжують експлуатацію об'єкта та ступінь забруднення прилеглих до об'єкту територій в результаті викидів і скидів;

– потенційно небезпечними, збиток від яких настає у разі аварій. Проявами їх небезпеки є рівні уражаючих факторів, що формуються у разі аварії, площі і ступінь забруднення прилеглих до об'єкту територій у разі аварій.

За природою небезпечних факторів, що утворюються в результаті аварій, визначають наступні групи потенційно небезпечних об'єктів: ядерно -, радіаційно-, хімічно-, пожежо-, вибухо- , біологічно-, гідродинамічно-небезпечні об'єкти та об'єкти життєзабезпечення.

Поява принципово нових небезпечних видів техніки і технологій, накопичення на хімічних підприємствах величезних запасів токсикантів, а на радіаційних підприємствах – радіоактивних речовин, підвищення складності технічних систем, якими керує людина, яка призводить до виникнення небезпек, що підвищують частоту промислових аварій і катастроф, збільшує їх тяжкість і наслідки за рахунок дії різноманітних уражаючих факторів, техногенних аварій і веде до забруднення навколишнього середовища.

Сукупність об'єктів техносфери призводить до появи уражаючих небезпечних і шкідливих факторів, здатних до забруднення навколишнього середовища та формування негативних умов для життєдіяльності людини.

Рис 1. Класифікація небезпечних промислових об'єктів

1.2. Класифікація, номенклатура та одиниці вимірювання уражаючих факторів фізичної та хімічної дії джерел техногенних небезпек

Уражаючі фактори джерел техногенних небезпек класифікують як за генезисом, так і механізмом дії.

Генезис – це природа виникнення і подальший розвиток факторів ураження.

А). Уражаючі фактори джерел техногенних небезпек за генезисом походження поділяють на фактори прямої дії (первинні) і побічної дії (вторинні).

Первинні фактори ураження безпосередньо викликаються змінами джерела техногенної небезпеки.

Вторинні уражаючі чинники викликаються змінами об'єктів навколишнього середовища, які викликані дією первинних уражаючих факторів.

Б). Уражаючі фактори джерел техногенних небезпек за механізмом дії поділяють на фактори фізичної та хімічної дії.

До уражаючих факторів фізичної дії відносять:

• повітряну ударну хвилю;

• хвилю тиску в ґрунті;

• сейсмічну вибухову хвилю;

• хвилю прориву гідротехнічних споруд;

• уламки або осколки;

• екстремальний нагрів середовища;

• теплове випромінювання;

• іонізуюче випромінювання;

• електромагнітне випромінювання.

До уражаючих факторів техногенних небезпек хімічної дії відносять токсичну дію небезпечних штучних хімічних речовин.

Номенклатура контрольованих і уражаючих чинників джерел техногенних небезпек, що використовуються для прогнозування, наведена нижче за текстом лекції, а позначення факторів і їх розмірність наведена в табл. 1.

Повітряна ударна хвиля, що виникає внаслідок вибухів легкозаймистих та вибухових речовин, характеризується наступними кількісними параметрами:

– надлишковим тиском у фронті ударної хвилі, ∆Р, (Па; кгс/см², атм.);

– тривалістю дії фази тиску t_фд, (c);

– імпульсом фази тиску, І, (Па/с; кгс/с/см²).

Хвиля тиску в ґрунті, що виникає внаслідок вибухів легкозаймистих і вибухових речовин, має наступні параметри ураження:

– максимальний тиск, ∆Р, (Па; кгс/см², атм.);

– тривалість дії тиску, t_дд, (c);

– час наростання тиску до максимального, t_нт, (c).

Сейсмічна вибухова хвиля, що виникає внаслідок потужних вибухів вибухових речовин або ядерної зброї, характеризується наступними параметрами уражаючих факторів:

– швидкістю розповсюдження хвилі, V, (км/с);

– максимальним значенням масової швидкості ґрунту, V (м/с);

– часом зростання напруги в хвилі до максимально, t_зн, (c).

Хвиля прориву гідротехнічних споруд, що виникає в результаті прориву гребель, шлюз, дамб, має наступні параметри уражаючих факторів:

– швидкість хвилі прориву, V_пр, (м/с);

– глибину хвилі прориву, h, (м);

– температуру води Тв, (°С) і час дії хвилі прориву, t_хп, (с).

Уламки і осколки, що виникають при вибухах, мають наступні параметри уражаючих факторів:

– масу осколків, m, (кг);

– швидкість розльоту осколків або уламків, V_о, (м/с);

Екстремальний нагрів середовища, що виникає при пожежах і вибухах і характеризується наступними параметрами уражаючих факторів:

– температурою середовища, Т_с, (°С);

– коефіцієнтом тепловіддачі, ;

– часом дії джерела екстремальних температур, t_ет, (с).

Теплове випромінювання, що виникає при пожежах, вибухах, має наступні параметри:

– енергію теплового випромінювання Q, (Дж);

– потужність теплового випромінювання, W, (Вт);

– час дії джерела теплового випромінювання, t_тв, (с).

Іонізуюче випромінювання, що виникає при аваріях на РНО з виходом радіоактивних речовин, має наступні параметри уражаючих факторів:

– активність радіонуклідів у джерелі, А, (Бк)

– щільність радіоактивного зараження місцевості,

– концентрація радіоактивного зараження,

– концентрація радіонуклідів,

Таблиця 1.