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

тема3 Техногенні небезпеки та їх наслідки. Типологія аварій на потенційно небезпечних об’єктах

1. техногенні небезпеки та їх вражаючі фактори за походженням  і механізмами впливу

Техногенна небезпека - стан, внутрішньо притаманний технічній системі, промислового або транспортному об'єкту, що реалізовується у вигляді вражаючих впливів джерела техногенної надзвичайної ситуації на людину і навколишнє середовище при його виникненні, або у вигляді прямого або непрямого збитку для людини і навколишнього середовища в процесі нормальної експлуатації цих об'єктів. [3]  
До техногенних відносяться надзвичайні ситуації, походження яких пов'язане з виробничо-господарською діяльністю людини на об'єктах техносфери. Як правило, техногенні НС виникають внаслідок аварій, що супроводжуються мимовільним виходом в навколишній простір речовини і (або) енергії.  
Базова класифікація НС техногенного характеру будується за типами та видами надзвичайних подій, ініціюючих НС:  
· Транспортні аварії (катастрофи);  
· Пожежі, вибухи, загроза вибухів;  
· Аварії з викидом (загрозою викиду) Хов;  
· Аварії з викидом (загрозою викиду) РВ;  
· Аварії з викидом (загрозою викиду) біологічно небезпечних речовин;  
· Раптове обвалення будівель, споруд;  
· Аварії на електроенергетичних системах;  
· Аварії в комунальних системах життєзабезпечення;  
· Аварії на очисних спорудах;  
· Гідродинамічні аварії.  
Техногенні надзвичайні ситуації виникають у результаті раптового виходу з ладу машин, механізмів та агрегатів, що супроводжується значними порушеннями виробничого процесу, вибухами, утворенням осередків пожеж, радіоактивним, хімічним чи біологічним зараженням місцевості, які призвели чи можуть призвести до значних матеріальних втрат та враження чи загибелі людей. 
Аварія - небезпечна подія техногенного характеру, що спричинила загибель людей або створює на об'єкті чи окремій території загрозу життю та здоров'ю людей і призводить до руйнування будівель, споруд, обладнання і транспортних засобів, порушення виробничого або транспортного процесу чи завдає шкоди довкіллю. 
Катастрофа-велика за масштабами аварія чи інша подія, що призводить до тяжких наслідків. 
Великі аварії, які виникають на промислових об'єктах, транспорті тощо, за обсягами руйнування, людськими жертвами, а також за характером післядії на людей, тварин і рослини часто дорівнюють або й перевищують дію зброї масового ураження. 
Основні види аварій та катастроф: 
- транспортні, 
- пожежі, 
- вибухи, 
- руйнування споруд, 
- руйнування обладнання, 
- руйнування з порушенням енерго-, водо-, тепло- та інших систем життєзабезпечення населення та виробництва, 
- аварії систем зв'язку та телекомунікацій, 
- аварії на очисних спорудах, 
- гідродинамічні аварії, 
- руйнування з викидом радіоактивних речовин, 
- руйнування з викидом отруйних речовин, 
- руйнування з викидом небезпечних мікроорганізмів. Характер наслідків аварій і катастроф залежить від їх виду,масштабів, заселеності території, геолого-географічних умов та інших особливостей. 
Основними причинами аварій є: 
- недосконалість конструкцій, в т. ч. невідповідність проектних рішень вимогам техніки безпеки; 
- порушення будівельних норм при спорудженні об'єктів і монтажі технічних систем; 
- розробка технологічного процесу виробництва без врахування всіх можливих явищ та хімічних реакцій; 
- порушення технологічного процесу виробництва; 
- слабкий контроль за технологічним процесом та станом виробництва в цілому; 
- недотримання правил експлуатації обладнання, машин, механізмів і транспорту; 
- недотримання правил зберігання та використання агресивних, вибухо- і пожежо-небезпечних речовин; 
- фізичне старіння механізмів, споруд та матеріалів; 
- поломка приладів, особливо навігаційних при транспортних аваріях; 
- аварії на сусідніх підприємствах, лініях електропередач, газопроводах і комунальних мережах; 
- стихійні лиха; 
- тероризм; 
- безвідповідальне відношення до справи, халатність; 
- недотримання правил техніки безпеки; 
- складні метеорологічні умови, особливо при транспортних аваріях. 
Уражаючі фактори аварій та катастроф: 
- вибух; 
- пожежа; 
- затоплення; 
- отруєння людей; 
- завали виробничих будівель і споруд; 
- ураження людей електричним струмом. 
В Україні щорічно відбувається близько 500 надзвичайних ситуацій техногенного характеру, в яких гине близько 400 і страждає від різноманітних ушкоджень - 500 осіб. Більшість із надзвичайних ситуацій мають місцевий та об'єктовий характер. На ситуації загальнодержавного рівня припадає близько 1 %, а регіонального - 4 % від загальної кількості аварій. 
Найпоширенішими надзвичайними ситуаціями є пожежі та вибухи. Найбільш вибухонебезпечними виробництвами є шахти, цукрові, мукомельні, деревообробні підприємства, характерною особливістю яких є велика кількість пилу. Пил з розміром частинок менше 0,5 мм у суміші з повітрям за своїми вибуховими характеристиками наближаються до вибуху парів палива чи газової суміші. Вибухи вугільного пилу періодично стаються на шахтах, в т. ч. українських. 
Понад 1/3 усіх зареєстрованих випадків вибуху пилу сталися на деревообробних підприємствах, 1/4 випадків - це вибухи на підприємствах харчової та олійної промисловості. Середньорічні прямі збитки, завдані надзвичайними ситуаціями техногенного походження в Україні, оцінюються у 200 млн. грн.

2. класифікація, номенклатура  і одиниці виміру вражаючих  факторів фізичної та хімічної дії джерел техногенних небезпек 
Фактори ураження джерел надзвичайних техногенних ситуацій за генезисом розділяють на фактори: прямої дії, або первинні; побічної дії, або вторинні. 
Первинні фактори ураження безпосередньо викликаються виникненням джерела техногенної надзвичайної ситуації. 
Вторинні фактори ураження викликаються змінами об’єктів навколишнього природного середовища і первинними факторами ураження. 
Фактори ураження джерел техногенних надзвичайних ситуацій за механізмом дії поділяють на фактори: 
• фізичної дії; 
• хімічної дії. 
До факторів ураження фізичної дії відносять: повітряну ударну хвилю; хвилю тиску в фунті; сейсмічну вибухову хвилю; хвилю прориву гідротехнічних споруд; уламки або осколки; екстремальний нагрів середовища; теплове випромінювання; іонізуюче випромінювання.

До факторів ураження хімічної дії відносять токсичну дію небезпечних хімічних речовин.

3.промислові аварії,катастрофи  та їх наслідки. рівні виробничих  аварій в залежності від їхнього  масштабу  
Загальні положення4.1. Метою плану локалізації і ліквідації аварійних ситуацій і аварій є планування дій (взаємодії) персоналу підприємства, спецпідрозділів, населення, центральних і місцевих органів виконавчої влади та органів місцевого самоврядування щодо локалізації і ліквідації аварій та пом'якшення їх наслідків. 
4.2. Перелік виробництв (цехів, відділень, виробничих дільниць) і окремих об'єктів, для яких розроблюється ПЛАС, визначається і затверджується власником (керівником) підприємства за узгодженням із територіальними управліннями Держгірпромнагляду, територіальними органами Міністерства з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи (далі - МНС).{ Пункт 4.2 із змінами, внесеними згідно з Наказом Державного комітету України з промислової безпеки, охорони праці та гірничого нагляду N 224 ( z1176-07 ) від 01.10.2007 } 
4.3. Аварії в залежності від їх масштабу можуть бути трьох рівнів: А, Б і В. 
4.3.1. На рівні "А" аварія характеризується розвитком аварії в межах одного виробництва (цеху, відділення, виробничої дільниці), яке є структурним підрозділом підприємства. 
4.3.2. На рівні "Б" аварія характеризується переходом за межі структурного підрозділу і розвитком її в межах підприємства. 
4.3.3. На рівні "В" аварія характеризується розвитком і переходом за межі території підприємства, можливістю впливу уражальних чинників аварії на населення розташованих поблизу населених районів та інші підприємства (об'єкти), а також на довкілля. 
4.4. ПЛАС повинен охоплювати всі рівні розвитку аварії, які встановлені в процесі аналізу небезпек. Дозволяється не включати в оперативну частину ПЛАС дії персоналу під час аварійних ситуацій, які регламентуються проектно-технологічною документацією (технологічний регламент, інструкція з експлуатації, інші). У такому випадку в ПЛАС повинні бути посилання на документи, в яких ці дії регламентовані. 
ПЛАС розробляється з урахуванням усіх станів підприємства (об'єкта): пуск, робота, зупинка і ремонт. 
4.5. ПЛАС повинен бути узгоджений з територіальними управліннями Держгірпромнагляду та з територіальними органами МНС, територіальними установами державної санепідслужби та, при потребі, з органами місцевого самоврядування. { Абзац перший пункту 4.5 із змінами, внесеними згідно з Наказом Державного комітету України з промислової безпеки, охорони праці та гірничого нагляду N 224 ( z1176-07 ) від 01.10.2007 }Відмова в узгодженні має бути мотивованою і надаватись у письмовому вигляді. 
4.5.1. ПЛАС затверджується власником (керівником) підприємства. 
4.5.2. Оперативна частина ПЛАС для аварій рівня "В" затверджується органами місцевого самоврядування.

4.небезпечні події на  транспорті  так аварії на транспортних  комунікаціях. вимоги до транспортування  небезпечних речовин. маркування  вантажів з небезпечними речовинами Виникнення небезпек, що пов'язані з використанням транспортних засобів, залежать, насамперед, від їх експлуатації. Так, вміст шкідливих речовин у відпрацьованих газах (або їх димність) формує вплив на навколишнє середовище. 
Небезпечним є вміст окису вуглецю (СО) більш 1,5 % об'ємних часток на мінімальних обертах холостого ходу колінчастого вала двигуна і 2,0 % при підвищеній частоті обертів колінчастого вала на холостому ході. Значення підвищеної частоти обертання обумовлюються в технічних умовах та інструкції з експлуатації автомобіля. Під час контрольних перевірок транспортних засобів на лінії дозволяється вміст СО до 3,0 % при мінімальній частоті обертання колінчастого вала на холостому ході. 
Небезпечним також є вміст вуглеводів (парафінів, олефінів, ароматичних речовин) — більш 1200 об'ємних часток на 1 мільйон об'ємних часток повітря для двигунів з кількістю циліндрів до чотирьох на мінімальних обертах холостого ходу. При підвищених обертах двигуна вміст вуглеводів є небезпечним, коли перевищує значення 600 часток для двигунів з кількістю циліндрів до чотирьох і 1000 часток — більше чотирьох. 
Димність автомобілів з дизельними двигунами під час експлуатації е небезпечною, коли перевищує 40 % у режимі вільного прискорення і 15 % при максимальній частоті обертання колінчастого вала двигуна. 
Експлуатація транспортних засобів з підвищеною токсичністю чи димністю у відпрацьованих газах призводить до забруднення навколишнього середовища і виникнення загрози отруєння водія та пасажирів транспортного засобу. 
Негерметична паливна система призводить до витікання палива з паливної системи. Особлива небезпека може виникнути у вигляді пожежі внаслідок попадання палива на гарячі вузли й агрегати чи короткого замкнення. Негерметичність з'єднань виявляється зовнішнім оглядом або за характерним запахом бензину чи дизельного палива. 
Несправна система випуску відпрацьованих газів у вигляді відсутності глушника чи його несправність призводять до підвищення рівня шуму під час вихлопу відпрацьованих газів в атмосферу, що негативно впливає на учасників дорожнього руху і передусім на самого водія транспортного засобу. Небезпечний вантаж – речовини, матеріали, вироби, відходи виробничої та іншої діяльності, які віднесено до одного з класів небезпечних речовин. 
Класи небезпечних речовин: 
1. вибухові речовини та вироби; 
2. гази; 
3. легкозаймисті рідини; 
4.1 легкозаймисті тверді речовини; 
4.2 речовини, схильні до самозаймання; 
4.3 речовини, що виділяють при стиканні з водою легкозаймисті гази; 
5.1 речовини-окислювачі; 
5.2 органічні пероксиди; 
6.1 токсичні речовини; 
6.2 інфекційні речовини; 
7. радіоактивні матеріали; 
8. корозійні речовини; 
9. інші небезпечні речовини та вироби. 
Внаслідок своїх властивостей, за певних умов ці речовини можуть спричинити вибух, пожежу, пошкодження технічних засобів, пристроїв, споруд та інших об’єктів, заподіяти матеріальні збитки та шкоду довкіллю, а також призвести до загибелі, травмування, отруєння людей чи тварин. 
Згідно законодавства ставляться певні вимоги до відправника, перевізника і одержувача небезпечних речовин.  Законодавство також установлює певні вимоги щодо перевезення небезпечних речовин. Так, Закон України "Про перевезення небезпечних речовин" (від 06.04.2000 р.) визнає небезпечними речовинами -речовини, віднесені до таких класів: клас 1 - вибухові речовини та вироби; клас 2 - гази; клас 3 - легкозаймисті розчини; клас 4.1 - легкозаймисті тверді речовини; клас 4.2 - речовини, схильні до самозаймання; клас 4.3 - речовини, що виділяють легкозаймисті гази при стиканні з водою; клас 5.1 - речовини, що окислюють; клас 5.2 - органічні пероксиди; клас 6.1 - токсичні речовини; клас 6.2 - інфекційні речовини; клас 7 - радіоактивні матеріали; клас 8 - корозійні речовини; клас 9 - інші небезпечні речовини та вироби. Під перевезенням небезпечних вантажів розуміється діяльність, пов'язана з переміщенням небезпечних вантажів від місця їх виготовлення чи зберігання до місця призначення з підготовкою вантажу, тари, транспортних засобів та екіпажу, прийманням вантажу, здійсненням вантажних операцій і короткостроковим зберіганням вантажів на всіх етапах переміщення.    Згідно Закону України "Про перевезення небезпечних речовин" транспортні засоби, якими перевозяться небезпечні вантажі, повинні відповідати вимогам державних стандартів, безпеки, охорони праці й екології, а також у встановлених законодавством випадках мати відповідне маркування і свідоцтво про допущення до перевезення небезпечних вантажів. У разі дорожнього перевезення небезпечних вантажів відповідні свідоцтва, згідно з законодавством, видаються Державтоінспекцією Міністерства внутрішніх справ України (стаття 19). Перевезення небезпечних вантажів допускається за наявності відповідно оформлених перевізних документів, перелік і порядок подання яких визначається нормативно-правовими актами, що регулюють діяльність транспорту (стаття 20). Має бути забезпечений фізичний захист і супроводження небезпечних вантажів у порядку, встановленому нормативно-правовими актами з питань перевезення небезпечних вантажів залежно від їх класифікації та виду транспорту, яким вони перевозяться (стаття 21). Відповідальність суб'єктів перевезення небезпечних вантажів підлягає обов'язковому страхуванню у встановленому порядку. Здоров'я і життя працівників, які беруть участь у перевезенні небезпечних вантажів, підлягають обов'язковому страхуванню від нещасного випадку на виробництві та професійного захворювання у встановленому порядку (стаття 22).

5.гідродинамічні об’єкти  і їхнє призначення. причини виникнення  гідродинамічних небезпек(аварій) Гідродинамічні об'єкти - греблі, водозабірні станції загати для різних цілей. Руйнування чи прорив об'єкта відбувається або під впливом сил природи, або під впливом людини. Гідродинамічна аварія - це надзвичайна подія наслідок некероване переміщення великих мас води несучих руйнування та затоплення великих територій. 
Гідродинамічні аварії (прорив гребель, шлюзів тощо) можуть призвести до катастрофічних затоплень значних територій з масовими втратами серед населення і серйозними господарськими збитками. Особливо масштабними можуть бути результати таких аварій на водосховищах Дніпровського каскаду. Фахівцями встановлено, що у разі зруйнування греблі Київської ГЕС тільки в межах Києва зона затоплення може становити 42 кв. км з населенням 400 тис. осіб. 
Найбільшу небезпеку може становити аварія на Кременчуцькому гідровузлі, об'єм водосховища якого 13,5 кв. км, а гребля частково земляна. За підрахунками, у разі зруйнування греблі Кременчуцької ГЕС через 19,5 год. хвиля прориву досягне меж 
Запорізької області, а через 20,5 год. - греблі Дніпровської ГЕС. Протягом трьох годин буде відбуватися наповнення водосховища (об'єм його 3,33 кв. км) і, в разі досягнення позначки рівня води 51,4 м, гребля може зруйнуватися. Внаслідок цього може бути затоплено 605 кв. км території області з населенням 400 тис. осіб (частина території чотирьох районів м. Запоріжжя і чотири сільських райони). 
Катастрофічні затоплення і проривні паводки можуть статися також у разі порушення цілісності гребель малих водосховищ, яких на території України понад 2 тисячі. 
Характерним для катастрофічного затоплення у разі руйнування гідроспоруд є значна швидкість поширення (3-25 км/год.), висота (10-20 м) та ударна сила (5-10 т/см2) хвилі прориву, а також швидкість затоплення всієї території. Загальна площа катастрофічних затоплень може досягати 8294 кв. км, до якої входять 536 населених пунктів та 470 промислових об'єктів.

6. хвиля прориву та  її вражаючі фактори. вимоги до  розвитку і розміщення об’єктів  гідродинамічної небезпеки

Згідно з Методикою ідентифікації потенційно небезпечних об'єктів, затвердженою Наказом Міністерства України з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи (МНС України) від 23 лютого 2006 року, №98, наявність гідротехнічних споруд (дамби, греблі, шлюзи) для накопичення і зберігання значних об'ємів води та рідких речовин становить гідродинамічну небезпеку.

Ознакою надзвичайної ситуації, відповідно до наказу МНС України "Класифікаційні ознаки надзвичайних ситуацій" (від 22 квітня 2003 року, №119), є утворення проривного паводка – хвилі прориву води висотою h(Qout), де Qout – витрата акумуляції водосховища, в результаті гідродинамічної аварії (ГДА) на гідротехнічній споруді (ГТС) з рівнем її гребеня, що дорівнює або перевищує рівень розрахункового паводка (повені) h(Qout, calc) забезпеченістю 15-10%: h(Qout)і(1,1-1,15)ґh(Qout, calc).

Згідно з "Временной методикой оценки ущерба, возможного вследствие аварии гидротехнического сооружения" РД 153-34.2-002-01, яка прийнята і введена в дію наказом Міненерго Росії (від 26 квітня 2001 р., №130), розглядаються ступені руйнування об'єктів в результаті катастрофічного затоплення місцевості, які визначають глибина  =0,5-12 м і тривалість затоплення місцевості tsubmerg(Qout)=10-240 год., швидкість течії  =0,5-4 м/с.

Згідно загальних вимог до розвитку і розміщення потенційно небезпечних виробництв з урахуванням ризику надзвичайних ситуацій техногенного походження, розглядаються ступені руйнування об'єктів хвилею прориву, які визначають глибина потоку h(Qout)=0,5-10,0 м та швидкість течіїV(Qout)=0,5-9,0 м/с у заданому створі [1].

Аналіз наведених даних дозволяє узагальнити вражаючі фактори руйнівної дії води у формі функції B[h(Qout), V(Qout), t(Qout)], де B – ступінчата функція руйнувань об’єкту, h(Qout) – глибина затоплення (глибина потоку); V(Qout) – швидкість течії; tsubmerg(Qout) – тривалість затоплення або tact(Qout) – тривалість дії хвилі прориву.

Згідно з ГОСТ Р 22.1.08-99 "Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование опасных гидрологических явлений и процессов. Общие требования", до характеру дії і прояву вражаючих факторів паводку (повені) віднесено наступне:

- гідродинамічну дію на берегові  споруди, розмив берегів потоком  води;

- затоплення території;

- забруднення гідросфери, ґрунтів.

Забруднення довкілля в Україні рідкими речовинами траплялося в результаті гідродинамічних аварій зокрема:

- при прориві 13 березня 1961 року Куренівської греблі у верхів’ї Бабиного Яру (м. Київ), яка підпирала сховище з водно-глинистою сумішшю (пульпою) цегельних заводів [2];

- при прориві 15 вересня 1983 року греблі хвостосховища з сольовими розсолами Стебниківського калійного заводу [2];

- при неодноразових проривах  греблі Бортницької станції аерації, яка підпирає мул, що залишається  після очищення стічних вод  Києва [3].

Існує загроза погіршення екологічного стану на всьому протязі р. Дніпро і на значній території України при викиданні радіоактивно забрудненого мула Київського водосховища, у випадку ГДА [4].

Згідно з Методикою ідентифікації потенційно небезпечних об'єктів, до списку об’єктів підвищеної небезпеки включено ГТС накопичувачів токсичних відходів. Згідно з Постановою Кабінету Міністрів України "Про перелік видів діяльності та об'єктів, що становлять підвищену екологічну небезпеку" (від 27 липня 1995 року, №554) у список включено ГТС хвостосховищ та шламонакопичувачів.