Промышленные аварии, катастрофы и их последствия
Поражающие факторы техногенных опасностей
Сегодня в результате деятельности человека во многих регионах нашей планеты создается новый тип среды обитания – техносфера.
Техносфера начала формироваться в эпоху промышленной революции, когда пар и электричество многократно расширили технические возможности человека, позволив: быстро передвигаться по земной поверхности и создавать мировое хозяйство; углубляться в земную кору и океаны; подниматься в атмосферу; создавать много новых веществ.
Возникли процессы, не присущие биосфере: получение металлов и других элементов, производство энергии на атомных электростанциях, синтез неизвестных до сих пор органических веществ. Мощным техногенным процессом является сжигание ископаемого топлива.
Руководствуясь формулировкой главной аксиомы безопасности жизнедеятельности о потенциальной опасности любой деятельности, рассмотрим опасности в техносфере и их поражающие факторы.
Техногенная опасность – 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.
Иначе говоря, это опасности, которые создаются техническими средствами.
Техногенные опасности возникают вследствие ситуаций, происхождение которых связано с производственно-хозяйственной деятельностью человека на объектах техносферы.
К источникам техногенных опасностей относятся опасности, связанные с использованием электрической энергии, химических веществ, различных видов излучения, транспортных средств, горючих, легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ и материалов, процессов, происходящих при повышенных температурах и давлении, с эксплуатацией подъемно-транспортного оборудования.
Они реализуются в виде поражающих факторов техногенных опасностей, нанося при этом вред, как людям, так и системам жизнеобеспечения и сопровождаются материальным ущербом.
Группы поражающих факторов техногенных опасностей по генезису (происхождению) и механизму их действия:
- по генезису:
а) прямого действия (первичные) – те, которые непосредственно вызываются возникновением источника техногенной опасности;
б) побочного действия (вторичные) – те, которые вызываются изменением объектов окружающей среды первичными поражающими факторами.
- по механизму действия:
а) физического действия;
б) химического действия.
Поражающие факторы физического действия классифицируются по следующим признакам:
1) по структуре:
- простые (электрический ток, электромагнитный импульс);
- сложные (аварии, пожары, взрывы).
2) по характеру действия на человека:
а) активные (проявляющиеся благодаря заключенной в них энергии):
- механические (характеризующиеся кинетической потенциальной энергией и механическим действием на человека: элементы, которые движутся и крутятся, шум, вибрация, ударная волна, ускорения, статическое напряжение, дым, туман, пыль в воздухе, аномальное барометрическое давление);
- термические (имеющие тепловую энергию (температура нагретых и охлажденных предметов, температура открытого огня, пожар, аномальные параметры микроклимата);
- электрические (электрический ток, статическое электричество, электрические поля);
- электромагнитные (осветленность, ультрафиолетовые и инфракрасные излучения, электромагнитные излучения, магнитное поле).
- ионизирующие.
б) пассивно-активные (проявляющиеся благодаря энергии, заключенной в самом человеке):
- скользкие или неровные поверхности;
- работы на высоте;
- острые предметы;
- плохо обработанные поверхности оборудования.
в) пассивные:
- разрушение материалов от усталости;
- образование накипи в сосудах и трубах;
- коррозии.
К поражающим факторам химического действия относят токсическое действие опасных химических веществ - паров, газов, жидкостей, аэрозолей, соединений и смесей, которые при контакте с организмом человека могут приводить к отравлениям, травмам, вызывать хронические заболевания.
Их классифицируют по следующим признакам:
1) В зависимости от практического использования выделяют:
- промышленные яды, используемые в производстве (дихлорэтан, пропан, бутан, анилин);
- ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве (пестициды, гербициды, зооциды, инсектициды, синтетические удобрения);
- лекарственные средства;
- бытовые химикаты, применяемые в виде средств санитарии, гигиены, косметики;
- пищевые добавки;
- отравляющие вещества (зарин, иприт, ви-икс и др.).
2) По характеру воздействия на организм человека:
- нервнопаралитические (приводящие к судорогам и параличам);
- кожно-резорбтивные (кожно-нарывные) (приводящие к местным воспалениям в сочетании с общетоксическими явлениями, например, уксусная эссенция, дихлорэтан, мышьяк);
- общетоксические (приводящие к коме, отеку мозга, судорогам, отравлению всего организма, поражению отдельных систем, например, алкоголь и его суррогаты, угарный газ);
- удушающие (приводящие к токсическому отеку мозга, например, оксиды азота, отравляющие вещества);
- слезоточивые и раздражающие (вызывающие раздражение слизистых оболочек глаз, носа, горла, например, пары крепких кислот и щелочей);
- психотропные (вызывающие нарушение психической активности, сознания, например, наркотики, атропин);
- сенсибилизирующие (повышающие чувствительность, например, формальдегиды, растворители, лаки);
- мутагенные (приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственной информации, например, свинец, марганец, радиоактивные изотопы);
- канцерогенные (вызывающие злокачественные опухоли, например, хром, никель, асбест);
- влияющие на репродуктивную (детородную) функцию (ртуть, свинец, стирол, радиоактивные изотопы).
3) По пути проникновения в организм человека:
- через органы дыхания;
- через кожу и слизистые оболочки;
- через желудочно-кишечный тракт.
С целью упрощения процесса идентификации техногенных опасностей при решении конкретных задач или проведении различного рода исследований используют общую номенклатуру поражающих факторов физического и химического действия источников техногенных опасностей и их параметров представленной в таблице 4.1.
Если говорить о номенклатуре поражающих факторов для отдельных объектов (производств, цехов, рабочих мест, процессов) то к ней можно отнести факторы, представленные в таблице 4.2.
Единицы измерения поражающих факторов физического и химического действия источников техногенных опасностей приведены в таблице 4.3.
Таблица 4.1
Общая номенклатура поражающих факторов физического и химического действия источников техногенных опасностей и их параметров
| Наименование поражающего фактора источника техногенной опасности | Наименование параметра поражающего фактора источника техногенной опасности |
| Воздушная ударная волна | Избыточное давление во фронте ударной волны. Длительность фазы сжатия. Импульс фазы сжатия. |
| Волна сжатия в грунте | Максимальное давление. Время действия. Время нарастания давления до максимального значения |
| Сейсмовзрывная волна | Скорость распространения волны. Максимальное значение массовой скорости грунта. Время нарастания напряжения в волне до максимума |
| Волна прорыва гидротехнических сооружений | Скорость волны прорыва. Глубина волны прорыва. Температура воды. Время существования волны прорыва |
| Обломки, осколки | Масса обломка, осколка. Скорость разлета обломка, осколка |
| Экстремальный нагрев среды | Температура среды. Коэффициент теплоотдачи. Время действия источника экстремальных температур |
| Тепловое излучение | Энергия теплового излучения. Мощность теплового излучения. Время действия источника теплового излучения |
| Ионизирующее излучение | Активность радионуклида в источнике. Плотность радиоактивного загрязнения местности. Концентрация радиоактивного загрязнения. Концентрация радионуклидов |
| Токсическое действие | Концентрация опасного химического вещества в среде. Плотность химического заражения местности и объектов |
Таблица 4.2
Номенклатура поражающих факторов производственной среды
(характерных для большинства современных производств)
| Группа факторов | Факторы | Источники и зоны действия фактора |
| Физические | Запыленность воздуха рабочей зоны | Зоны переработки сыпучих материалов, участки выбивки и очистки отливок, сварки и плазменной обработки, обработки пластмасс, стеклопластиков и других хрупких материалов, участки дробления материалов и т п. |
| Вибрации: | ||
| общие | Виброплощадки, транспортные средства, строительные машины | |
| локальные | Виброинструмент, рычаги управления транспортных машин | |
| Акустические колебания: | ||
| инфразвук | Зоны около виброплощадок, мощных двигателей внутреннего сгорания и других высокоэнергетических систем | |
| шум | Зоны около технологического оборудования ударного действия, устройств для испытания газов, транспортных средств, энергетических машин | |
| ультразвук | Зоны около ультразвуковых генераторов, дефектоскопов: ванны для ультразвуковой обработки | |
| Статическое электричество | Зоны около электротехнического оборудования на постоянном токе, зоны окраски распылением, синтетические материалы | |
| Электромагнит-ные поля и излучения | Зоны около линий электропередач, установок ТВЧ и индукционной сушки, электроламповых генераторов, телеэкранов, дисплеев, антенн, магнитов | |
| Инфракрасная радиация | Нагретые поверхности, расплавленные вещества, излучение пламени | |
| Лазерное излучение | Лазеры, отраженное лазерное излучение | |
| Ультрафиолето-вая радиация | Зоны сварки, плазменной обработки | |
| Ионизирующие излучения | Ядерное топливо, источники излучений, применяемые в приборах, дефектоскопах и при научных исследованиях | |
| Электрический ток | Электрические сети, электроустановки, распределители, трансформаторы, оборудование с электроприводом и т. д. | |
| Движущиеся машины, механизмы, материалы, изделия, части разрушающихся конструкций и т.п. | Зоны движения наземного транспорта, конвейеров, подземных механизмов, подвижных частей станков, инструмента, передач Зоны около систем повышенного давления, емкостей со сжатыми газами, трубопроводов, пневмо-гидроустановок | |
| Высота, падающие предметы | Строительные и монтажные работы, обслуживание машин и установок | |
| Острые кромки | Режущий и колющий инструмент, заусенцы, шероховатые поверхности, металлическая стружка, осколки хрупких материалов | |
| Повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования, материалов | Паропроводы, газоводы, криогенные установки, холодильное оборудование, расплавы | |
| Химические | Загазованность рабочей зоны | Утечки токсичных газов и паров из негерметичного оборудования, испарения из открытых емкостей и при проливах, выбросы веществ при разгерметизации оборудования, окраска распылением, сушка окрашенных поверхностей |
| Запыленность рабочей зоны | Сварка и плазменная обработка материалов с содержанием Cr2O3, MnO, пересыпка и транспортирование дисперсных материалов, окраска распылением, пайка свинцовыми припоями, пайка бериллия и припоями, содержащими бериллий | |
| Попадание ядов на кожные покровы и слизистые оболочки | Гальваническое производство, заполнение емкостей, распыление жидкостей (опрыскивание, окраска поверхностей) | |
| Попадание ядов в желудочно-кишечный тракт | Ошибки при применении жидкостей, умышленные действия |
Таблица 4.3
Единицы измерения поражающих факторов физического и химического действия источников техногенных опасностей
| Параметр | Обозначение | Единицы измерения | |
| СИ | Внесистемная | ||
| Избыточное давление во фронте ударной волны | ΔРф, Р | Па | т/м2, кгс/см2, атм |
| Длительность фазы сжатия | τ+ | с | — |
| Импульс фазы сжатия | I+ | Па·с | кгс·с/см2 |
| Максимальное давление в волне сжатия в грунте | qmax | Па | кгс/см2 |
| Время нарастания давления до максимального значения | Q | c | — |
| Энергия теплового излучения | τ | c | — |
| Коэффициент теплоотдачи | α | Вт/(м2×К) | ккал/(м2×ч×К) |
| Энергия теплового излучения | Q | Дж | ккал |
| Мощность теплового излучения | W | Вт | ккал/ч |
| Коэффициент поглощения объекта воздействия | Kα | — | — |
| Активность радионуклида в источнике ионизации | A | Бк (Беккерель) | Ки (Кюри) |
| Плотность радиоактивного загрязнения местности | σ | Бк/м2 | Ки/км2 |
| Концентрация радиоактивного загрязнения местности | — | Бк/м3 | Ки/м3 |
| Концентрация радионуклидов | — | Бк/кг | Ки/кг |
| Концентрация опасного химического вещества | C | — | мг/м3 |
| Плотность химического заражения местности | — | — | мг/см2, г/м2, кг/га |
Промышленные аварии, катастрофы и их последствия
Аварии, вызванные нарушениями эксплуатации технических объектов, по своим масштабам начали приобретать катастрофический характер уже в 30-х годах XX ст. Влияние этих аварий порой переходит границы государств и охватывает целые регионы. Неблагоприятная экологическая обстановка, вызванная такими авариями, может сохраняться от нескольких дней до столетий. Ликвидация последствий требует больших затрат и привлечения многих специалистов.
В зависимости от масштабов, людских потерь и материального ущерба различают промышленные аварии и промышленные катастрофы.
Промышленная авария – повреждения, пожары, разрушения, уничтожение технических устройств или сооружений на промышленном объекте, происшедшие по конструктивным, производственным, технологическим или эксплуатационным причинам, а также по причине случайных и несанкционированных внешних воздействий, следствием которых могут быть человеческие жертвы, ущерб здоровью людей и природной среде, значительные материальные потери.
Промышленная катастрофа – крупная промышленная авария, повлекшая за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей, либо вызвавшая разрушения и уничтожение объектов, материальных ценностей в значительных размерах, а также приведшая к серьезному ущербу окружающей природной среде.
Самые крупные техногенные катастрофы
Авария на Чернобыльской АЭС, произошедшая 26 апреля 1986 г. расценивается как крупнейшая в своём роде за всю историю атомной энергетики, как по предполагаемому количеству погибших и пострадавших от её последствий людей, так и по экономическому ущербу. В течение первых трех месяцев после аварии погиб 31 человек, отдалённые последствия облучения, выявленные за последующие 15 лет, стали причиной гибели от 60 до 80 человек. 134 человека перенесли лучевую болезнь той или иной степени тяжести, более 115 тыс. человек из 30-километровой зоны были эвакуированы. Для ликвидации последствий были мобилизованы значительные ресурсы, более 600 тыс. человек участвовали в ликвидации последствий аварии. Вокруг станции была создана беспрецедентная по размеру зона отчуждения.
Авария на АЭС Фукусима-1 - крупная радиационная авария, произошедшая 11 марта 2011 года в результате сильнейшего в истории Японии землетрясения и последовавшего за ним цунами. В конце 2012 года уровень радиации на побережье, где находится АЭС «Фукусима-1», превышал норму более чем в сто раз. В этом районе по-прежнему запрещено ловить рыбу.
Бхопальская катастрофа - крупнейшая по числу жертв техногенная катастрофа, произошедшая в результате аварии на химическом заводе Union Carbide в индийском городе Бхопал 3 декабря 1984 года, повлёкшая смерть, по крайней мере, 18 тысяч человек, из них 3 тысячи погибли непосредственно в день трагедии, и 15 тысяч — в последующие годы. По различным данным, общее количество пострадавших оценивается в 150—600 тысяч человек.
Непосредственной причиной трагедии стал аварийный выброс паров метилизоцианата, который в заводском резервуаре нагрелся выше температуры кипения (39 °C), что привело к повышению давления и разрыву аварийного клапана. В результате в атмосферу было выброшено около 42 т ядовитых паров. Облако метилизоцианата накрыло близлежащие трущобы и железнодорожный вокзал (находящийся в 2 км от предприятия). Большое число жертв объясняется высокой плотностью населения, несвоевременным информированием населения, нехваткой медперсонала, а также неблагоприятными погодными условиями — облако тяжёлых паров разносилось ветром.
Авария на Саяно-Шушенской ГЭС - индустриальная техногенная катастрофа, произошедшая 17 августа 2009 года. Авария, на данный момент, является крупнейшей в истории катастрофой на гидроэнергетическом объекте России и одной из самых значительных в истории мировой гидроэнергетики.
В результате аварии погибло 75 человек, оборудованию и помещениям станции нанесён серьёзный ущерб. Последствия аварии отразились на экологической обстановке акватории, прилегающей к ГЭС, на социальной и экономической сферах региона. В результате проведённого расследования Ростехнадзор непосредственной причиной аварии назвал разрушение шпилек крепления крышки турбины гидроагрегата, вызванное дополнительными динамическими нагрузками переменного характера, которому предшествовало образование и развитие усталостных повреждений узлов крепления, что привело к срыву крышки и затоплению машинного зала станции.
Взрыв нефтяного танкера Prestige. Произошел 13 ноября 2002 года, в результате чего 77000 тонн горючего ушло в океан, что стало крупнейшим разливом нефтепродуктов в истории Европы. Убытки в ходе работ по устранению нефтяного пятна составили 12 миллиардов долларов.
Взрыв на нефтяной платформе Piper Alpha, который произошел 6 июля 1988 года был признан самой ужасной катастрофой за всю историю нефтедобывающей отрасли. Piper Alpha — единственная в мире сгоревшая нефтедобывающая платформа. В результате утечки газа и последующего взрыва, а также в результате непродуманных и нерешительных действий персонала погибло 167 человек из 226 находившихся в тот момент на платформе.
Столкновение топливной автоцистерны и легкового автомобиля, произошедшее 26 августа 2004 г. на мосту Wiehltal в Германии. Эта катастрофа по масштабности превзошла все известные транспортные катастрофы. Машина, проезжая по мосту на огромной скорости, врезалась в едущий навстречу полный бензовоз, произошёл взрыв, который практически уничтожил мост.
Исследования многочисленных промышленных аварий и катастроф подтверждают тот факт, что масштабы и тяжесть их последствий находятся в прямой зависимости от энергетических потенциалов технологических систем. В соответствии с этим различают следующие виды аварий:
1. Транспортные аварии.
2. Пожары, взрывы, угрозы взрывов.
3. Аварии с выбросом (угрозой выброса) опасных химических веществ (ОХВ).
4. Аварии с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных веществ (РВ).
5. Аварии с выбросом (угрозой выброса) биологически опасных веществ (БОВ).
6. Внезапное обрушение зданий, сооружений.
7. Аварии на электроэнергетических системах.
8. Гидродинамические аварии.
9. Аварии на очистных сооружениях (ОС).
10. Аварии в коммунальных системах жизнеобеспечения.
Количество аварий во всех сферах производственной деятельности растет в связи с широким использованием новых технологий и материалов, массовым применением опасных веществ в промышленности и сельском хозяйстве. Все чаще аварии принимают катастрофический характер, приводя к уничтожению объектов и тяжелыми экологическими последствиями. Статистические данные говорят о том, что ежегодно около 65% чрезвычайных ситуаций, происходящих в Украине, носят техногенный характер.
Анализ причин аварий и катастроф показывает, что, независимо от производства, в подавляющем большинстве случаев, они имеют одинаковые фазы развития. Обычно аварии предшествует возникновение или накопление дефектов в оборудовании или отклонение от нормального ведения процесса, которые сами по себе не представляют угрозы, но создают предпосылки для аварии. Однако эта фаза очень важна, так как на этой стадии возможно предотвращение аварии. Во второй фазе происходит какое-либо инициирующее событие, обычно неожиданное. Как правило, во второй фазе нет ни времени, ни средств для эффективных действий. Собственно, авария происходит в третьей фазе, как следствие двух предыдущих.
Характер последствий производственных аварий и катастроф зависит от вида аварии (катастрофы), ее масштабов и особенностей предприятия, на котором возникла авария.
В соответствии с «Положением о разработке планов локализации и ликвидации аварийных ситуаций и аварий» утвержденного приказом Комитета понадзору за охраной труда Украины от17.06.1999 N 112 в зависимости от масштаба выделяют три уровня производственных аварий: А, Б и В.
На уровне «А» авария характеризуется развитием аварии в пределах одного производства (цеха, отделения, производственного участка), являющегося структурным подразделением предприятия.
На уровне «Б» авария характеризуется переходом за пределы структурного подразделения и развитием ее в пределах предприятия.
На уровне «В» авария характеризуется развитием и переходом за пределы территории предприятия, возможностью воздействия поражающих факторов аварии на население близлежащих населенных пунктов и другие предприятия (объекты), а также на окружающую среду.
Основными причинами возникновения промышленных аварий и катастроф являются:
- нарушение трудовой и технологической дисциплины на производстве;
- грубые нарушения требований безопасности;
- потеря или ослабление управления безопасностью;
- износ основного технологического оборудования и производственных фондов;
- прекращение научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ по совершенствованию систем наблюдения и ликвидации аварий;
- снижение степени воздействия руководителей и специалистов на исполнителей и снижение ответственности на всех уровнях управления;
- ухудшение материально-технического обеспечения качества регламентных работ, износ и разрушение систем противоаварийной защиты;
- уменьшение количественного состава инженерных служб технической безопасности, объемов технической подготовки оперативного ремонтного персонала, снижение производственной квалификации работников;
- просчеты при проектировании и недостаточный уровень современных знаний;
- некачественное строительство или отступление от проекта;
- непродуманное размещение производства.
Дата добавления: 2015-09-28; просмотров: 2349;