Потенциальная опасность и риск

Повышение технического уровня современного производ­ства, электронизация производственных, административных и жилых помещении создают в той или иной степени вредные, а иногда и опасные условия для работающих и окружающей среды, что требует организации их надежной и эффективной защиты. Безопасность жизнедеятельности человека в произ­водственной сфере связана с оценкой опасности технических систем и технологий. Производственная среда насыщается все более мощными техническими системами и технологиями, что повышает производительность труда и делает его менее тяжелым физически. При этом сохраняет силу аксиома: потенциальная опасность является универсальным свойством взаимодействия человека со средой обитания и ее компонентами, все произ­водственные процессы и технические средства потенциально опасны для человека. Всегда существует индивидуальная опасность — вероятность гибели от несчастного случая [3].

Ежегодно 300—400 тыс. человек в России получают трав­мы на производстве, из них 7—10 тыс. — смертельные, еще 12—15 тыс. человек становятся инвалидами труда. Десятки тысяч человек погибают ежегодно в дорожно-транспортных про­исшествиях. Каждый третий пожар возникает из-за неисправ­ности бытовых приборов [25].

Опасность — центральное понятие безопасности жизнеде­ятельности, под которым понимаются любые явления, угро­жающие жизни и здоровью человека. Опасность хранят все системы, имеющие энергию, химически или биологически активные компоненты, а также характеристики, несоответст­вующие условиям жизнедеятельности человека.

Опасности носят потенциальный характер. Их актуализа­ция происходит при определенных условиях, именуемых при­чинами. Признаками, определяющими опасность, являются:

5—191

6.1. Потенциальная, опасность и риск

угроза для жизни, возможность нанесения ущерба здоровью; нарушение условий нормального функционирования органов и систем человека. Опасность — понятие относительное.

Традиционная техника безопасности базируется на посту­лате: обеспечить безопасность, не допустить никаких аварий. Как показывает практика, такая концепция неадекватна зако­нам техносферы. Требование абсолютной безопасности, под­купающее своей гуманностью, может обернуться трагедией для людей, потому что обеспечить нулевой риск в действую­щих системах невозможно.

Современный мир отверг концепцию абсолютной безопас­ности и пришел к концепции приемлемого (допустимого) риска, суть которой — в стремлении к такой безопасности, которую приемлет общество в данный период времени.

Риск — вероятность реализации опасности. Так, риск для человека пострадать в автомобильной катастрофе составляет 10^-4 в год, от удара молнии — 10^-7 в год. Это означает; что в течение года существует вероятность погибнуть в результате автокатастрофы одному человеку из 10⁴ человек и в результате удара молнии одному человеку из 10⁷ человек, находящихся в сходных условиях. Многолетние статистические данные по­зволяют оценить риск во многих сферах человеческой деятель­ности [25].

В некоторых странах, например в Голландии, приемле­мые риски установлены в законодательном порядке. Макси­мально приемлемым риском для экосистем считается тот, при котором может пострадать 5% видов биогеоценоза.

Обеспечивается допустимый риск комплексом техниче­ских, технологических и организационных мероприятий, по­зволяющих свести к минимуму причины возникновения опас­ности.

В каждом конкретном случае возникновение опасности в технической системе имеет многопричинный характер. Ос­новная доля причин приходится на неправильные действия людей, примерно пятая часть их связана с техникой. К груп­пе "человеческого фактора" относятся:

— недостатки в профессиональной подготовке и слабые навы­
ки действий в сложных ситуациях;

— отклонения от нормативных требований в организации и
технологии производства;

— технологическая недисциплинированность исполнителей;

— слабый контроль или неисполнительность в проведении
регламентных испытаний оборудования и проверке кон­
трольно-измерительной аппаратуры;

— наличие факторов дискомфорта в работе, вызывающих
процессы торможения, утомления, перенапряжения орга­
низма человека и т.п.;

— неиспользование необходимых средств индивидуальной за­
щиты и безопасности.

Опасности технического характера обусловлены:

— неисправностью технических средств;

— недостаточной надежностью сложных технических систем;

— несовершенством конструктивного исполнения и недоста­
точной эргономичностью рабочих мест;

— отсутствием или неисправностью контрольно-измеритель­
ной аппаратуры и средств сигнализации.

В процессе своей деятельности человек имеет дело с высо­кими уровнями энергии (электрической, тепловой, механи­ческой, радиационного и электромагнитного излучения) и вред­ных веществ. Возможность неконтролируемого выхода энергии, накопленной в материалах и технических системах, значитель­но усиливает их опасность [25].

Основными причинами чрезвычайных ситуаций, имев­ших место в России за последние годы, являются (в %):

— человеческий фактор — 50;

— оборудование, техника—18,1;

— технология выполнения работ — 7,8;

— условия внешней среды — 16,6;

— прочие факторы — 7,4.

В настоящее время заметно возрос удельный вес аварий, происходящих из-за неправильных действий обслуживающего технического персонала (более 50%). Часто это связано с не­высоким профессионализмом, а также неумением принимать оптимальные решения в сложной критической обстановке в условиях дефицита времени [2].

132 Гл. 6. Идентификация травмирующих и вредных факторов, опасные зоны

6.2. Прогнозирование и моделирование условий возникновения опасных ситуаций

Практика взаимодействия человека с техническими систе­мами позволяет идентифицировать травмирующие и вредные факторы, а также вырабатывать методы оценки вероятности появления опасных ситуаций. Прежде всего это накопление статистических данных об аварийности и травматизме, раз­личные способы преобразования и обработки статистических данных, повышающие их информированность. Недостатком этого метода является его ограниченность, невозможность экспериментирования и неприменимость к оценке опасности новых технических средств и технологий [25].

Наиболее популярные методы оценки опасных ситуаций ТА. Хван и П.А. Хван изложили в учебном пособии "Без­опасность жизнедеятельности" (2000 г.). Они отмечают, что в современных условиях значительное развитие и практическое применение получила теория надежности. Надежность — это свойство объекта сохранять во времени в установленных пре­делах значения всех параметров, позволяющих выполнять тре­буемые функции. Для количественной оценки надежности применяют вероятностные величины.

Одно из основных понятий теории надежности — отказ. Отказ — это нарушение работоспособного состояния техничес­кого устройства из-за прекращения функционирования или из-за резкого изменения его параметров. В теории надежнос­ти оценивается вероятность отказа, т.е. вероятность того, что техническое средство откажет в течение заданного времени ра­боты. Для современных технических систем интенсивность отказов лежит в пределах 10^-7—10^-8 в 1 час. Теория надежнос­ти позволяет оценить срок службы, по окончании которого техническое средство вырабатывает свой ресурс и должно под­вергнуться капитальному ремонту, модернизации или замене. Техническим ресурсом называется продолжительность непре­рывной или суммарной периодической работы от начала экс­плуатации до наступления предельного состояния. Количест­венная информация о надежности накапливается в процессе эксплуатации технических систем и используется в расчетах надежности. При этом выявляются ненадежные элементы и факторы, ускоряющие или вызывающие отказы, слабые места в конструкции; вырабатываются рекомендации по улуч­шению устройств и оптимальным режимам их работы [25].

6.2. Протезирование и моделирование условий возникн. опасных ситуаций 133

Метод моделирования опасных ситуаций в настоящее время развивается благодаря широким возможностям элек­тронно-вычислительной техники. Моделирование оперирует формализованными понятиями. Формализация — это упоря­доченное и специальным образом организованное представление исследуемых объектов с помощью различных физических и геометрических знаков. Формализации подвергаются ста­тистические данные о происшествиях, структура и закономер­ности функционирования технических систем [25].

Для построения моделей используется ряд графических символов, с помощью которых строятся диаграммы с узлами и взаимосвязью между ними. В качестве узлов подразумева­ются события, свойства и состояния элементов системы "че­ловек — машина", логические условия их реализации и преоб­разования. Взаимосвязь между узлами диаграммы изображают "ребрами", с помощью которых образуются "ветви". Широ­кое распространение получила диаграмма ветвящейся структу­ры, называемая "дерево событий". Диаграмма включает одно нежелательное событие — происшествие, которое размещает­ся вверху и соединяется с другими событиями — предпосылка­ми с помощью соответствующих связей и логических условий: Узлами "дерева" служат как события, так и условия. Для реализации происшествия необходимо одновременное выпол­нение трех условий: наличие источника опасности, присутст­вие человека в зоне действия источника опасности и отсутст­вие у человека защитных средств.

ТА. Хван и ПА. Хван рассматривают процедуру постро­ения "дерева", дают его качественный и количественный ана­лиз на следующем примере:

Будем считать, что для гибели человека от электрического тока необходимо и достаточно включение его тела в цепь, обеспечивающую прохождение смертельного тока. Следова­тельно, чтобы произошел несчастный случай (событие А), не­обходимо одновременное выполнение, по крайней мере, трех условий: наличие потенциала высокого напряжения на метал­лическом корпусе электроустановки (событие Б), появление человека на заземленном проводящем основании (событие В), касание человека корпуса электроустановки (событие Г).

В свою очередь событие Б может быть следствием любого из событий — предпосылок Д и Б, например нарушения изо­ляции или смещения неизолированного контакта и касание им корпуса. Событие В может появиться как результат предпо­сылок Ж и 3, когда человек становится на заземленное прово­дящее основание или касается телом заземленных элементов помещения. Событие Г может быть одной из трех предпосы­лок: И, К и Л —ремонт, техобслуживание или работа установки. Анализ "дерева событий" состоит в выявлении условий, минимально необходимых и достаточных для возникновения или не возникновения головного события. Модель может да­вать несколько минимальных сочетаний исходных событий, приводящих в совокупности к данному происшествию. В нашем примере имеются двенадцать минимальных аварийных сочетаний: ДЖИ, ДЖК, ДЖЛ, ДЗИ, ДЗК, ДЗЛ, ЕЖИ, ЕЖК, ЕЖЛ, ЕЗИ, ЕЗК, ЕЗЛ — и три минимальных секущих сочетания, исключающих возможность появления происшествия при одно­временном отсутствии образующих их событий: ДЕ, ЖЗ, ИКЛ. Аналитическое выражение условий появления исследуемого происшествия имеет вид: А=(Д+Е)(Ж+3)(И+К+Л). Подставив вместо буквенных символов вероятности соответствующих предпосылок, можно получить оценку риска гибели человека от электрического тока в конкретных условиях. Например, при равных вероятностях Р(Д)=Р(Е)=... Р(Л)=0,1 вероятность гибели человека от электрического тока в рассматриваемом случае Р(А) =(0,1+0,1) (0,1+0,1) (0,1+0,1+0,1) =0,012.

Таким образом может быть рассчитана вероятность не­счастного случая или аварии на производстве.

Практический интерес представляет построение "дерева причин" несчастного случая с подобным анализом предшест­вующих событий, которые привели к нему. При этом выделя­ются случайные предшествующие события и анализируются

6.2. Прогнозирование и моделирование условий возникн. опасных ситуаций 135

факторы, носящие постоянный характер. Логическая струк­тура "дерева" такова, что при отсутствии хотя бы одного из предшествующих событий несчастный случай произойти не может. При составлении "дерева причин" могут быть выявле­ны потенциально опасные факторы, не проявившие себя. Таким образом, можно предотвратить повторение аналогич­ного несчастного случая.

Для сложных систем анализ может производиться методом "дерева отказов", в котором диаграмма показывает события и условия как логические следствия других условий и событий.

Достоинством такого моделирования опасностей являются простота, наглядность и легкость математической алгоритми­зации исследуемых производственных процессов и техничес­ких систем. На практике разрабатываются и применяются раз­личные методы моделирования опасных ситуаций.

Оценка вероятности опасных ситуаций в системе "человек— техническая система" на стадии проектирования производст­ва, технологий и технических систем Дозволяет повысить их безопасность. Для этой цели разрабатываются программы ис­следований факторов риска, испытания технических средств на соответствие требованиям безопасности.

В случае невозможности надежного теоретического ана­лиза применяются экспертные оценки. Методы экспертного оценивания используются при исследовании достаточно слож­ных объектов, когда имеются трудности в создании достовер­ных моделей функционирования больших систем. Эти труд­ности могут возникнуть из-за сложности и трудоемкости реше­ния задач оптимизации, а также, как это часто бывает, из-за совмещения в технических решениях принципов различных областей науки. Эксперты являются специалистами в кон­кретных областях знания и могут указать более предпочтительные варианты решений. Для обеспечения объективности оценки разработаны способы получения экспертной информации: парные и множественные сравнения, ранжирование, класси­фикации. Экспертам предъявляются пары или множество объ­ектов с тем, чтобы они указали более предпочтительные из них; при ранжировании предлагается упорядочить по предпо­чтениям множество объектов. Эксперт может дать количест­венную оценку предпочтения; анализ и обработка экспертной информации проводится с помощью математических методов.

Применяя различные методы, можно проводить система­тические исследования на стадии проектирования и в ходе экс­плуатации как целого предприятия, так и отдельной техничес­кой единицы.

Проверка качества проектируемых технических средств
проводится испытанием опытных образцов, а затем, в про­
цессе эксплуатации, периодическими испытаниями серийных
образцов в условиях, приближенных к реальным условиям
максимально негативных воздействий (механических, клима­
тических и др.). Эти условия создаются с помощью вибростен­
дов, климатических камер и т.д. Выявление, анализ и устра­
нение дефектов повышают надежность технологий и техничес­
ких систем. Классификация отказов на этапе проектирования
и производства позволяет определить факторы, имеющие
преобладающее значение в формировании причин опасных си­
туаций.

ГЛАВА 7

Методы и средства повышения безопасности технических систем и технологических процессов

7.1. Нормативные показатели безопасности технических систем

Анализ причин появления опасности для человека при его взаимодействии с техническими системами позволяет выде­лить, ее причины — организационные и технические. Для уст­ранения организационных причин совершенствуется техноло­гический процесс, уточняются процедуры подготовки и кон­троля операторов. При этом техническая система рассматри­вается как замкнутая система, взаимодействующая с окру­жающей средой. В этом случае под окружающей средой пони­мается комплекс условий на каждом этапе жизненного цикла системы. В комплекс условий включаются все возможные факторы, воздействующие на систему, в том числе професси­онализм конструкторов, технологические факторы производст­венного процесса изготовления, режимы эксплуатации (элект­рические, тепловые и др.). Объективной закономерностью яв­ляется то, что при переходе от этапа к этапу в жизненном цикле технической системы количество воздействующих на систему факторов возрастает, увеличивая и степень жесткости влияния. Это ведет к уменьшению надежности и увеличению опасности в цепочке "человек — техническая система — окру­жающая среда", что делает задачу обеспечения безопасности технических систем чрезвычайно сложной.

На практике необходимый уровень безопасности техни­ческих средств и технологических процессов устанавливается системой государственных стандартов безопасности труда (ССБТ) с помощью соответствующих показателей. Стандар­ты формируют общие требования безопасности, а также тре­бования безопасности к различным группам оборудования, производственных процессов, а также требования к средствам обеспечения безопасности труда.

Гл. 7. Методы и средства повышения безопасности технических систем...

.1. Нормативные показатели безопасности технических систем

Нормативные показатели безопасности во всех сферах труда разрабатываются в соответствии с санитарными норма­ми и вводятся посредством соответствующих государственных стандартов (ГОСТ). Так, например, внедрение новой техни­ки увеличило интенсивность шума и вибрации и расширило диапазон частот в ультра- и инфразвуковых частях спектра ко­лебаний. Это вызвало необходимость разработки и включения в ГОСТ нормативов допустимых уровней ультра- и инфразвука на производстве.

Соответствующие нормативы, гарантирующие безопасное взаимодействие человека с техническими системами и техно­логическими процессами, установлены для электромагнитных полей, электрического напряжения и тока, излучений опти­ческого диапазона, ионизирующих излучений, химических, биологических и психофизических опасных и вредных факто­ров. При разработке технических средств и технологий приме­няются все возможные меры для снижения опасных и вредных факторов ниже предельно допустимого уровня. Для каждого технического средства разрабатываются правила эксплуата­ции, гарантирующие безопасность при их выполнении. Для каждой технологической операции также разрабатываются правила техники безопасности.

Техника безопасности— это система организационных ме­роприятий и технических средств, предотвращающих воздей­ствие на работающих опасных и вредных производственных факторов. Для каждого вида работ существуют определенные правила техники безопасности, человек допускается к работе только после их изучения. В паспорте любого технического устройства изложены правила эксплуатации, выполнение ко­торых делает безопасной работу с этим устройством.

Обеспечение безопасных условий на рабочих местах явля­ется обязанностью администрации.

Человеческий опыт накопил определенные приемы, мето­ды, выработал принципы обеспечения безопасного взаимо­действия со средой обитания, особенно в производственной сфере. На исключение негативного воздействия на работаю­щих опасных и вредных производственных факторов направ­лены технические принципы обеспечения безопасности, ос­нованные на использовании физических законов. Авторы учебного пособия "Безопасность жизнедеятельности" 2000 г. О.Н. Русак, К.Р. Малаян, Н.Г. Занько к таким принципам от­носят:

I — принцип защиты расстоянием;

II — принцип прочности;

III — принцип слабого звена;

IV — принцип экранирования [22J.

I. Принцип защиты расстояниемзаключается в установле­
нии такого расстояния между человеком и источником опас­
ности, при котором обеспечивается заданный уровень без­
опасности. Этот принцип основан на том, что действие опас­
ных и вредных факторов ослабевает по тому или иному закону
или полностью исчезает в зависимости от расстояния.

Противопожарные разрывы. Чтобы избежать распростране­ния пожара, здания, сооружения и другие объекты располага­ют на определенном расстоянии друг от друга. Эти расстояния называются противопожарными разрывами.

Санитарно-защитные зоны предусмотрены для защиты жилых застроек от вредных и неприятно пахнущих веществ, повышенных уровней шума, вибраций, ультразвука, электро­магнитных волн, радиочастот, статического электричества, ионизирующих излучений. Санитарно-защитная зона — это пространство между границей жилой застройки и объектами, являющимися источниками вредных факторов. Ее размер ус­танавливается в соответствии с санитарной квалификацией предприятий.

Расстояние от наиболее удаленного рабочего места до эва­куационного выхода. Для того чтобы во время пожара люди могли беспрепятственно и безопасно покинуть здание, регла­ментируется кратчайшее расстояние от рабочего места до вы­хода наружу.

Защита от электрического тока. Защита от прикосновения к токоведущим частям электрических установок достигается, в частности, недопустимым расположением токоведущих час­тей. Защита от ионизирующих излучений и ЭМП также обес­печивается расстоянием.

II. Принцип прочностисостоит в том, что в целях повыше­
ния уровня безопасности усиливают способность материалов,
конструкций и их элементов сопротивляться разрушениям и
остаточным деформациям от механических воздействий. Реа­
лизуется принцип прочности при помощи так называемого "ко­
эффициента запаса прочности", который представляет собой
отношение опасной нагрузки, вызывающей недопустимые де­
формации или разрушения, к допускаемой нагрузке. Величи-

Гл. 7. Методы и средства повышения безопасности технических систем...

7.1. Нормативные показатели безопасности технических систем141

ну коэффициента запаса прочности устанавливают исходя из характера действующих усилий и напряжений (статических, ударных), механических свойств материалов, опыта работы аналогичных конструкций и других факторов.

С принципом прочности связано решение вопросов устой­чивости (жесткости) конструкции. Под устойчивостью пони­мают способность конструкции сопротивляться возникнове­нию больших отклонений от положения невозмущенного рав­новесия при малых возмущающих воздействиях.

Принцип прочности реализуется для защиты от электрото­ка. Для защиты от поражения в электроустановках применяют изолирующие средства, обладающие высокой механической и электрической прочностью.

III. Принцип слабого звенасостоит в применении в целях безопасности ослабленных элементов конструкции или специ­альных устройств, которые разрушаются или срабатывают при определенных предварительно рассчитанных значениях факто­ров, обеспечивая сохранность производственных объектов и безопасность персонала.

Принцип слабого звена используют в различных областях техники.

Противовзрывные проемы. Для обеспечения взрывостой-кости зданий, внутри которых возможен взрыв, в оболочке зданий предусматривают наличие противовзрывных проемов, площадь которых в течение заданного времени (исключающе­го разрушение здания) позволит понизить давление взрыва до безопасной величины. В качестве противовзрывных исполь­зуют оконные и дверные проемы. Давление, при котором разрушаются или открываются проемы, должно быть как можно меньшим. Если площадь отклонения не обеспечивает взрывостойкости, то устраивают легкосбрасываемые или лег-коразрушаемые покрытия или панели, масса 1 кв.м которых не должна превышать 120 кг. Отношение площади проемов к площади всего покрытия называют коэффициентом проемнос-ти, который принимается равным 0,6—0,7.

Противовзрывные клапаны. Для предотвращения разруша­ющего действия взрыва в аппаратах, газоходах, пылеводах и других устройствах применяют противовзрывные клапаны раз­личных конструкций, а также разрывные мембраны (пластин­ки) из алюминия, меди, асбеста, бумаги. Мембраны должны разрываться при давлении, превышающем рабочее давление не более чем на 25%.

Предохранительные клапаны. Сосуды, работающие под дав­лением, снабжаются предохранительными клапанами. Число и размеры предохранительных клапанов подбирают с учетом того, чтобы в сосуде не могло возникнуть давление, превы­шающее расчетное не более чем на 10—15%.

IV. Принцип экранированиясостоит в том, что между ис­точником опасности и человеком устанавливается преграда, гарантирующая защиту от опасности. Преграда должна пре­пятствовать прохождению опасных свойств в атмосферу. Как правило, применяются преграды в виде разнообразных по конструкции сплошных экранов.

Защита от тепловых излучений. Распространено примене­ние экранов для защиты от тепловых облучений. Различают экраны отражения, поглощения и теплоотвода. Для устройства экранов отражения используют светлые материалы: алюминий, белую жесть, алюминиевую фольгу, оцинкованное железо. Теплоотводящие экраны изготовляют в виде конструкций с пространством (змеевиком) с находящейся в нем проточной водой. Теплопоглощающие экраны изготовляют из материала с большой степенью черноты. Прозрачным теплопоглощаю-щим экраном служат и водяные завесы, которые могут быть двух типов: переливные (вода подается сверху) и напорные (с подачей воды снизу под давлением).

Защита от ионизирующих излучений. Защитное экранирова­ние широко применяется для защиты от ионизирующих излуче­ний. Оно позволяет снизить облучение до заданного уровня. Ма­териал, применяемый для экранирования, и толщина экрана за­висят от природы излучения. Толщина экрана рассчитывается на основе законов ослабления излучений в веществе экрана.

а-частицы имеют небольшую величину пробега и легко поглощаются стеклом, плексигласом, фольгой любой толщины.

Для защиты от р—излучений применяют материалы с не­большим атомным номером, для поглощения жестких (3-лучей применяют свинцовые экраны с внутренней облицовкой алюминием.

С целью ослабления у-излучения чаще всего используют элементы с высоким атомным номером и высокой плотностью — свинец, вольфрам, бетон, сталь.

Защита от электромагнитных излучений. Экранирование используется для защиты и от электромагнитных полей. В этом случае применяют материалы с высокой электрической прово-

Гл. 7. Методы и средства повышения безопасности технических систем...

.1. Нормативные показатели безопасности технических систем143

димостью (медь, алюминий, латунь) в виде листов толщиной не менее 0,5 мм или сетки с ячейками не более 4x4 мм. Электромагнитное поле ослабляется металлическим экраном в результате создания в его толще поля противоположного на­правления.

Защита от вибраций и шума. Одним из эффективных спо­собов защиты от вибраций, вызываемых работой машин и ме­ханизмов, является виброизоляция. Роль своеобразного экра­на выполняют амортизаторы (виброизоляторы), представляю­щие собой упругие элементы, размещенные между машиной и ее основанием. Энергия вибрации поглощается амортизатора­ми, что уменьшает передачу вибраций на основание.

Экраны используют для защиты работающего от прямого воздействия шума. Акустический эффект экрана основан на образовании за ним области тени, куда звуковые волны про­никают лишь частично. Причем действует здесь такая зависи­мость: чем больше длина звуковой волны, тем меньше при данных размерах экрана область тени. Следовательно, приме­нение экранов эффективно для защиты средне- и высокочас­тотных шумов. На низких частотах за счет эффекта дифракции звук огибает экраны, не создавая аэродинамической тени.

Технические системы и технологии представляют опас­ность для человека своим опосредованным действием, так как современное производство, как мы уже говорили, сопровож­дается загрязнением окружающей среды, во взаимодействии с которой живет человек. Задачу идентификации негативного воздействия производства и технических средств на биосферу и техносферу, разработки и применения средств для снижения такого воздействия решает промышленная экология. Она раз­рабатывает нормативные показатели экологичности предпри­ятий, оборудования и транспорта, определяет порядок эколо­гической экспертизы при подготовке новых производств и при переходе на новые виды продукции.

Государственная экологическая экспертиза является обя­зательной мерой охраны окружающей природной среды, пред­шествующей принятию хозяйственного решения, осуществле­ние которого может оказать вредное воздействие на окружаю­щую природную среду.

Основными экологическими нормативными показателями предприятий, технических средств, технологий являются пре­дельно допустимые выбросы и предельно допустимые сбросы.

Предельно допустимый выброс (ПДВ) в атмосферу уста­навливают для каждого источника загрязнения атмосферы при условии, что выбросы вредных веществ от данного источника с учетом рассеивания вредных веществ в атмосфере не созда­дут приземной концентрации, превышающей их предельно допустимые концентрации (ПДК) для населения, раститель­ного и животного мира.

Для атмосферного воздуха населенных мест нормируются максимально разовая и среднесуточная ПДК (список № 3086-84). При отсутствии данных о загрязняющих веществах в этом списке нормирование производится по ориентировочному бе­зопасному уровню воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест (список № 4417-87).

В соответствии с СН 369-74 наибольшая концентрация каждого вредного вещества (в мг/м³) в приземном слое атмо­сферы не должна превышать максимально разовой предельно допустимой концентрации данного вредного вещества, уста­новленной СН 245-71. При одновременном совместном при­сутствии в атмосфере нескольких вредных веществ, обладаю­щих суммацией действия, их безразмерная суммарная кон­центрация не должна превышать единицы:

C₁ + C₂ + … + C_n <= 1

ПДК₁ ПДК₂ ПДКn

где С₁, С_г, С_п — концентрация вредных веществ в атмосфер­ном воздухе в одной и той же точке местности, мг/м³; ПДK ₁, ПДК₂, ... ПДК_n — соответствующие предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе, мг/м³ [25].

Необходимость нормирования обусловливается тем, что достичь абсолютной безопасности практически невозможно. Нормы представляют собой исходные данные для расчета и организации мероприятий по обеспечению безопасности. При нормировании учитываются психофизические характеристики человека, а также технические и экономические возможнос­ти. Лимитирующим показателем при нормировании вредных факторов является отсутствие патологических изменений в со­стоянии здоровья людей.

Если в воздухе населенных пунктов концентрации вредных веществ превышают ПДК, а значения ПДВ по причинам объ-

144 Гл. 7. Методы и средства повышения безопасности технических систем...

екгивного характера на сегодняшний день не могут быть до­стигнуты, вводится поэтапное снижение выбросов от действу­ющих предприятий до значений, обеспечивающих соблюде­ние ПДК, или полного предотвращения выбросов.

На каждом этапе до обеспечения величин ПДВ устанавли­вают временно согласительные выбросы вредных веществ (ВСВ) на уровне выбросов предприятий с наилучшей достиг­нутой технологией и технологическими процессами.

При установлении ПДВ (ВСВ) учитываются перспектива развития предприятия, физико-географические и климатичес­кие условия местности, взаимное расположение промышлен­ных и жилых зон. Пересматриваются ПДВ каждые пять лет.

Если невозможно устранить или существенно уменьшить выбросы вредных веществ от отдельных объектов, в террито­риально-ведомственных планах должны предусматриваться сроки вывода этих объектов из жилых зон городов, изменения профиля производства этих объектов или организация для них санитарно-защитных зон.

Предельно допустимый сброс (ПДС) вещества в водный объект — это масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспече­ния норм качества воды в контрольном пункте. ПДК веществ в водных объектах — это такая концентрация веществ в воде (в мг/л), выше которой она становится непригодной для пользо­вания.

Нормативные документы правительства РФ предусматри­вают образование зон санитарной охраны источников водо­снабжения. Размер зоны зависит от протяженности русла реки и колеблется от 100 до 500 м.

В качестве критерия оценки загрязненности почв предус­мотрено установление нормативов предельно допустимых кон­центраций вредных химических, бактериальных и радиоак­тивных веществ в почве. ПДК загрязняющих веществ в почве выражаются в мг/кг. Например, ПДК для свинца составляет 30 мг/кг, для ртути — 2,1 мг/кг.

В тех случаях, когда предприятия производят работы, свя­занные с нарушением земель, они обязаны обеспечить сня­тие, использование и сохранение плодородного слоя почвы, а по окончании работ произвести рекультивацию нарушенных

7.1. Нормативные показатели безопасности технических систем

земель, восстановление их плодородия и других полезных свойств земли.

Острой экологической проблемой является размещение быстро растущего количества отходов и очистка старых сва­лок. Решить эту проблему может только снижение количества производимых отходов и внедрение безотходных технологий [25].

Комплексные экологические требования применительно к каждому отдельному предприятию конкретизируются в его экологическом паспорте. Экологический паспорт — это нор­мативно-технический документ, включающий данные по ис­пользованию предприятием ресурсов (природных, вторичных и др.) и определению влияния его производства на окружающую среду.

Экологический паспорт разрабатывается предприятием и согласовывается с территориальными органами. Основой для его разработки являются основные показатели производства, проекты расчетов ПДВ, нормы ПДС, разрешение на приро­допользование, паспорта газо- и водоочистных сооружений и установок по утилизации и использованию отходов, формы государственной статистической отчетности.

В экологический паспорт включаются общие сведения о предприятии, объеме промышленного производства и техни­ческом регламенте, те. о расходе сырья и вспомогательных материалов по видам продукции, и о характере готовой цродукции. Такие данные позволяют объективно оценить содержание вы­бросов предприятия и определить предполагаемое количество отходов. Информация о выбросах и сбросах, об отходах, обра­зующихся на предприятиях, а также характеристика полигонов и накопителей отходов дается в виде приложения к экологи­ческому паспорту. Кроме того, экологический паспорт содер­жит сведения об использовании земельных ресурсов, данные баланса водопотребления и водоотведения, расчет платежей за загрязнение окружающей среды, а также сведения о получен­ных разрешениях на содержание загрязнений в выбросах и сбросах. В случае загрязнения природной среды без надле­жащего оформления вся масса загрязняющих веществ рассмат­ривается как сверхнормативная и плата за загрязнение определя­ется по нормативам платы за превышение допустимых выбросов загрязняющих веществ.

Гл. 7. Методы и средства повышения безопасности технических систем...

7.2. Методы и производственные средства

повышения безопасности технических систем

и технологических процессов

Общие направления повышения безопасности и экологич-ности технических систем и технологических процессов уста­новлены санитарными нормами и предусматривают:

— замену вредных веществ безвредными или менее вредными;

— замену сухих способов переработки и транспортировки
пылящих материалов мокрыми;

— замену технологических операций, связанных с возникно­
вением шума, вибраций и других вредных факторов, про­
цессами или операциями, при которых обеспечены отсут­
ствие или меньшая интенсивность этих факторов;

— замену пламенного нагрева электрическим, твердого и жид­
кого топлива газообразным;

— герметизацию оборудования и аппаратуры;

— полное улавливание и очистку технологических выбросов,
очистку промышленных стоков от загрязнения;

— тепловую изоляцию нагретых поверхностей и применение
средств защиты от лучистого тепла.

Важным направлением в защите окружающей среды являет­ся разработка малоотходных и безотходных технологий. Пере­ход к малоотходным технологиям позволяет осуществлять про­ектирование и выпуск технологического оборудования с замкну­тыми циклами движения жидких и газообразных веществ, что резко сокращает выбросы вредных веществ в атмосферу.

Все технические средства при вводе в эксплуатацию и еже­годно в период эксплуатации проверяются на соответствие предъявляемых к ним требований, а контрольно-измеритель­ная аппаратура ежегодно проверяется в специальных лаборато­риях. Техническое средство, не соответствующее данным тех­нического паспорта и требованиям безопасности, а также не прошедшее своевременную проверку, не допускается к экс­плуатации, подлежит ремонту, модернизации или замене и обязательному контролю.

Важным средством повышения надежности и безопасности технических систем в процессе эксплуатации является функци­ональная диагностика. Системы функционального диагности­рования дают возможность контролировать объект в процессе

7.2. Методы и производств, средства повышения безопасности техн. систем... 147

выполнения им рабочих функций и реагировать на отказ в мо­мент его возникновения. Эти системы проектируются и изго­тавливаются вместе с контролируемым объектом и позволяют поддерживать режимы работы технических систем в заданных пределах и предупреждать аварийные ситуации.

К средствам производственной безопасности (СПБ) отно­сятся приборы, аппараты, устройства, предназначенные для оповещения и защиты человека от воздействия опасных произ­водственных и внешних факторов. СПБ разнообразны, отли­чаются размерами, назначением, областью применения и принципами действия.

Оградительные устройстваиспользуются с целью огражде­ния опасной зоны либо ее локализации, предупреждения воз­действия опасных производственных факторов на человека. Этот вид устройств получил широкое распространение во всех отраслях экономики.

По конструктивным особенностям оградительные устрой­ства делятся на три типа: стационарные (съемные и несъем­ные), подвижные и полуподвижные.

Стационарные несъемные устройства устанавливают на границе опасной зоны постоянно или периодически действую­щего опасного производственного фактора работающих агре­гатов машин, механизмов, компьютеров.

Стационарные съемные оградительные устройства выпол­няют те же функции, однако в отличие от несъемных они имеют съемное крепление, меньшие массу и размеры. Это наиболее распространенный тип оградительных устройств.

Подвижные оградительные устройства используют для ог­раждения перемещающихся опасных производственных фак­торов. Их разновидностью являются временно незакреплен­ные и переносные оградительные устройства. Подвижные ог­радительные устройства имеют ручной или механический привод.

Полуподвижные оградительные устройства одной сторо­ной жестко крепятся к неподвижной части агрегата конструк­ции механизма, сооружения, другая их часть остается по­движной. При передвижении подвижной части происходит либо поворот оградительного устройства, либо складывание его в гармошку, либо сокращение площади ограждения. Полупо­движные оградительные устройства применяют для огражде­ния перемещающихся опасных зон временных производствен­ных факторов.

Гл. 7. Методы и средства повышения безопасности технических систем...

Блокирующие устройства — средства производственной бе­зопасности, предупреждающие возникновение опасных произ­водственных факторов при нарушениях или экстремальных от­клонениях параметров безопасности технологических процессов и действующего оборудования. Блокирующие устройства либо приостанавливают процесс или работу оборудования, не допус­кая возникновения опасных производственных факторов, либо нормализуют параметры оборудования при их отклонениях выше установленных пределов. По конструкции блокирую­щие устройства могут быть электромеханическими, фотоэ­лектрическими, электрическими и др.

Электромеханические блокирующие устройства применя­ют в теплотехнике, электротехнике, газодинамике, гидравли­ке, когда блокирующим элементом является концевой выклю­чатель, соединенный с электромагнитом, — при замыкании электромагнит включает рубильник. Такая конструкция уни­версальна и может быть использована в различных установках.

Электрические блокирующие устройства чаще всего ис­пользуют в электроустановках высокого напряжения, хими­ческих производствах при переработке ядовитых и токсичных веществ, на установках и агрегатах с присоединительной сис­темой охлаждения.

Фотоэлектрическое блокирующее устройство состоит из источника света, концентрированный луч которого попадает на освещаемый элемент. В результате этого в цепи поддержи­вается электрический ток, вызывающий размыкание выход­ных контактов реле и удерживающий их в таком положении до тех пор, пока фотоэлемент освещен. Фотоэлектрические бло­кирующие устройства применяют для приостановки техноло­гического процесса или работы оборудования при пересечении человеком границы опасной зоны.

Ограничительная техника— это технические средства и приспособления, ограничивающие опасную зону возможного воздействия на человека производственных факторов. Огра­ничительная техника может испытывать значительные нагруз­ки, особенно устройства, предназначенные для ограничения зоны возможного неорганизованного перемещения металла, материала, деталей оборудования при складировании и хране­нии, поэтому их прочность должна соответствовать статической и динамической нагрузкам.

Предохранительные устройства— это устройства, которые предупреждают возникновение опасных производственных фак-

7.2. Методы и производств, средства повышения безопасности техн. систем... 149

торов при различных технологических процессах и работе обо­рудования путем нормализации параметров процесса или от­ключения оборудования.

Предохранительные устройства обеспечивают:

— безопасный выпуск избытков газов, пара или жидкости и
снижают давление в сосуде до безопасного;

— предупреждают выброс материалов;

— отключают оборудование при перегрузках и т. д.

Наиболее часто встречающиеся принципы действия предо­хранительных устройств: отключение электропровода или электросети, торможение движущихся или вращающихся час­тей, использование газо- и гидродинамичеких усилий для от­крывания запорного клапана или уравновешивания давлений.

Самым простым типом предохранительных устройств явля­ются предохранительные части оборудования, разрушающиеся при увеличении механических напряжений (усилий) выше допустимого предела, например плавкие предохранители элект­рических цепей.

Средства сигнализациивключают устройства, предупреж­дающие обслуживающий персонал о пуске и остановке обору­дования, нарушениях и экстремальных отклонениях техноло­гических процессов и работы производственного оборудования, повышенных концентрациях ядовитых и взрывоопасных газов в помещении. Сигнализация может быть световой, звуковой или той и другой одновременно.

Широкое распространение получила сигнализация, кото­рая оповещает обслуживающий персонал о включении обору­дования или изменении технологического процесса. Основ­ным элементом схемы такой сигнализации является реле вре­мени, позволяющее устанавливать продолжительность подачи сигнала перед автоматическим пуском оборудования.

Защитные устройстваограждают человека от возможного воздействия опасных производственных факторов. Они разно­образны по назначению и конструктивному исполнению. К ним относятся различные экраны, защищающие человека или части его тела от травмирования отлетающими осколками или частицами обрабатываемых материалов; устройства, защи­щающие от воздействия брызг кислот, щелочей и расплавов. Например, мониторы компьютеров оборудуют защитными эк­ранами, чтобы предотвратить вредное воздействие на организм оператора.

ГЛАВА 8

Экобиозащитная техника и средства индивидуальной защиты