Министерство образования и науки Российской Федерации

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

НОКСОЛОГИЯ

Рекомендовано Учебно-методическим объединением по университетскому политех-

ническому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных

заведений, обучающихся по направлению подготовки 280700 – «Техносферная без-

опасность»

Санкт-Петербург

Издательство Политехнического университета

2012

1

УДК:504

ББК:20.1я73

Авторы:

Ефремов С.В., Ковшов СВ., Зинченко А.В., Цаплин В.В. Ноксология. Учеб.

Пособие. Под ред. С.В. Ефремова.- / СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. – 250

с.

Рецензенты: Заведующий кафедрой безопасность жизнедеятельности СПбГЛ-

ТУ, доктор технический наук, заслуженный деятель науки и техники РФ, про-

фессор О. Н. Русак

Профессор кафедры техносферной и экологической безопасности, доктор

педагогических наук, профессор ПГУПС Е.И. Ефимова

Профессор кафедры управления и защиты в чрезвычайных ситуациях док-

тор технических наук, профессор В.Н. Тарабанов

В пособии изложены основные вопросы ноксологии – науки об опасно-

стях в соответствии с требованиями профессиональных компетенций специа-

листа в области техносферной безопасности. Рассмотрены теоретические ос-

новы ноксологии, Проанализированы основные опасности: природные техно-

генные, военные. Дана характеристика отходам, как особому виду опасностей..

Рассмотрены общие принципы обеспечения безопасности.

Пособие предназначено для бакалавров по направлению «Техносферная

безопасность».

Табл. 21. Ил. 27. Библиогр.: 89 назв.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-

Петербургского государственного политехнического университета.

© Ефремов С.В., ., Ковшов СВ., Зинченко А.В., Цаплин В.В.,

2012

© Санкт-Петербургский государственный политехнический

университет, 2012

ISBN 978-5-7422-2668-0

2

Оглавление

Предисловие…………………………………………………………………… 5

Введение……………………………………………………………………….. 8

Глава 1. Теоретические основы ноксологии………………………………… 12

1.1. Основные определения и термины ноксологии………………………… 12

1.1.1. Принципы формирования понятийного ряда ноксологии……………… 12

1.1.2. Структура понятийного ряда ноксологии……………………………….. 12

1.2 Законы и аксиомы ноксологии…………………………………………… 14

1.2.1. Законы ноксологии…………………………………………………………….. 14

1.2.2 Аксиомы ноксологии…………………………………………………………… 17

1.3. Принципы и методы ноксологии………………………………………… 23

1.3.1. Принципы ноксологии…………………………………………………………. 23

1.3.2. Методы ноксологии…………………………………………………………… 25

Глава 2. Показатели и критерии опасностей………………………………… 29

2.1 Организационно-технические показатели и критерии ………………… 29

2.1.1 Критерии и показатели комфортности и опасности…………………. 29

2.1.2 Понятие о риске………………………………………………………………… 40

2.1.3 Концепция приемлемого риска……………………………………………….. 42

2.2 Медико-экологические показатели и критерии опасностей……………. 46

2.2.1 Негативные последствия влияния опасностей на человека…………… 46

2.2.2 Заболеваемость и травматизм……………………………………………... 49

2.2.3 Негативные последствия воздействия опасностей на природу……… 60

2.3 Социально-экономические критерии опасностей………………………. 65

2.3.1 Материальный ущерб от опасностей……………………………………... 65

2.3.2 Социально-демографические критерии оценки опасностей…………... 70

2.3.3 Демографическая пирамида как отражение влияния различных ви-

дов опасностей на общество………………………………………………….…….

75

2.3.4 Понятие о качестве жизни…………………………………………………... 82

Глава 3. Анализ опасностей…………………………………………………... 92

3.1 Таксономия опасностей…………………………………………………… 92

3.1.1 Причины возникновения опасностей, место, уровни и продолжи-

тельность их негативного воздействия на человека и природу……………..

92

3.1.2 Классификации опасностей в среде обитания…………………………… 94

3.1.3 Опасности толерантного воздействия…………………………………… 96

3.1.4 Понятие о чрезвычайных ситуациях……………………………………….. 100

3.2. Оценка опасности объекта……………………………………………….. 105

3.2.1 Схема оценки опасности объекта………………………………………….. 105

3.2.2. Краткая характеристика поражающих факторов и поражающих

параметров……………………………………………………………………………...

106

3.2.3. Общий подход к определению вероятности поражения………………. 113

3.2.4. Общие подходы к анализу риска……………………………………………. 115

3.3 Мониторинг опасностей…………………………………………………... 120

3.3.1 Структура системы мониторинга………………………………………… 120

3

3.3.2. Мониторинг окружающей среды…………………………………………... 122

3.3.3. Мониторинг техногенных производственных опасностей…………… 128

Глава 4 Природные опасности………………………………………………... 133

4.1 Геогенные опасности……………………………………………………… 133

4.1.1 Землетрясения………………………………………………………………….. 133

4.1.2 Вулканизм………………………………………………………………………… 138

4.1.3 Горные удары……………………………………………………………………. 139

4.1.4 Основные геоморфологические опасности………………………………... 141

4.2 Климатические и гидрологические опасности………………………….. 145

4.2.1 Циклоны, антициклоны и формы их опасного проявления…………….. 145

4.2.2 Реки и озера как источник опасностей……………………………………. 149

4.2.3 Ледники как источник опасностей…………………………………………. 157

4.2.4 Опасности Мирового океана………………………………………………… 159

Глава 5. Техногенные опасности……………………………………………... 166

5.1. Техносфера и ее опасности………………………………………………. 166

5.1.1. Определение и структура техносферы…………………………………… 166

5.1.2. Причины аварий и катастроф……………………………………………… 167

5.1.3. Антропогенные опасности как вероятность ошибочной деятель-

ности человека-оператора технических систем и населения………………..

168

5.2. Опасности объектов содержащих горючие и взрывчатые вещества….. 172

5.2.1. Диаграмма состояния однокомпонентной системы…………………... 172

5.2.2. Выбор технологии хранения и перемещения вещества в зависимо-

сти от диаграммы его состояния………………………………………………….

173

5.2.3. Аварийные выбросы на объектах сжиженного газа…………………… 176

5.2.4. Приближенная оценка количества вещества переходящего в пер-

вичное и вторичное облака при разливе сжиженных газов и жидкостей…

181

5.3. Опасности объектов содержащих токсичные вещества……………….. 182

5.3.1. Классификация опасных химических веществ 182

5.3.2. Характеристика физико-химических свойств опасных химических

веществ…………………………………………………………………………………..

188

5.3.3. Токсические свойства опасных химических веществ………………….. 191

5.3.4. Анализ промышленных аварий с выбросами токсичных веществ…… 193

5.4. Опасности объектов содержащих источники ионизирующих излучений. 196

5.4.1. Ионизирующие излучения и их характеристика………………………… 196

5.4.2. Радиационно опасные объекты…………………………………………….. 207

5.4.3. Радиационные аварии…………………………………………………………. 213

Глава 6. Отходы как особый вид опасностей………………………………... 219

6.1. Пургаментология как комплексная отрасль знаний об отходах………. 219

6.1.1 Проблема отходов как индикатор развития техносферы……………. 219

6.1.2 Количественные и качественные различия в образовании и разме-

щении отходов………………………………………………………………………….

221

6.2 Основы обращения с отходами производства и потребления…………. 227

6.2.1 Размещение и складирование отходов…………………………………….. 227

6.2.2 Нормирование в сфере обращения с отходами………………………….. 228

4

6.2.3 Технологические требования к минимизации негативного воздей-

ствия от отхо-

дов…………………………………………………………………………

231

6.3 Организация защиты техносферы в системе обращения с отходами и

способы предотвращение негативного воздействия отходов на человека...

233

6.3.1 Система сбора отходов и подготовки к их рециклингу………………... 233

6.3.2 Система управления отходами……………………………………………… 234

6.3.3 Технологии утилизации и переработки отходов………………………… 238

Глава 7. Опасности военного времени……………………………………….. 241

7.1. Химическое оружие………………………………………………………. 241

7.1.1. Общая характеристика химического оружия…………………………... 241

7.1.2. Параметры боевых токсичных химических веществ………………….. 243

7.1.3. Химический терроризм……………………………………………………….. 245

7.2. Биологическое оружие…………………………………………………… 247

7.2.1. Общая характеристика биологического оружия………………………. 247

7.2.2. Характеристика биологических средств………………………………… 248

7.2.3. Биологический терроризм…………………………………………………… 251

7.3. Ядерное оружие…………………………………………………………… 252

7.3.1. Общая характеристика ядерного оружия………………………………. 252

7.3.2. Радиационный терроризм…………………………………………………… 253

7.4. Обычные средства поражения…………………………………………… 254

7.4.1. Место обычных средств поражения в современных войнах…………. 254

7.4.2. Традиционные средства поражения………………………………………. 255

7.4.3. Высокоточное оружие……………………………………………………….. 257

7.4.4. Понятие об очагах массового поражения……………………………….. 258

7.4.5. Оружие на новых физических принципах………………………………… 261

Глава 8. Минимизация опасностей…………………………………………... 256

8.1 Способы минимизации опасностей………………………………………. 256

8.2. Нормирование опасностей 259

8.3 Применение средств индивидуальной защиты 265

8.4 Создание малоотходных производств 267

8.5 Зонирование территории 270

8.6 Оценка надежности и работоспособности техники 271

Заключение…………………………………………………………………….. 274

Контрольные вопросы………………………………………………………… 289

Литература……………………………………………………………………... 291

Список сокращений…………………………………………………………… 294

5

ПРЕДИСЛОВИЕ

Среди дисциплин, которые должен изучить студент готовящийся стать

профессионалом в области техносферной безопасности важное место уделяется

дисциплине под названием «Ноксология». Эта дисциплина рассматривается и

как дисциплина позволяющая ввести студента в специальность, и как дисци-

плина позволяющая студенту сформировать систему взглядов на систему опас-

ностей.

Дисциплина базируется на фундаментальных основах физики, химии,

экологии и осваивается на эвристическом уровне сформированности умений и

навыков. В результате изучения дисциплины студент должен:

- иметь представление об источниках опасных и вредных факторов;

- знать опасности среды обитания: виды, классификацию, поля действия,

источники возникновения;

- уметь идентифицировать опасности;

Дисциплина вносит вклад в формирование таких компетенций

выпускника как:

- владение культурой безопасности и рискориентированным мышлением,

при котором вопросы безопасности рассматриваются в качестве важнейших

приоритетов в жизни и деятельности;

- способность составлять прогнозы возможного развития ситуации и

принимать решения по минимизации рисков.

Учебное пособие состоит из восьми глав. Структура пособия приведена

на рис. 1.

В первых трех главах проанализирован понятийный аппарат ноксологии,

рассмотрены законы, аксиомы, принципы и методы лежащие в основе науки об

опасностях, представлены технические, медико-экологические и социально-

экономические показатели и критерии опасностей, даны основы анализа

опасностей.

В 4, 5, 6 и 7 главах рассмотрены опасности по источникам их генерации:

природные опасности, техногенные опасности, опасности военного времени,

отдельная глава посвящена отходам, как особому виду опасностей.

В восьмой главе кратко рассотрены методы минимизации опасностей.

Учебное пособие написано коллективом авторов трех университетов

Санкт-Петербурга: Политехнического, Горного и Архитектурно-строительного.

Решение создать пособие по Ноксологии, которое могли бы использовать

кафедры ВУЗов Санкт-Петербурга, выпускающие специалистов по

техносферной безопасности было принято на заседении Учебно-методической

комиссии по техносферной безопасности ВУЗов Северо-западного

федерального округа (УМК СЗФО ТБ). Идея была положительно воспринята

педагогами Северо-запада. Под эгидой УМК СЗФО ТБ была сформирована

группа авторов, в которую вошли преподаватели, которые уже имели опыт

преподавания разделов связанных с опасными факторами.

6

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НОКСОЛОГИИ

1.1. Основные определения и термины ноксологии

1.2. Законы и аксиомы ноксологии

1.3. Принципы и методы ноксологии

▼

ГЛАВА 2. ПОКАЗАТЕЛИ И КРИТЕРИИ ОПАСНОСТЕЙ

2.1 Технические критерии опасностей

2.2 Медико-экологические показатели и критерии опасностей

2.3 Социально-экономические критерии опасностей

▼

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ОПАСНОСТЕЙ

3.1 Таксономия опасностей

3.2 Оценка опасности объекта

3.3 Мониторинг опасностей

▼

ГЛАВА 4. ПРИРОДНЫЕ ОПАСНОСТИ

4.1 Геогенные опасности

4.2 Климатические и гидрологические опасности

▼

ГЛАВА 5. ТЕХНОГЕННЫЕ ОПАСНОСТИ

5.1. Техносфера и ее опасности

5.2. Опасности объектов содержащих горючие и взрывчатые вещества

5.3. Опасности объектов содержащих токсичные вещества

5.4. Опасности объектов содержащих источники ионизирующих излучений

▼

ГЛАВА 6. ОТХОДЫ КАК ОСОБЫЙ ВИД ОПАСНОСТЕЙ

6.1. Пургаментология как комплексная отрасль знаний об отходах

6.2 Основы обращения с отходами производства и потребления

6.3. Организация защиты техносферы в системе обращения с отходами и спо-

собы предотвращение негативного воздействия отходов на человека

▼

ГЛАВА 7. ОПАСНОСТИ ВОЕННОГО ВРЕМЕНИ

7.1. Химическое оружие

7.2. Биологическое оружие

7.3. Ядерное оружие

7.4. Обычные средства поражения

▼

ГЛАВА 8 МИНИМИЗАЦИЯ ОПАСНОСТЕЙ

8.1 Способы минимизации опасностей

8.2 Минимизация чрезвычайных опасностей

Рис. 1. Структура учебного пособия

7

Работа заняла больше года и вот первая редакция выходит в свет.

Авторский коллектив выражает благодарность заместителю начальника

Научно-методического центра УМО СПбГПУ Егоровой Надежде Юрьевне.

Особую благодарность хочется высказать рецензентам: доктору технический

наук, заслуженному деятелю науки и техники РФ, профессору Русаку Олегу

Николаевичу, доктору педагогических наук, профессору Ефимовой Елене

Ивановне, доктору технических наук, профессору Тарабанову Виктору

Николаевичу, их принципиальность и профессионализм позволили сделать

книгу более совершенной.

Но в мире нет ничего абсолютно идеального и абсолютно совершенного,

поэтому мы ждем Ваших предложений и замечаний по адресу электронной по-

чты УМК СЗФО ТБ umk-tb@mail.ru. Приглашаем к обсуждению основных по-

ложений учебного пособия на сайте http://www.bzhd.spbstu.ru.

Редактор учебного пособия Ефремов С.В.

8

ВВЕДЕНИЕ

На пирамиде Хеопса есть иероглифическая надпись: «Люди гибнут от

неумения пользоваться силами природы и от незнания истинного мира». В

этих грозных словах, пришедших из глубины истории Древнего Египта, за-

ключен большой смысл. Они звучат для современного человечества как

неумолимое предупреждение, напоминание о том, что человек и природа

нашей планеты — единое целое, что только в постоянном и тесном общении с

природой он может существовать как ее высшее творение. Это предостереже-

ние о тяжелейших последствиях, к которым ведут непонимание сущности при-

родных процессов, неразумное использование богатств Земли. Научно-

техническая революция и бурный рост промышленного производства не толь-

ко способствовали росту благосостояния человека, но и отрицательно сказа-

лись на состоянии окружающей среды в большинстве регионов нашей плане-

ты.

Человек, появившись на Земле, постоянно стремится к улучшению усло-

вий своей жизнедеятельности. Осваивая земледелие, добычу полезных ископа-

емых, источники энергии и т.д., увеличивая масштабы производства, он неиз-

бежно вызывает в среде своего обитания необратимые изменения. Созданная

человеком искусственная среда жизнедеятельности все чаще становится опас-

ной не только для природы, но для него самого. Особенно четко это стало про-

являться в XX веке.

В XX веке перед человечеством встали задачи повышения уровня без-

опасности своего существования и сохранения природы в условиях развития

техносферы. Это привело к необходимости распознавать, оценивать и прогно-

зировать опасности, действующие на человека и природу в условиях их непре-

рывного взаимодействия с техносферой. Стало очевидным, что человеко- и

природозащитную деятельность необходимо вести не только в практической

области, но и на научной основе, создавая прежде всего теоретические предпо-

сылки к формированию новой области научного знания - ноксологии.

Термин «Ноксология» является весьма молодым и в научный обиход

стал проникать лишь в последнее десятилетие. Эта дефиниция различными

учеными трактуется по-разному, что объясняется индивидуальными научно-

методическими подходами.

Сергей Викторович Белов под термином «Ноксология» понимает науку

об опасностях материального мира Вселенной. При этом предметом изучения

ноксологии выступает ноксосфера – сфера опасностей. Общей целью изучения

ноксологии по Белову является углубление и развитие знаний о системе обес-

печения безопасности в условиях негативных факторов техносферы, а также

формирование навыков практического использования знаний в области обес-

печения безопасности при осуществлении организационно-управленческой и

эксплуатационной профессиональной деятельности.

Словацкий ученый З. Халат понятие «Ноксология» (Noxology – англ.)

трактует как наука об опасности для здоровья человека, которая является ча-

9

стью эпидемиологии. Целью ноксологии выступает обобщение научных ис-

следований в области вредных факторов и опасностей для здоровья человека,

которые должны учитывать различия в восприимчивости людей (семьи, общи-

ны, страны), а также их синергетический эффект.

Очевидно, что трактовка, данная З. Халатом, является более узкой, и тем

самым значительно уменьшается сфера научного анализа опасностей различ-

ного происхождения.

В данном учебном пособии предлагается следующая трактовка термина

«Ноксология» - это наука об опасностях, формирующихся в системе «человек

– окружающая среда».

Понятие «окружающая среда» является сложным, причем составляющие

его компоненты могут взаимно пересекаться. В число этих компонентов вклю-

чим биосферу, геосферу, техносферу, ноосферу.

Биосфера – оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преоб-

разованная ими. Биосфера сформировалась 500 млн лет назад, когда на нашей

планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидро-

сферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населя-

ет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организ-

мов. В ней обитает более 3 млн видов растений, животных, грибов, бактерий и

насекомых. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превос-

ходит многие природные процессы.

Термин «биосфера» был введён в биологии Ж.Б. Ламарком в начале XIX

века, а в геологии предложен австрийским ученым Э. Зюссом в 1875 г. Целост-

ное учение о биосфере создал биогеохимик и философ В.И. Вернадский. Он

впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы пла-

неты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в

прошлом.

Геосфера – целостная оболочка Земли, включающая все концентриче-

ские оболочки, из которых состоит Земля. В направлении от периферии к цен-

тру планеты выделяются: магнитосфера, атмосфера Земли, гидросфера, био-

сфера, земная кора, мантия Земли, ядро Земли.

По совокупности природных условий и процессов, протекающих в обла-

сти соприкосновения и взаимодействия геосфер, выделяют специфические

оболочки (биосферу, географическую оболочку, литосферу, геотехносферу).

Возраст Земли как планеты составляет 4,55 млрд. лет. Самые древние

горные породы имеют возраст 3,8 млрд. лет. В интервале от 4,55 до 3,8 млрд.

лет происходило расслоение земного вещества на геосферы, одновременно

шло образование первичной атмосферы и первичной гидросферы. Прямые

свидетельства существования магнитного поля Земли имеют возраст 2,6 млрд.

лет. Геологическая эволюция отражена в эволюции биосферы, которая в свою

очередь связана с изменением состава первичной атмосферы.

Техносфера - совокупность элементов среды в пределах географической

оболочки Земли, созданных из природных веществ трудом и сознательной во-

лей человека и не имеющих аналогов в девственной природе. Техносфера яв-

10

ляется совокупностью абиотических, биотических и социально-экономических

факторов.

Техносфера описывает совокупность знаний о природе и материальных

средств производства человеческого общества, связанных с разрешением про-

тиворечий с окружающей естественной средой.

Понятие «техносфера» в настоящее время проходит стадию бурной эво-

люции, об этом свидетельствует тот факт, что большинство диссертаций в

названии которых присутствует термин «Техносфера» - это диссертации фило-

софов.

По мнению Вячеслава Шевченко «Техносфера - это искусственная оболоч-

ка Земли, это система жизнеобеспечения, изолирующая человека от враждебно-

го мира, но прозрачная для полезных потоков вещества, энергии и информации.

Если раньше домом была экосфера, то сейчас домом человечества стала техно-

сфера».

Симоненко О.Д. считает «Техносфера - это синтез природы и техники, со-

зданный человеческой деятельностью. Самопроизвольно формируется симбиоз

техники и природы как объективная реальность. Создается новая среда, техни-

ческая деятельность порождает «вторую природу», квазиприроду, устойчивую

лишь под надзором и при участии человека.

Французский социолог Ж. Эллюль выдвигает идею что «техника становит-

ся средой в самом полном смысле этого слова, она окружает нас сплошным ко-

коном, делая природу вторичной, малозначительной. Природа оказалась демон-

тирована. Техносфера составила целостную среду обитания, внутри которой

живет человек».

Ю.А. Ковалев об эволюции техносферы писал: «Эволюция техносферы

происходит значительно быстрее, чем происходила эволюция биосферы. Так

же большим преимуществом земной техники пред белковыми организмами яв-

ляется то обстоятельство, что техника очень мобильна в плане перемены своей

структуры и организации. Следовательно, стать автоэволюционной системой

земная техника может гораздо быстрее, чем белковые организмы. Земная тех-

носфера должна рано или поздно превратиться из контролируемой системы в

систему автоэволюционную».

Продолжением идеи автоэволюционности техносферы является теория

ноосферы.

Ноосфера – сфера взаимодействия общества и природы, в границах ко-

торой разумная человеческая деятельность становится определяющим факто-

ром развития. Ноосфера - предположительно новая, высшая стадия эволюции

биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего

глубокое воздействие на природные процессы. Согласно В.И. Вернадскому,

«…в биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая

сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в пред-

ставлениях о космосе… Эта сила есть разум человека, устремленная и органи-

зованная воля его как существа общественного».

11

Ноосферу можно охарактеризовать как единство «природы» и «культу-

ры». Сам Вернадский говорил о ней то, как о реальности будущего то, как о

действительности наших дней, что неудивительно, поскольку он мыслил мас-

штабами геологического времени. Биосфера перешла или, вернее, переходит в

новое эволюционное состояние - в ноосферу - перерабатывается научной мыс-

лью социального человека».

Понятие «ноосфера» предстаёт в двух аспектах: ноосфера в стадии ста-

новления, развивающаяся стихийно с момента появления человека; ноосфера

развитая, сознательно формируемая совместными усилиями людей в интересах

всестороннего развития всего человечества и каждого отдельного человека.

Приведенные выше суждения подтверждают вывод о том, что понятия

«биосфера», «геосфера» и «техносфера» пересекаются, нельзя отделять эволю-

цию одной «сферы» от другой. Конечным итогом этой эволюции должно стать

формирование ноосферы. Однако даже если природно-социально-

экономические процессы и будут управляться разумом, но полностью свести к

нулю вероятность возникновения опасности не получится.

Следствием этого является выделение особой оболочки, включающей

все опасные явления и процессы – ноксосферы.

Олег Николаевич Русак дает следующее определение: «Ноксосфера –

пространство, в котором постоянно существуют или периодически возникают

опасности».

А.С.Рябышенков трактует это понятие как «… пространство, в котором

создаются опасности».

В.А. Семич дает следующую трактовку «Ноксосфера – это пространство,

в котором возможно проявление опасных и вредных производственных факто-

ров».

Реальность современной жизни такова, что созданная руками человека

техносфера, призванная максимально защищать человека от естественных

опасностей, превратилась в свою противоположность и стала основным источ-

ником опасностей на земле. Происходящие в ней процессы приводят не только

к людским жертвам, но и к уничтожению природной среды, ее глобальной де-

градации, что в свою очередь вызывает необратимые генетические изменения

у людей.

Изучение опасностей является первым этапом в формировании знаний,

умений и навыков специалиста в области техносферной безопасности, и глав-

ной дисциплиной этого этапа является «Ноксология».

12

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НОКСОЛОГИИ

1.1. Основные определения и термины ноксологии

1.1.1. Принципы формирования понятийного ряда ноксологии

Основой любой конкретной деятельности является некоторое связанное

множество понятий – понятийный ряд. Этот ряд позволяет строить модели объ-

ектов и исследовать их свойства. При формировании понятийного ряда необхо-

димо соблюдать некоторые принципы. В качестве основных принципов выбе-

рем три.

Принцип гармонизации. Для гармонизации понятийного аппарата необ-

ходимо на практике использовать только логически непротиворечивые опреде-

ления терминов, даже если они не закреплены юридически.

Принцип исходного понятия. Необходимо выбрать некоторое исходное

понятие, т.е. термин, содержание которого не вызывает сомнений, и который

может быть использован в качестве основы для остальных определений. На ос-

нове этого понятия и будут строиться все остальные определения.

Принцип единственности. При построении понятийного ряда следует

учесть, что любое понятие, являющееся общим для нескольких областей дея-

тельности, не может в равной степени использоваться в них, а одно и то же

определение в конспекте различной деятельности приобретает различный

смысл. Поэтому в разных словарях и энциклопедиях мы можем встретить раз-

ные определения для одинаковых терминов. Однако, мы должны выбрать или

сформировать то единственное определение, которое подходит для нашей об-

ласти деятельности.

1.1.2. Структура понятийного ряда ноксологии

Для выбора исходного понятия необходимо рассмотреть те термины, со-

держание которых не вызывает сомнений, и которые могут быть использованы

в качестве основы для остальных определений.

В качестве таких элементарных понятий для ноксологии можно использо-

вать понятия угроза, вред, ущерб.

Угроза говорит о чем-то еще не совершенном, т.е. нереализованном, по-

этому оно не полностью отвечает требованиям к исходному понятию.

Ущерб – это сложное понятие, которое можно определить исходя из поня-

тия вред.

Таким образом, в качестве исходного понятия воспользуемся термином

вред. Он не используется в качестве сложного понятия, и, с другой стороны, у

людей не возникает двойного понимания, когда они слышат это слово. Будем

считать, что его значение ясно всем и не нуждается в определении.

13

По форме вред может быть острым и хроническим. Острый вред – приво-

дит к травме, хронический вред – приводит к заболеванию. Острый вред гене-

рирует опасные факторы, хронический вред – генерирует вредные факторы.

Выбрав в качестве исходного понятия «ВРЕД», «ОПАСНОСТЬ» опреде-

лим как свойство объекта, выраженное в его способности причинять вред себе

и другим объектам. Опасности реализуются в ходе некоторых событий, назовем

их «ОПАСНЫЕ СОБЫТИЯ». При реализации опасного события причиняется

вред. Результат причинения вреда назовем «ПОРАЖЕНИЕМ». Нереализован-

ную (потенциальную) опасность будем характеризовать таким понятием как

«РИСК», понимая под риском меру опасности. Мера – это количественная ха-

рактеристика, меру опасности будем представлять как произведение вероятно-

сти причинения вреда, на тяжесть причиненного вреда. В соответствии с дей-

ствующими нормами, нормативные требования чаще всего являются детерми-

нированными значениями физических, химических или биологических харак-

теристик вредных и опасных факторов, если же учесть вероятность реализации

факта превышения критериальных значений (норм) то вместо детерминирован-

ной меры опасности мы получим вероятностную меру опасности, которую

назовем показатель риска.

Из приведенных суждений можно сделать вывод о необходимости вклю-

чения в структуру понятийного ряда ноксологии четырех групп понятий:

1. Понятия, связанные с опасностью.

2. Понятия опасных событий.

3. Понятия, связанные с поражением.

4. Понятия связанные с риском.

Каждую группа понятий начинается с понятия, давшего название группе,

затем идут соподчиненные понятия. Мы старались включить в ряд только ос-

новные понятия, назовем их понятия первого ранга, могут быть понятия и бо-

лее низких рангов.

В группу понятий связанных с опасностью, кроме термина опасность

включим термины: источник опасности; опасные вещества; опасные воздей-

ствия. В группу «опасные события» вошли термины: опасное событие; профес-

сиональное заболевание; несчастный случай; инцидент; авария.

Понятие поражение раскрывается в терминах поражающий фактор,

вредный фактор, опасный фактор, поражающий параметр, критерий пораже-

ния.

Характеризуя группу понятий связанных с риском нельзя не остановиться

на таких понятиях как приемлемый риск, профессиональный риск. Особое ме-

сто в этой группе занимают показатели риска: технический риск, потенциаль-

ный риск, индивидуальный риск, коллективный риск и социальный риск.

14

Таблица 1.1.

Структура понятийного ряда ноксологии

Исходное понятие – вред

Объект охраны труда – условия труда

▼

Группы понятий

Опасность Опасные

события

Поражение Риск

Опасность;

Источник

опасности;

Опасные

вещества;

Опасные

воздействия.

Опасное

событие;

Профзабо-

левание;

Несчастный

случай;

Инцидент;

Авария.

Поражение;

Поражающий

фактор;

Вредный фактор;

Опасный фактор;

Поражающий

параметр;

Критерий

поражения.

Риск;

Приемлемый риск;

Профессиональный риск;

Показатели риска

(технический,

потенциальный,

индивидуальный

коллективный,

социальный).

1.2 Законы и аксиомы ноксологии

1.2.1. Законы ноксологии

Закон Куражсковского

Человек и окружающая его среда (природная,

производственная, городская, бытовая и др.) в про-

цессе жизнедеятельности постоянно взаимодей-

ствуют друг с другом. При этом действует Закон со-

хранения жизни Ю.Н. Куражсковского.

Профессор Куражсковский Юрий Николаевич

– доктор географических наук, специалист по мето-

дологии решения проблем экологии, охраны приро-

ды и природопользования. Основоположник науки –

«Природопользование».

Отмечая, что в жизни экологических систем

действуют общие термодинамические принципы и

законы сохранения энергии, вещества, информации

Куражсковский сделал вывод что в живых системах выполняется принцип

энергетической проводимости: поток энергии, вещества и информации в систе-

ме как целом должен быть сквозным, охватывающим всю систему или косвен-

но отзывающимся в ней. Иначе система не будет иметь свойства единства.

Из этого принципа Куражсковский вывел законом сохранения жизни, за-

кон сформулирован в книге «Введение в экологию и природопользование»:

15

«Жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело

потока веществ, энергии и информации. Прекращение движения в этом

потоке прекращает жизнь». (Второй экологический закон).

Рис. 1.1. Закон сохранения жизни

Из закона следует, что человек и окружающая его среда гармонично взаи-

модействуют и развиваются лишь в условиях, когда потоки энергии, вещества и

информации находятся в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком и

природной средой. Любое превышение привычных уровней потоков сопровож-

дается негативными воздействиями на человека и/или природную среду.

Изменяя величину любого потока от минимально значимой до максималь-

но возможной, можно пройти ряд характерных состояний взаимодействия в си-

стеме «человек – среда обитания»: комфортное (оптимальное) состояние; допу-

стимое состояние; опасное состояние; чрезвычайно опасное состояние.

Комфортное состояние - все потоки гарантируют сохранение здоровья

человека и целостности ОПС.

То есть потоки соответствуют оптимальным условиям взаимодействия: со-

здают оптимальные условия деятельности и отдыха; предпосылки для проявле-

ния наивысшей работоспособности и как следствие продуктивности деятельно-

сти; гарантируют сохранение здоровья человека и целостности компонент сре-

ды обитания.

Допустимое состояние - потоки не оказывают негативного влияния на

здоровье, но приводят к дискомфорту, снижая эффективность деятельности че-

ловека.

Опасное состояние - потоки превышают допустимые уровни и оказывают

негативное воздействие на здоровье человека, вызывая при длительном воздей-

ствии заболевания, или приводят к деградации природной среды.

Чрезвычайно опасное состояние - потоки за короткий период времени

могут нанести травму, привести человека к летальному исходу, вызвать разру-

шения в природной среде.

В процессе жизнедеятельности человек потребляет и выделяет потоки кис-

лорода, воды, пищи, потоки механической, тепловой, солнечной, других видов

энергии, потоки отходов жизнедеятельности, формирует и потребляет потоки

информации и др. В социальной среде (социуме) формируются специфические

факторы, которые способны формировать негативные потоки (войны, болезни,

страх, эмоции, голод, курение, потребление алкоголя, наркотиков, обман, шан-

таж, разбой, убийства и др.).

Вещество

Энергия

Информация

Вещество

Энергия

Информация

16

Основные потоки в техносфере:

Потоки сырья, энергии, продукции и отходов в производственной сфере;

Потоки, возникающие при техногенных авариях;

Транспортные потоки;

Световые потоки при искусственном освещении;

Информационные и другие потоки.

Потоки в естественной среде – это:

Солнечное излучение, космическая пыль, излучение звезд, планет, элек-

трическое и магнитное поля Земли;

Круговороты веществ в биосфере;

Пищевые цепи в экосистемах и биогеоценозах;

Атмосферные, гидросферные, литосферные и другие явления создают ос-

новные потоки вещества и энергии в естественной среде.

Потоки масс, энергий и информации, распределяясь в земном простран-

стве, образуют среду обитания человека. Человек и окружающая его среда гар-

монично взаимодействуют и развиваются лишь в условиях, когда потоки энер-

гии, вещества и информации находятся в пределах, благоприятно воспринима-

емых человеком и природной средой. Превышение привычных уровней пото-

ков в естественных условиях может приводить к изменению климата, возник-

новению стихийных явлений и оказывать негативное воздействие на человека и

природную среду. Любое превышение привычных уровней потоков сопровож-

дается негативными воздействиями на человека, техносферу и/или природную

среду.

Опасности реализуются в виде потоков энергии, вещества и информации,

они существуют в пространстве и во времени. Опасности возникают, если по-

вседневные потоки вещества, энергии и информации в техносфере превышают

пороговые значения. Изменяя потоки в среде обитания от минимально значи-

мых до максимально возможных, можно получить ряд характерных состояний

в системе «человек – среда обитания», а именно: комфортное (оптимальное),

допустимое, опасное, чрезвычайно опасное.

Комфорт – это оптимальное сочетание параметров микроклимата и

удобств в зонах деятельности и отдыха человека. Комфортное состояние среды

обитания реализуется, когда потоки создают оптимальные условия для дея-

тельности, отдыха и проявления наивысшей работоспособности при сохране-

нии здоровья человека и целостности компонентов среды обитания.

Допустимое состояние реализуется, когда потоки, воздействуя на человека

и среду обитания, приводят к дискомфорту, снижают эффективность деятель-

ности человека, но не оказывают негативного влияния на здоровье, не выходя

за пределы адаптации организма. При этом интенсивность негативных воздей-

ствий находится в пределах толерантности человеческого организма и окружа-

ющей природной среды, когда возможные негативные последствия обратимы.

17

Общий закон биологической стойкости

Толерантность – способность организмов выносить отклонения факторов

среды от оптимальных для них. Опасное состояние реализуется, когда потоки

превышают допустимые уровни и оказывают негативное влияние на здоровье

человека, вызывая при длительном воздействии заболевания, и могут приво-

дить к деградации техносферы и природной среды. Чрезвычайно опасное со-

стояние возникает, когда потоки высоких уровней за короткий период времени

могут привести к травмированию человека вплоть до летального исхода и вы-

звать разрушения в техносфере и в природной среде. Из четырех характерных

состояний взаимодействия человека со средой обитания лишь первые два

(комфортное и допустимое) соответствуют позитивным условиям повседневной

жизнедеятельности, а два других (опасное и чрезвычайно опасное) – недопу-

стимы для процессов жизнедеятельности человека, сохранения и развития при-

родной среды.

Реакция организма на воздействие фактора обусловлена дозировкой этого

фактора. Очень часто фактор среды, особенно абиотический, переносится орга-

низмом лишь в определенных пределах. Наиболее эффективно действие факто-

ра при некоторой оптимальной для данного организма величине. Диапазон дей-

ствия экологического фактора ограничен соответствующими крайними порого-

выми значениями (точками минимума и максимума) данного фактора, при ко-

тором возможно существование организма. Максимально и минимально пере-

носимые значения фактора – это критические точки, за пределами которых

наступает смерть. Пределы выносливости между критическими точками назы-

вают экологической валентностью или толерантностью живых существ по

отношению к конкретному фактору среды. Распределение плотности популя-

ции подчиняется нормальному распределению. Плотность популяции тем вы-

ше, чем ближе значение фактора к среднему значению, которое называется

экологическим оптимумом вида по данному параметру. Такой закон распреде-

ления плотности популяции, а следовательно, и жизненной активности получил

название общего закона биологической стойкости.

Диапазон благоприятного воздействия фактора на организмы данного вида

называется зоной оптимума (или зоной комфорта). Точки оптимума, минимума

и максимума составляют три кардинальные точки, определяющие возможность

реакции организма на данный фактор. Чем сильнее отклонение от оптимума,

тем больше выражено угнетающее действие данного фактора на организм. Этот

диапазон величины фактора называется зоной пессимума (или зоной угнете-

ния). Рассмотренные закономерности воздействия фактора на организм извест-

но, как правило оптимума.

Закон минимума Либиха

Установлены и другие закономерности, характеризующие взаимодействия

организма и среды. Одна из них была установлена немецким химиком Ю. Ли-

бихом в 1840 году и получила название закона минимума Либиха, согласно

которому рост растений ограничивается нехваткой единственного биогенного

18

элемента, концентрация которого лежит в минимуме. Если другие элементы

будут содержаться в достаточном количестве, а концентрация этого единствен-

ного элемента опустится ниже нормы, растение погибнет. Такие элементы по-

лучили название лимитирующих факторов. Итак, существование и выносли-

вость организма определяются самым слабым звеном в комплексе его экологи-

ческих потребностей. Или относительное действие фактора на организм тем

больше, чем больше этот фактор приближается к минимуму по сравнению с

прочими. Величина урожая определяется наличием в почве того из элементов

питания, потребность в котором удовлетворена меньше всего, т.е. данный эле-

мент находится в минимальном количестве. По мере повышения его содержа-

ния урожай будет возрастать, пока в минимуме не окажется другой элемент.

Позднее закон минимума стал трактоваться более широко, и в настоящее

время говорят о лимитирующих экологических факторах. Экологический фак-

тор играет роль лимитирующего в том случае, когда он отсутствует или нахо-

дится ниже критического уровня, или превосходит максимально выносимый

предел. Иными словами, этот фактор обусловливает возможности организма в

попытке вторгнуться в ту или иную среду. Одни и те же факторы могут быть

или лимитирующими или нет. Пример со светом: для большинства растений

это необходимый фактор как поставщик энергии для фотосинтеза, тогда как для

грибов или глубоководных и почвенных животных этот фактор не обязателен.

Фосфаты в морской воде – лимитирующий фактор развития планктона. Кисло-

род в почве не лимитирующий фактор, а в воде – лимитирующий.

Следствие из закона Либиха: недостаток или чрезмерное обилие какого-

либо лимитирующего фактора, может компенсироваться другим фактором, из-

меняющим отношение организма к лимитирующему фактору.

Закон толерантности Шелфорда

Однако ограничивающее значение имеют не только те факторы, которые

находятся в минимуме. Впервые представление о лимитирующем влиянии мак-

симального значения фактора наравне с минимумом было высказано в 1913 го-

ду американским зоологом В. Шелфордом. Согласно сформулированному за-

кону толерантности Шелфорда существование вида определяется как недо-

статком, так и избытком любого из факторов, имеющих уровень, близкий к

пределу переносимости данным организмом. В связи с этим все факторы, уро-

вень которых приближается к пределу выносливости организма, называются

лимитирующими.

19

1.2.2 Аксиомы ноксологии

Анализ реальных ситуаций, событий и факторов уже сегодня позволяет

сформулировать ряд аксиом ноксологии, реализующихся, в первую очередь, в

техносфере. К ним относятся:

Аксиома 1. Опасности существуют, если повседневные потоки вещества,

энергии и информации превышают пороговые значения.

Справедливость аксиомы можно проследить на всех этапах развития си-

стемы «человек - среда обитания». Так, на ранних стадиях своего развития, да-

же при отсутствии технических средств, человек непрерывно испытывал воз-

действие негативных факторов естественного происхождения: понижение и по-

вышение температур воздуха, атмосферные осадки, контакты с дикими живот-

ными, стихийные явления и т.п. В условиях современного мира к естественным

прибавились многочисленные факторы техногенного происхождения: вибра-

ции, шум, повышенная концентрация токсичных веществ в воздухе, водоемах,

почве; электромагнитное поле, ионизирующие излучения и др.

При любом виде деятельности человека неизбежно возникают отходы и

побочные эффекты. Отходы сопровождают работу промышленного и сельско-

хозяйственного производств, средств транспорта, использование различных ви-

дов топлива при получении энергии, жизнь животных и людей и т.п. Они по-

ступают в окружающую среду в виде выбросов в атмосферу, сбросов в водое-

мы, производственного и бытового мусора, потоков механической, тепловой и

электромагнитной энергии и т.п. Количественные и качественные показатели

отходов, а также регламент обращения с ними определяют уровни и зоны воз-

никающих при этом опасностей.

Значительным опасностям подвергается человек при попадании в зону

действия технических систем: транспортные магистрали; зоны излучения ра-

дио- и телепередающих систем, промышленные зоны и т.п. Вероятно проявле-

ние опасности и при использовании человеком технических устройств на про-

изводстве и в быту; электрические сети и приборы, станки, ручной инструмент,

газовые баллоны и сети, оружие и т.п.

Как отмечено было выше, в основе опасностей лежит человеческая дея-

тельность, направленная на формирование и трансформацию потоков веществ,

энергии и информации в процессе жизнедеятельности. Изучая и изменяя эти

потоки, можно ограничить их величину допустимыми значениями. Если сде-

лать это не удается, то жизнедеятельность становится опасной.

Аксиома 2. Источниками опасностей являются любые элементы техносфе-

ры. При изучении опасностей часто исходят из энергоэнтропийной концепции,

основные положения которой сводятся к следующему:

- повседневная деятельность человека (особенно ее производственная

часть) потенциально опасна вследствие использования различных технологиче-

ских, транспортных и других процессов, связанных с энергопотреблением (вы-

работкой, хранением и преобразованием механической, электрической, хими-

ческой, ядерной и другой энергии) или с использованием вредных веществ;

20

- в результате неконтролируемого или неуправляемого выхода энергии в

среду обитания возникает опасность для жизни и здоровья людей, а также для

окружающей среды. Наряду с выходом энергии опасность представляет выброс

или сброс в воздушную или водную среду вредных веществ, загрязнение ими

почвы;

- последствиями внезапного выхода энергии или выброса вредных веществ

являются происшествия, связанные с гибелью или травмированием людей, по-

вреждением зданий, сооружений, оборудования, транспортных средств, а также

ухудшение состояния среды обитания;

- происшествия, связанные с гибелью людей и иными негативными по-

следствиями, возникают в результате появления и развития причинной цепи

предпосылок, обусловленных неисправностью и отказами используемой техни-

ки, нерасчетными внешними воздействиями, а также ошибочными действиями

людей.

Приведенные ниже аксиомы, во многом, расшифровывают и конкретизи-

руют первые две.

Аксиома 3. Любые опасности действуют в пространстве и во времени.

Опасности представляют угрозу только тогда, когда могут причинить

ущерб конкретным объектам. Опасность или несколько различных опасностей

представляют угрозу для объекта только в том случае, если их опасные факто-

ры могут на него воздействовать. Угроза причинения ущерба зависит от взаим-

ного положения источника опасности и объекта воздействия его опасных фак-

торов в пространстве и во времени (для стационарных объектов только в про-

странстве). Например, для людей угроза имеет место при их работе на объекте

повышенной опасности или в зоне загрязнения; для перемещающихся объектов

— при их нахождении в опасном районе. Степень угрозы для жизнедеятельно-

сти населения на рассматриваемой территории зависит от степени ее опасности,

а также от географического и временного факторов. Если объект вывести за

пределы этой территории, то угрозы для него не будет, хотя опасность террито-

рии для оставшихся объектов останется. Угроза для жизнедеятельности изме-

няется во времени: она может возникать, усиливаться, снижаться и исчезать.

Географический фактор связан с локальным центром проявления опасно-

сти, ее неопределенным местоположением в случае реализации, ослаблением

уровней поражающих факторов с удалением от источника опасности. Чем бли-

же объекты и люди располагаются по отношению к источнику опасности (из-

вестному или предполагаемому), тем больше угроза.

Если и – это параметр, характеризующий поражающее действие опасных

факторов от некоторого источника опасности на объект, а и кр — критериальное

значение, начиная с которого объект разрушается, то разрушение объектов

данного типа происходит на расстоянии r меньше или равно R n от источника

опасности (рис. 1.2).

21

Рис. 1.2. Вид зависимости поражающего действия опасных факторов (и) от рас-

стояния (r)

Если зона поражения – круг, то площадь зоны поражения п.ф.S равна его

площади с радиусом R n :

2п.ф. nRS . (1.1)

При рассмотрении негативного действия вредных факторов на организм

человека в качестве и кр рассматриваются предельно допустимые концентрации,

пределы доз, летальные дозы и другие нормируемые величины в зависимости

от цели оценки.

Площадь зоны поражения п.ф.S оценивается для каждого источника опасно-

сти (экстремального природного явления, потенциально опасного объекта) по

статистическим данным или с помощью математических моделей.

Взаимное положение источников опасности и объектов воздействия их

опасных факторов может быть различным (рис. 1.3). Объект воздействия может

попасть в зону возможного поражения от источника опасности или оказаться

вне ее. В этом случае степень угрозы для объекта, размещенного на опасной

территории, определяется его долей (У) в зоне возможного поражения:

S

SSУ

п.ф. . (1.2)

где S – площадь территории объекта; п.ф.S – площадь зоны возможного по-

ражения.

22

Рис. 1.3. Схема определения степени угрозы для объекта

Временной фактор угрозы имеет место для перемещающихся объектов

(например, транспортных средств с опасными грузами, людей). При нахожде-

нии перемещающегося объекта на вредном производстве или районе, где по-

стоянно действуют вредные факторы, временной фактор учитывается как доля

времени, в течение которого объект там находится. При перемещении объекта

вблизи потенциально опасного объекта или по району возможных чрезвычай-

ных ситуаций временной фактор учитывается как вероятность того, что объект

в момент реализации опасного события будет находиться в зоне действия по-

ражающих факторов источника чрезвычайной ситуации. Если время наступле-

ния опасного события может быть спрогнозировано, то угроза для объекта за-

висит от величины ошибки 1-го рода — вероятности того, что опасное событие

на рассматриваемом интервале времени произошло, хотя не было предсказано

(и, следовательно, меры защиты не были приняты).

Аксиома 4. Любые опасности оказывают негативное воздействие на чело-

века, природную среду и элементы техносферы одновременно.

Аксиома 5. Любые опасности ухудшают здоровье людей, приводят к трав-

мам, материальным потерям и к деградации природной среды.

Аксиома 6. Защита от опасностей достигается совершенствованием источ-

ников опасности, увеличением расстояния между источником опасности и объ-

ектом защиты, применением защитных мер.

Аксиома 7. Показатели комфортности процесса жизнедеятельности взаи-

мосвязаны с видами деятельности и отдыха человека.

Аксиома 8. Компетентность людей в мире опасностей и способах защиты

от них – необходимое условие достижения безопасности деятельности челове-

ка.

23

Важно помнить, что обеспечение безопасности в ноксосфере также описы-

вается рядом аксиом, которые в науке получили название аксиомы безопасно-

сти жизнедеятельности.

Аксиома 1. Любая деятельность потенциально опасна.

Эта аксиома предполагает следующее: создаваемые человеком техниче-

ские средства, техника и технологии, кроме позитивных свойств и результатов,

обладают способностью генерировать опасности. Например, создание двигате-

лей внутреннего сгорания решило многие транспортные проблемы. Но одно-

временно привело к повышенному травматизму на автодорогах, породило

трудноразрешимые задачи по защите человека и природной среды от токсич-

ных выбросов автомобилей.

Однако, как показывает практика, в процессе деятельности невозможно

обеспечить нулевой риск, т.е. любая деятельность потенциально опасна. Исходя

из указанной аксиомы, человек постоянно находится в поле потенциальных

опасностей Q , которые обусловлены рядом причин природного, техногенно-

го (антропогенного) и социального характера. Полностью обезопасить челове-

ка введением превентивных средств защиты P , в указанное поле опасностей

не удается, а возможно только снизить опасность до некоторой величины оста-

точного риска 0R .

В общем виде можно записать:

устрпр0 RRRPQ . (1.3)

В наиболее благоприятном случае может достигать уровня приемлемого

риска прR , когда устранимый риск устрR сводится к минимуму, т.е. 0устр R .

Потенциальная опасность заключается в скрытом, неявном характере про-

являющихся опасностей. Например, мы не ощущаем до определенного момента

повышенной концентрации углекислого газа в воздухе. В норме атмосферный

воздух должен содержать не менее 0,05% СО 2 . Постоянно в помещении,

например, в аудитории, концентрация СО 2 повышена. Углекислый газ не имеет

цвета, запаха, нарастание его концентрации проявится проявлением усталости,

вялости, ухудшением работоспособности. Но в целом организм человека, пре-

бывающего систематически в таких условиях, отреагирует сплошными физио-

логическими процессами: изменением частоты, глубины и ритма дыхания

(одышкой), увеличением частоты сердечных сокращений, изменением артери-

ального давления. Это состояние (гипоксия) может повлечь за собой снижение

внимания, что в определенных областях деятельности может привести к трав-

матизму.

Потенциальная опасность как явление - это возможность воздействия на

человека неблагоприятных или несовместимых с жизнью факторов. По степени

и характеру действия на организм все факторы условно делят на вредные и

опасные.

Аксиома о потенциальной опасности деятельности - утверждение, соглас-

но которому ни в одном виде деятельности невозможно достичь абсолютной

24

безопасности, любая деятельность потенциально опасна; презумпция потенци-

альной опасности любого вида деятельности. В большей степени мы встреча-

емся с опасностями в процессе трудовой деятельности.

«Труд - не игра и не забава, - писал К.Д. Ушинский, - он всегда серьезен и

тяжел, только полное сознание необходимости достичь той или иной цели в

жизни может заставить человека взять на себя ту тяжесть, которая составляет

необходимую принадлежность всякого истинного труда».

Аксиома 2. Для каждого вида деятельности существуют комфортные

условия, способствующие ее максимальной эффективности.

Эта аксиома фактически декларирует принципиальную возможность оп-

тимизации любой деятельности с точки зрения ее безопасности и эффективно-

сти.

Аксиома 3. Естественные процессы , антропогенная деятельность и объек-

ты деятельности обладают склонностью к спонтанной потере устойчивости и

(или) способностью к длительному негативному влиянию на среду обитания, т.

е. остаточным риском.

Аксиома 4. Остаточный риск является первопричиной потенциальных

негативных воздействий на человека, техносферу и природную среду (биосфе-

ру).

Аксиома 5. Безопасность реальна, если негативные влияния на человека не

превышают предельно допустимых значений с учетом их комплексного воздей-

ствия.

Следующая аксиома фактически повторяет предыдущую, но относится к

негативным воздействиям на окружающую среду.

Аксиома 6. Экологичность реальна, если негативные воздействия на био-

сферу не превышают предельно допустимых значений с учетом их комплексно-

го воздействия.

Аксиома 7. Допустимые значения техногенных негативных воздействий

обеспечиваются соблюдением требований экологичности и безопасности к тех-

ническим системам, технологиям и их региональным комплексам, а также при-

менением систем экобиозащиты.

Аксиома 8. Системы экобиозащиты на технических объектах и в техноло-

гических процессах должны обладать приоритетом ввода в эксплуатацию и

средствами контроля режимов работы.

Аксиома 9. Безопасная и экологичная эксплуатация технических средств и

производств реализуется при соответствии квалификации и психофизических

показателей оператора требованиям разработчика технической системы и при

соблюдении оператором норм и правил безопасности и экологичности.

25

1.3. Принципы и методы ноксологии

1.3.1. Принципы ноксологии

Теоретическое и познавательное значение принципов состоит в том, что с

их помощью определяется уровень знаний об опасностях окружающего мира и,

следовательно, формируются требования по проведению защитных мероприя-

тий и методы их расчета. Принципы ноксологии позволяют находить опти-

мальные решения защиты от опасностей на основе сравнительного анализа

конкурирующих вариантов. Они отражают многообразие путей и методов

обеспечения безопасности в системе «Человек-среда обитания», включающее

как чисто организационные мероприятия, конкретные технические решения,

так и обеспечение адекватного управления, гарантирующего устойчивость си-

стемы, а также некоторые методологические положения, обозначающие

направление поиска решений.

Научные знания в ноксологии опираются на перечисленные ниже несколь-

ко принципов. И в то же время, перечисленные принципы, во многом, опира-

ются на аксиомы ноксологии.

Первый принцип − принцип антропоцентризма: «Человек есть высшая

ценность, сохранение и продление жизни которого является целью его суще-

ствования. Реализация этого принципа делает приоритетной деятельность,

направленную на сохранение здоровья и жизни человека при воздействии на

него внешних систем.

Второй принцип – принцип природоцентризма: «Природа – лучшая фор-

ма среды обитания биоты, ее сохранение – необходимое условие существова-

ния жизни на Земле».

Природная среда – неотъемлемое условие жизни людей и общественного

производства, так как служит необходимой сферой обитания человека и источ-

ником нужных ему ресурсов. Еще недавно считалось бесконечными, неисчер-

паемыми и «бесплатными» вода, воздух, территория и др. Сегодня к ним со-

всем другое отношение. Однако на современном этапе природа неотделима от

техносферы, и проблемы одной проецируются на другую.

Человечество уже осознало, что оно «не может ждать милости от приро-

ды» после того, что оно с ней сделало. Очень емко, на наш взгляд, проблемы

нового экологического образования выразил в своем ярком докладе профессор

Московского государственного педагогического университета Н.Н. Родзе-

вич: «В настоящее время наиболее острые экологические проблемы вышли за

рамки классической экологии с ее биологическими приоритетами, когда рас-

сматриваются преимущественно задачи сохранения и оптимизации экосистем

разного уровня, вплоть до биосферы. На первый план стали выдвигаться слож-

ные геоэкологические проблемы. В настоящее время они приобрели глобаль-

ный характер и занимают основное место среди сохранения благоприятных

свойств окружающей среды. Это отчетливо продемонстрировала Международ-

26

ная конференция по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро. Большая

часть глобальных проблем, которые рассматривала конференция, относится к

числу геоэкологических: стабилизация климата земного шара, сохранение ос-

новных составляющих атмосферы, рациональное использование земельных ре-

сурсов и предотвращение эрозии почв... Лишь две из всего ряда экологических

проблем, которые рассматривались на конференции, имеют отчетливо выра-

женный биологический характер:

1) сохранение биологического разнообразия;

2) борьба с уничтожением лесов сохранение их экологического значе-

ния...».

Третий принцип − принцип существования внешних воздействий на че-

ловека: «Человеческий организм всегда может подвергнуться внешнему воз-

действию со стороны какого-либо фактора».

Кратко применительно к ноксологии это обычно формулируют проще –

через ее первую аксиому: «Жизнь потенциально опасна», полагая, что в ноксо-

логии анализируются только опасные воздействия.

Четвертый принцип − принцип возможности создания для человека сре-

ды обитания: «Создание комфортной и безопасной для человека среды обита-

ния принципиально возможно и достижимо при соблюдении предельно допу-

стимых уровней воздействий на человека».

Пятый принцип − принцип реализации безопасного взаимодействия че-

ловека со средой обитания: «Безопасное взаимодействие человека со средой

обитания достигается его адаптацией к опасностям, снижением их значимости

и применением человеком защитных мер».

Шестой принцип – принцип отрицания абсолютной безопасности: «Аб-

солютная безопасность человека в среде обитания не достижима»

Седьмой принцип − принцип роста защищенности жизни человека бу-

дущего: «Рост знаний человека, совершенствование техники и технологии,

применение мер защиты, ослабление социальной напряженности в будущем

неизбежно приведут к повышению защищенности человека от опасностей».

Этот принцип сформулирован, опираясь на принцип Ле-Шателье: «Эволюция

любой системы идет в направлении снижения потенциальной опасности».

Принципы ноксологии могут быть применены в различных сферах: техни-

ке, медицине, организации труда и отдыха и тогда они становятся принципами

обеспечения безопасности. По сфере реализации, т.е. в зависимости от того где

они применяются, принципы обеспечения безопасности могут быть подразде-

лены на:

- инженерно-технические;

- методические;

- медико-биологические.

По признаку реализации, т.е. по тому как, каким образом они осуществля-

ются, принципы обеспечения безопасности подразделяются на следующие

группы:

27

- ориентирующие, т.е. дающие общее направление поисков решений в об-

ласти безопасности; к ориентирующим принципам относятся, в частности,

принцип системного подхода, профессионального отбора, принцип нормирова-

ния негативных воздействий и т.п.

- управленческие; к ним относятся принцип контроля, принцип стимулиро-

вания деятельности, направленной на повышение безопасности, принципы от-

ветственности, обратных связей и др.

- организационные; среди этих принципов можно назвать так называемую

защиту временем, когда регламентируется время, в течение которого допуска-

ется воздействие на человека негативных факторов, принцип рациональной ор-

ганизации труда, рациональных режимов работы, организация санитарно-

защитных зон и др.

- технические; эта группа принципов подразумевает использование кон-

кретных технических решений для повышения безопасности.

1.3.2. Методы ноксологии

Методы ноксологии рационально разделить на две группы:

методы ноксологии как науки;

методы обеспечения безопасности в ноксосфере.

Рассмотрим обе группы методов:

Методы нокосологии как науки

Системный метод. Системный метод фокусируется на том, что любое

явление, действие, всякий объект рассматривается как элемент системы. Под

системой понимается совокупность элементов, взаимодействие между которы-

ми адекватно однозначному результату. Такую систему будем называть опре-

деленной. Если же совокупность элементов взаимодействует так, что возможны

различные результаты, то система называется неопределенной. Причем уровень

неопределенности системы тем выше, чем больше различных результатов мо-

жет появиться. Неопределенность порождается неполным учетом элементов и

характером взаимодействия между ними.

К элементам системы относятся материальные объекты, а также отноше-

ния и связи, существующие между ними. Различают естественные и искус-

ственные системы. При конструировании искусственных систем сначала зада-

ются реальной целью, которую необходимо достичь, и определяют элементы,

образующие систему. Задача сводится по существу к тому, чтобы на естествен-

ную систему, ведущую к нежелательному результату, наложить искусственную

систему, ведущую к желаемой цели. При этом положительная цель достигается

за счет исключения элементов из естественной системы или нейтрализации их

элементами искусственной системы. Можно, следовательно, говорить о систе-

мах и контрсистемах. Системный метод отражает универсальный закон диалек-

тики о взаимной связи явлений и ориентирует на учет всех элементов, форми-

28

рующих рассматриваемый результат, на полный учет обстоятельств и факторов

ноксосферы.

Методы индукции и дедукции. При использовании индукции мысль дви-

жется от знания частного, знания фактов к знанию общего, знанию законов. В

основе индукции лежат индуктивные умозаключения. Они проблематичны и не

дают достоверного знания. Такие умозаключения наводят (отсюда и термин:

индукция – наведение) мысль на открытие общих закономерностей, обоснова-

ние которых позже дается иными способами. Дедукция является приемом про-

тивоположной направленности. В дедуктивном умозаключении движение мыс-

ли идет от знания общего к знанию частного. В специальном смысле слова де-

дукция обозначает процесс логического вывода по правилам логики. В отличие

от индукции, дедуктивные умозаключения дают достоверное знание при усло-

вии, что такое знание содержалось в посылках. Индукция и дедукция в позна-

нии органически связаны.

Методы анализа и синтеза. Анализ – это прием мышления, связанный с

разложением изучаемого объекта на составные части, стороны, тенденции раз-

вития и способы функционирования с целью их относительно самостоятельно-

го изучения. Синтез – прямо противоположная операция, заключающаяся в

объединении ранее выделенных частей в целое и с целью получить знание о

целом путем выявления тех существенных связей и отношений, которые объ-

единяют ранее выделенные в анализе части в одно целое.

Методы абстрагирования, идеализации и обобщения. Абстрагирование

есть процесс мысленного выделения, вычленения отдельных интересующих нас

в контексте признаков, свойств и отношений конкретного предмета или явле-

ния при одновременном отвлечении от других свойств, признаков, отношений,

которые в данном контексте несущественны. Когда мы абстрагируем некоторое

свойство или отношение ряда объектов, то тем самым создается основа для их

объединения в единый класс. По отношению к индивидуальным признакам

каждого из объектов, входящих в данный класс, объединяющий их признак вы-

ступает как общий.

Обобщение - это такой прием мышления, в результате которого устанав-

ливаются общие свойства и признаки объектов. В процессе идеализации проис-

ходит предельное отвлечение от всех реальных свойств предмета с одновре-

менным введением в содержание образуемых понятий признаков, нереализуе-

мых в действительности. Образуется т.н. идеальный объект, которым может

оперировать теоретическое мышление при познании реальных объектов.

Метод аналогии. При аналогии на основе сходства объектов по некото-

рым признакам, свойствам и отношениям выдвигают предположение об их

сходстве и в других отношениях. Вывод по аналогии также проблематичен, как

и в индукции, и требует своего дальнейшего обоснования.

Методы наблюдения и измерения. Наблюдение – это целенаправленное

изучение предметов, опирающееся в основном на такие чувственные способно-

сти человека, как ощущение, восприятие, представление; в ходе наблюдения

мы получаем знание о внешних сторонах, свойствах и признаках рассматрива-

29

емого объекта. Познавательным итогом наблюдения является описание – фик-

сация средствами языка исходных сведений об изучаемом объекте. Наблюдение

далеко не пассивно, оно имеет свои активные стороны – целенаправленный ха-

рактер наблюдения и избирательность, а также его теоретическая обусловлен-

ность. Наблюдение в самом общем виде подразделяется на качественное и ко-

личественное. Количественное наблюдение называется измерением. Измерение

– это процесс определения отношения одной измеряемой величины, характери-

зующей данный объект, к другой однородной величине, принятой за единицу.

В основе операции измерения лежит сравнение объектов по каким-либо сход-

ным свойствам или сторонам. Чтобы осуществить такое сравнение, необходимо

иметь определенные единицы измерения, наличие которых дает возможность

выразить изучаемые свойства со стороны их количественных характеристик.

Моделирование. Моделирование – это такой метод исследования, при ко-

тором интересующий объект замещается другим объектом, находящимся в от-

ношении подобия к первому объекту. Первый объект – оригинал, второй – мо-

дель. Знания, полученные при изучении модели, распространяются на оригинал

на основании аналогии и теории подобия.

Эксперимент. Эксперимент, как и наблюдение, является базисным мето-

дом на эмпирическом уровне познания в ноксологии. Эксперимент – это актив-

ный целенаправленный метод изучения явлений в точно фиксированных усло-

виях их протекания, которые могут воссоздаваться и контролироваться самим

исследователем. Эксперимент является связующим звеном между теоретиче-

ским и эмпирическим этапами и уровнями научного исследования. Его замысел

всегда опосредован предварительным теоретическим знанием, а результаты

требуют обязательной теоретической интерпретации.

Методы обеспечения безопасности в ноксосфере

Общие методы:

Разделение гомосферы и ноксосферы: применение защиты расстоянием и

временем, вывод человека из зоны действия опасного фактора или сокращение

времени пребывания человека в зоне при наличии вредных факторов воздей-

ствия, использование экобиозащитной техники и организационных мероприя-

тий;

Нормализация ноксосферы: защита зон жизнедеятельности от естествен-

ных негативных воздействий; снижение негативного влияния источников опас-

ностей и вредных факторов до нормативных требований и допустимых уровней

воздействия; осуществление оценки воздействия на окружающую среду при

проектировании объектов техносферы;

Приведение характеристик человека в соответствие с характеристика-

ми ноксосферы: обучение, инструктаж, снабжение человека эффективными

средствами защиты, приспособление человека, профессиональный отбор рабо-

тающих, тренировка, подготовка населения к действиям в опасных и чрезвы-

чайно опасных ситуациях;

Частные методы:

30

Монографический - это детальное изучение и описание всего комплекса

условий возникновения несчастных случаев.

Составление карт общего анализа опасностей. Дается описание опасно-

сти, серьезность опасности, вероятность опасности, затраты, действенность.

Групповой метод основан на сборе и систематизации материалов о проис-

шествиях и профессиональных заболеваниях по некоторым однородным при-

знакам (например время года, время суток, тип оборудования, стаж работника).

Топографический способ как разновидность группового. Данные собира-

ются по предприятиям.

Способ анкетирования.

Метод дерева отказов.

31

ГЛАВА 2. ПОКАЗАТЕЛИ И КРИТЕРИИ ОПАСНОСТЕЙ

2.1 Организационно-технические показатели и критерии

2.1.1. Критерии и показатели комфортности и опасности

Комфорт (англ. comfort), бытовые удобства. В широком понимании «ком-

форт» - отсутствие разлада с собой и окружающим миром. В узком понимании

«комфорт» — оптимальное сочетание параметров микроклимата и уюта в зонах

деятельности и отдыха человека.

Комфортными называются такие параметры окружающей среды, которые

позволяют создать наилучшие для человека условия жизнедеятельности.

В качестве показателей комфортности устанавливают значения температу-

ры, влажности и подвижности воздуха в помещениях.

Критериями комфортности являются значения нижнего и верхнего приде-

ла этих показателей.

Тепловой комфорт, наиболее предпочтительное (комфортное) тепловое со-

стояние организма человека; характеризуется определенным содержанием и

распределением теплоты в поверхностных и глубоких тканях тела при мини-

мальном функциональном напряжении системы терморегуляции.

Показателями опасности (вредности) окружающей среды являются значе-

ния концентраций вредных веществ и значения уровней энергетических воз-

действий в жизненном пространстве.

Критериями безопасности являются ограничения, вводимые на показатели

опасности, то есть на концентрации веществ, и потоки энергий в жизненном

пространстве.

Концентрации регламентируют, исходя из предельно допустимых значе-

ний концентраций этих веществ в жизненном пространстве:

С < ПДК, (2.1)

где С—концентрация вещества в жизненном пространстве;

ПДК — предельно допустимая концентрация вещества в жизненном про-

странстве.

Для потоков энергии допустимые значения устанавливаются соотношени-

ями:

I < ПДУ, (2.2)

где I — интенсивность потока энергии;

ПДУ — предельно допустимый уровень потока энергии.

Конкретные значения ПДК и ПДУ устанавливаются нормативными актами

Государственной системы санитарно-эпидемиологического нормирования РФ.

В тех случаях, когда состояние среды обитания не удовлетворяет критери-

ям безопасности и комфортности, неизбежно возникают негативные послед-

ствия. Для интегральной оценки влияния опасностей на человека и среду оби-

тания используют ряд показателей негативности. К ним относятся:

1) Числнность пострадавших (Tтр)

32

2) Показатель частоты травматизма (Кч) определяет число несчастных слу-

чаев, приходящихся на 1000 работающих за определенный период:

Кч=Ттр × 1000/С, (2.3)

где С – среднесписочное число работающих.

3) Показатель тяжести травматизма Кт характеризует среднюю длитель-

ность нетрудоспособности, приходящуюся на один несчастный случай:

Кт = Д/ Tтр , (2.4)

где Д — суммарное число дней нетрудоспособности по всем несчастным

случаям.

4) Показатель нетрудоспособности

Кн = Кч×Кт, (2.5)

5) Численность пострадавших, получивших профессиональные или регио-

нальные заболевания (Тз);

6) Показатель сокращения продолжительности жизни (СПЖ) при воздей-

ствии вредного фактора или их совокупности. К показателям СПЖ относятся

абсолютные значения АСПЖ в сутках и относительные показатели ОСПЖ,

определяемые по формуле:

ОСПЖ=(П – АСПЖ/365)/П (2.6)

где П – средняя продолжительность жизни, лет.

Показатели сокращения продолжительности жизни могут определяться как

для воздействия одного вредного фактора, так и для их совокупности.

Система показателей опасности и комфортности представлена на рис. 2.1.

Система показателей и критериев

▼ ▼ ▼ ▼

Показатели

комфортности

Показатели

(критерии)

опасности

Показатели

негативности

техносферы

(травматизма)

Показатели

Продолжительности

жизни

t0 C (ПДК) Исходные по-

казатели:

Ттр, Д, ТЗ

П,

φ I (ПДУ) Расчетные по-

казатели: АСПЖ

v Кч, Кт, Кн ОСПЖ

Рис. 2.1. Система показателей опасности и комфортности

33

2.1.2 Понятие о риске

Ранняя этимология слова «риск» обозначала ситуации, когда человек ре-

шался на какое-то действие. Позднее, считая себя вправе совершить той или

иной поступок, мероприятие слово «риск» приобрело оттенок трагичности из-

за неопределенности и опасности и стало определять действие, когда человек

сознательно подвергает себя опасности в надежде на успех задуманного им

предприятия.

В мировой практике понятие риска (R) используется при оценивании по-

тенциального ущерба. В терминах теории вероятности - опасности (Н), уязви-

мости (V):

VHR . (2.7)

Опасность подразумевает некую угрозу, существующую независимо от

человека, помимо его воли. В (2.5) под опасностью понимается вероятность

события на заданной площади в течение заданного интервала времени.

Опасность может характеризоваться финансовым или экономическим

ущербом, в который включается суммарная стоимость всех затрат, связанных с

происшедшим событием, и стоимость человеческих жертв.

Уязвимостью называется отношение ущерба к общей стоимости объекта.

Чаще всего за риск принимают вероятность опасности, ущерба или смер-

ти, хотя оценки риска могут выражаться в процентном отношении вероятност-

ных потерь, в абсолютном денежном выражении, в количестве жертв от собы-

тия.

Функционал риска R задается параметр-функциями, характеризующими

экологические, техногенные, социально-экономические и другие факторы. Сре-

ди них выделяют:

- повторяемость чрезвычайных ситуаций (ЧС);

- природный фон (географические особенности региона);

- социальный фон (этнические, исторические и политические особенно-

сти региона);

- уязвимость населения, определяемая уровнем экономического развития;

- субъективное восприятие населением угрозы возникновения ЧС.

В простейшем случае оценка вероятности риска:

P(F) = P(H) PCF/H), (2.8)

где Р(Н) — вероятность (повторяемость) опасности Н определённой интенсив-

ности, численно равная её статистической вероятности, а P(F/H) — вероятность

ущерба. Эта ситуация графически проиллюстрирована на рис. 2.2.

34

Рис. 2.2. Соотношение между опасностью и уязвимостью

При нормальном или степенном законе распределения в каждой системе

кругов, морфология фигуры «риск» соответствует седловине. С учетом (2.8),

безопасность:

P(S) = 1 - P(F). (2.9)

Оценка риска для объекта или субъекта в виде возможных потерь за

определённый период времени является перспективной альтернативой крите-

рия предельных состояний. При этом необходимо учитывать особенности субъ-

ективного восприятия угроз.

Последствия воздействий техногенных факторов можно разделить на со-

матические и генетические (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Классификация техногенных воздействий с позиции теории риска

Соматические эффекты могут быть ранними (проявляют себя в период

времени от единиц минут до одного-двух месяцев) и отдаленными (сказывают-

ся на протяжении всей жизни рецептора, сокращая ее продолжительность). К

числу первых относятся разного рода пороговые эффекты, которые наблюда-

ются обычно после больших интенсивностей и доз воздействия (от резкого

Последствия воздействия техноген-

ных факторов

Соматические

Генетические

Наблюдаются непосредственно у рецеп-

торов негативных воздействий

Выявляются у последующих поколений

рецепторов, подвергшихся воздействию

35

снижения работоспособности до гибели рецептора); эффекты второго рода за-

висят от суммы накопленной дозы воздействия: это соматико-стохастические

явления, связанные с профессиональным риском, профессиональными заболе-

ваниями и т. д.

Генетические эффекты на последующих поколениях рецепторов также

распределяются стохастически, ибо в обществе поврежденные гены могут

«разбавляться» неповрежденными с вероятностью, зависящей от процентного

соотношения между пострадавшими и не пострадавшими от данного воздей-

ствия организмами.

2.1.3 Концепция приемлемого риска

Технический и технологический прогресс неизбежно ведут к росту обще-

го уровня риска в обществе. Поэтому каждое новшество следует оценивать на

основе соотношения «польза/затраты» и концепции приемлемого риска, кото-

рая имеет ряд существенных аспектов нетехнического содержания: социаль-

ных, экономических, юридических, психологических и т. п.

Субъективное восприятие техногенного риска зависит от особенностей

личности, жизненного опыта, психологии восприятия побед и поражений. Наше

восприятие текущей ситуации влияет на выбор тактики и стратегии снижения

риска. При выигрыше люди обычно пытаются уменьшить риск и удержать

имеющееся. Когда же они терпят растущие убытки, то из-за стресса становятся

более склонны к риску. Особенно, когда терять становится нечего.

Психологический уровень индивидуального приемлемого риска гибели

оценивается в 10-6. Риск смерти менее 10-6 обычно игнорируется. Эта пороговая

величина использована в стандартах по безопасности ряда европейских стран.

Средства на снижение риска, если он меньше 10-7, не выделяются. Для

событий с риском смерти в 10-3 организуются контрмеры. При уровне риска 10-

4 люди менее склонны к серьезным действиям, но готовы тратить деньги на

уменьшение риска. При добровольном индивидуальном риске, когда человек

может лично воздействовать на ситуацию, психологический порог значительно

выше. За рулём автомобиля человек чувствует себя уверенней, чем авиапасса-

жир в полёте, считая, что в состоянии справиться с ситуацией.

Социальная приемлемость величины риска зависит от числа подвергаю-

щихся опасности людей, так как экономические потери для государства могут

быть чересчур большими. Чем больше людей подвергается опасности, тем

больше общество заботится о безопасности и принимает меры к снижению

уровня индивидуального риска. Общество готово принять добровольный риск в

1000 раз больше, чем вынужденный. При этом часто игнорируются меньшие

уровни риска, связанные с новыми, до конца, не изведанными областями дея-

тельности (например, последствия мутаций от малых доз облучения и т. п.).

Средний приемлемый риск в профессиональной сфере составляет ≈2,5∙10-4 в

год.

36

Приемлемый риск должен соответствовать минимуму суммарных потерь

и затрат в обществе и окружающей среде, связанных с достижением поставлен-

ной человечеством цели. Определение этих минимумов обычно происходит

эмпирически, методом проб и ошибок, что связано с большими издержками,

промахами и просчетами, которые негативным образом сказываются на каче-

стве жизни большинства людей и проявляются в техногенном риске, определя-

емом, например, как средняя вероятность наступления негативных последствий

воздействия. При этом признается стохастичность интенсивности, продолжи-

тельности и специфических качеств воздействия. В частном случае под нега-

тивными последствиями понимается гибель живого организма – смерть челове-

ка.

Изучение статистики смертности людей позволяет в первом приближении

установить круг факторов, определяющих уровни смертельного риска в чело-

веческом обществе, а также порядок наблюдаемых в настоящее время значений

риска.

Источники риска смертности современного человека можно классифици-

ровать по:

- внутренней среде организма (генетические и соматические заболевания,

процессы старения);

- внешней среде обитания;

- профессиональной и непрофессиональной деятельности (заболевания,

несчастные случаи, аварии и травматизм и т.д.);

- социальной среде (суицид, преступления, наркотики, насилие, войны и

т.п.).

Приемлемые уровни риска можно связать с продолжительностью жизни

человека, то есть с риском смерти 10-2 в год (один раз в 100 лет). Эта величина

может считаться социально-приемлемым уровнем риска. Величину реального

уровня риска смерти характеризует содержание табл. 2.1.

Таблица 2.1.

Оценки риска смерти за год

Уровень риска Ситуация

(1-5)∙10-6 Отравление выхлопными газами автомобиля

10-5 Естественная среда обитания (землетрясения, наводне-

ния, ураганы, грозы и др.)

(0,4-2)∙10-5 Загрязнения атмосферного воздуха выбросами ТЭС

7,5∙10-5 Военные действия в мирный период

5∙10-4 Риск смерти от 30-летнего курения

(1,8-2,7)∙10-3 Смертность в России в 2008-2010 гг. для возрастной

группы 20-25 лет

(2-10)∙10-2 Неядерная война

37

Вероятность гибели от техногенных катастроф в 2008 г. оценивалась в

2,4∙10-6, а от природных явлений в 5∙10-7, что сравнимо с возможностью гибели

в авиакатастрофах в 2008 г. на самолетах Аэрофлота (3,4∙10-6) и на самолетах

европейских компаний и США (0,7-8,0∙10-7). Это существенно меньше, чем ве-

роятность гибели от дорожно-транспортных происшествий. В Ленинградской

области в 2010 г. она составляла 2,7∙10-4, что было сравнимо с уровнем убийств

и самоубийств в РФ (2,6∙10-4).

В обычной жизни 41,4 % всех смертных случаев связано с курением, с

алкоголем - 27,6 %, с дорожно-транспортными происшествиями - 15,4 %, со

стихийными бедствиями - 4,4 %, с огнестрельным оружием (4,6 %) (табл. 2.2).

Функционирование любого, в том числе военного, объекта, представля-

ющего опасность для окружающей среды, принято характеризовать, во-первых,

уровнем опасностей и угроз, связанных с возможностью возникновения аварий

и катастроф и, во-вторых, характером и масштабами различного рода послед-

ствий при этих авариях и катастрофах.

Мониторинг возможных опасностей и угроз проводится на всех стадиях

жизненного цикла объекта. При этом оценивается и ущерб, который уточняется

после произошедшего опасного события. Полученные результаты используют-

ся для уточнения техногенного риска.

Риск возникновения и воздействия опасных природных явлений на людей

принято называть природным риском. Влияние окружающей среды может ха-

рактеризоваться гидрометеорологической безопасностью — состоянием защи-

щенности жизненно важных интересов личности, общества и государства от

воздействия опасных природных явлений, изменений климата.

Таблица 2.2

Оценки вклада (%) различных факторов в преждевременную смертность

в России

Причины смерти Образ

жизни

Окружаю-

щая среда

Гене-

тика

Медици-

на

Болезни сердца 54 9 25 12

Новообразования 37 34 29 10

Церебно-васкулярная болезнь 50 22 21 7

Дорожно-транспортный трав-

матизм 69 18 1 12

Диабет 26 0 68 6

Цирроз печени 70 9 18 3

Самоубийства 60 35 2 3

Несчастные случаи 51 31 4 14

В среднем 48,5 15,8 24,9 10,8

Понятие техногенного риска напрямую связано с понятием экологическо-

го риска. Под экологическим риском в широком смысле следует понимать риск

38

ухудшения качества компонентов окружающей среды, ее природных и природ-

но-антропогенных образований, деградации флоры и фауны и уменьшения ви-

дового разнообразия, дегармонизации естественных процессов, нарушений

биогеохимических циклов, процессов биотической саморегуляции и экологиче-

ских равновесий, а также снижения адаптационных возможностей указанных

природных, природно-антропогенных образований и экосистем по отношению

к негативным воздействиям и исчерпания их экологического резерва (экологи-

ческой емкости).

Все отмеченные в этом определении составляющие (направления анализа

и оценки) экологического риска должны приниматься во внимание при анализе

и оценке экологического риска техногенных воздействий любого характера.

При этом, в зависимости от характера окружающей среды, где рассматривается

возможность возникновения и развития аварийных и иных техногенных воз-

действий, акцент может делаться на анализ и оценку экологического риска для

тех или иных реципиентов (объектов) этих воздействий. К таковым могут быть

отнесены:

- компоненты природной среды, имеющие наиболее важное значение в

жизнедеятельности человека: атмосфера (воздушная среда); гидросфера (вода);

литосфера (земля, почва); различные виды ресурсов;

- природные и природно-антропогенные образования, в том числе при-

родно-территориальные комплексы, природные и природно-антропогенные

ландшафты;

- биоценозы и экосистемы различных характеров и масштабов (также от-

носящиеся к природным объектам);

- отдельные группы людей из числа населения и производственных кол-

лективов, подвергающиеся воздействиям, которые влекут за собой ухудшение

здоровья по экономическим причинам.

Для каждого из этих реципиентов могут быть выделены составные эле-

менты и определена структура возможного экологического ущерба при техно-

генных воздействиях. Например, для биоценозов и экосистем экологический

ущерб целесообразно выражать, главным образом, через снижение уровня био-

разнообразия, нарушение процессов биотической саморегуляции и экологиче-

ского равновесия; для такого компонента окружающей среды как почва — че-

рез снижение способности почвы к ассимиляции загрязнителей и сопротивле-

нию к неблагоприятным воздействиям, снижение плодородия почвы и ее спо-

собности к саморегуляции естественных процессов.

39

2.2 Медико-экологические показатели и критерии опасностей

2.2.1 Негативные последствия влияния опасностей на человека

В течение всей жизни человек находится под непрерывным влиянием

факторов окружающей среды, благоприятных или вредных для здоровья.

Из комплекса воздействующих факторов окружающей среды выделяют

природные и антропогенные. Это различие обусловлено особенностями их био-

логического действия на жизнедеятельность организма.

Большинство антропогенных факторов нежелательны или опасны в зави-

симости от величины воздействия. А присутствие природных факторов в окру-

жающей среде, воздействие их на организм человека в оптимальных количе-

ствах жизненно необходимы. Это связано с тем, что природные факторы со-

ставляют естественный фон биосферы, обеспечивающий относительное посто-

янство её состава и круговорот веществ в природе, и служат основой функцио-

нирования живой материи. В случае действия природных факторов с интенсив-

ностью, превышающей адаптационные возможности организма человека, их

можно рассматривать как действие загрязнителей окружающей среды, которые

могут нанести вред здоровью населения. На рис. 2.4 представлена классифика-

ция опасностей по характеру воздействия на человека:

Опасность хранят все системы, населённые энергией, имеющие химиче-

ски и биологически активные элементы.

Одним из важнейших условий сохранения и укрепления здоровья людей

является поддержание оптимального состояния физической среды обитания.

Под физической средой понимают совокупность факторов, оказывающих

на организм энергетическое воздействие (механическое, термическое, электри-

ческое, электромагнитное, радиационное и др.).

К природным относятся погодные и климатогеографические факторы:

температура, влажность, скорость движения воздуха, атмосферное давление,

атмосферное электричество, солнечная радиация и др. Погодные факторы име-

ют значение в эпидемиологии распространения инфекционных заболеваний,

воздействуют на тепловой обмен и физиологическое состояние человека. В со-

ответствии с ритмичностью природных явлений происходят ритмические изме-

нения биологических процессов - биоритмы (суточные, лунные, сезонные). Ес-

ли режим дня человека согласован с циклами внешних условий, то это способ-

ствует жизнедеятельности и работоспособности и наоборот. Перемещение че-

ловека в новые климатические условия вызывает необходимость акклиматиза-

ции. Неблагоприятное действие природных физических факторов усиливается

при стихийных бедствиях.

40

Рис. 2.4. Классификация опасностей по характеру воздействия на человека

К антропогенным физическим факторам относят механические, термиче-

ские воздействия и воздействия других видов энергии.

Механические воздействия создаются движущимися машинами и меха-

низмами, передвигающимися материалами, заготовками, изделиями, незащи-

щёнными подвижными элементами оборудования, потерей равновесия и паде-

нием работающих. Они могут привести к травме и к смерти. Неблагоприятные

термические воздействия приводят к нарушению терморегуляции, перегреву и

тепловому удару. Многие производственные процессы сопровождаются шумом

и вибрацией, длительное воздействие которых ведёт к тугоухости, шумовой бо-

лезни, виброболезни, нарушениям в сердечно-сосудистой системе. Электриче-

ский ток, электрические и магнитные поля могут привести к травмам и к забо-

леваниям, к замыканиям, взрывам и пожарам. Ультрафиолетовые, инфракрас-

ные, лазерные излучения приводят к нарушениям здоровья, к снижению рабо-

тоспособности. Ионизирующие излучения вызывают лучевую болезнь.

Химические факторы - это различные химические вещества, входящие в

состав воздуха, воды, пыли, пищи, а также загрязнители (сбросы и выбросы

предприятий). Природные факторы, поступающие с продуктами питания, во-

дой, воздухом, имеют важное значение для жизнедеятельности человека. К ним

относятся белки, витамины, аминокислоты, углеводы, микроэлементы и др.

Возможно природное загрязнение окружающей среды при извержении вулка-

нов, действии гейзеров, при ураганах, смерчах. Неблагоприятный эффект от

действия факторов окружающей среды усиливает алкоголь, наркотики и таба-

Опасности по характеру

воздействия на

человека

Активные – имеют энер-

гетические ресурсы

Активно-пассивные – ак-

тивизируются за счет

энергии, носителем кото-

рой является человек

Пассивные – проявляются

опосредовано

(опасные свойства)

Механические, термиче-

ские, электрические, элек-

тромагнитные, химические,

биологические, психофи-

зиологические факторы

Острые (колющие, ре-

жущие) предметы, неров-

ности, уклоны, подъемы

Коррозия, накипь, недо-

статочная прочность ма-

териалов, повышенная

нагрузка на механизмы и

машины

41

кокурение. Такой же эффект может вызвать и неправильный приём лекарствен-

ных препаратов. Наибольшую опасность химических антропогенных факторов

представляет химическое оружие, основу которого составляют боевые отрав-

ляющие вещества.

Биологические факторы могут встречаться во всех средах - в воде, возду-

хе, почве, продуктах питания, на производстве, в быту. Их источником являют-

ся предприятия пищевой, фармацевтической промышленности, сельскохозяй-

ственные предприятия и животноводческие комплексы, очистные сооружения.

Биологическое загрязнение включает патогенные бактерии и продукты их жиз-

недеятельности, биологические средства защиты растений.

В атмосферном воздухе находится много природных факторов, вызыва-

ющих аллергические реакции у человека: частицы плесени, пыльца цветов, во-

локна растений. В воде - фитопланктон и продукты гниения растений, загряз-

няющие водоёмы. Кроме указанных природных факторов следует отметить

насекомых - вредителей лесного и сельского хозяйства (саранча, колорадский

жук, шелкопряды и т.п.), насекомых - переносчиков инфекционных заболева-

ний человека и животных (комары, клещи, блохи, вши), патогенные микроор-

ганизмы, вызывающие распространение инфекций (бактерии, вирусы, риккет-

сии, грибки).

Особую опасность представляет бактериологическое оружие, основанное

на применении биосредств - насекомых и микроорганизмов.

Психофизиологические факторы - это физические и нервно-психические

перегрузки. Физические перегрузки различают статические и динамические.

Нервно-психические перегрузки подразделяют на умственное перенапряжение,

перенапряжение анализаторов, монотонность труда и эмоциональные перегруз-

ки (стресс).

Среди психофизиологических факторов, влияющих на безопасность дея-

тельности, выделяют устойчиво и временно повышающие индивидуальную

подверженность опасности.

Из факторов, устойчиво повышающих подверженность опасности, выде-

ляют:

- особенности темперамента;

- функциональные изменения в организме;

- дефекты органов чувств;

- неудовлетворённость данным видом деятельности;

- профессиональную непригодность.

Неудобная рабочая поза, неблагоприятный темп труда, чрезмерные физи-

ческие усилия, умственные и нервно-психические перегрузки приводят к по-

вышенному нервному и физическому утомлению, которое ослабляет психику,

снижает чувствительность органов зрения, и слуха, ухудшает координацию

движений, снижает быстроту и точность ориентации, бдительность и внимание,

нарушает восприятие происходящего. Всё это создаёт предпосылки или являет-

ся причиной несчастных случаев или расстройств здоровья.

42

2.2.2 Заболеваемость и травматизм

Структура и уровень заболеваемости являются важнейшими составляю-

щими комплексной оценки здоровья населения. Однако изучение заболеваемо-

сти, несмотря на видимую простоту, представляет собой весьма сложный про-

цесс, поскольку дефиниция заболеваемости значительно труднее, чем дефини-

ция, например, смертности, хотя бы с той точки зрения, что болезнь — явление

динамичное, а не статичное. Смерть — явление однозначное, точно очерчен-

ное, и случаи смерти легко подсчитать. Болезнь же, напротив, — меняющееся

состояние, подверженное большим колебаниям: от весьма незначительных от-

клонений от нормы, не препятствующих порой нормальной деятельности чело-

века, вплоть до временной или стойкой нетрудоспособности.

По определению ВОЗ, заболевание — это любое субъективное или объек-

тивное отклонение от нормального физиологического состояния организма. Та-

ким образом, понятие «заболевание» шире, чем понятие «болезнь».

На основании многолетнего исследования проблем заболеваемости, осно-

вываясь на анализе литературы и собственных данных, можно предложить сле-

дующую классификацию заболеваемости (рис. 2.5).

Исходя из предложенной классификации заболеваемости, а также приве-

денных выше суждений, можно предложить следующую трактовку основных

понятий.

Исчерпанная (истинная) заболеваемость — общая заболеваемость по об-

ращаемости, дополненная случаями заболеваний, выявленных при медицин-

ских осмотрах, и данными по причинам смерти.

Общая заболеваемость по обращаемости (распространенность, болез-

ненность) — совокупность первичных в данном году случаев обращений насе-

ления за медицинской помощью по поводу заболеваний, выявленных как в

данном, так и в предыдущие годы.

43

Рис. 2.5. Классификация заболеваемости

44

Первичная заболеваемость (по обращаемости) — совокупность новых,

нигде ранее не учтенных и впервые в данном году зарегистрированных при об-

ращении населения за медицинской помощью случаев заболеваний.

Накопленная заболеваемость (по обращаемости) — все случаи первич-

ных заболеваний, зарегистрированные в течение ряда лет при обращении за ме-

дицинской помощью.

Частота заболеваний, выявленных дополнительно при медицинских

осмотрах, — все случаи заболеваний, выявленных дополнительно при проведе-

нии медицинских осмотров, но не зарегистрированных в данном году при об-

ращении населения за медицинской помощью.

Частота заболеваний, выявленных дополнительно при анализе причин

смерти, — все случаи заболеваний, установленные при судебно-медицинском

или патологоанатомическом исследовании

Особую категорию заболеваний составляют профессиональные заболева-

ния. Профессиональным заболеванием называется заболевание, которое разви-

вается в результате воздействия на работающего специфических для данной

работы вредных производственных факторов и вне контакта с ними возникнуть

не может. Частным случаем профессионального заболевания является профес-

сиональное отравление. Профессиональные отравления бывают острыми и

хроническими. Профзаболевание обычно возникает в результате более или ме-

нее длительного периода работы в неблагоприятных условиях, поэтому в отли-

чие от травмы точно установить момент возникновения заболевания нельзя.

Кроме профессиональных на производстве сейчас выделяют группу так

называемых производственно-обусловленных заболеваний. К ним относят бо-

лезни, которые в принципе не отличаются от обычных болезней, однако небла-

гоприятные условия труда способствуют возникновению некоторых из них и

ухудшают их течение. Например, у лиц, выполняющих физическую работу в

плохих условиях, чаще возникают такие заболевания, как радикулит, варикоз-

ное расширение вен, язвенная болезнь желудка и т.п. Если же работа требует

большого нервно-психического напряжения, то чаще возникают всевозможные

неврозы и болезни сердечно-сосудистой системы.

Основными статистическими показателями учета профессиональной за-

болеваемости являются коэффициент частоты заболеваемости, коэффициент

текучести заболеваний, коэффициент нетрудоспособности на 100 чел.

Коэффициент частоты заболеваемости на 100 рабочих рассчитывается

как:

,100.. рбв

зч

Ч

NК (2.10)

где N – количество случаев заболеваемости,

рбвЧ - число рабочих предприятия.

Коэффициент текучести заболеваний (дней нетрудоспособности / на 1

случай) рассчитывается как:

45

,100.. N

ТК

нтзт (2.11)

где нтТ - число дней нетрудоспособности.

100.. рбв

нтзнт

Ч

ТК . (2.12)

Далее рассчитывают динамику уровней заболеваемости по отношению к

предыдущему году. Если полученная величина превышает 100%, например,

127%, то заболеваемость выше на 27%; если менее 100%, например, 98%, то

заболеваемость снизилась на 2%.

Для углубления анализа и выявления прямых связей с плохими условиями

труда, рассчитывают коэффициенты нетрудоспособности по наиболее распро-

страненным заболеваниям и по структурным подразделениям предприятия (це-

хам, участкам).

В Российской Федерации в 2010 г. было зарегистрировано 11277 случаев

профессиональных заболеваний и отравлений, из них 2568 у женщин. Острые

профессиональные отравления составили 116 случаев, а хронические - 185, что

значительно больше по сравнению с 2001 годом.

Показатель профессиональной заболеваемости составил 2,23 на 10000 ра-

ботников. При этом на хронические профзаболевания и отравления приходи-

лось 98,4% от общего числа профзаболеваний и отравлений, что приводит к

ограничению профессиональной трудоспособности и ее утрате.

В структуре нозологических форм хронических профессиональных забо-

леваний преобладали заболевания, связанные с воздействием физических фак-

торов - 37,51% (в 2006 г. - 37,66%), заболевания, вызванные воздействием про-

мышленных аэрозолей - 27,26% (31,62%), заболевания, связанные с физически-

ми перегрузками и перенапряжением отдельных органов и систем - 17,85%

(16,01%), заболевания (интоксикации), вызванные воздействием химических

факторов - 7,8% (5,62%), заболевания, вызванные биологическим фактором -

6,65% (6,44%). Также из общей массы заболеваний обращают на себя внимание

нейросенсорная тугоухость - 18,7% (16,9%) и вибрационная болезнь - 15,7%

(17,3%).

Ранжирование отдельных отраслей экономики по показателям професси-

ональной заболеваемости за 2006-2010 гг. (на 10000 работающих) приведено

ниже (табл. 2.3).

В разрезе субъектов Российской Федерации в 2010 году наиболее высо-

кие показатели профессиональной заболеваемости были зарегистрированы в

Кемеровской области - 20,24, Ростовской - 8,07, Республике Коми 7,88, Чукот-

ском автономном округе - 6,95, Свердловской области - 4,99, Челябинской -

4,42, Сахалинской области и Приморском крае - 3,96.

Обстоятельствами и условиями возникновения хронических профзаболе-

ваний в 2010 году послужили: несовершенство технологических процессов (в

42,5% случаев), конструктивные недостатки средств труда (30,61%), несовер-

шенство рабочих мест (5,19%), несовершенство сантехустановок (4,04%), не-

46

применение средств индивидуальной защиты (СИЗ) (2,23%), отсутствие СИЗ

(1,96%), несовершенство СИЗ (1,60%), нарушение правил техники безопасно-

сти (0,81%).

Таблица 2.3

Ранжирование отдельных отраслей экономики по показателям профессиональ-

ной заболеваемости за 2006-2010 годы (на 10000 работающих)

Ранговое

место

Отрасли 2006г. 2007г. 2008г. 2009г. 2010г.

1. Угольная промышленность 29,83 29,41 91,76 42,44 42,15

2. Энергетическое машиностроение 10,72 10,79 11,55 11,79 18,18

3. Цветная металлургия 8,79 8,23 8,86 13,45 13,87

4. Тяжелое машиностроение 7,17 13,27 16,57 15,30 11,27

5. Черная металлургия 8,52 6,70 8,65 8,38 11,05

6. Строительно-дорожное машиностро-

ение

8,75 10,31 9,57 34,21 9,98

7. Станкостроительная и инструмен-

тальная промышленность

4,54 5,80 4,50 5,86 8,89

8. Общее машиностроение 2,90 2,57 0,19 2,38 6,76

9. Тракторное и сельскохозяйственное

машиностроение

5,78 5,89 10,51 6,69 5,97

10. Автомобильная промышленность 5,12 4,89 7,64 4,60 4,74

11. Транспортное машиностроение 7,51 7,21 8,80 8,20 3,34

12. Нефтехимическая промышленность 2,19 3,15 2,81 2,22 3,14

13. Электротехническая промышлен-

ность

2,88 2,43 2,99 2,82 2,67

14. Химическая промышленность 2,66 2,40 3,04 2,30 2,45

15. Нефтяное машиностроение 3,15 3,83 2,75 5,01 1,72

16. Химическое машиностроение 2,42 2,71 3,00 0,67 1,72

17. Нефтедобывающая промышленность 2,69 7,24 2,99 1,96 1,56

18. Газовая промышленность 0,12 0,19 2,75 0,24 1,15

19. Нефтеперерабатывающая промыш-

ленность

0,91 0,91 1,69 1,09 1,09

20. Электроэнергетика 0,87 0,79 0,89 0,87 1,07

Показатель по Российской Федерации 1,85 1,77 1,81 2,24 2,23

Возникновение острых профзаболеваний (отравлений) было в основном

обусловлено нарушением правил техники безопасности (23,03%), несовершен-

ством технологических процессов (15,73%), профессиональным контактом с

инфекционным агентом (10,11%), отступлениями от технологического регла-

мента (8,99%), авариями (8,99%), неприменением СИЗ (6,74%).

Среди профессиональных отравлений преобладали отравления следую-

щими веществами: марганец в сварочном аэрозоле, углерод оксид, ртуть, фто-

ристые соединения, свинец и его неорганические соединения, хлор, аммиак.

Травматизм является одной из важнейших медико-социальных проблем

современности не только для России, но и для большинства стран мира. На

протяжении всего XX в. актуальность проблемы травматизма росла, причем

47

особое беспокойство вызывает не просто рост травматизма, а то обстоятель-

ство, что отмечается рост травматизма со смертельным исходом, с переходом

на инвалидность, с временной утратой трудоспособности, т. е. утяжеление ис-

ходов травм. Сегодня в экономически развитых странах мира травмы занимают

третье место среди причин смерти населения, причем травмы чаще уносят жиз-

ни людей наиболее молодого, трудоспособного возраста.

Эпидемиологическая ситуация с травматизмом в России крайне напря-

женная. Ежегодно в стране регистрируется более 12 млн. случаев травм и

отравлений, из них травмы составляют 93 %, отравления — 1 %, другие

несчастные случаи — 6 %. В 2010 г. погибли: 39341 человек от автотранспорт-

ных травм, 33979 — от случайных отравлений алкоголем, 15866 — от случай-

ных утоплений, 56568 — от самоубийств, 40532 — от убийств. По уровню пер-

вичной заболеваемости взрослого населения травматизм занимает второе место

(после болезней органов дыхания) с показателем 80-90 %о. Значительную роль

играет травматизм и в заболеваемости с временной утратой трудоспособности

— по среднему числу дней нетрудоспособности ему принадлежит второе место

(15-16 дней на 100 работающих), а по числу случаев на 100 работающих — тре-

тье место (10-11 случаев на 100 работающих). Особенностью травматизма яв-

ляется не только его широкое распространение, но и тяжелые исходы. В 2010 г.

удельный вес травматизма в структуре смертности населения России был на

втором месте (14,0 %) и даже превышал удельный вес смертности от новообра-

зований. Последствия травм, отравлений и других внешних воздействий в

структуре первичной инвалидности занимают третье место (6,5 %).

Травмой называют нарушение анатомической целостности или физиоло-

гических функций тканей или органов человека, вызванное внезапным внеш-

ним воздействием.

Изучением воздействия на тело человека повреждающих факторов внеш-

ней среды и оказанием пострадавшим медицинской помощи занимается специ-

альная медицинская дисциплина — травматология. Если следовать строгому

академическому определению понятия «травматология», то к ее ведению сле-

дует отнести последствия таких экзогенных воздействий, как внешние воздей-

ствия механического происхождения (железнодорожный состав, пуля, снаряд,

движущийся автомобиль и т. д.), внешние физические воздействия (высокая

или низкая температура, повышенное или пониженное атмосферное давление,

природное или техническое электричество, звуковые и ударные волны; всякого

рода излучения — лазерное, сверхвысокочастотное, сверхнизкочастотное,

ионизирующее и т. д.), внешние химические воздействия (кислоты, щелочи,

разнообразные отравляющие вещества). Последняя группа факторов характери-

зуется весьма своеобразным механизмом взаимодействия с человеком и чрез-

вычайно специфическими последствиями, в силу чего воздействия химических

факторов и оказание помощи изучаются самостоятельной медицинской дисци-

плиной — токсикологией. Кроме того, выделяют внешние психические воздей-

ствия, которые вызывают реактивные психозы, являющиеся следствием тяже-

лых нервных потрясений, либо могут приводить к обострениям хронически

48

протекающих заболеваний — гипертоническим кризам, геморрагическим или

ишемическим инсультам и т. п.

В результате экзогенного воздействия формируется повреждение. По-

вреждением называется нарушение анатомической целостности или физиоло-

гической функции органов, тканей или систем организма в результате воздей-

ствия факторов внешней среды. Существуют различные классификации повре-

ждений (по исходу, по степени вреда, по характеру экзогенного воздействия и

т. д.). В повседневной практике некоторые повреждения встречаются редко,

другие у некоторых групп людей или при определенных условиях — часто. По-

вторение однородных повреждений у людей, находящихся в сходных условиях

труда или быта, называется травматизмом. В зависимости от условий возник-

новения сходных повреждений принято выделять следующие виды травматиз-

ма.

1. Транспортный травматизм объединяет повреждения, встречающиеся

у людей, работающих или пользующихся транспортными средствами. В зави-

симости от вида транспорта различают автомобильный травматизм, железнодо-

рожный травматизм, травматизм на воздушном и водном транспорте. Некото-

рые авторы в настоящее время предлагают выделять травматизм трубопровод-

ного транспорта, т. е. повреждения, возникающие при авариях трубопроводов

(продуктопроводы, нефтепроводы, газопроводы и т. п.).

2. Производственный травматизм — совокупность повреждений, встре-

чающихся у людей в процессе исполнения ими профессиональных обязанно-

стей. В зависимости от вида производственной деятельности выделяют про-

мышленный травматизм и сельскохозяйственный травматизм.

3. Уличный травматизм объединяет обширную группу повреждений,

возникающих у людей на улице, преимущественно это механические повре-

ждения, связанные с падением из положения стоя навзничь, падении различных

предметов с высоты, конфликтными ситуациями. Иногда могут встречаться

поражения физическими факторами — электротравма при обрыве линий элек-

тропередачи, ожоги и другие повреждения.

4. Бытовой травматизм — очень разнообразные по своему происхожде-

нию повреждения, встречающиеся в бытовых условиях: повреждения, возни-

кающие при проведении домашних работ, ремонте квартир, пользовании неис-

правными бытовыми приборами, бытовых конфликтах и прочих ситуациях.

5. Спортивный травматизм наблюдается у людей, занимающихся спор-

том, во время тренировок или спортивных состязаний.

6. Военный травматизм — совокупность повреждений у лиц, находя-

щихся на воинской службе. Различают военный травматизм мирного времени,

т. е. травмы, возникающие во время учебных и тренировочных занятий военно-

служащих, и военный травматизм военного времени — повреждения во время

боевых действий. Группа военного травматизма объединяет разнообразные по

характеру внешнего травмирующего фактора повреждения — огнестрельные,

взрывные, химические, радиационные, термические и т. п.

49

Каждая группа травматизма, несмотря на разнообразие факторов, вызы-

вающих повреждения, имеет свои особенности, связанные с обстоятельствами

происшествия и характером возникающих повреждений. Сталкиваясь с повре-

ждениями в повседневной деятельности, врач обязан в клиническом или судеб-

но-медицинском диагнозе дать наиболее полную характеристику повреждения,

т. е. классифицировать повреждение. Остановимся более подробно на некото-

рых видах травматизма.

На производстве травма (несчастный случай) обычно бывает следствием

внезапного воздействия на работника какого-либо опасного производственного

фактора при выполнении им трудовых обязанностей или задания руководителя

работ. В соответствии с видом воздействия травмы подразделяют на:

Механические – ушибы, переломы, раны и др.;

Тепловые – ожоги, обморожения, тепловые удары;

Химические – химические ожоги, острое отравление, удушье;

Электрические;

Комбинированные.

Травмы подразделяются на легкие, тяжелые и смертельные. Кроме того,

травмы могут быть групповыми (если травмировано два и более работника).

По данным выборочных наблюдений Госкомстата России в 2008 году на

производстве получили травмы около 128,0 тыс. человек против 145,0 тыс. че-

ловек в 2001 году. Уровень травматизма в Российской Федерации составил 4,5

на 1000 работающих (5,0 в 2007 г.).

Тенденция снижения производственного травматизма в 2008 году, как и в

2007 году, продолжала наблюдаться в следующих отраслях экономики: строи-

тельство, сельское хозяйство, промышленность (рис. 2.6). Наиболее высокий

уровень травматизма в 2008 году был зарегистрирован при добыче угля под-

земным способом, где он составил 33,2 на 1000 работающих (в целом по уголь-

ной промышленности - 20,4), а лесозаготовительной промышленности 19,8. В

этих отраслях экономики численность пострадавших на 1000 работающих пре-

высила уровень данного показателя в целом по Российской Федерации в три ра-

за.

50

Рис. 2.6. Динамика производственного травматизма в РФ по отраслям экономики

Общепринятой классификацией причин производственного травматизма

в настоящее время нет, однако большинство авторов выделяют несколько

групп.

Технические причины, которые можно охарактеризовать как причины, не

зависящие от уровня организации труда на предприятии, а именно:

- несовершенство технологических процессов, конструктивные недостат-

ки оборудования, приспособлений, инструментов;

- недостаточная механизация тяжелых работ;

- несовершенство ограждений, предохранительных устройств, средств

сигнализации и блокировок;

- прочностные дефекты материалов;

- неизвестные ранее опасные свойства обрабатываемых сред и т.п.

Эти причины иногда называют конструкторскими или инженерными.

Организационные причины, которые целиком зависят от уровня организа-

ции труда на предприятии. К ним, например, относятся:

- недостатки в содержании территории, проездов, проходов;

- нарушения правил эксплуатации оборудования, транспортных средств,

инструмента;

- недостатки в организации рабочих мест, нарушение технологического

регламента;

- нарушение правил и норм транспортировки, складирования и хранения

материалов и изделий;

- нарушение норм и правил планово-предупредительного ремонта обору-

дования, транспортных средств и инструмента;

- недостатки в обучении рабочих безопасным методам труда;

51

- недостатки в организации групповых работ;

- слабый технический надзор за опасными работами;

- использование машин, механизмов и инструмента не по назначению;

- отсутствие или несовершенство ограждений мест работы;

- отсутствие, неисправность или неприменение средств индивидуальной

защиты и т.п.

Санитарно-гигиенические причины:

- повышенное содержание в воздухе рабочих зон вредных веществ;

- недостаточное или нерациональное освещение;

- повышенные уровни шума, вибраций;

- неблагоприятные метеорологические условия;

- наличие различных излучений выше допустимых значений;

- нарушение правил личной гигиены и т.п.

Психофизиологические причины, к которым условно можно отнести фи-

зические и нервно-психические нагрузки работающего. Человек может совер-

шать ошибочные действия из-за утомления, вызванного большими физически-

ми (статическими и динамическими) перегрузками, умственным перенапряже-

нием, перенапряжением анализаторов (зрительного, слухового, тактильного),

монотонностью труда, стрессовыми ситуациями, болезненным состоянием. К

травме может привести несоответствие анатомо-физиологических и психиче-

ских особенностей организма человека характеру выполняемой работы. В со-

временных сложных технических системах, в конструкциях машин, приборов и

систем управления еще недостаточно учитываются физиологические, психофи-

зиологические, психологические и антропометрические особенности и возмож-

ности человека.

В табл. 2.4 представлена характерная для РФ (2010 г.) примерная динами-

ка производственного травматизма в зависимости от причин несчастного слу-

чая.

Целью анализа травматизма является разработка мероприятий по преду-

преждению несчастных случаев. Для этого необходимо систематически анали-

зировать и обобщать их причины. Наиболее распространенными методами ана-

лиза травматизма, взаимно дополняющими друг друга, являются: статистиче-

ский и монографический. В настоящее время все большее внимание привлека-

ют экономический и эргономический методы.

Статистический метод основан на анализе статистического материала по

травматизму, накопленного за несколько лет на предприятии или в отрасли.

При рассмотрении итогов работы предприятий по борьбе с травматизмом

чаще всего анализируют динамику частоты и тяжести травматизма с течением

времени. Коэффициент частоты ( чК ) определяет число несчастных случаев на

1000 работающих за отчетный период и рассчитывается по формуле:

1000Ср

НсКч (2.13)

52

где Нс - число несчастных случаев за отчетный период с потерей трудо-

способности свыше трех дней;

Ср - среднесписочное число работающих.

Таблица 2.4

Динамика производственного травматизма в зависимости от причин

несчастного случая

Причины несчастных случаев Процент от общего числа

несчастных случаев

Несовершенство технологического процесса 4,2

Неудовлетворительная организация производства работ 22,5

Эксплуатация неисправных машин, механизмов, оборудова-

ния 9,4

Неудовлетворительное содержание и организация рабочих

мест 8,3

Нарушение дисциплины труда (трудовой, производственной

и технологической) 16,0

Нахождение пострадавшего в состоянии алкогольного опья-

нения и посталкогольной астении (похмелья) 11,0

Использование работающего не по специальности 3,5

Недостатки в обучении работающих безопасным приемам

труда 5,2

Неприменение или неправильное применение средств инди-

видуальной и коллективной защиты 4,8

Конструктивные недостатки, несовершенство и недостаточ-

ная надежность машин, механизмов 3,0

Другие причины 12,1

Коэффициент тяжести травматизма ( тК ) показывает среднее количество

дней нетрудоспособности, приходящееся на один несчастный случай за отчет-

ный период, и определяется по формуле:

Нс

ДнКт , (2.14)

где Дн - общее количество дней нетрудоспособности из-за несчастных

случаев;

Нс - количество несчастных случаев за отчетный период.

Сравнивая по этим показателям предприятия, можно выявить те из них,

которые требуют особого внимания с точки зрения профилактики травматизма.

Монографический метод анализа травматизма по существу представляет

собой анализ опасных и вредных производственных факторов, свойственных

тому или иному одному участку производства, оборудованию, технологиче-

скому процессу. По этому методу углубленно рассматриваются все обстоятель-

ства несчастного случая, при необходимости проводятся соответствующие ис-

следования и испытания. Полезным является проведение такого же анализа на

аналогичном производстве. Этот метод применим не только для анализа уже

53

совершившихся несчастных случаев, но и для выявления потенциальных опас-

ностей на изучаемом участке. Можно его использовать и для разработки меро-

приятий по охране труда для вновь проектируемого производства.

Экономический метод заключается в определении экономического ущер-

ба от травматизма для того, чтобы выяснить экономическую эффективность за-

трат на разработку внедрение мероприятий по охране труда. Однако этот метод

не позволяет выявить причины травматизма и поэтому является дополнитель-

ным.

Эргономический метод основан на комплексном изучении системы «че-

ловек – машина (техника) – производственная среда». Известно, что каждому

виду трудовой деятельности должны соответствовать определенные физиоло-

гические, психофизиологические и психологические (личностные) качества че-

ловека, а также антропометрические данные. Только при комплексном соответ-

ствии указанных свойств человека особенностям конкретной трудовой деятель-

ности возможна эффективная и безопасная работа. Нарушение соответствия

может привести к несчастному случаю.

2.2.3 Негативные последствия воздействия опасностей на природу

Проблемы взаимодействия общества и природы, порождающие многие

виды опасностей, вошли в число наиболее важных в мировом развитии на ру-

беже XX-XXI веков. Они во все большей мере затрагивают жизненные интере-

сы различных народов, человечества в целом и уже давно стали характерной

особенностью современных экономических, политических отношений. В по-

следние десятилетия, когда мировую экономику, переживающую непростые

времена и «готовящуюся» к самому глубокому и затяжному спаду за всю исто-

рию, буквально потрясли новые явления – энергетический, сырьевой, финансо-

вый и продовольственный кризисы, – данные проблемы приобрели еще боль-

шую остроту и значимость.

Природная среда – неотъемлемое условие жизни людей и общественного

производства, так как служит необходимой сферой обитания человека и источ-

ником нужных ему ресурсов. Еще недавно считалось бесконечными, неисчер-

паемыми и «бесплатными» вода, воздух, территория и др. Сегодня к ним со-

всем другое отношение.

Пять лет назад в Рио-де-Жанейро политические деятели и ученые более

чем 170 стран мира приняли ряд решений, направленных на защиту природы

нашей планеты. Участники этой конференции подписали несколько конвенций

и программу действий на пороге XXI века, правительства стран-участниц

встречи обязались отразить идеи конференции в национальных хозяйственных

планах. Но все это, по существу, осталось на бумаге. Между тем за пять лет,

прошедших со времени конференции, население планеты выросло на 450 мил-

лионов человек, огромные площади лесов уничтожены, а выброс двуокиси уг-

лерода в атмосферу достиг рекордных количеств.

54

Действительно, принятая в Рио-де-Жанейро программа практически не

реализуется, а между тем время бьет тревогу: прямо на наших глазах идет раз-

рушение экологических систем Земли. Взаимоотношения человека и природы

выступают как глобальная проблема.

В первой половине XX в. был выдвинут тезис о превращении человече-

ства в силу «планетарного масштаба» (В.И. Вернадский). Позднее, в конце 60-х

– начале 70-х годов, было сформулировано представление о глобальных про-

блемах, затрагивающих все человечество и требующих для своего разрешения

объединения усилий мирового сообщества. Экологическая проблематика, наря-

ду с проблемами войны и мира, демографии, энергетики, продовольствия и др.,

составила стержневой элемент системы современной глобалистики.

Избежав в 80-х годах атомной катастрофы, современная цивилизация

эволюционным путем «вползла» в кризисную социально-экологическую ситуа-

цию. Мировая статистика свидетельствует: в процессе расширения производ-

ственно-хозяйственной и социокультурной деятельности – и это становится

очевидным особенно в конце 90-х годов – усиливаются опасные тенденции де-

градационных изменений естественной среды обитания человека. Выделим не-

которые «болевые точки» этого процесса.

Парниковый эффект (рис. 2.7)

Рис. 2.7. Схема парникового эффекта

В результате расширения производственно-хозяйственной деятельности в

атмосфере происходит значительное увеличение концентрации двуокиси угле-

рода (СО 2 ). За последнее столетие его концентрация повысилась примерно на

15 %. При сохранении современных тенденций к середине XXI в. этот показа-

тель может удвоиться. Парниковый эффект может привести к этому периоду к

повышению среднегодовых температур на планете на 1-4° С. Такие темпера-

55

турные сдвиги приведут к таянию льдов, повышению уровня Мирового океана

примерно на 2 м. Не вдаваясь в детали возможных климатических изменений

(их реальные контуры весьма условны), можно определенно сказать лишь одно:

вряд ли следует сомневаться в реальности существенных изменений традици-

онных условий существования живых организмов, включая и человека.

Озоновые дыры (рис. 2.8)

Рис. 2.8. Озоновая дыра (г. Барроу, Аляска)

Выброс в атмосферу различных газообразных веществ, включая галоге-

носодержащие соединения, ведет к уменьшению озонового слоя (О 3 ). Озон за-

щищает биологические объекты, в том числе и человека, от жестких солнечных

излучений. Расширение «озоновых дыр» приводит к тому, что биологические

существа оказываются под воздействием рентгеновского излучения, отрица-

тельно воздействующего на здоровье.

Кислотные дожди.

Это – следствие сжигания органического топлива. Образуемые химиче-

ские соединения трансформируются в атмосфере путем серии каталитических и

фотохимических реакций и, переместившись на значительные расстояния от

места выброса, выпадают на землю в виде либо осадков, либо газов или пыли

(рис. 2.9). В результате повышается степень кислотности водоемов, что сугубо

отрицательно сказывается на условиях существования традиционных видов

флоры и фауны, ухудшает «качество» экосистем.

56

Рис. 2.9. Схема образования кислотных дождей

Исчезновение лесов

Загрязнение окружающей среды и интенсивная вырубка, особенно в раз-

вивающихся странах, ведут к интенсивному сокращению площадей мировых

лесов, преимущественно в тропических регионах. Соотношение лесовосстанов-

ления и лесосведения 1:10, т.е. лишь одно дерево выращивается взамен десяти

вырубленных. Именно с биологическим функционированием мировых лесных

массивов, наряду с Мировым океаном, связана выработка кислорода. Сокраще-

ние мировых лесов оборачивается эрозией почвы, деградацией водных бассей-

нов и т.п.

Дефицит воды

Подавляющее большинство стран сталкиваются с серьезными водоре-

сурсными проблемами. Подчеркнем: речь идет не столько о нехватке воды во-

обще, сколько о дефиците чистой пресной воды. Ежегодно в водоемы попадает

значительное количество неочищенных сточных вод, а потребление воды на

производственно-хозяйственные цели увеличивается. При этом более 80% ее

используется в сельском хозяйстве. Однако эффективность использования воды

довольно низка: около 60 % воды теряется или используется нерационально.

Ухудшается качество подземных вод (токсические вещества и др.). Внутренние

водоемы (озера, реки и т.п.) теряют свое биологическое значение. Интенсивно

загрязняется и Мировой океан - в него попадают сбросы промышленных пред-

приятий, бытовые отходы, сбрасывается ежегодно свыше 10 млн. т нефти и

нефтепродуктов.

Деградация земельных ресурсов

Большая часть мирового земельного фонда уже пущена в сельскохозяй-

ственное обращение. При этом все большие площади, подвергаясь эрозии, вы-

водятся с оборота. По оценкам, ежегодно теряется до 15 млн. га плодородных

земель для аграрного использования. Если сохранятся современные тенденции,

57

то к началу следующего столетия более трети обрабатываемых ныне земель бу-

дут утрачены для сельскохозяйственного назначения. На каждого человека в

мире приходится до 0,27 га обрабатываемых угодий. Эта цифра имеет тенден-

цию к уменьшению: за счет строительства населенных пунктов, промышлен-

ных предприятий, новых элементов инфраструктуры и т.п.

Опустынивание

Это – процесс деградации земли в засушливых и сухих районах, преиму-

щественно Южного полушария, в результате нерациональной производственно-

хозяйственной деятельности, а также природно-климатических изменений. По-

следствия опустынивания испытывает на себе около 1/6 части населения мира.

Общая площадь опасной зоны – 1/4 всего земельного массива планеты (рис.

2.10). Особенные страдания падают на долю населения развивающихся стран.

Рис. 2.10. Основные очаги опустынивания в мире

Биологическое разнообразие

Изменения мировой экосистемы крайне отрицательно сказываются на со-

стоянии животного и растительного мира планеты. Деградация и даже исчезно-

вение традиционных видов растений и пород животных не имеют прецедента в

истории: скорость исчезновения видов в среднем в 5 тыс. раз превышает есте-

ственные эволюционные процессы. Исчезает до 15 тыс. разновидностей (пре-

имущественно простейших) организмов. Сохранение современных тенденций

грозит потерей в первой половине XXI в. до 1/4 существующих ныне биологи-

ческих разновидностей. Уменьшение биологического разнообразия естествен-

ных экосистем является симптомом уменьшения степени их устойчивости.

Здоровье человека

Тенденция к радикальному ухудшению естественных условий для жизне-

деятельности «среднего человека» в мире является свидетельством реальной

дестабилизации мировых биосферных процессов, ставя фактически под угрозу

существование современного типа человека, осложняя позитивные ориентиры

цивилизации будущего.

58

2.3 Социально-экономические критерии опасностей

2.3.1 Материальный ущерб от опасностей

Потери, которые общество несет в связи с последствиями воздействия

опасностей на человека и природу весьма велики. Это происходит из-за дефи-

цита необходимых средств для их предотвращения, поэтому необходимо точно

определить сферы приложения инвестиций с тем, чтобы они принесли макси-

мально возможную отдачу. Так, простой калькуляцией потерь, связанных с

профессиональной заболеваемостью, этого добиться невозможно. Здесь может

оказаться полезной точная экономическая оценка, при условии тщательной ее

разработки и осуществления. Выводы, полученные в ходе такой оценки, хотя и

не будут лишены недостатков, однако смогут послужить основанием для выбо-

ра сфер, требующих первоочередных капиталовложений. Экономическая оцен-

ка не может и не должна играть решающую роль при выборе инвестиционных

решений. Такие решения появятся в результате взаимодействия экономических,

политических и социальных величин.

Цель проведения экономического анализа в сфере противодействия опас-

ностям - облегчить определение такого объема капиталовложений в обеспече-

ние безопасности человека, который даст конкретные результаты. Капитало-

вложения могут считаться результативными, если затраты на дополнительные

меры (маргинальная стоимость) по обеспечению безопасности будут равняться

полученным выгодам (максимальное улучшение здоровья и повышение благо-

состояния рабочих, явившееся следствием снижения риска). Экономические

аспекты являются ключевыми для принятия решений на всех уровнях: в цеху,

компании, отрасли промышленности и обществе в целом. Неразумно стремить-

ся к устранению всех факторов риска, характеризующих жизнедеятельность че-

ловека. Факторы риска должны быть устранены там, где это является экономи-

чески выгодным. Некоторые факторы риска имеют крайне малое распростране-

ние, устранение других требует огромных затрат и с их существованием следу-

ет смириться, а когда они наносят ущерб благосостоянию работников, это нуж-

но рассматривать, как неприятное, но рациональное явление. Имеется опти-

мальный уровень риска для здоровья, за границей которого затраты на сниже-

ние риска начинают превышать получаемые выгоды. Капиталовложения в

обеспечение безопасности, которые выходят за эти рамки, приведут к получе-

нию результатов, которые могут быть оплачены только тогда, когда общество

сознательно идет на нарушение принципа эффективности своей деятельности.

Но принятие таких решений относится уже к сфере социальной политики.

Анализ затрат

Наиболее полным с точки зрения экономической оценки является анализ

производственного травматизма и профессиональной заболеваемости. Анализ

затрат включает в себя идентификацию, измерение и оценку последствий

несчастных случаев на производстве и ухудшения состояния здоровья работни-

ков. Такой анализ дает представление о масштабах проблемы, но не предостав-

59

ляет тем, кто обладает правом принятия решений информации о том, действия

каких руководящих и контролирующих инстанций могут оказаться наиболее

эффективными для ее решения.

Хороший пример такого типа анализа - проведенное в Британии изучение за-

трат, связанных с несчастными случаями на рабочих местах и развитием про-

фессиональных заболеваний. (табл. 2.5)

Таблица 2.5.

Ущерб, наносимый экономике Великобритании производственными травмами

и профессиональными заболеваниями

Ущерб частным лицам и их

семьям Ущерб работодателям Ущерб обществу в целом

Ущерб семейному

бюджету ( )

Сверх производ-

ственные затраты ( )

Падение произ-

водства ( )

Травмы

Профзаболевания

376

579

Травмы

Профзаболевания

336

230

Травмы

Профзаболевания

1,365

1,908

Последствия несчастных случа-

ев

Последствия несчастных

случаев

Травмы

Профзаболевания

Страхование

15-140

2,2-6,5

505

Травмы

Профзаболевания

Страхование

15-140

2,2-6,5

430

Медицинское обслуживание

Травмы

Заболевания

58-244

58-219

Административные расходы/

реабилитация

Административные расходы

Травмы

Профзаболевания

Без травм

58-69

79-212

307-712

Травмы Профза-

болевания

Без травм

132-143

163-296

382-787

Падение благосостояния Падение благосостояния

Травмы

Профзаболевания

1,907

2,398

Выплата страховок

750

Травмы

Профзаболевания

1,907

2,398

Итого 5,260 Итого 4,432-

9,453

Итого 10,968-

16,336

Компенсация от

работодателя

650

Итого: 4,610

В 2010 году на рабочих местах было зафиксировано 1,6 миллиона

несчастных случаев, и 2,2 миллиона людей перенесли болезни, вызванные или

осложненные условиями их труда. В результате этого 20 тысяч человек вынуж-

дены были оставить работу, и 30 миллионов рабочих дней было потеряно. Вы-

платы пострадавшим и их семьям составили приблизительно 5,2 миллиарда

фунтов стерлингов. Потери предпринимателей составили от 4,4 до 9,4 милли-

ардов фунтов стерлингов. Потери общества в целом составили от 10,9 до 16,3

миллиардов фунтов.

60

Авторы британского анализа отметили, что несмотря на то, что количе-

ство зарегистрированных несчастных случаев и профессиональных заболева-

ний уменьшилось, вызванные ими затраты стали выше.

Затраты оказались выше, потому что органами социального обеспечения

были применены пересмотренные методы оценки затрат и использовались бо-

лее надежные источники информации. Центральный информационный компо-

нент в этом виде определения затрат - эпидемиология несчастных случаев на

рабочих местах и профессиональных заболеваний. Как и во всех других сферах,

требующих выполнения анализа затрат, которые несет общество претензии вы-

зывает точность измерения масштабов явления. Некоторые несчастные случаи

не фиксируются. Связь между заболеванием и характером выполняемой работы

может быть очевидна в одних случаях (например, в случаях болезней, вызыва-

емых асбестом), но сомнительна в других (например, заболевания сердца и

производственные факторы риска). Таким образом, трудно определить общее

количество случаев, в которых проблемы со здоровьем вызваны выполняемой

работой.

Даже в случаях, когда связь между заболеванием и характером труда уда-

ется установить, калькуляция также затруднена. Если стрессовая ситуация на

работе ведет к развитию алкоголизма и увольнению с работы, как оценить по-

следствия этих событий для семьи пострадавшего? Какое материальное выра-

жение можно найти для ситуации, когда несчастный случай на работе стано-

вится причиной болей, не отпускающих человека до конца жизни? Можно

идентифицировать случаи, которые связаны с материальным ущербом, в неко-

торых из них этот ущерб можно измерить, но часто затраты, которые можно

измерить и даже классифицировать не поддаются оценке.

Прежде чем тратить большие силы на калькуляцию связанных с работой

проблем со здоровьем человека, важно осознать цели и значение точности ее

проведения. Калькуляция несчастных случаев и профессиональных заболева-

ний не дает тем, кто должен принимать решения, информации относительно

инвестиций в предотвращение таких событий, поскольку не сообщает мене-

джерам ничего о затратах и выгодах от выполнения немного большего или не-

много меньшего объема мероприятий по предотвращению несчастных случаев.

Потери от случаев ухудшения здоровья в связи с выполняемой работой могут

дать представление об убытках отдельных лиц (пострадавшего человека, его

семьи и предпринимателя) и убытках общества в целом. Такая работа не дает

информации, необходимой для организации профилактических работ. Инфор-

мация, позволяющая правильно осуществить выбора конкретных их видов, мо-

жет быть получена только в результате экономической оценки.

Принципы экономической оценки

Имеются четыре типа экономической оценки: анализ минимизации за-

трат, анализ затрат и результатов, анализ эффективности затрат и анализ полез-

ности затрат. Характеристики этих подходов отражены в табл. 2.6.

61

Таблица 2.6.

Типы экономической оценки опасностей

Сумма затрат Оценка произведенного

продукта

Оценка произведенного

продукта.

Мера измерения

Анализ миними-

зации затрат

Идентичен нет

Анализ затрат и

результатов

Все, что вытекает из воз-

можности выбора Фунты

Анализ эффектив-

ности затрат

Единая общая переменная,

полученная при перемен-

ных пределах

Общепринятые единицы

измерения (например,

жизнь, годы и т.д.).

Анализ полезно-

сти затрат

Результат конкурирующих

методик, достигаемый на

различных уровнях

«Год жизни здорового че-

ловека» (QALY) или «год

жизни инвалида» (DALY)

При анализе минимизации затрат (CMA) полагают, что результат на вы-

ходе идентичен в каждом из сравниваемых вариантов. Таким образом, можно

рассмотреть, например, два комплекса мер по снижению канцерогенного воз-

действия некоего технологического процесса. В то время как технические и

другие данные показывают, что применение обоих дает одинаковые результаты

в плане снижения уровня воздействия и заболеваемости раком, с помощью

CMA-анализа можно определить, какой из двух вариантов является более де-

шевым.

Очевидно, что предположение об идентичности результатов применения

различных средств является слишком категоричным и в большинстве случаев

вряд ли соответствует действительности; например, применение разных спосо-

бов обеспечения безопасности по-разному скажется на продолжительности и

уровне жизни работников. В таком случае следует воспользоваться другим ме-

тодом оценки.

Наиболее претенциозным из названных методов является анализ затрат и

результатов (CBA). Его применение требует от аналитика распознания, измере-

ния и оценки затрат и результатов, связанных с применением различных

средств предотвращения вредных последствий в обычном денежном выраже-

нии. Оценка затрат при осуществлении таких капиталовложений может быть

делом довольно трудным. Однако эта задача уступает по сложности задаче де-

нежной оценки результатов от осуществления таких капиталовложений: В ка-

кую сумму можно оценить предотвращенную травму или спасение жизни? В

связи с вышеизложенным метод CBA не находит широкого применения тогда,

когда речь идет о травматизме на рабочем месте и охране труда.

Более ограниченная форма экономической оценки, анализ эффективности

затрат (CEA), широко используется в области охраны здоровья. Метод CEA

был разработан в вооруженных силах США, где аналитиками использовался

известный критерий «количества жертв», на основе которого производился вы-

бор самого дешевого способа достижения заданного количества жертв в стане

62

врага (то есть определялись размеры относительных затрат на постановку за-

градительного артиллерийского огня, проведения напалмовых бомбардировок,

организацию наступления пехоты, танкового наступления и других «инвести-

ций», необходимых для достижения заданного уровня поражения сил против-

ника).

Таким образом, в ходе CEA-анализа проводится несложное, привязанное

к определенному сектору производства, измерение результатов и, с его помо-

щью можно подсчитать затраты, требующиеся для достижения различной сте-

пени снижения количества несчастных случаев и смертности на производстве.

Ограниченность этого метода анализа состоит в том, что критерии оценки

результата не являются универсальными, то есть критерий, использованный в

одной сфере (например, для оценки снижения вредного воздействия асбеста),

не может быть применен в другой (например, при рассмотрении снижения ко-

личества травм, вызванных воздействием электричеством, в энергетической

промышленности). Таким образом CEA-анализ может создать основу для при-

нятия решения в определенной области, но не даст оценочную информацию для

сравнения затрат и результатов капиталовложений в связи с различными вари-

антами мер по предотвращению вредных воздействий.

Анализ полезности затрат (CUA) был разработан с целью преодоления

этой проблемы путем использования универсальных критериев оценки резуль-

тата, типа «год жизни здорового человека» (QALY) или «год жизни инвалида»

(DALY). Приемы CUA могут быть использованы для определения соотношения

затрат и результатов в QALY при применении различных стратегий, и такая

информация может послужить основанием для более всестороннего сравнения

рассматриваемых мер.

Использование методов экономической оценки в здравоохранении стало

уже привычным, хотя их применение в сфере ноксологии пока ограничено. Та-

кие методы, если учесть проблематичность проведения измерения и оценки за-

трат и результатов (например, QALY), являются полезными, если не сказать

существенными, в качестве информационной основы решения о том, на осу-

ществление каких именно профилактических мер необходимо направить капи-

таловложения. Удивительно то, что они используются все еще слишком редко и

что, вследствие этого, сферы осуществления капиталовложений определяются

«как бог на душу положит», а не на основании тщательных расчетов в рамках

согласованной аналитической системы.

Практика экономической оценки

Как и во всех других отраслях научных исследований, имеется расхожде-

ние между теоретическими принципами экономической оценки и осуществле-

нием выработанных в ходе нее решений на практике. Таким образом, при ис-

пользовании материалов исследований экономических аспектов несчастных

случаев и болезней на производстве к их результатам следует отнестись с осто-

рожностью. Критерии, в соответствии с которыми можно судить о достоверно-

сти экономической оценки, давно определены.

63

В экономической оценке существует ряд областей, в которых практика не

лишена недостатков. Например, нет единого мнения относительно методов и

результатов лечения болей в пояснице, которые являются причиной наиболь-

ших потерь для общества, связанных с выполняемой работой. Традиционным

способом лечения является постельный режим, но в настоящее время предпо-

чтение отдается физической активности и движению, способным снять напря-

жение мышцы, вызывающее боль. Любая экономическая оценка должна осно-

вываться на медицинских данных, а они зачастую бывают ненадежными. Таким

образом, без внимательной оценки накопленных знаний об эффективности, мо-

делирование экономических результатов альтернативных средств может быть

необъективным и сбивающим с толку тех, кто принимает решения, как это

обычно происходит в здравоохранении.

Количество примеров высококачественной экономической оценки инве-

стиций, направленных на снижение травматизма и заболеваемости на рабочем

месте, невелико. Как и в здравоохранении вообще, имеющиеся исследования

часто не могут похвастаться высоким качеством. Здесь надо проявлять осто-

рожность. Экономическая оценка играет важную роль, но недостатки ее прове-

дения в настоящее время таковы, что те, кто решит ими воспользоваться, долж-

ны критически подойти к полученной на их основе информации, прежде чем

потратить свои скудные ресурсы.

2.3.2 Социально-демографические критерии оценки опасностей

Принципы оценки неблагополучия и опасности

Социум в силу исторических причин изучен очень слабо. Часто совершенно

неизвестно, что воспринимается людьми как существенный жизненный диском-

форт или опасность, а с чем жители того или иного региона согласны смириться.

Разные люди оценивают одни и те же условия совершенно по-разному - что для

одних хорошо, для других нетерпимо или опасно. Даже низкая бытовая обустро-

енность жилой среды, физически влияющая на заболеваемость и смертность насе-

ления, не всегда определяет уровень недовольства людей своей жизнью. Это сви-

детельствует о том, что оценка благосостояния народа не может базироваться

только на анализе условий его существования. Отсюда, например, разная оценка

последствий одних и тех же процессов даже специалистами. Необходимы объек-

тивные индикаторы, непосредственно отражающие ощущения и настроения лю-

дей.

В социологии для выводов о поведении населения широко используют

опросы общественного мнения, в ходе которых люди высказываются о своей жиз-

ни. Этот подход сейчас непригоден для оценки самоощущения людей и прогноза

их поведения. Однако масштаб трудозатрат, на проведение социологических

опросов не позволяет решать оперативные задачи, особенно межрегионального

плана.

64

Перечисленные проблемы делают чрезвычайно актуальным изучение стати-

стики событий, которые по своей природе отражают ощущение людьми благопо-

лучия или неблагоприятности жизненной ситуации и проявляются в его поведен-

ческих реакциях. Поступки или события не являются простым отражением жиз-

ненных условий, они совершаются в результате преломления ситуации через си-

стему ценностей самого человека, которая включает общечеловеческие, корпора-

тивные (государственные, классовые, этнические, семейные и др.) и личностные

ценности. Условия, которые кажутся крайне благоприятными для людей с одной

системой взглядов, могут быть абсолютно нетерпимы для других.

Поэтому оптимальным средством решения поставленной задачи представ-

ляется оценка поддающегося учету набора поведенческих и демографических ре-

акций общества, среди которых имеются такие, которые испытывают существен-

ное влияние либо объективных социально-экономических процессов (например,

реакция на условия труда), либо наоборот, личностных или узкокорпоративных

ценностей (определяющих, например, уровень рождаемости). Алгебраическое от-

ношение частоты негативных реакций к частоте позитивных реакций населения

(увольнения/поступления на работу, эмиграция/иммиграция между регионами,

разводы/браки, смертность/рождаемость) позволяет объективно сопоставлять

условия жизни в разных регионах.

Поведенческие и демографические реакции на неблагополучие и опасности

Первой оценкой, которую можно сконструировать на основе сочетания

негативных и позитивных поведенческих реакций, является характеристика усло-

вий труда. Выводить общую оценку условий труда из традиционных показателей

запыленности, зашумленности, освещенности и т.д. дело бессмысленное, если не

безнадежное. Столь комплексный и многоплановый (включая, например, взаимо-

отношения с руководством) показатель не может быть представлен в виде суммы

элементарных воздействий, как бы точно их не оценивали. С другой стороны, кто,

как ни сам работник лучше всего знает и чувствует весь комплекс условий труда,

в том числе уровень оплаты, морально-психологический климат и даже престиж-

ность своей работы, выражая свое недовольство имеющимися условиями в стати-

стике приемов-увольнений.

На рис. 2.11 представлена интегральная оценка неблагополучия условий

труда. Эта оценка охватывает не только самостоятельные поведенческие реакции

населения, вызванные неудовлетворенностью условиями труда, но и принуди-

тельное увольнение, значение которого, как стрессового фактора, очевидно.

На карте ясно просматривается высокая неудовлетворенность условиями

труда в промышленности практически на всей территории Европейской части

страны, юга Сибири, приморских районов Дальнего Востока, причем, большин-

ство из них - аграрные, где городское население сосредоточено в малых городах.

Значительную часть работающих в промышленности горожан здесь состав-

ляют недавние переселенцы из окрестных сел и деревень. В отличие от мигрантов,

уезжавших в развитые центры или на Север за заработками, эта группа населения

отличается меньшей склонностью к жизненным авантюрам и рискам. В частности

65

это проявляется в пониженной вероятностью смерти от неестественных причин

(травм, отравлений, убийств и др.). Этот контингент чувствительнее других к

жизненным неурядицам связанным со сменой работы.

Рис. 2.11. Интегральная оценка неблагополучия условий труда

Относительно благополучна ситуация в сырьевых (в первую очередь нефте-

газовых), перерабатывающих и отдельных промышленно развитых регионах,

имеющих наукоемкие производства. Население этих регионов сформировано ак-

тивными мигрантами со всей России, которые отличаются повышенной частотой

заболевания язвой желудка, определенно связанной с нервными нагрузками. В

этих регионах воздействие трудовых неурядиц кризисного периода на здоровье

окажется минимальным.

Оценка преобладания оттока в характеристике общей текучести трудового

потенциала вплотную смыкается с оценкой преобладания миграционного оттока

населения над въездом мигрантов в каждый регион - если первая интегрально от-

ражает степень неудовлетворенности условиями труда, то превышение миграци-

онного оттока из региона над миграционным притоком безусловно, свидетель-

ствует о недовольстве людей условиями жизни уже на уровне регионов.

На рис. 2.12 отчетливо вырисовываются три крупных центра миграционно-

го неблагополучия:

- северо-восток страны, где в эти годы происходят массовые сокращения и

резкое ухудшение условий жизни (ситуация на Чукотке усугубляется низким

жизненным потенциалом некоренного населения);

- ряд регионов Северного Кавказа, где сказывается влияние вооруженных

конфликтов как на территории России, так и у ее границ, а также возникновение

более благоприятных условий для занятия кавказской диаспорой ее традиционных

ниш в торгово-рыночной и криминальной инфраструктуре России. Последнее, в

66

частности, отчетливо фиксируется в повышенных темпах роста теневых форм

производства в пограничных с Кавказом российских областях.

Рис. 2.12. Картосхема миграционного неблагополучия по регионам России

- полоса сельскохозяйственных областей черноземной южной России - ре-

гиона, являющегося основным поставщиком активного населения для страны.

Медицинские последствия активного оттока населения с Северо-Востока и с

Северного Кавказа имеют одно общее свойство - повышенную вероятность выво-

за в центральную Россию туберкулеза, смертность от которого наиболее харак-

терна для населения именно этих регионов. Последствия оттока населения для по-

казателей здоровья жителей Севера, имеющих повышенную риск неестественной

смерти (убийства, самоубийства, травматизм), представляются менее определен-

ными. Какие группы из повсеместно активного населения будут уезжать (очень

активные или чуть менее активные) сказать трудно. Ряд косвенных данных,

например опережающие темпы роста преступности в центральной России по

сравнению с северными регионами, позволяет предполагать что в первую очередь

выезжают группы наиболее высокого риска.

Помимо неблагополучия, отражаемого соотношением миграционных про-

цессов те же регионы, в том числе Северный Кавказ и Черноземье, характеризу-

ются также неблагополучием демографической ситуации - высоким соотношени-

ем смертность/рождаемость и тенденцией к росту этого показателя в последние

годы.

Ситуация на Кавказе ясна - здесь многие гибнут и страх порождает стресс. В

черноземной России положение сложнее. Более детальный анализ информации по

миграциям показывает, что здесь, как нигде в других районах страны, массовый

отток характерен для людей молодых возрастов, что приводит к снижению рож-

даемости. Вместе с тем, именно здесь оседает много пенсионеров, вернувшихся с

Севера, демобилизовавшихся из Вооруженных Сил и т.д., что, естественно, ведет

к старению населения, а через него - и к росту смертности. Активизация миграци-

67

онных и негативных демографических процессов в ключевом для России регионе-

доноре человеческого потенциала вызывает особое беспокойство. Отток молоде-

жи вызван спадом в сельском хозяйстве и упадком малых городов и рабочих по-

селков, что весьма характерно для данного региона. Причем, этот спад не компен-

сируется развитием частного сектора, индикатором которого в условиях россий-

ских реалий выступает уровень неучтенных доходов населения и развития тенево-

го сектора в производстве, что только углубляет отставание развития этого регио-

на от других.

Наконец, последний учитываемый фактор - соотношение разводов и браков.

Этот фактор, по-видимому, наиболее надежно указывает на самоощущение моло-

дежи рис. 2.13.

Рис. 2.13. Картосхема регионального соотношения браков и разводов

Благополучными здесь, помимо столиц и Иркутской области, выглядят пат-

риархальные Ненецкий и Агинский-Бурятский автономные округа, республика

Тува. Неблагоприятными тенденциями, как и по другим показателям, выделяются

Северо-Восток страны и ряд регионов Черноземья. Однако экстремальные значе-

ния, помимо Чукотки, дают Тюменская (без округов) и Владимирская области.

По-видимому, в обоих случаях сказывается отток потенциальных женихов - на

нефтепромыслы в северные округа в первом случае и в Москву на заработки - во

втором. Характерно, что к Владимирской области примыкает ряд областей с до-

вольно высоким значением - это депрессивные Ивановская, Костромская и Яро-

славская области, откуда также значительные контингенты молодежи выезжает на

заработки в Москву. Высоки значения этого индекса в глубоко депрессивных рес-

публике Алтай, Коми-Пермяцком автономном округе и республике Мордовии,

Астраханской области. Зона повышенного значения на Северном Кавказе в об-

щем, совпадает с зоной превышения эмиграции над иммиграцией в этом регионе.

68

2.3.3 Демографическая пирамида как отражение влияния различных видов

опасностей на общество

Возрастная структура населения играет активную роль во всех обще-

ственных процессах и, конечно, в демографических также. Но кроме того она

оказывает активное влияние на величину всех демографических показателей.

Так, при молодой возрастной структуре — т.е. при относительно высокой про-

центной доле молодежи в составе населения,— если прочие условия равны, в

населении будет наблюдаться высокий уровень брачности и рождаемости и

низкий уровень смертности (поскольку, вполне естественно, молодые люди ре-

же болеют и еще реже умирают). В свою очередь и демографические процессы

оказывают сильное влияние на возрастную структуру населения. Так, снижение

рождаемости имеет среди своих последствий и так называемое демографиче-

ское старение населения, т.е. увеличение в составе населения его пожилой ча-

сти. Таким образом, возрастная структура населения находится в тесном взаи-

модействии со всеми демографическими процессами. Одним из важных след-

ствий такого взаимодействия является то, что возрастная структура накаплива-

ет в себе и хранит запас демографической инерции, потенциал роста населения,

в силу которого движение населения (с положительным либо отрицательным

зарядом) продолжается долгое время после того, как движущие силы этого

движения уже иссякли или изменили свое направление на противоположное.

Поэтому влияние возрастной структуры всегда учитывается при анализе дина-

мики демографических процессов и с помощью специальных методов, которые

мы будем в дальнейшем рассматривать, вычленяется из совместного действия

множества факторов, воздействующих на показатели.

Возрастная структура описывается с помощью группировок и относи-

тельных показателей. К этому надо добавить, что возрастная структура обычно

рассматривается в сочетании с половой структурой, поэтому обычно речь идет

о половозрастной структуре населения (или возрастно-половой). Чаще всего

выделяются возрастные группы однолетние или пятилетние, но в зависимости

от целей анализа возможны и другие группировки.

При однолетней группировке в одну группу объединяются люди одного

года возраста или одного года рождения (далее мы увидим, что эти группиров-

ки не совпадают или, точнее говоря, не всегда совпадают). Распределение лю-

дей по однолетним возрастным группам открывает наилучшие возможности

для анализа состояния и изменений возрастной структуры. Поэтому в большин-

стве случаев высококвалифицированные специалисты-демографы предпочита-

ют работать именно с однолетней возрастной структурой (так же как и с любы-

ми демографическими показателями, рассчитанными в однолетней группиров-

ке).

Однако данные о возрастной структуре в однолетней группировке под-

вержены деформирующему влиянию такого явления, как возрастная аккумуляция.

При переписях населения, которые являются основным источником данных о

69

возрастной структуре, возраст записывается со слов опрашиваемых, без при-

влечения каких-либо документов. Многие люди не придают большого значения

точности указания своего возраста, а в прошлом многие люди и не знали своего

точного возраста, поэтому указывали его при переписи населения приближен-

но, с округлением. В странах христианской культуры округление возраста

обычно делалось (и в значительно меньшей степени, но делается и сейчас) на

цифры, оканчивающиеся на 0 и 5. В других культурах популярными могли

быть цифры 8, 12 и др.

Возрастная аккумуляция искажает данные о возрастной структуре таким

образом, что численность возрастных групп, оканчивающихся на 0 и 5, оказы-

вается значительно выше, чем численность соседних возрастных групп. За счет

возрастной аккумуляции в возрастной структуре образуются выступы и впади-

ны, которых на самом деле не существует (или, во всяком случае, они могут

быть совсем иными по величине). В результате демографические показатели,

рассчитываемые на основе искаженных данных о возрастной структуре, также

искажаются, дают неверное представление о тех явлениях, которые они при-

званы отражать.

Поэтому демографы, во-первых, борются с возрастной аккумуляцией уже

на стадии сбора информации о возрастной структуре населения. Как уже гово-

рилось в предыдущей главе, уменьшению возрастной аккумуляции способство-

вал переход к указанию респондентами даты рождения вместо числа испол-

нившихся лет. В отличие от числа исполнившихся лет, которое непрерывно ме-

няется (округление возраста является как бы способом его «приостановки» на

некоторое время), дата рождения неизменна и ее легче запомнить (хотя и ее не-

которые люди умудряются «округлить»).

Во-вторых, демографам при работе с данными переписей населения о

возрастной структуре в однолетней группировке и расчетах на их основе раз-

личных демографических показателей, приходится прилагать немало усилий,

чтобы различными, иногда довольно сложными методами выровнять искус-

ственные выступы и впадины на возрастной структуре, стараясь при этом со-

хранить ее действительную конфигурацию.

Возрастная аккумуляция находится в обратной зависимости от общей

культуры людей. Поэтому в прошлом, скажем в нашей стране в первой поло-

вине нынешнего века, возрастная аккумуляция была сильнее выражена у жен-

ского населения, чем у мужского, у сельского населения — больше, чем у го-

родского. В США в то же время возрастная аккумуляция проявлялась в боль-

шей степени у небелого населения, чем у белого, и т.д.

Рост грамотности и уровня образования населения по мере индустриаль-

ного и социального развития имел среди своих положительных изменений и

постепенное исчезновение, или, во всяком случае, уменьшение до ничтожного

минимума, возрастной аккумуляции.

Пятилетние возрастные группировки более широко используются как в

демографии, так и за ее пределами. В этом случае в одну группу объединяются

люди пяти смежных лет возраста (или иначе: пять однолетних возрастных

70

групп). Пятилетняя группировка дает более компактное представление возраст-

ной структуры населения, и в то же время в пятилетних группах возрастная ак-

кумуляция в значительной мере автоматически сглаживается, и в экономически

развитых странах, где возрастная аккумуляция ныне невелика, она в пятилет-

них возрастных группах фактически становится неощутимой.

Стандартная возрастная группировка, принятая во всех демографических

документах и расчетах ООН, выглядит таким образом: 0 лет, 1-4 года (или ино-

гда однолетняя группировка 1, 2, 3, 4 года), затем в интервале от 5 до 85 лет

следуют пятилетние возрастные группы 5-9, 10-14 , ..., 80-84 года, и завершает

этот ряд так называемый открытый интервал 85 лет и старше (в самых старших

возрастах мелкие группировки используют только геронтологи, специалисты

по изучению старости). Стандартной возрастной группировки, принятой демо-

графами ООН, следует придерживаться в обязательном порядке не только де-

мографам, но и всем обществоведам с тем, чтобы результаты всех исследова-

ний, в которых используются данные, дифференцированные по возрасту людей,

могли бы сочетаться между собой.

Для анализа возрастной, точнее половозрастной, структуры населения

широко используется один из графических методов, называемый половозраст-

ной пирамидой. Половозрастная пирамида представляет собой двустороннюю

полосовую диаграмму, построенную в обычной системе координат. По оси ор-

динат в произвольном масштабе отображается шкала возрастных групп, по оси

абсцисс — численности населения определенного возраста. Численность муж-

ского населения откладывается слева от оси ординат, численность женского —

справа. Каждая возрастная группа отображается в виде горизонтальной полосы,

площадь которой пропорциональна численности населения соответствующего

возраста. Обычно ось ординат раздваивается для того, чтобы удобнее было

внутри между двумя осевыми линиями изобразить шкалу возрастов (наподобие

градусника). Для удобства анализа пирамиды полезно по обеим сторонам слева

и справа от нее изобразить еще две оси, на которых показать календарные годы

на протяжении целого столетия. Тогда очень зримо можно соотнести выступы

и впадины на возрастной структуре с теми историческими событиями, которые

и вызывали эти деформации возрастной структуры.

Возрастные пирамиды строятся либо в однолетних возрастных группи-

ровках, либо в пятилетних. Предпочтительнее, конечно же, однолетние пира-

миды, они гораздо выразительнее и информативнее пятилетних (но с учетом

возрастной аккумуляции).

Возрастные пирамиды строятся либо по абсолютным, либо по относи-

тельным данным о численности возрастных групп. Абсолютные данные пред-

ставляют собой просто арифметическое количество людей в составе каждой

возрастной группы. Возрастные пирамиды, построенные по абсолютным дан-

ным, имеют тот серьезный недостаток, что они несопоставимы, если численно-

сти населений, которые отражаются этими пирамидами, существенно различа-

ются между собой. Надо помнить, что в пирамиде самое главное — ее конфи-

гурация, а не размеры. Поэтому предпочтительнее строить возрастные пирами-

71

ды по относительным данным. В этом случае любая численность населения

принимается за одну неизменную величину, скажем 100, 1000 или 10 000 (по-

следнее наиболее предпочтительно), и численность каждой половозрастной

группы делится на общую численность населения и умножается на указанный

выше множитель в виде единицы с несколькими нулями. Тогда мы получаем

пирамиды, сопоставимые для любых населений, независимо от их величины.

Следует еще заметить, что с помощью метода половозрастных пирамид

можно наглядно показывать не только структуру населения по полу и возрасту,

но и другие структуры населения, а также структуры социальных явлений и

процессов. Так, в демографии используются пирамиды, показывающие струк-

туру населения по полу, возрасту и брачному состоянию, в миграциологии пира-

миды показывают структуру мигрантов по полу, возрасту и национальности

(можно показывать структуру мигрантов и по семейному состоянию, числу де-

тей, местам выхода и пр.), в других науках можно использовать пирамиды для

анализа, скажем, преступности по полу, возрасту, видам преступлений, наказа-

ний, срокам заключения и т. п.

Половозрастная пирамида похожа на настоящие пирамиды, так как с уве-

личением возраста численность людей в возрастных группах уменьшается и

полоски делаются короче. Возрастная пирамида идеального населения, в кото-

ром рождаемость и смертность оставались бы неизменными на протяжении

длительного времени, имела бы вид почти равнобедренного треугольника с

прямолинейными боковыми сторонами (но все же с некоторым перекосом

вправо, т. е. в сторону женской «половины»). Однако этого не происходит, по-

тому что и число родившихся, и число умерших колеблется во времени, иногда

очень резко. Резкое падение рождаемости (точнее — числа родившихся, это не

одно и то же) образует на возрастной структуре (а графически — на возрастной

пирамиде) соответствующую впадину, которая будет тем глубже, чем значи-

тельнее будет сокращение числа рождений. И эта впадина никогда не выровня-

ется, она будет зиять на протяжении ста лет, пока все родившиеся в годы, на

которые пришлась эта впадина, не умрут (миграцию мы здесь не учитываем).

Напротив, резкое повышение рождаемости образует на пирамиде выступ, кото-

рый тем больше, чем больше будет повышение рождаемости (числа родивших-

ся). Чередование подъемов и падений рождаемости в результате каких-либо со-

циальных катаклизмов вызывает так называемые «демографические волны» на

возрастной структуре (пирамиде), повторяющиеся с лагом в 20—30 лет (когда

родившиеся в период одной волны — спада или подъема — становятся родите-

лями и их дети создают собой новые волны, которые постепенно затухают на

протяжении почти 100 лет).

Возрастная структура играет активную роль не только в демографиче-

ских, но во всех социальных Процессах. С возрастом связана психология, эмо-

циональность, в какой-то степени — разум человека. В обществе с высокой

рождаемостью и соответственно с высокой долей молодежи много энтузиазма,

горячих порывов и безрассудства. Мятежи и революции чаще происходят в об-

ществах с молодой возрастной структурой, т.е. там, где высок удельный вес

72

молодежи в обществе. Напротив, стареющие общества, с высоким удельным

весом пожилых и стариков, подвержены догматизму и застою, но в этих обще-

ствах и больше мудрости, и им редко угрожают революции.

Как уже говорилось, возрастная структура тесно взаимодействует с ха-

рактеристиками воспроизводства населения. Различают три типа такого взаи-

модействия (рис. 2.14):

Примитивный тип Стационарный тип Регрессивный тип

Рис. 2.14. Типы возрастной структуры, соответствующие режиму воспроизвод-

ства населения

1. Тип воспроизводства населения, характеризуемый высокой рождаемо-

стью и смертностью. Возрастная пирамида такого населения имеет широкое

основание (которое образует высокая доля детей в населении) и узкий шпи-

леобразный верх (малая доля доживающих до преклонного возраста). Боковые

стороны такой пирамиды имеют вид вогнутых парабол. Такой тип воспроиз-

водства населения можно назвать «примитивным» (по многим параметрам, и не

только демографическим, такое наименование ему вполне подходит). В дале-

ком прошлом все народы имели такой тип воспроизводства населения. А неко-

торые имеют его и сегодня. В нашей стране примитивный тип воспроизводства

сохранялся вплоть до второй мировой войны.

2. Промышленное и социальное развитие общества имеет среди своих ре-

зультатов также и снижение уровней смертности и рождаемости. Рост числен-

ности населения замедляется и в конце концов, прекращается. Возрастная

структура принимает форму колокола. Такой тип можно назвать неподвижным,

или стационарным. Ученые спорят о том, может ли существовать данный тип

воспроизводства длительное время, или это состояние возможно лишь на ко-

роткое время, за которым следует неизбежный переход к третьему типу вос-

производства.

3. Дальнейшее развитие при определенных условиях приводит к состоя-

нию, когда снижение смертности замедляется или прекращается (смертность,

увы, не может сокращаться бесконечно), в то время как снижение рождаемости

продолжается. Начинается депопуляция, вымирание населения. Возрастная

структура принимает форму погребальной урны. Население стареет, т.е. в его

составе увеличивается доля пожилых людей и сокращается доля молодежи. Та-

кой тип воспроизводства населения можно назвать регрессивным, или депопу-

ляционным, или деградационным.

73

Как и половая структура, возрастная структура населения нашей страны

сильно деформирована социальными потрясениями, происходившими неодно-

кратно на протяжении XX века. Первая мировая, гражданская война, коллекти-

визация, стремительная индустриализация, сопровождавшиеся огромными ми-

грациями населения, вторая мировая война и другие известные сотрясения вы-

зывали резкие падения и без того снижавшейся рождаемости, образовывали

впадины на возрастной структуре населения, за которыми следовали компенса-

ционные подъемы.

Рис. 2.15. Возрастно-половая структура населения России по

переписи 1959 г.

74

Рис. 2.16. Возрастно-половая структура населения России на 1 января 2009 г.

Сравнение двух возрастных пирамид, разделенных 50-летним сроком

времени, на начало 1959 и 2009 гг., показывает впечатляющую картину истории

России на протяжении XX века (рис. 2.15, 2.16). На пирамиде 1959 г. видны

глубокие провалы чисел родившихся в 1916-1918 гг. (Первая мировая и граж-

данская войны), небольшое их увеличение в 1919 г. (пока трудно найти объяс-

нение), затем рост вплоть до 1929 г. и резкий провал в 1930-1935 гг. (из-за ко-

торого, кстати, прекратились, начиная с 1930 г., публикации статистических

данных о естественном движении населения, а в 1936 г. были запрещены абор-

ты). Затем глубочайший провал в 1940-1944 гг., т. е. в годы тяжелейшей войны.

Важно обратить внимание на все еще относительно широкое и расширяющееся

основание пирамиды, которое свидетельствует об относительно высокой рож-

даемости в стране. Некоторое расширение основания, надо сказать, еще не го-

ворит о растущей рождаемости (поскольку и численность населения растет), но

можно почти уверенно сказать, что рождаемость в 1947-1958 гг., во всяком

случае, не снижалась.

Следует также сравнить между собой левую, мужскую, и правую, жен-

скую, части пирамиды. Легко можно заметить численный перевес женщин,

особенно в возрастах старше 30 лет. В отличие от рождаемости, падение кото-

рой проявляет себя на возрастной структуре в виде впадин, смертность остав-

ляет след на пирамиде лишь в виде диспропорции полов и общей формы ее

конфигурации.

Иную картину демографического состояния демонстрирует пирамида

начала 2009 г. Провалы, связанные с падением рождаемости в годы коллекти-

визации и войны передвинулись к верхушке пирамиды и несколько выровня-

лись (поскольку людей, родившихся в те годы, естественно, стало значительно

меньше). Диспропорция полов отчетливо заметна лишь в старших возрастах.

75

Если внимательно приглядеться, можно заметить численный перевес мужского

пола в возрастах моложе 35 лет.

Отчетливо видно сокращение числа рождений в 1960-е гг. и их рост на

протяжении 1970-1980-х гг. вплоть до 1987 г. А затем — обвальное сокращение

рождаемости 1990-х и начала 2000-х гг. Основание нашей пирамиды сужается,

она принимает форму регрессивного типа воспроизводства населения.

Общей тенденцией изменения возрастной структуры населения всех

стран по мере снижения рождаемости и роста средней продолжительности

жизни является неуклонный рост в возрастной структуре доли населения стар-

ших возрастов. Этот процесс получил название демографического старения населе-

ния (точнее, его возрастной структуры).

Причины демографического старения в недемографической литературе

трактуются чаще всего как следствие роста продолжительности жизни. Нередко

журналисты, затрагивающие в той или иной связи процесс старения населения,

даже забывают упомянуть про рост средней продолжительности жизни, а прямо

говорят, что рост доли пожилого населения является (якобы) ярким свидетель-

ством социального прогресса и улучшения условий жизни (рост средней про-

должительности жизни подразумевается). Увы, эти представления чаще всего

ошибочны.

Рост средней продолжительности жизни может способствовать старению

населения только в том случае, если он происходит в старших возрастных

группах населения, т.е. в возрастах старше 60 лет. Однако в большинстве стран,

и в нашей также, рост средней продолжительности жизни на всем протяжении

ее эволюции происходил в основном лишь за счет снижения смертности в

младших и средних возрастных группах, в то время как в старших возрастах

смертность снижалась мало, медленнее или вовсе не снизилась за весь XX век.

Как раз в нашей стране средняя продолжительность жизни населения в возрасте

60 лет и старше на протяжении XX в. сократилась, а не возросла. И таким обра-

зом ее динамика скорее тормозила демографическое старение населения, чем

ускоряла.

Для оценки степени демографической старости населения существует

очень простой показатель — удельный вес населения в возрасте 60 лет и стар-

ше (по критериям ООН — 65 лет и старше) во всем населении. В таблице 3.10

показана его динамика по данным на моменты переписей населения и на начало

2010 г. Обращает на себя внимание разница в величинах показателя демогра-

фического старения между городским и сельским населением. Сельское насе-

ление значительно старше городского, вопреки тому, что уровень рождаемости

сельского населения выше, чем городского. И, следовательно, молодежи на се-

ле, казалось бы, должно быть больше, чем в городах. Однако на деле все наобо-

рот. Это результат миграции молодежи из деревни в город.

Таблица 2.7.

Индекс демографической старости населения России (в %)

76

Годы Все население Городское население Сельское население

1959 9,0 7,6 10,5

1970 11,9 10,6 14,1

1979 13,7 12,2 17,0

1989 15,3 14,2 18,4

2009 17,6 16,6 20,2

В нескольких десятках областей страны удельный вес пожилого населе-

ния в сельской местности уже превышает 30%.

2.3.4 Понятие о качестве жизни

Под качеством жизни в современных концепциях качества за рубежом

понимают комплексную характеристику социально-экономических, политиче-

ских, культурно-идеологических, экологических факторов и условий существо-

вания личности, положения человека в обществе.

Концепция качества жизни – это современное продолжение интеллекту-

альных поисков, начатых Тейяром де Шарденом и В.И. Бернадским, которые

ввели в научный обиход понятие «ноосфера», ставшее ныне одним из терминов

словаря по социально-экономической статистике: «Ноосфера – сфера разумно

организованного взаимодействия общества и природы. Биосфера превращается

в ноосферу при целенаправленной деятельности человечества путем реализа-

ции мер по рациональному природопользованию».

В концепцию качества жизни, принятую в постиндустриальных обще-

ствах, включены ограничения на удовлетворение потребностей людей, обеспе-

чивающие гармоничное развитие ноосферы. К этим ограничениям относятся:

- охрана окружающей среды;

- забота о безопасности производств и продукции;

- поддержание ресурсного потенциала страны.

В то же время центральными задачами в концепции качества жизни про-

возглашаются:

- обеспечение физического и морального здоровья общества;

- расширение употребления населением экологически чистых продуктов

питания;

- гармонизация условия труда и т.д.

В литературе понятия «качество жизни» и «уровень жизни» нередко пе-

реплетаются и подменяют друг друга, что не вполне корректно. При этом уро-

77

вень жизни определяется как показатель, характеризующий количество и каче-

ство товаров и услуг, потребляемых в стране.

Говоря о качестве жизни, нередко легко переходят к таким количествен-

ных характеристикам уровня жизни, как потребительская корзина. Данное по-

нятие в современном словаре рыночных терминов означает набор товаров-

представителей в заданных количествах с фиксируемыми ценами. Определяя

уровень жизни, к потребительской корзине добавляют показатели смертности

населения, общеобразовательный уровень и т.п., решая фактически частные

проблемы качества жизни, и не давая четкого определения самому понятию.

Категория качества жизни впервые была введена в научный оборот в 60-х

годах нынешнего столетия в связи с попытками моделирования зарубежными

исследователями траекторий промышленного развития. В 90-е годы проблему

защиты прав потребителей и интересов общества все чаще рассматривают с по-

зиций качества жизни, причем включают в это понятие обеспечение рабочими

местами, доход, гарантирующий определенный уровень благосостояния, опре-

деленное качество медицинского обслуживания, основных социальных услуг.

Кроме того, качество жизни предполагает возможность для всех членов обще-

ства участвовать в принятии жизненно важных решений и использование воз-

можностей, предоставляемых социальными, экономическими и политическими

свободами.

Категория качества становится символом прогресса и выживаемости ци-

вилизации. При этом происходит преодоление традиционных представлений о

качестве товара, качестве труда, качестве работы и качестве продукции, широко

используемых в системах управления качеством. Появляются понятия качества

человека, качества жизни, качества общественного интеллекта, качества управ-

ления, качества систем «человек-техника», качества информации.

ООН ежегодно проводить исследования с целью ранжирования стран ми-

ра по индексу «качества жизни». В качестве главных индикаторов используют-

ся: ожидаемая продолжительность жизни, уровень образования и покупатель-

ная способность населения.

Американская некоммерческая организация «Комитет по демографиче-

скому кризису» проводит исследования качества жизни в 10 крупнейших горо-

дах мира по 10 показателям: стоимость питания, жилищные условия, качество

жилья, связь, образование, здравоохранение, тишина, уличное движение, чи-

стота воздуха, общественная безопасность. По данным на 1990 год самыми

лучшими для жизни по всем показателям оказались Мельбурн, Монреаль, Си-

этл-Такома, набравшие в суме 86 баллов и более. Достаточно высокие оценки

получили Москва (64 балла), Санкт-Петербург (62), Киев (74 балла.). Наихуд-

шим было качество жизни в столиц Нигерии Лагосе (19 баллов). Конечно, это

были только первые и пока еще достаточно робкие шаги, в общей тенденции

становления будущей глобальной системы мониторинга качества жизни.

Качество жизни как система включает в себя качество человека, качество

образования, качество культуры, качество среды обитания (экологии), качество

социальной, экономической и политической организации общества.

78

Здоровье – синтетический индикатор качества. При этом в соответствии с

представлением Всемирной организации здравоохранения категория здоровья

включает в себя категории физического, психического, духовного и социально-

го здоровья. Кроме здоровья, интегральными индикаторами выступают: уро-

вень качества среды, качество образования и его доступность для населения,

качество населения – система демографических показателей, качество культу-

ры - культурологические измерители качества жизни (индикаторы доступности

для населения – детей, молодежи, зрелого населения, стариков – театра, музы-

ки, кино, живописи, библиотек и др.; особым индикатором качества культуры

личности и качества интеллекта выступает разнообразие «речевого языка» и

динамичность чтения).

Существует понятие «социального кругооборота качества»: качество че-

ловека – качество труда – качество производства – качество технологий – каче-

ство образования – качество культуры и качество науки – качество управления

– качество социальных и экономических систем – качество жизни – качество

человека. Управление качеством жизни с позиций категории качества жизни

интегрирует все виды «управлений качеством» и может рассматриваться как

своеобразное управление «социальным кругооборотом качества».

Управление качеством экологии подразумевает управление экологиче-

скими рисками. Риск – понятие сложное и неоднозначное. С позиции качества

он есть мера появления нежелательного последствия в результате принятия ре-

шения. Используя понятие меры, можно сказать, что риск есть мера качества

соответствующего решения, проекта, хозяйственного мероприятия, плана, про-

граммы и т.п., измеренная в определенной шкале.

Одновременно риск есть понятие управленческое. Оно связано с надеж-

ностью и в более широком плане – с качеством управления, выступая мерой не-

соблюдения определенной «нормы управления», потери эффективности, появ-

ления нежелательных последствий.

Экологический риск - сложная категория, отражающая уровень опасности

появления нежелательных экологических последствий в результате внедрения

того или иного проекта, принятия и реализации определенного хозяйственного

мероприятия. Н.Ф. Раймерс определяет экологический риск как возможность

появления неустранимых «экологических запретов»: развитие парникового эф-

фекта, разрушение озонового слоя, кислотные осадки, радиоактивное загрязне-

ние, недопустимая концентрация тяжелых металлов.

В литературе предлагается понятие Оценки Экологического Риска (ОЭР),

под которым понимается система экологических требований, представленных в

параметрической и вербальной форме, используемых при оценке экологическо-

го риска. Поскольку с самого начала экологический риск рассматривается как

синтетический показатель экологического качества, постольку ОЭР является

важнейшим направлением экологической квалиметрии.

Анализ экологической литературы позволил выделить следующие основ-

ные темы экологического базиса ОЭР:

79

1) Фоновая экологическая норма. Она может быть представлена системой

«фоновых показателей», «экологически чистым ландшафтом», «эталонной эко-

системой», «фоновой областью» и др.

2) Стандартизованная экологическая норма. Она может быть представле-

на системой предельно допустимых концентраций, системой предельно допу-

стимых выбросов, системой предельно допустимых сбросов, системой экологи-

ческих стандартов.

3) Сложившее экологической состояние, описанное в параметрической и

вербальной форме, в форме «категории состояния» или экологической катего-

рии на территории, где планируется новая хозяйственная деятельность.

Важнейшим моментом в оценке экологического риска и в управлении

экологическим риском является формализация ситуации, в зависимости от ко-

торой осуществляется дифференциация требований к исходным данным, объе-

му проводимых исследований и испытаний. Среди направлений такой форма-

лизации предлагается введение экологической категории района. Экологиче-

ская категория района является комплексной характеристикой экологического

качества района, отражающая классификационную характеристику состояний

среды обитания, здоровья человека и населения, природы и естественных эко-

систем, классификационную характеристику состояний отдельных сред. Ниже

приводятся две таблицы, позволяющие классифицировать состояние качества

экологии (табл. 2.8, 2.9).

Таблица 2.8.

Классификация экологического качества природы в природно-экологической

шкале

Наименование состояния Характеристика

1. Естественное состояние

Наблюдается лишь фоновое антропогенное воздействие.

Биомасса максимальна. Биологическая продуктивность мак-

симальна.

2. Равновесное состояние

Скорость восстановительных процессов выше или равна

темпу нарушений. Биологическая продуктивность больше

естественной. Биомасса начинает снижаться.

3. Кризисное состояние

Антропогенные нарушения превышают по скорости есте-

ственно-восстановительные процессы, но сохраняется есте-

ственный характер экосистемы. Биомасса снижена. Биологи-

ческая продуктивность резко повышена.

4. Критическое состояние

Обратимая замена прежде существовавших экологических

систем под антропогенным воздействием на менее продук-

тивные. Биомасса мала и, как правило, снижается.

5.Катастрофическое состоя-

ние

Труднообратимый процесс закрепления малопродуктивных

экосистем. Биомасса и биологическая продуктивность мини-

мальны.

6. Состояние коллапса Необратимая потеря биологической продуктивности. Био-

масса стремится к нулю.

Таблица 2.9

80

Классификация экологического качества природы в медико-социальной

шкале

Наименование качества Характеристика качества

1. Благополучная ситуация Происходит устойчивый рост продолжительности жизни. Забо-

леваемость снижается.

2. Зона напряженной эколо-

гической ситуации

Территория, где отдельные показатели здоровья населения до-

стоверно выше нормы, существующей в аналогичных местах

страны, не подвергающихся выраженному антропогенному

воздействию данного типа, но это не приводит к заметным и

статистически достоверным изменениям продолжительности

жизни населения и более ранней инвалидности людей.

3. Зона экологического бед-

ствия

Территория, в пределах которой в результате антропогенного

воздействия невозможно социально-экономическое хозяйство-

вание. Смертность и инвалидность значительно выше, продол-

жительность жизни ниже, чем в других регионах.

4. Зона экологической ката-

строфы

Переход состояния природы от катастрофической к коллапсу.

Возникший в результате природных и антропогенных явлений

ареал смертельно опасен для постоянной жизни людей.

Пример оценки состояния ряда водных территорий России в природно-

экологической шкале (табл. 2.10)

Таблица 2.10.

Оценка состояния ряда водных территорий России в природно-экологической

шкале

Название водоема Оценка экологического риска

Ладожское озеро Кризисное состояние

Байкал Равновесное состояние, грозящее перейти в кризисное

Каспийское море Кризисное состояние, угрожающее перейти в критиче-

ское

Онежское озеро Равновесное состояние с переходом к кризисному

Черное море Критическое состояние

Азовское море Критическое состояние с переходом к катастрофиче-

скому

Баренцево море Состояние экосистем моря кризисно-критическое

Балтийское море Равновесное состояние с приближением к кризисному

Акватория Тихого оке-

ана

Равновесное состояние

Охотское море Равновесное состояние

Экосистемы Севера

России

Равновесное состояние, местами переходящее в кри-

зисное

Источником экологического риска могут быть предприятие, технологии,

компоненты среды, могущие стать источником аварийных воздействий на

предприятие, экологическую систему, не предусмотренную проектом. Источ-

81

ники риска по отношению к хозяйственному объекту могут быть внешними и

внутренними.

Анализ экологического риска включает в себя:

- анализ исходных данных, на которых осуществляется построение моде-

ли оценки экологического риска;

- анализ неопределенности;

- анализ достаточности исходных данных;

- оценку достаточности нормативной и методической документации, по

которой осуществлялась оценка воздействия на окружающую среду;

- оценку достоверности анализа нештатных аварийных ситуаций;

- оценку достоверности анализа технологических процессов.

В результате проведения оценки экологического риска можно определить

экологическое качество жизни – часть системы качества жизни, включающую в

себя «качество среды обитания».

Методика определения качества жизни

В количественную характеристику качества жизни включаются такие ее

показатели, как степень удовлетворения потребностей, материальные, энерге-

тические, трудовые и финансовые затраты на удовлетворение каждого вида из

совокупности объективных потребностей.

Говоря о потребностях в контексте качества жизни, по-видимому, следует

вспомнить истину, провозглашенную много столетий назад древнегреческим

мыслителем Протагором: «Человек есть мера всех вещей». Мера человека явля-

ется мерой всего, что происходит в мире. Поэтому, говоря о совокупности объ-

ективных потребностей человека, нужно исходить из чувства здравого смысла

из законов формальной логики.

Совокупность объективных свойств включает:

- материальную (физическую, вещественную) базу для существования че-

ловека. В нее входят: состояние окружающей среды, материально-технические

условия труда, быт, организация досуга, получение образования, а также ис-

пользуемые товары и услуги, в том числе уровень развития здравоохранения;

- политические условия существования человека, включающие его право-

вую и социальную защищенность, предоставляемые конституционные гаран-

тии;

- экономические условия существования человека, включающие состоя-

ние производства, эффективность экономических институтов, состояние энер-

гетических и сырьевых запасов государства;

- нравственную обстановку в обществе;

- возможность творческого самовыражения, самореализации личности,

свободу выбора вида социальной деятельности, жизненной позиции, стиля

мышления и поведения, наличие права на собственное мнение.

Список этих свойств не замкнут и может быть расширен.

82

Для того чтобы осуществить оценку уровня качества жизни в предложен-

ной постановке, следует решить три основные задачи:

- дать описание каждого из показателей, составляющих количественную

характеристику качества.

- определить меру сравнения для каждого из показателей количественной

характеристики.

- определить обобщенный показатель, отражающий теоретическое поня-

тие, которое характеризуется как уровень качества жизни.

В таблице 2.11 приведены некоторые параметры составляющих количе-

ственной характеристики объективных потребностей.

Как видно из таблицы 2.11, уровень качества жизни определяется на ос-

нове экспертных оценок и социологических опросов. Полный комплекс таких

исследований весьма сложен и не разработан. Отдельные попытки определения

уровня жизни опираются на традиционные приоритеты и имеют относительный

сопоставительный характер.

83

Таблица 2.11.

Некоторые параметры составляющих количественной характеристики объективных потребностей

Виды объективных

потребностей

Составляющие количественной характери-

стики объективных потребностей Параметр количественной характеристики

Материальная база

для существования

человека

Состояние окружа-

ющей среды

Научно-обоснованные требования по отдельным

параметрам, характеризующим состояние окру-

жающей среды

Степень удовлетворения потребностей

Финансовые затраты

Нормы предельно допустимых концентраций вредных веществ.

Требования законов, постановлений и стандартов. Опрос общественно-

го мнения.

Требуемые капиталовложения для решения экологических задач, % от

бюджета

Условия труда

Научно-обоснованные требования к параметрам

эргономики, освещенности, влажности и т.д.

Финансовые затраты

Степень удовлетворения потребностей

Показатели стандартов ССБТ

Требуемые капиталовложения для технического перевооружения про-

изводства, % от бюджета

Статистические данные по числу профзаболеваний, % от работающих

Жилищные условия

Технические и санитарно-гигиенические требо-

вания к жилым помещениям

Обеспеченность жильем

Показатели стандартов и СНиП

Статистические данные

Используемые това-

ры

Показатели технического уровня и качества раз-

личных видов продукции

Потребительские свойства продукции

Безопасность продукции

Степень удовлетворения потребностей

Трудовые затраты, в том числе интеллектуальные

Требования стандартов на продукцию

Объем товарооборота ТНП, отнесенный к общему товарообороту на

внутреннем рынке, в %.

Число новых ТНП, появившихся на рынке, отнесенные ко всей номенкла-

туре видов товаров, имеющих обращение на рынке в данный период ,%

Сроки обновления ассортимента

Образование

Обязательные требования к программам и про-

должительность обучения на разных уровнях об-

разования

Степень удовлетворения потребностей

Финансовые затраты

Трудовые затраты

Образовательные стандарты (нормы для преподавателей, учебных за-

ведений и обучающихся)

Данные о числе получивших диплом о высшем образовании в возрасте

23-30 лет, % от общего числа представителей данной группы населе-

ния. Объем капиталовложений в образование, % от бюджета

Число учебных заведений, в которых введены новые прогрессивные

методики преподавания, отнесенное к общему числу учебных заведе-

ний, %.

84

Продолжение таблицы 2.11 Виды объективных

потребностей

Составляющие количественной характери-

стики объективных потребностей Параметр количественной характеристики

Здравоохранение

Научно-обоснованные требования к уровню,

возможностям и объективным потребностям

населения в услугах медицины.

Финансовые затраты

Трудовые затраты

Средняя продолжительность жизни

Обеспеченность местами в стационарах

Объем капиталовложений в здравоохранение, % от бюджета

Технический уровень оснащенности медицинских учреждений.

Политические усло-

вия

Правовая защищен-

ность

Степень удовлетворения потребностей

Трудовые затраты

Финансовые затраты

Опрос общественного мнения с оценкой уровня правовой защищенно-

сти, % от выборки

Число принятых за период законов и постановл., направленных на

укрепление правовой защищенности, отнесенное к общему их числу,

%.

Наличие и полнота структур и служб, обеспечивающих действия меха-

низма реализации законов, % от бюджетных ассигнований для обеспе-

чения действия указанных структур и служб

Экономические

условия

Состояние произ-

водства

Материальные затраты

Энергетические затраты

Число предприятий, прошедших техническое перевооружение, отне-

сенное к общему их числу, %.

Объем потребляемых предприятиями энергоресурсов, отнесенное к

общему энергопотенциалу, %.

Эффективность

промышленности

Национальный валовой продукт

Конкурентоспособность и экспортнопригодность

Общий показатель ВНП, его динамика, а также удельный показатель

ВНП на душу населения.

Удельные затраты сырья, энергии на единицу продукции и на душу

населения.

Отношение экспорта товаров различных категорий к общему объему

экспорта

Нравственная об-

становка в обществе

Традиции, обычаи.

Нравственные принципы

Религиозные нормы

Национальные, региональные, клановые нормы поведения. Семейные

устои (% разводов, браков)

Уровень преступности

Возможность прояв- Конституционные свободы Степень реализации конституционных свобод в обществе

85

ления личности

86

В настоящее время по этим параметрам можно проводить оценку соот-

ветствия той или иной характеристики качества жизни установленным норма-

тивам, другими словами, - сертификацию.

Известно, что для проведения сертификации необходимо наличие, по

крайней мере, четырех компонентов:

- стандартов на показатели свойств продукции и методы испытаний;

- организаций, аккредитованных на право проведения испытаний;

- органов, уполномоченных принимать решения по результатам испыта-

ний или оценок в рамках признанной системы и по утвержденным процедурам;

- органов надзора за правильностью проведения сертификационных ра-

бот.

Поскольку качество жизни – многофакторное понятие, для его оценки

важно учесть все составляющие. В качестве одной из формул, учитывающих

все показатели можно привести следующую:

m

j

L

k

kj

n

i

i

QQ

Q

Q

1 1

minmin

1

max

ж

)()(

)(

, (2.15)

где max)( iQ - относительный текущий показатель количественной характе-

ристики первого рода;

n - число показателей по характеристикам первого рада; min)( jQ - относительный текущий показатель количественной характери-

стики второго рода,

m - число показателей второго рода; min)( kQ - текущая величина относительного отклонения от нормы стандарта

показателя качества составляющей количественной характеристики второго

рода, %;

L - число показателей качества, ограниченных нормами стандартов.

Как видно из формулы, для жQ именно вторая составляющая суммы в

знаменателе оказывает наиболее сильное влияние на обобщенный показатель с

тенденцией его увеличения. Наличие нормы, определяемой стандартом, позво-

ляет перейти от относительного параметра к величине его относительного от-

клонения, которая имеет более значительный отрицательный градиент.

87

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ОПАСНОСТЕЙ

3.1 Таксономия опасностей

3.1.1 Причины возникновения опасностей, место, уровни и продолжитель-

ность их негативного воздействия на человека и природу

Как известно, любое явление природы возникает от действия одного или

ограниченного числа факторов. При этом каждый фактор в процессе своего

проявления взаимодействует с другими факторами окружающей среды, вызы-

вая вторичные процессы. Например, действие температурного фактора может

вызвать процесс горения. Горению могут сопутствовать вторичные процессы:

движение воздуха, световое излучение, обрушения зданий и др.

Многие явления в среде обитания опасны или вредны для человека. К та-

ковым относятся землетрясения, сели, пожары, извержения вулканов, повыше-

ние солнечной активности и некоторые другие. Степень неблагоприятного воз-

действия явления на человека зависит от интенсивности проявления задейство-

ванных в нем факторов. Так, слабый ветер не оказывает неблагоприятного воз-

действия на человека, при определенных условиях он необходим для создания

комфортных условий. Сильный ветер поднимает пыль, вредит посевам, затруд-

няет движение транспорта и тем самым становится вредным и опасным явлени-

ем. С увеличением силы ветра его опасные и вредные последствия усугубляют-

ся.

Под особо опасными явлениями будем понимать неблагоприятно воздей-

ствующие на человека явления большой мощности и достаточной частоты. Из

этого определения следует, что особо опасным может быть только явление, мо-

гущее привести к травме или заболеванию человека. Большая мощность особо

опасного явления определяет большой масштаб его проявления в пространстве

и большие разрушительные последствия. Мощность такого явления достаточна

для одновременного воздействия на многих людей и для разрушения объектов

на больших площадях. При этом особо опасное явление не должно принадле-

жать к числу особо редких, чтобы не потерять своей значимости. Например, яв-

ление столкновения планеты Земля с кометой отвечает двум первым условиям

приведенного определения: оно, безусловно, неблагоприятно с точки зрения

воздействия на человека и обладает большой мощностью. Однако столкновения

с кометами - события очень редкие, а их воздействие на человека - события

второго порядка редкости. В итоге эти явления не представляют для человека

реальной опасности, они не относятся к особо опасным. В то же время земле-

трясение полностью отвечает определению особо опасного явления: опасно для

людей, обладает большой мощностью и происходит не очень редко, особенно в

определенных регионах Земли.

В каждом конкретном случае возникновение опасности в системе «техно-

сфера – человек – природа» имеет многопричинный характер. Основная доля

причин приходится на неправильные действия людей или «силы природы».

88

К группе «человеческого фактора» относятся:

- недостатки в профессиональной подготовке и слабые навыки 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 поверки контрольно-измерительной аппаратуры;

- наличие факторов дискомфорта в работе, вызывающих процессы тормо-

жения, утомления, перенапряжения организма человека и т. п.;

- неиспользование необходимых средств индивидуальной защиты и без-

опасности.

Опасности технического характера обусловлены:

- неисправностью технических средств;

- недостаточной надежностью сложных технических систем;

- несовершенством конструктивного исполнения и недостаточной эргоно-

мичностью рабочих мест;

- отсутствием или неисправностью контрольно-измерительной аппаратуры

и средств сигнализации.

Опасности природного характера формируются при совокупном воздей-

ствии элементов различных геосфер. Отличительной чертой такого вида опас-

ностей является сильная зависимость человека от природы, по сути, отсутствие

возможности ее предотвращать. Зачастую, человек способен лишь уменьшить

негативные последствия проявления природных опасностей.

Уровень опасности - степень ее напряженности, которая выражается ско-

ростью возможного наступления угрожаемого события, его количественной и

качественной характеристиками. Количественная характеристика включает по-

вторяемость угроз за определенный период времени и масштабы их проявле-

ния. Качественная оценка состоит в силе разрушительного воздействия ожида-

емого события. Примером оценки уровня опасности является шкала Рихтера

для землетрясений. При возникновении угрозы террористического акта в пре-

делах отдельных территорий (объектов) РФ устанавливаются специальные

уровни террористической опасности: повышенный («синий»), высокий («жел-

тый») и критический («красный»).

Влияние природного и производственного фактора опасности зависит от

рода опасности, интенсивности и длительности воздействия вредного фактора,

а также обеспокоенности человека данным видом опасности. Воздействие

вредного фактора на человека может быть слабым, но длительным (хрониче-

ским), либо сильным, но краткосрочным (острым). Примеры результатов хро-

нических воздействий – антракоз (почернение легких), асбестоз и сидероз – ви-

ды заболеваний легких, вызванных вдыханием угольной пыли, асбестовых во-

локон и металлической пыли (железа) соответственно. Кожная сыпь – пример

результата острого воздействия.

89

3.1.2 Классификации опасностей в среде обитания

Все опасные явления в среде обитания можно разделить на два класса:

природные и антропогенные. При этом нельзя утверждать, что одни опаснее

других. Природное явление цунами может унести сотни тысяч человеческих

жизней. Но аналогичные людские потери могут возникнуть при аварии на

атомной электростанции. Сопоставимый урон вызывают сели, ураганы, смерчи

и транспортные катастрофы, крупные аварии на предприятиях. И все же антро-

погенные опасные явления имеют одно очень важное свойство - определенная

их зависимость от действий человека, определенная управляемость. Антропо-

генные опасные явления обычно рассматриваются как исключения из правил,

вызванные теми или иными ошибками в действиях человека. Но ошибки в

принципе всегда можно избежать. Можно учесть предыдущие случаи, улуч-

шить организацию работ, использовать последние достижения науки и техники,

чтобы исключить или свести к минимуму возникновение этих явлений.

При этом природные опасные явления, в основном, воздействуют на все

сферы жизни человека, они, так сказать, комплексные. Антропогенные опасные

явления связаны с определенной деятельностью человека, с определенным ви-

дом производства, т.е. имеют специализированный характер.

1) Астрономическая классификация природных опасностей

Практически все природные особо опасные явления - геогенные, т.е. явля-

ются результатом действия факторов и сил земного происхождения (землетря-

сения, обвалы, сели, ураганы и др.). Космогенные особо опасные явления весь-

ма редки, существенной опасности для человека не представляют, поэтому, по

существу, не являются особо опасными и здесь не рассматриваются (это такие

явления, как падение метеоритов на Землю, встреча Земли с кометами и др.).

2) Классификация опасностей по природе возникновения

По своей природе все особо опасные явления, как, впрочем, и остальные

явления, можно разделить на явления механические, химические, электриче-

ские, электромагнитные, термические, радиационные, биологические (рис. 3.1).

Многие особо опасные явления имеют комплексный характер. Например,

пожары по своей природе - химическое явление, однако они сопровождаются

большим выделением тепла. В итоге пожар опасен образованием различных

ядовитых газов вследствие протекания химических реакций, а также действием

высокой температуры.

3) Классификация опасностей по месту действия причин

По месту действия причин, вызывающих особо опасные явления, послед-

ние можно разделить на глубинные, возникающие в недрах Земли (большин-

ство землетрясений, цунами, вулканы), поверхностные, происходящие на по-

верхности Земли (сели, наводнения, обвалы), и высотные, происходящие над

поверхностью Земли (ураганы, смерчи, тайфуны).

Следует, однако, иметь в виду, что особо опасное явление, возникшее в

одном месте, обычно проявляется далеко за пределами своего центра, приобре-

тая комплексный характер. Так, причиной цунами являются подводные земле-

90

трясения, однако проявляются они, в основном, на побережьях.

Рис. 3.1. Классификация опасностей в среде обитания по природе

возникновения

4) Классификация опасностей по среде воздействия

По среде, в которой происходят особо опасные явления, последние под-

разделяются на земные, водные и атмосферные.

Особенности и виды естественных опасностей. Естественные опасности

возникают при стихийных явлениях в биосфере, таких как наводнения, земле-

трясения, цунами и т.п., а также обусловлены климатическими условиями и ре-

льефом местности. Их особенностью является неожиданность возникновения,

хотя некоторые из них человек научился предсказывать, например, ураганы,

оползни. Естественные опасности, которые представляют угрозу жизни и здо-

ровью человека, выделяют в природные опасности. Такие опасности как жара,

холод, туман, естественные электромагнитные поля и излучения, обычно не

рассматриваются, т.к. они не представляют непосредственной угрозы жизни

человеку. Подразделяются на литосферные (горные обвалы, камнепады), гид-

росферные (водная эрозия, сели, приливы), атмосферные (ливни, снегопады),

космические (солнечная радиация). Общие закономерности таких явлений сле-

дующие:

- чем больше интенсивность, тем реже такое явление;

- каждому виду опасности предшествуют определенные признаки;

- существует определенная пространственная приуроченность.

Природные опасности

Механические Землетрясения, сели, наводнения, ураганы,

смерчи

Химические Крупные аварии на химических предприя-

тиях

Электрические Крупные аварии на химических предприя-

тиях

Радиационные Аварии на атомных электростанциях

Биологические Эпидемии инфекционных болезней

Комплексные Пожары и др.

91

3.1.3 Опасности толерантного воздействия

Толерантность (от лат. tolerantia – терпение, переносимость, снисходи-

тельность) – принятие и правильное понимание мнений, действий человека, це-

лых групп и культур, направленное на установление всеобщего мира. При этом

толерантность - это устойчивость человека к физической, интеллектуальной

или социальной агрессии, зависящая уже от индивидуальных, генетически

определенных свойств организма и психологических свойств индивидуума.

Прогресс связан с быстрым развитием и мобилизацией коммуникаций и

техники, все большим внедрением компьютерных технологий в обыденную

жизнь. Весь мир объединяется, о чем свидетельствует глобализация экономики,

миграции, урбанизация, создание единой компьютерной сети Internet. Наруше-

ние правил толерантных отношений какого-то одного региона становится угро-

зой для всего мира. Нетерпимость рождает конфликты, которые могут носить

разный характер: от локальных до глобальных (рис. 3.2).

Человек часто вступает в конфликты, в которых он может быть прав или

не прав. Но в обоих случаях конфликт заканчивается нанесением интеллекту-

ально-эмоционального ущерба и часто стрессом. Факты свидетельствуют о том,

что конфликты играют в жизни людей, народов и стран гораздо большую роль,

чем хотелось бы самим людям: все хотят мира, но каждый стремится к нему по-

своему, в результате этого на основе конкретных предпосылок возникает война.

В идеальном смысле толерантность предполагает отсутствие какого-либо

конфликта вообще, достигаемое вследствие личной устойчивости человека пе-

ред провоцирующими действиями со стороны «соперника». В действительно-

сти лишь немногие люди понимают всю ценность (и необходимость) такого

подхода к жизни. Прежде всего, это люди, которые заинтересованы в собствен-

ном благополучии, в достижении биологических (здоровье, самосохранение,

продление рода), социально-биологических (лидерство в группе, иерархическое

лидерство) и особенно социальных (изобилие, добро, красота, истина) целей.

Толерантность проявляется во всех сферах общественной жизни человека.

И в каждой из них она обеспечивает безопасность.

Возьмем, например, взаимоотношения руководителя и исполнителя или

ученика и преподавателя. При взаимных толерантных отношениях в обоих слу-

чаях увеличится работоспособность, создастся положительный эмоциональный

фон, направленный на достижение поставленных целей, а не на затрату ресур-

сов на разрешение конфликта. Важно понимать, что простое терпение не при-

ведет к решению внутригруппового конфликта. Потому-то толерантность

предполагает, что человек свободен в своих убеждениях, и признает такое же

право за другими, но эти убеждения не должны служить источником новых

конфликтов.

Кроме социального обоснования имеется биологическое подтверждение

важной роли толерантности в жизни человеческого организма.

Толерантность связана с одним из важнейших принципов развития биоло-

гических систем – их надежностью.

92

Существуют врожденные механизмы толерантности (генетические, мор-

фологические, физиологические) и приобретенные в онтогенезе (морфологиче-

ские, функциональные и поведенческие).

Рис. 3.2. Схема реализации толерантного воздействия на социальном уровне

Развитие стрессовых реакций многостадийно: последовательно сменяют

друг друга фаза тревоги, фаза резистентности и фаза истощения. Вторая стадия

стресса – фаза резистентности – наиболее связана с явлениями толерантности.

Приобретаемая организмом устойчивость (резистентность) обеспечивает пере-

носимость стрессора повышенной силы, т.е. возникает толерантное состояние к

его воздействию и наступает приспособление (организм адаптируется). Таким

образом, толерантность, с одной стороны, проявляется, как генетически зави-

симая способность организма быть устойчивым к стрессору, с другой – как ос-

нова адаптивности.

Человек способен снизить воздействие на него чрезмерных факторов, тем

самым повысив собственную к ним толерантность. Это, с точки зрения биоло-

гических механизмов, – пассивное снижение агрессивности влияния среды за

счет адаптационных возможностей организма. Но возможен путь и биологиче-

ски активного повышения резистентности, т.е. толерантности к воздействию

факторов окружающей среды. При этом как раз включаются стрессовые меха-

низмы. И они будут эффективны до тех пор, пока генетически определенная

норма реакции или адаптивная норма не будут сломлены чрезмерной силой

воздействующего стрессора.

Возможности развития всех структур и функций человеческого организма

обусловлены генетически. Потомству от родителей могут передаваться предпо-

бездействие отсутствие мотива-

ции

сохранение внутренней стабиль-

ности

воздействие

внутренняя

дестабилиза-

ция

мотива-

ция

препят-

ствия

реализа-

ции моти-

вов

фрустра-

ция

механизм

защиты

стабилиза-

ция

асоциальные

действия

социально-

позитивные

действия

93

сылки общего состояния, здоровья, типа высшей нервной деятельности, темпе-

рамента, характера и поведенческих навыков (привычки). Эти же механизмы

обеспечивают способность организма к поддержанию динамического струк-

турно-функционального равновесия, являющегося основой повышенной жиз-

неспособности.

Таким образом, толерантность – поведенческое выражение генетически

предопределенной соответствующей возрасту структурно-функциональной

адаптации. Ее сила и стойкость зависят от генотипа человека. У ребенка, чьи

родители были устойчивы к воздействию внешних факторов, географически

отдалены (вышли из генетически разобщенных популяций), толерантность бу-

дет более высокой по сравнению с ребенком, чьи родители были слабо психо-

логически защищены от аналогичных раздражителей.

Набор генов уникален для каждого человека, поэтому все люди различа-

ются по устойчивости к раздражителям, к агрессорам, т.е. различаются адап-

тивно и по критериям толерантности. Нет одинаково воспринимающих ситуа-

ции и одинаково защищающихся людей. Нельзя говорить о постоянном уровне

толерантности в какой-либо генетически связанной группе. С течением време-

ни в изменяющихся условиях толерантность может понижаться или повышать-

ся в зависимости от интенсивности воздействия внешних раздражителей. Мож-

но сказать, что толерантность обеспечивает нормальную жизнедеятельность

человека.

Толерантность, возможно, обеспечивает и нормальное развитие следующе-

го поколения. В то же время человек, устойчивый к стрессовому воздействию,

избегает его, сохраняя тем самым основные жизненно важные функции орга-

низма.

Когда имеется опасность существованию организма, возникают реакции

напряжения – «стресс» с яркой эмоциональной окраской (тревога, ярость, гнев,

страх, агрессия, суицидальные попытки и т.д.). Они характеризуются широко

распространенным возбуждением коры больших полушарий головного мозга и

всей центральной нервной системы, вызывающим комплекс вегетативных ре-

акций и эндокринных сдвигов. Происходит мобилизация всех сил организма

для преодоления грозящей опасности.

Связи организма с внешней средой многочисленны и многогранны. Он по-

стоянно подвергается воздействиям различных по силе и качеству раздражите-

лей.

Слабые или кратковременно действующие раздражители вызывают ло-

кальные реакции организма, преимущественно воспалительного характера.

Значительное по силе и продолжительности действие повреждающего агента

(фактора альтерации, стрессора) наряду с характерными для данного раздражи-

теля эффектами порождает ряд общих реакций организма, которые стереотип-

ны и, следовательно, не зависят от качественных особенностей раздражителей.

Стресс по функциональному характеру – синдром специфический, т.е. разви-

вающийся на самостоятельной структурно-функциональной основе, но по сво-

ему происхождению и спектру распространенности у близких по организации

94

существ (например, других млекопитающих) неспецифический, т.е. имеющий

целый ряд общих признаков, что и обнаружил еще в 1936 году Г. Селье, со-

здавший теорию стресса.

Если травмирующий стрессор настолько силен, что его кратковременное

действие несовместимо с жизнью, то животное погибает в период быстрого пе-

рехода от тревожности (I фаза стресса) через резистентность (II фаза стресса) к

фазе истощения (III фаза стресса) в первые часы или дни.

Если же животному или человеку удастся выжить, т.е. ресурсы адаптации,

биологической надежности будут достаточны для поддержания реакций на воз-

действия факторов внешней среды, то реакция тревоги непременно сменится

второй стадией адаптационного синдрома – стадией резистентности. В тех слу-

чаях, когда действие вредного агента продолжается, достигнутая адаптация

утрачивается вновь. Организм переходит в третью фазу – стадию истощения.

Финалом этой стадии может стать летальный исход, поскольку стресс выведет

параметры гомеостаза за предельные значения, совместимые с жизнью.

Толерантность изначально шире, чем стресс, который она включает в себя.

Исходя из этого, можно предположить, что изначально существовала одна

стратегия выживания, а не две. В.И. Кулинский считает, что существуют две

качественно различающиеся стратегии приспособления к неблагоприятным

условиям: повышение резистентности (стресс, сопротивляемость) и увеличение

толерантности (переносимости, выносливости).

3.1.4 Понятие о чрезвычайных ситуациях

Чрезвычайная ситуация - это обстановка на определенной территории,

сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы,

стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой

человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной

среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятель-

ности людей.

Территория – это совокупность:

всего земельного, водного, воздушного пространства;

объектов производственного и социального назначения;

а также окружающей природной среды.

Авария – разрушение сооружений или технических устройств, применяе-

мых на производственном объекте, неконтролируемый взрыв или выброс опас-

ных веществ.

Опасное природное явление – событие природного происхождения, кото-

рое по интенсивности, масштабу, продолжительности воздействия может ока-

зать отрицательное действие.

Катастрофа (греч. katastrophē поворот, поворотный момент дела).

1. Событие с несчастными, трагическими последствиями

2. Неожиданное и грандиозное событие в истории планеты, глобальное по

95

своим последствиям.

Катастрофа - крупная авария, внезапное бедствие, сопровождающееся ги-

белью людей, материальных и природных ценностей, образованием очага по-

ражения. (К катастрофам относятся: стихийные бедствия, военные конфликты,

эпидемии, крупные аварии, при которых возникают гибельные ситуации для

людей).

Техногенная катастрофа - крупная авария, как правило, с человеческими

жертвами.

Стихийные бедствия – это катастрофические природные явления и процес-

сы (землетрясения, извержения вулканов, наводнения, засухи, ураганы, цунами,

сели и пр.), которые могут вызывать человеческие жертвы и наносить матери-

альный ущерб. Стихийные бедствия часто непредсказуемы по месту, времени и

интенсивности проявления. Стихийное бедствие – бедствие, вызываемое дей-

ствием сил природы, не подчиняющихся воле, влиянию человека. (Бедствие -

большое несчастье)

Иное бедствие – бедствие, вызванное социальными причинами.

Зона чрезвычайной ситуации - территория, на которой сложилась чрезвы-

чайная ситуация и нарушены условия жизнедеятельности людей.

Пострадавшие - погибшие или получившие ущерб здоровью.

Размер материального ущерба - размер ущерба окружающей природной

среде и материальных потерь.

По характеру источника ЧС делят на следующие группы: техногенные

природные, биолого-социальные, экологические, социальные.

В 2007 году Правительство РФ утвердило «Положение о классификации

ЧС природного и техногенного характера». Согласно этому положению все ЧС

делят по масштабам и тяжести последствий на 6 групп: ЧС локального характе-

ра; ЧС муниципального характера; ЧС межмуниципального характера; ЧС ре-

гионального характера; ЧС межрегионального характера; ЧС федерального ха-

рактера.

(До этого ЧС делили на локальную, местную, территориальную, регио-

нальную, федеральную, трансграничную).

Чрезвычайная ситуация локального характера - это ЧС в результате кото-

рой зона чрезвычайной ситуации, не выходит за пределы территории объекта,

при этом количество пострадавших, составляет не более 10 человек либо раз-

мер материального ущерба составляет не более 100 тыс. рублей;

Чрезвычайная ситуация муниципального характера - это ЧС, в результате

которой зона чрезвычайной ситуации не выходит за пределы территории одно-

го поселения или внутригородской территории города федерального значения,

при этом количество пострадавших составляет не более 50 человек либо размер

материального ущерба составляет не более 5 млн. рублей, а также данная чрез-

вычайная ситуация не может быть отнесена к чрезвычайной ситуации локаль-

ного характера;

Чрезвычайная ситуация межмуниципального характера - это ЧС, в резуль-

тате которой зона чрезвычайной ситуации затрагивает территорию двух и более

96

поселений, внутригородских территорий города федерального значения или

межселенную территорию, при этом количество пострадавших составляет не

более 50 человек либо размер материального ущерба составляет не более 5 млн.

рублей;

Чрезвычайная ситуация регионального характера - это ЧС, в результате ко-

торой зона чрезвычайной ситуации не выходит за пределы территории одного

субъекта Российской Федерации, при этом количество пострадавших составля-

ет свыше 50 человек, но не более 500 человек либо размер материального

ущерба составляет свыше 5 млн. рублей, но не более 500 млн. рублей;

Чрезвычайная ситуация межрегионального характера - это ЧС, в результате

которой зона чрезвычайной ситуации затрагивает территорию двух и более

субъектов Российской Федерации, при этом количество пострадавших состав-

ляет свыше 50 человек, но не более 500 человек либо размер материального

ущерба составляет свыше 5 млн. рублей, но не более 500 млн. рублей;

Чрезвычайная ситуация федерального характера - это ЧС, в результате ко-

торой количество пострадавших составляет свыше 500 человек либо размер ма-

териального ущерба составляет свыше 500 млн. рублей.

Как было отмечено выше, в зависимости от источника происхождения, ЧС

делятся на природные, техногенные, экологические, социальные.

3.2. Оценка опасности объекта

3.2.1 Схема оценки опасности объекта

Рассмотрим какой-либо отвлеченный объект и постараемся определить

степень его опасности. То есть, с какой вероятностью он может стать источни-

ком опасности (создать поражающие факторы) и какой при этом может быть

ущерб.

Для начала выделим на объекте опасные элементы: то есть устройства, со-

держащие опасные вещества и устройства, создающие экстремальные физиче-

ские условия (устройства, создающие опасные воздействия). Устройства, со-

держащие опасные вещества характеризуются типом вещества и его количе-

ством. По типу их можно разделить на взрывопожароопасные вещества, вред-

ные химические вещества, радиоактивные вещества. По объему хранящихся

веществ объекты можно разделить на объекты требующие лицензирования и

объекты, не требующие лицензирования. К экстремальные физическим услови-

ям (опасным воздействиям) относят: высокие и низкие температуры; высокие

давления и вакуум; циклические изменения давления; циклические изменения

температуры; гидравлические удары.

97

Рис. 3.3. Схема оценки опасности объекта

Далее определим, какие события могут привести к возникновению поража-

ющих факторов. Обычно эти события объединяют в несколько групп:

отклонения технологических параметров; возникновение спонтанных реак-

ций;

разгерметизация устройств; неисправности оборудования и систем обеспе-

чения;

ошибки человека;

отказ системы административного управления;

внешние события.

Считается, что человеческими ошибками обусловлены 45 % экстремальных

ситуаций на АЭС, 60 % - при авиакатастрофах, 80 % - при катастрофах на море.

После этого, проанализируем каков возможный исход аварии. Исходами

могут быть: выбросы опасных веществ, пожары и взрывы, гидродинамические

удары.

Затем определим вероятность реализации каждого из исходов и причиняе-

мый при этом ущерб. Ущерб обычно делят на социальный, материальный и эко-

логический. Потом рассчитывают риск.

взрыв, пожар, выброс оп.в-в)

(соц, мат, экол) Для кажд. сценария

Для кажд. сцена-

рия

Для каждого

сценария

Устройста:

-содержащие

.опас. в-ва;

-создающие

.опас. воздей.

-Неисправности

оборудования;

-Спонтанные ре-

акции;

-Ошибки чел;

-тказ системы ад-

минист. упр;

-Внеш. события

98

3.2.2. Краткая характеристика поражающих факторов и поражающих па-

раметров

Основными техногенными опасностями являются взрывы, пожары, выбро-

сы опасных химических и радиоактивных веществ, прорыв гидротехнических

сооружений.

Таблица 3.1.

Техногенные опасности и их поражающие факторы

ПОРАЖЕНИЕ

▼ ▼ ▼ ▼

Поражающий

эффект

Поражающий

фактор

Поражающий

параметр

Критерий

поражения

Опасность Поражающий фактор

Взрывная Воздушная ударная волна

Разлет осколков

Пожарная Тепловое излучение пламени

Экстремальный нагрев воздуха

Изменение состава воздуха

Токсическая

(выбросы ОХВ)

Токсические нагрузки (отравление)

Химическое загрязнение сред и по-

верхностей

Радиационная

(выбросы РВ)

Проникающая радиация

Радиоактивное загрязнение сред и по-

верхностей

Гидродинамическая Волна прорыва

Взрывная опасность

Взрываться могут конденсированные взрывчатые вещества (ВВ), газы, па-

ры и аэрозоли. Взрывы характеризуются барическими эффектами, то есть воз-

никновением областей экстремальных давлений. При взрывах возникают два

основных поражающих фактора: воздушная ударная волна и разлет осколков.

Воздушная ударная волна

Воздушная ударная волна характеризуется тремя поражающими парамет-

рами:

избыточным давлением во фронте ударной волны, ΔРф, кПа;

длительностью фазы сжатия, τ+, сек;

импульс фазы сжатия, (I+) кПа×сек.

Основным поражающим параметром является избыточное давление во

фронте ударной волны. Избыточное давление во фронте ударной волны опре-

деляется по формуле Садовского:

99

ΔРф = а1×R

G3

+ а2×

23

R

G+ а3

33

R

G G, кг; R, м (3.1)

R

GП

3

; (3.2)

ΔРф = а×П+ b×П2+ сП3. (3.3)

Краткая характеристика степеней разрушений зданий

Зона слабых разрушений (ΔРф = 2010 кПа).

Зона средних разрушений (ΔРф = 3020 кПа);

Зона сильных разрушений (ΔРф = 5030 кПа);

Зона полных разрушений, соответствует давлениям ΔРф > 50 кПа;

Слабое разрушение. Повреждение или разрушение оконных и дверных

проемов, легких перегородок. Частичное разрушение или повреждение крыши.

Возможны трещины в стенах верхних этажей. Эти разрушения могут быть

устранены в порядке ремонта различной сложности и объема. Ущерб составля-

ет 10-15% от стоимости здания.

Среднее разрушение. Разрушение крыш, окон, дверей, встроенных перего-

родок, трещины в стенах, частичное обрушение чердачных перекрытий и стен

верхних этажей. После расчистки и ремонта можно использовать помещения

нижних этажей. Полное восстановление возможно при капитальном ремонте

здания. Ущерб составляет 30-40% от стоимости здания.

Сильное разрушение. Разрушение несущих конструкций и перекрытий

верхних этажей, деформация перекрытий нижних этажей. Ремонт и восстанов-

ление затруднительны. Ущерб достигает 50-70% от стоимости здания, соору-

жения.

Полное разрушение. Разрушение или обрушение всех или большей части

стен, сильная деформация или обрушение перекрытий. Из обломков образуется

завал в пределах контура здания и вокруг него. Ущерб составляет ~ 100% от

стоимости здания, сооружения.

Поражения людей

Поражение незащищенных людей может быть непосредственным и кос-

венным.

К непосредственному поражению относят травмы, получаемые в результа-

те воздействия избыточного давления и скоростного напора воздуха. Избыточ-

ное давление приводит к мгновенному ударному обжатию, которое длится в те-

чение времени τ+, постепенно ослабевая. Поток воздуха, движущийся за фрон-

том ударной волны, создает давление скоростного напора, которое может пере-

мещать тело в пространстве, приводя к столкновению с преградами и падению.

Косвенные поражения люди могут получить в результате ударов осколками

и обломками зданий, оборудования, обломками деревьев, камнями, осколками

разбитых стекол. При этом поражения осколками стеком могут наблюдаться до

расстояний, соответствующих избыточным давлениям ΔРф = 2…5 кПа (4 кПа) и

считающихся безопасными по воздействию ударной волны.

100

Избыточное давление ΔРф < 10 кПа считается безопасным для людей вне

сооружений.

Зона безопасности для открыто расположенных людей определяется вели-

чиной избыточного давления ΔРФ = 10 кПа (0,1 атм).

Различают легкие, средние, тяжелые и смертельные поражения.

Легкие травмы (поражения) имеют место при давлениях ΔРф = 20…40 кПа.

Наблюдаются ушибы, вывихи, временные функциональные расстройства, по-

нижение слуха, расстройства речи, головная. Выздоровление в течение 7…15

суток.

Травмы средней тяжести возникают при давлениях ΔРф =40…60 кПа. Ха-

рактеризуются контузией, сотрясением головного мозга. Имеют место повре-

ждения органов слуха, кровотечений изо рта, носа, ушей, повреждения опорно-

двигательного аппарата, разрывы связок, сухожилий, переломы мелких и неко-

торых крупных костей. Лечение до 2-х месяцев.

Тяжелые травмы наблюдаются при давлениях ΔРф = 10060 кПа. К ним от-

носятся: общая контузия, потеря сознания, повреждения внутренних органов и

внутренние кровоизлияния, сильные кровоизлияния из носа, рта, ушей, перело-

мы костей. Лечение свыше 3-х месяцев.

Смертельные поражения имеют место при давлениях ΔРф > 100 кПа.

Разлет осколков

Осколочные поля создаются летящими осколками технологического обо-

рудования. Разлет осколков характеризуется такими параметрами как:

масса осколка, mос, кг;

скорость разлета осколка, Vос, м/с.

Пожарная опасность

К техногенным пожарам относят пожары разлития, огневые шары, струе-

вые пламена. Пожары характеризуются термическими эффектами (термической

радиацией), то есть возникновением областей высоких температур. При пожа-

рах возникают три основных поражающих фактора:

тепловое излучение пламени (степени ожогов 1, 2, 3А поверхностные

ожоги; 3Б, 4 – глубокие ожоги);

экстремальный нагрев воздуха (среды);

изменение состава воздуха (действие ядовитых веществ выделяющихся

при взрывах и пожарах, а также недостаток кислорода).

То есть опасными факторами пожара являются: пламя, высокая температу-

ра среды и дым.

Тепловое излучение можно охарактеризовать двумя поражающими пара-

метрами:

интенсивностью теплового излучения (плотностью теплового потока), J≡q,

Вт/м2;

световым импульсом, U, Дж/м2.

Количество теплоты Q – это энергия источника теплового излучения, Дж;

ккал.

101

Тепловой поток W – это количество теплоты, излучаемое через изотерми-

ческую поверхность в единицу времени, Дж/с; Вт; ккал/час. 1ккал/ч=1,163 Вт.

W=Q/τ [кВт].

Плотность теплового потока q (интенсивность теплового излучения) – это

тепловой поток, отнесенный к единице изотермической поверхности,

Вт/м2.(I≡q).

q ≡ I = W/S=Q/(τ×S), [кВт/м2]. (3.4)

По плотности определяется мощность:

Световой импульс U – это произведение интенсивности излучения на вре-

мя существования светящейся области, Дж/м2.

U=q×τc= (Q×τc)/(S× τc) =Q/S [Дж/м2].

τc – время действия источника теплового излучения (время свечения).

Радиус зоны теплового воздействия на людей определяется радиусом зоны

с интенсивностью излучения I = 4,2 кВт/м2. При действии излучения такой ин-

тенсивности на открытые участки тела люди испытывают болевые ощущения.

Наиболее корректным представляется решение задачи о поражающем дей-

ствии тепловой радиации на человека с использованием критериев интеграль-

ной величины количества тепла полученного телом человека за время облуче-

ния. В этом случае интегральный показатель Q(t,R) рассчитывается как произ-

ведение плотности теплового потока (q) на конкретное время облучения. То

есть рассчитывается удельная (приведенная к 1м2) тепловая энергия, получен-

ная телом человека за время облучения (это световой импульс U):

U=Q(t,R)=q(R)×t=q×τc.

Q(t,R) – тепловая энергия приходящаяся на единицу площади тела челове-

ка, кДж/м2.

q(R) – плотность падающего теплового потока на расстоянии R от центра

пожара, кВт/м2.

t – время облучения человека, сек.

При ЯВ световой импульс вызывает ожоги: 1 степень – 2…4 кал/см2; 2

степень – 4…10 кал/см2; 3 степень – 10…15 кал/см2.

Экстремальный нагрев воздуха характеризуется таким поражающим пара-

метром как температура воздуха, tв, оС.

Изменение состава воздуха характеризуется несколькими параметрами,

это:

концентрация продуктов горения в воздухе (окись углерода, двуокись уг-

лерода)

концентрация кислорода в воздухе;

показатель ослабления света дымом.

Риск поражения населения от пожаров не должен быть выше 10-6 год-1, т.е.

Рвн ≤ 10-6 год-1. (в - воздействие; н – нормированный риск).

102

Таблица 3.2.

Интегральные критерии поражения человека тепловым облучением

Степень

ожога

U≡Q,

кДж/м2

Характер поражения Последствия

Первая 100…200 Покраснение и припухлости ко-

жи. Ожоги быстро заживают

Работоспособность

не теряется

Вторая 200…400 Образование пузырей наполнен-

ных жидкостью. Требуют лечения

Потеря работоспо-

собности. Санитар-

ные потери

Третья 400…600 Полное разрушение кожного по-

крова, образование язв. Требуется

госпитализация

Длительная потеря

работоспособности.

Санитарные потери

Четвертая Более

600

Омертвление кожной клетчатки,

мышц и костей, обугливание.

Обязательная госпитализация

Возможен леталь-

ный исход. Безвоз-

вратные потери

Предельное значение опасных факторов пожара, при которых еще не про-

исходит поражения:

1) Тепловое излучение – 500 Вт/м2 (Интенсивность теплового излучения I

≤ 500 Вт/м2).

2) Температура газа – 70 0С (tcp ≤ 70 0С).

3) Концентрации: Углекислого газа 0,01…6%; Окиси углерода- менее

0,1%; Кислорода-17...24 % (15…30 %).

4) Показатель ослабления света дымом на единицу длины – 2,38. nд = 2,38.

Токсическая опасность

Выбросы опасных химических веществ создают такие поражающие факто-

ры как:

токсические нагрузки (отравление);

химическое загрязнение сред и поверхностей.

Токсические нагрузки характеризуются таким параметром как:

концентрация опасного химического вещества в воздухе, С, мг/л;

доза опасного химического вещества D, мг/кг;

Химическое загрязнение сред и поверхностей характеризуются двумя па-

раметрами:

концентрация опасного химического вещества в среде, С, мг/л;

плотность химического заражения поверхности, Δ, мг/м2.

Критериями поражения являются:

при острых отравлениях токсодозы (LD, ID, PD);

при хронических поражениях предельно допустимые концентрации (ПДК,

мг/л) и предельно допустимые выбросы (кг/год).

103

Радиационная опасность

Выбросы радиоактивных веществ создают два поражающих фактора:

проникающая радиация;

радиоактивное загрязнение сред и поверхностей.

Проникающая радиация характеризуется:

дозой излучения, D, Зв;

мощностью дозы излучения Р, Зв/час.

Критерием является годовая эффективная доза излучения Е:

для персонала РОО Еперс = 20 мЗв/год;

для населения Енасел = 1 мЗв/год.

Радиоактивное загрязнение характеризуется такими параметрами как:

плотность радиоактивного загрязнения, Δ, (поверхностная активность

Апов), Бк/м2;

концентрация радиоактивного загрязнения, С (объемная активность Аоб),

Бк/м3.

Гидротехническая опасность

В результате прорыва гидротехнических сооружений создается волна про-

рыва. Волна прорыва является поражающим фактором и характеризуется сле-

дующими параметрами:

скоростью движения фронта волны прорыва, Nф, м/с (основной параметр);

энергией волны прорыва, Еп, Дж;

скоростью движения гребня волны прорыва, Nг, м/с;

глубиной волны прорыва, η, м.

Техногенные опасности, их поражающие факторы и параметры

▼ ▼ ▼ ▼ ▼

Взрывы Пожары Выбросы

ОХВ

Выбросы РВ Прорыв ГТС

▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼

ВУВ РО ТИ ЭНВ ИСВ ТН ХЗПС ПР РЗПС Волна про-

рыва

ΔРФ

τ+

I+

mос

Vос

I

U

tВ СО2

ССО2

ССО

nд

D Δ

C

D

P

Aпов

Аоб

—Е

—NФ

—NГ

—h

Рис. 3.4. Техногенные опасности, их поражающие факторы и параметры

104

Таблица 3.3.

Техногенные опасности, их поражающие факторы и параметры Опас-

ность

Поража-

ющий фак-

тор

Поражающий параметр Обозна-

чение

Ед. из-

мер.

Крите-

рий

(для

чел)

Взрыв-

ная

Воздуш-ная

ударная

волна

избыточное давление во

фронте ударной волны

ΔРф кПа 10 кПа

длительность фазы сжатия τ+ сек

импульс фазы сжатия I+ кПа×с

Разлет

осколков

масса осколка mос кг

скорость разлета осколка Vос м/с

Пожар-

ная

Тепловое

излучение

пламени

интенсивность теплового

излучения (плотностью

теплового потока)

J≡q кВт/м2 4,2 кВт/м2

(Возгор.

дерева

7 кВт/м2)

световой импульс U кДж/м2 100

Экстре-

мальный

нагрев воз-

духа

температура воздуха tв оС 70 0С

Изменение

состава воз-

духа

концентрация продуктов го-

рения в воздухе (СО;СО2)

С % Ссо2=6

Ссо=0,1

концентрация кислорода в

воздухе

С % Со=17%

показатель ослабления света

дымом

nд - 2,38

Токси-

ческая

(выбросы

ОХВ)

Токсические

нагрузки

(отравление)

доза опасного химического

вещества

D мг/кг LD

ID

PD

Хим. загрязн.

сред и поверх-

ностей

концентрация опасного ве-

щества в среде

С, мг/л,

мг/кг

плотность химического за-

ражения поверхности

Δ мг/м2

Радиа-

ционная

(выброс

РВ)

Проникаю-

щая радиа-

ция

доза излучения

(1 мЗв/год – население;

20 мЗв/год - персонал)

D Зв 1/20

мЗв/год

мощность дозы излучения Р Зв/час

Радиоак-

тивное за-

грязне-ние

концентрация радиоактив-

ного загрязнения в среде

Аоб Бк/м2

плотность рад. загрязнения Апов Бк/м3

Прорыв

гидро-

техни-

ческих

соору-

жений

Волна про-

рыва

энергия волны прорыва Еп Дж

скорость движения фронта

волны прорыва

Nф м/с

скорость движения гребня

волны прорыва

Nг м/с

глубина волны прорыва h м

105

3.2.3. Общий подход к определению вероятности поражения

Одна и та же мера воздействия, то есть одно и тоже значение поражающе-

го параметра может вызвать последствия различной степени тяжести у различ-

ных людей. Следовательно эффект поражения носит вероятностный характер.

Величина поражения (Рпор) измеряется в долях от единицы или в % и выражает-

ся, как правило, функцией Гаусса (функцией ошибок) записываемой в виде:

dtt

f ePпор

Pr 25,0

2

1(Pr)

, (3.5)

в которой верхний предел интегральной функции (Pr) является так называ-

емой пробит-функцией. Она отражает связь между вероятностью поражения и

поражающим эффектом. Пробит-функция может быть вычислена по уравнению

вида:

Pr = a + b×ln(X) , (3.6)

где a, b – константы для каждого вещества или процесса, характеризующие

специфику и меру опасности его воздействия.

X – поглощенная субъектом доза негативного воздействия.

Термические воздействия

Для вероятности смертельного поражения при термических воздействиях

X будет произведением интенсивности излучения на длительность теплового

импульса:

а = 14,5; b = 2,56; X = q4/3·τ·10-4 , (3.7)

где q – действующий на человека тепловой поток ([Дж/м2·с] ≡[Вт/м2]);

τ – длительность воздействия (сек).

Пробит-функция для таких поражений будет определяться следующей

формулой:

Pr = 14,5 + 2,56×ln(q4/3·τ·10-4) , (3.8)

Барические воздействия

X = f(ΔPф) . (3.9)

Для определения вероятности летального исхода от прямого воздействия

на людей избыточного давления Ps и импульса Is используется пробит-

функция:

Pr = -2,44×ln[(7380/ Ps) + 1,9·109/(Ps·Is)]. (3.10)

Для случая полного разрушения зданий при газовом взрыве

Pr = -0,22×ln[(40/ Ps)7,4 + (460/Is)

11,3]. (3.11)

Размерность Ps – Н/м2; Is – Н/м2·с.

106

Токсические воздействия

Острые токсические воздействия. Токсическая нагрузка вычисляется с

учетом изменения концентрации вещества за принятый период времени Т:

dCD

nT

)(0

. (3.12)

Здесь C(τ) – функция концентрации в той точке пространства, куда поме-

щен объект. Она зависит от относительной плотности газа (по воздуху), пара-

метра устойчивости атмосферы, скорости ветра, интенсивности и длительности

выброса из источника, высоты источника относительно земли и т.п.

n – показатель степени, характеризующий механизм воздействия и приро-

ду токсиканта.

Относительная вероятность поражения (от 0 до 1) представляется в виде

зависимости от пробит-функции:

P = f(Pr). (3.13)

Pr = a + b×ln(D). (3.14)

В случае пребывания объекта в атмосфере с постоянной концентрацией

Pr = a + b×ln(Cn ×τ). (3.15)

Для различных веществ пробит-функция имеет различные константы,

определяемые в результате медико-биологических исследований и отнесенные

к среднестатистическому составу населения или к определенному контингенту

людей (табл. 3.4).

Таблица 3.4.

Константы для вычисления пробит-функции летального поражения техниче-

ского персонала (C – ppm, T – мин)

Вещество Pr = a + b×ln(Cn ×τ)

a b n

Аммиак -35,9 1,85 2

Хлор -8,29 0,92 2

1% объемный = 10000 ppm; 1ppm = 10-6 доли.

Длительное воздействие токсичных веществ. Проблема длительного

(хронического) воздействия малых концентраций вредных веществ на человека

является на сегодня одной из наиболее сложных, так как последствия токсиче-

ских поражений в этом случае должны определяться путем продолжительного

сравнительного медико-биологического изучения большого количества людей,

проживающих на загрязненной и чистой территории.

Многие исследователи для определения последствий длительного воздей-

ствия малых доз вредных веществ на человека используют линейные модели

вида:

Рпор = kc×C, (3.16)

107

где k – коэффициент дозовой зависимости для определенного вида ущерба

за период всей жизни человека в данном районе;

С – средняя величина концентрации вредного вещества за год (мг/м3·год).

Эти модели строятся на основании данных о смертности и заболеваемости

и, как правило, достаточно точно отражают последствия воздействия малых доз

токсиканта на человека за продолжительный период времени.

3.2.4. Общие подходы к анализу риска

До недавнего времени существовало глубокое убеждение, что разрабаты-

ваемые технические системы безопасности должны быть направлены на то,

чтобы полностью исключить или, по крайней мере, локализовать наиболее

опасные воздействия, вызванные так называемой «максимально возможной

проектной аварией». Поэтому основное внимание было направлено на то, что-

бы обезопасить персонал предприятия и население, проживающее вблизи него,

именно от такого типа аварий.

Более глубокое изучение этой проблемы привело к осознанию необходи-

мости рассматривать не только худшие случаи (т.е. крайне редкие катастрофи-

ческие аварии), а также и аварии меньшего масштаба, но часто повторяющиеся,

суммарный ущерб от которых может быть даже выше, чем от катастрофиче-

ских аварий. Это привело к необходимости использовать понятие вероятности

при оценках реализации опасных событий и возможных последствий.

Вероятность аварии, объединенная с возможными последствиями, и дает

величину риска. Эта величина далее может быть изучена по своей структуре

или сопоставлено с другими рисками, существующими в обществе, для выра-

ботки оптимальной стратегии по обеспечению безопасности людей и охране

окружающей среды.

Расчет и анализ риска является тем инструментом, при помощи которого

потенциальная опасность может быть оценена количественно. Во многих слу-

чаях этот инструмент является по существу единственной возможностью ис-

следовать сложные современные вопросы безопасности, ответ на которые не

может быть получен из практического опыта, как, например, возникновение и

развитие аварий с крайне малой вероятностью реализации, но с большими по-

тенциальными последствиями.

Концептуальная основа анализа риска внешне проста. Она предполагает

использование методических подходов, математического аппарата и информа-

ционной базы, позволяющих ответить на следующие вопросы:

1. Что может функционировать “неправильно” (в нерабочем режиме)?

2. Каковы причины этого?

3. Каковы возможные последствия?

4. Насколько это вероятно?

Итак, в общем случае потенциальная опасность в промышленности харак-

теризуется, по крайней мере, двумя составляющими величинами: вероятностью

108

возникновения аварии и величиной возможного ущерба.

Блок-схема анализа риска

До недавнего времени существовало глубокое убеждение, что разрабаты-

ваемые технические системы безопасности должны быть направлены на то,

чтобы полностью исключить или, по крайней мере, локализовать наиболее

опасные воздействия, вызванные так называемой «максимально возможной

проектной аварией». Поэтому основное внимание было направлено на то, что-

бы обезопасить персонал предприятия и население, проживающее вблизи него,

именно от такого типа аварий.

Более глубокое изучение этой проблемы привело к осознанию необходи-

мости рассматривать не только худшие случаи (т.е. крайне редкие катастрофи-

ческие аварии), а также и аварии меньшего масштаба, но часто повторяющиеся,

суммарный ущерб от которых может быть даже выше, чем от катастрофиче-

ских аварий. Это привело к необходимости использовать понятие вероятности

при оценках реализации опасных событий и возможных последствий.

Вероятность аварии, объединенная с возможными последствиями, и дает

величину риска. Эта величина далее может быть изучена по своей структуре

или сопоставлено с другими рисками, существующими в обществе, для выра-

ботки оптимальной стратегии по обеспечению безопасности людей и охране

окружающей среды.

Расчет и анализ риска является тем инструментом, при помощи которого

потенциальная опасность может быть оценена количественно. Во многих слу-

чаях этот инструмент является по существу единственной возможностью ис-

следовать сложные современные вопросы безопасности, ответ на которые не

может быть получен из практического опыта, как, например, возникновение и

развитие аварий с крайне малой вероятностью реализации, но с большими по-

тенциальными последствиями.

Концептуальная основа анализа риска внешне проста. Она предполагает

использование методических подходов, математического аппарата и информа-

ционной базы, позволяющих ответить на следующие вопросы:

1. Что может функционировать “неправильно” (в нерабочем режиме)?

2. Каковы причины этого?

3. Каковы возможные последствия?

4. Насколько это вероятно?

Итак, в общем случае потенциальная опасность в промышленности харак-

теризуется, по крайней мере, двумя составляющими величинами:

вероятностью возникновения аварии;

величиной возможного ущерба.

В технологическом смысле анализ риска представляет собой последова-

тельность действий, упорядоченную по следующим этапам:

1) числовая оценка риска;

2) анализ структуры риска;

3) управление риском.

Общая логическая последовательность анализа риска представлена в виде

109

блок-схемы на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Блок-схема анализа риска

На первом этапе, на основании «Исходных требований...» Заказчика фор-

мулируются основные цели работы. С учетом исходной информации и имею-

1. Обоснование целей и задач анализа риска

2. Идентификация потенциальных опасностей и разработка сцена-

риев возможных аварий

3. Определение частоты возникновения отказов

4. Определение интенсивностей, общих количеств и продолжи-

тельности выбросов опасных веществ или выделений энергии в

окружающее пространство

5. Расчет пространственно-временного переноса исходных факто-

ров опасности в окружающей среде

6. Определение критериев поражения, а также допустимых уров-

ней негативного воздействия на окружающую среду

7. Расчет последствий воздействия поражающих факторов на раз-

личные объекты

8. Построение полей потенциального риска вокруг каждого источ-

ника опасности

9. Анализ структуры риска. Исследование влияния различных фак-

торов на распределение риска вокруг источников

10. Оптимизация организационно-технических мероприятий по

снижению риска до заданной величины

110

щихся ресурсов определяется необходимая глубина анализа и строится общий

алгоритм (стратегия) решения поставленной задачи.

Далее в зависимости от исходной цели проводится анализ самого объекта

или в целом системы “объект - окружающая среда”. Анализируется информа-

ция по технологии, характеристикам основного оборудования, физико-

химическим характеристикам веществ и материалов, системам управления и

защиты, а также климатические и географические характеристики окружающей

среды, ситуационный план, генплан, объекты инфраструктуры, данные о тех-

ническом персонале и населении региона. При этом следует подчеркнуть, что

речь идет в первую очередь об информации непосредственно или косвенно

влияющей на возникновение, варианты (сценарии) развития и последствия ава-

рий.

Второй этап. Большинство опасностей на промышленных объектах возни-

кает в результате плановых (организованных) или аварийных (нерегламентиро-

ванных) поступлений (выбросов) в атмосферу вредных (токсичных) или взры-

вопожароопасных веществ, также в результате быстротечных выделений боль-

ших количеств энергии. Эти опасности имеют различную природу происхож-

дения, механизм и специфику воздействия на человека, оборудование и при-

родную среду, а также потенциальные масштабы распространения в окружаю-

щем пространстве. В этой связи необходимым этапом анализа является прове-

дение идентификации опасностей на рассматриваемом объекте, прежде всего

по физическому принципу.

Идентификация потенциальных опасностей позволяет перейти к составле-

нию общего перечня возможных на объекте аварий, к их анализу и системати-

зации, далее к разработке характерных сценариев их возникновения и физиче-

ски обоснованных вариантов развития (исходов). Следует подчеркнуть, что с

учетом конкретного влияния внешних факторов каждая отдельная авария мо-

жет иметь несколько различных исходов.

Третий этап. Исходные механизмы возникновения аварий и сценарии их

последующего развития и воздействия на окружающее пространство весьма

неравнозначны, поэтому число формальных вариантов анализа в зависимости

от степени детализации может достигать нескольких тысяч. В этой связи

крайне важным является обоснование вероятности (частоты) возникновения

негативных событий, как фактора предварительного определения их значимо-

сти. Для определения вероятностей исходных событий используются, прежде

всего, соответствующие отраслевые банки статистических данных по характер-

ным отказам и авариям.

При отсутствии статистически значимой информации, особенно для “ред-

ких” событий, а также в качестве дополнительного средства проверки досто-

верности, определение вероятностей проводят с использованием причинно-

следственных закономерностей (логики) возникновения аварийных ситуаций и

развития аварий из совокупности промежуточных событий, т.е. на базе разра-

ботки соответствующих сценариев, построенных по физически обоснованному

принципу: «А что будет, если...». Поскольку число таких сценариев может быть

111

весьма значительным, а их реализация - взаимозависимой, для интегрального

определения вероятности аварии на сложных объектах обычно используются

специальные методики построения «деревьев событий» или «деревьев отка-

зов», а также методы «теории графов».

Важно подчеркнуть, что при этом появляется реальная возможность логи-

чески предопределить итоговое событие (например, разрушение низкотемпера-

турного изотермического хранилища для сжиженного газа) и с высокой досто-

верностью вычислить вероятность возникновения отказа, опираясь на конкрет-

ные технические характеристики объекта, регламент его работы, эффектив-

ность систем контроля, а также паспортные показатели надежности отдельных

элементов оборудования, по которым, как правило, имеется весьма представи-

тельная статистика отказов. В логику возникновения итогового отказа в обяза-

тельном порядке включаются показатели «человеческого фактора».

Четвертый и пятый этапы являются, по сути, этапами моделирования про-

цессов формирования поражающих факторов.

Четвертый этап. Переход от качественного описания механизмов возник-

новения и развития аварий на базе причинно-следственной логики к анализу

количественных закономерностей физических эффектов осуществляется с ис-

пользованием соответствующего комплекса математических моделей. При этом

весьма важным является выделение характерных особенностей, определение

интенсивностей, общих количеств и времени выброса опасных веществ или

энергии в окружающее пространство, то есть достоверное описание «функции

источника» негативного воздействия, причем для всего спектра нежелательных

событий.

Пятый этап. На дальнейшее количественное и качественное формирова-

ние поля опасности вокруг источника (т.е. во всех направлениях полупростран-

ства) в большинстве случаев оказывают самое непосредственное влияние пара-

метры окружающей среды, в первую очередь - скорость и направление ветра,

температура и влажность воздуха, характеристики грунта, рельеф местности и

ряд других.

Характерными примерами такого влияния могут служить:

интенсивность кипения и парообразования сжиженных газов на поверхно-

сти грунта (воды) при разливе или выбросе из сосудов, аппаратов или трубо-

проводов;

протяженный перенос по ветру углеводородных паров и токсичных газов;

отклонение пламени от вертикальной оси под действием ветра при диффу-

зионном горении нефтепродуктов и сжиженных газов с открытой поверхности;

фотохимические превращения продуктов сгорания или иных веществ, вы-

брасываемых в атмосферу и др.

Следует подчеркнуть, что значительное число возможных метеорологиче-

ских состояний устойчивости атмосферы (не менее 6-ти по Паскуиллу) и боль-

шое число возможных направлений и скоростей ветра (по крайней мере, 5-7 ха-

рактерных скоростей и не менее 8 основных географических направлений) рез-

ко увеличивают число вариантов распространения потенциально опасных ве-

112

ществ в атмосфере, требующих анализа. А это, в свою очередь, оказывает непо-

средственное воздействие на потенциальные масштабы ущерба.

Формирование в окружающем пространстве физического поля (потенци-

альной опасности) может также вообще не зависеть или слабо зависеть от ха-

рактеристик среды распространения. Например, в случае разрушения сосуда с

газом под давлением (воздушная ударная волна, разлет осколков) или при раз-

рушении резервуаров со сжиженным газом (образование огневого шара (эф-

фект BLEVE), термическая радиация, ударная волна).

Шестой этап. Дальнейший анализ требует четкого определения допусти-

мых мер воздействия. Заметим, что принятая для конкретного случая мера воз-

действия служит, по существу, граничным репером при определении масштаба

распространения соответствующей потенциальной опасности (в виде поля фи-

зических параметров). Как правило, в качестве групп риска выступают люди

(технический персонал предприятий, население в зоне потенциального нега-

тивного воздействия), материальные ценности (оборудование, объекты инфра-

структуры, имущество), биотический компонент природной среды (флора, фау-

на), а также характеристики водоемов и почв с точки зрения их влияния на

жизнедеятельность биоты.

Седьмой этап. После выбора критериев можно переходить к. расчету

прямых или косвенных (отдаленных) последствий (ущерба).

Восьмой этап. На этом этапе производится построение полей потенциаль-

ного риска вокруг каждого из выделенных источников опасности, в пределах

которых вероятно определенное негативное воздействие для соответствующих

объектов. Таким образом, общим итогом последовательного выполнения вы-

шеперечисленных этапов является построение функциональной связи между

величиной определенного ущерба и вероятностью его возникновения. Посколь-

ку численно эти параметры могут сильно различаться (например, аварии с

очень малой вероятностью, но очень значимой величиной ущерба и, наоборот)

для их обоснованного сравнения в рамках единой шкалы используется понятие

риска, объединяющее (в виде произведения) вероятность события и его послед-

ствия. При получении интегральных значений риска от отдельных аварий или

источников рассчитываются независимо, с учетом территориальной привязки

источников опасности и групп риска на единой картографической основе и за-

тем суммируются для конкретного объекта воздействия.

Девятый этап. На этом этапе строятся локальных и интегральных (для

предприятия в целом) полей риска, производится анализ структуры риска, ис-

следуется влияние различных факторов на уровень и пространственно-

временное распределение риска вокруг источников.

Десятый этап заключается в оптимизации организационно-технических

мероприятий по снижению риска до заданной величины.

113

3.3 Мониторинг опасностей

3.3.1 Структура системы мониторинга

Мониторинг это информационная система, создающая основу для управ-

ленческих решений. От качества мониторинга зависит возможность правильно

и своевременно реагировать на возникшие опасности и предотвращать появле-

ние новых опасностей.

Мониторинг опасностей – это система систематических наблюдений за

потенциально опасными объектами, оценки фактического состояния этих

объектов, прогноза их состояния и оценки прогнозируемого состояния.

Наблюдения (сбор данных) является основой мониторинга, однако управ-

ленческие решения принимаются обычно не на основе данных первичных

наблюдений, а на основе их обобщающих оценок. Непосредственно данные

наблюдений использовать, как правило, нецелесообразно, они имеют большой

объем и их понимание доступно только специалистам. Например, для оценки

степени террористической опасности и информирования населения во многих

странах применяется система цветовых оценок (красный, оранжевый, синий,

зеленый, красный – высшая степень опасности), работа различных служб стро-

ится по заранее подготовленным планам для различных оценок опасностей. Для

оценки степени загрязнения окружающей среды (ОС) часто применяются

обобщенные индексы загрязнений. Опасности лучше предотвращать, чем на

них реагировать, поэтому в определение мониторинга включен прогноз состоя-

ния объектов мониторинга и оценку прогнозируемого состояния.

Основные структурные блоки мониторинга связаны прямыми и обратными

связями. Прямые связи показывают потоки информации от блока наблюдений к

блоку управления. Обратные связи замыкаются внутри системы мониторинга,

они показывают пути передачи информации для настройки системы монито-

ринга в зависимости от складывающейся обстановки. Например, если прогно-

зируемое состояние оценивается как потенциально опасное, могут включаться

дополнительные средства наблюдений и наблюдения могут проводиться в уча-

щенном режиме. Свойством настройки системы мониторинга пользуется,

например, система военной радиоразведки, когда направляет военные самолеты

к границам другого государства с целью спровоцировать противника на акти-

визацию радиолокационные средства ПВО и засечь их частоты и режимы рабо-

ты.

Объектами мониторинга могут являться объекты природы, окружающей

среды (ОС), производственной сферы, работающий на производстве персонал и

все население. Под природой понимается объективная реальность, существую-

щая независимо от человека как следствие эволюционного развития материаль-

ного мира. Под ОС понимается часть природы, взаимодействующая с челове-

ком. В ОС проявляются две группы опасностей: природные и связанные с дея-

тельностью человека. Природные опасности связаны со стихийные явлениями,

114

например, землетрясениями, снежными лавинами, наводнениями, цунами и др.

Опасности в ОС, связанные с деятельностью человека, проявляются в различ-

ных видах загрязнений, незаконной хозяйственной деятельности (порубка ле-

сов, охота, рыболовство), нарушениях ветеринарных правил и др.

В производственной сфере можно выделить опасности, возникающие в

процессе функционирования технических объектов, по причинам непосред-

ственно не связанным с неправильными действиями персонала (техногенные

опасности) и антропогенные опасности, связанные с ошибочными действиями

людей из-за недостаточной совместимости характеристик человека и оборудо-

вания, с неподготовленностью персонала или с сознательными нарушениями

установленных норм и правил. Техногенные опасности следует предупреждать

мероприятиями, направленными на совершенствование техники. Антропоген-

ные опасности должны устраняться мероприятиями, направленными на челове-

ка.

Для проявления многих опасностей характерен синергетический эффект,

который состоит в том, что проявление одной опасностей вызывает усиление

другой и т. д. (эффект домино). Например, цунами в Японии в 2011 г наряду с

прямыми разрушениями вызвало аварию на атомной электростанции Фукуси-

ма.

3.3.2. Мониторинг окружающей среды

Природные объекты мониторинга – это земля, недра, вода, леса, животный

мир, воздух, экологические системы, биосфера. Экологические системы изме-

няются под влиянием естественных и антропогенных процессов. После перио-

дических естественных изменений экосистемы обычно возвращаются в состоя-

ние близкое к исходному состоянию. Примерами естественных изменений, ко-

торые варьируются около относительно постоянных средних значений, являют-

ся сезонные изменения температуры, давления, биомассы растений. Осреднен-

ные значения характеристик биосферы (климатические характеристики, гло-

бальная биопродукция) существенно изменяются под влиянием естественных

причин за длительные промежутки времени (тысячи лет). Антропогенные из-

менения происходят быстрее (десятилетия, столетия) и сопоставимы с есте-

ственными изменениями за тысячелетия. Исходя их временных масштабов и

характера прослеживаемых изменений, выделяют базовый и импактный мони-

торинг. Базовый мониторинг – это система слежения за невозмущенными чело-

веческой деятельностью природными системами. Для проведения мониторинга

такого типа используются фоновые станции, расположенные в заповедниках, в

горах, на островах. На фоне естественного невозмущенного состояния выделя-

ются антропогенные влияния. Импактный мониторинг – это система слежения

за локальными и региональными антропогенными возмущениями в ОС. Край-

ний случай импактного мониторинга –это его проведения в зонах ЧС, где от-

клонения от фонового состояния максимальны. В зависимости от объектов и

115

целей мониторинг ОС можно подразделить на санитарно-гигиенический мони-

торинг, экологический мониторинг, климатический мониторинг и ряд других

его видов. Санитарно-гигиенический мониторинг касается, в основном, кон-

троля загрязнений ОС, и сопоставления ее качества с нормативами, установ-

ленными для защиты здоровья населения. Экологический мониторинг имеет

целью оценку и прогноз антропогенных воздействий на экосистемы и ответных

реакций биоты на эти воздействия. Климатический мониторинг – это служба

контроля и прогноза состояния климатической системы, включающей атмосфе-

ру, океан, ледяной покров.

Инструментальные средства мониторинга ОС делятся на средства локаль-

ного контроля и средства дистанционного контроля. Средства локального кон-

троля делятся на две группы: средства пробоотбора с последующим анализом

проб в лабораторных условиях и средства измерений непосредственно на месте

(иногда для обозначения измерений на месте употребляется латинский термин

– in situ). Измерения in situ часто проводятся с помощью автоматических при-

боров. Средства дистанционного контроля также делятся на две группы: сред-

ства космического базирования и наземного базирования. Отдельную группу

оставляют средства мониторинга ОС с помощью биоиндикации.

Локальные средства мониторинга окружающей среды

Для отбора проб воздуха, аэрозолей, воды, почвы разработан ряд методик

и устройств, обеспечивающих представительность (репрезентативность) пробы.

Например, отбора проб воздуха для анализа его газового и аэрозольного соста-

ва проводится с помощью электроаспираторов, которые прокачивают воздух

через поглотительный прибор, при этом контролируется объем прокаченного

воздуха. Контроль объема воздуха необходим, чтобы при обработке измерений

можно было перейти от количества исследуемого вещества захваченного по-

глотительным прибором к концентрации этого вещества в воздухе. В качестве

поглотительного прибора для газов используются ряд устройств: сорбционные

трубки (поглощение газа, преднозначенного для анализа, происходит на по-

верхности пористого вещества – сорбента), барбатеры (поглощение происходит

на поверхности мелких пузырьков газа, проходящих через жидкость), криоген-

ные ловушки (поглощение происходит за счет фазовых переходов газов). Для

аэрозолей в качестве поглотительного прибора используются различные филь-

тры и импакторы (устройства, в которых для сбора аэрозоля используется

инерционное осаждение). При пробоотборе интересующая нас примесь из

большого объема воздуха концентрируется в небольшом объеме сорбента или

на фильтре. Стандартно применяется несколько режимов пробоотбора: разовый

режим (продолжительность прокачки воздуха 20 мин.), дискретный режим (в

один и тот же поглотительный прибор в течении суток отбирается несколько

(от 3 до 8) разовых проб, суточный режим (непрерывно в течение суток). Для

анализа отобранных проб применяются различные физико-химические методы:

хроматография, титранометрический метод, колориметрический метод, потен-

116

циометрический метод и др. Описание методов анализа проб выходит за преде-

лы данного курса, оно приводится в специальной литературе.

Инструментальные средства измерения на месте относятся к экспресс-

методам, они позволяют быстро получать результат анализа. Экспресс-методы

широко применяются в системе мониторинга воздушной и водной среды, для

контроля радиоактивных загрязнений. Наиболее распространенным тип прибо-

ра, применимого для контроля радиоактивности – это дозиметры и радиометры.

Дозиметр предназначен для измерения суммарной дозы ионизирующего излу-

чения, полученной прибором (и тем кто им пользуется) за некоторый промежу-

ток времени, например за время нахождения на некоторой территории или за

рабочую смену. Радиометр – приборы для измерения потока ионизирующего

излучения для проверки на радиоактивность предметов и оценки радиационной

обстановки в данном месте в данный момент. Бытовые приборы являются, как

правило, комбинированными с переключением дозиметр/радиометр. Масса бы-

товых приборов от 400 до нескольких десятков грамм, размеры позволяют по-

ложить их к карман (Рис. 3.6).

Рис. 3.6. Современный индивидуальный дозиметр РД 1706

Некоторые современные модели можно надевать на запястье, как часы.

Время работы от одной батареи до нескольких месяцев. Диапазон измерения

бытовых радиометров от 10 до 10 тысяч микрорентген в час (0,1 – 100 микрози-

вертов в час), погрешность измерения ±30%. Дозовый предел, установленный

нормами радиационной безопасности для населения, составляет 1 мЗв (милли-

117

зиверт) в год в среднем за любые последовательные 5 лет (в среднем за год 0,11

мкЗв/час) , но не более 5мЗв в год (в среднем за год 0,57 мкЗв).

Космический мониторинг окружающей среды

Космические дистанционные методы мониторинга включают систему

наблюдений при помощи спутников и спутниковых систем. Спутниковое ди-

станционное зондирование позволяют решать следующие задачи:

1. Определение метеорологические характеристики: характеристики

облачности, интегральные характеристики влажности, вертикальные профили

температуры;

2. Контроль динамики атмосферных фронтов, ураганов, полученпе

карт крупных стихийных бедствий;

3. Определение температуры подстилающей поверхности, оператив-

ный контроль и классификация загрязнений почвы и водной поверхности;

4. Обнаружение выбросов промышленных предприятий;

5. Контроль техногенного влияния на состояние лесопарковых зон;

6. Обнаружение крупных пожаров и выделение пожароопасных зон в

лесах;

7. Мониторинг сезонных паводков, разливов рек и наводнений;

8. Контроль динамики снежного покрова и загрязнения снежного по-

крова в зонах влияния промышленных предприятий.

Основным типом аппаратуры, используемым при космическом монито-

ринге, являются пассивные оптико-электронные приборы, регистрирующие

электромагнитное излучение (ЭМИ) в системы «Земля-атмосфера». Электро-

магнитные волны характеризуются рядом параметром, из которых важнейшим

для их классификации является длина волны - λ (или частота колебаний – ν, эти

две характеристики взамозаменимы, так как они однозначно связаны: λ=c/ν, c –

скорость света). Источником ЭМИ могут являться отраженное поверхностью и

рассеянное атмосферой солнечное излучение или собственное тепловое излу-

чение системы «Земля – атмосфера». В зависимости от длины волны выделяют

различные диапазоны спектра электромагнитных волн (Табл 3.5).

Таблица 3.5.

Классификация диапазонов спектра ЭМИ, применимых для космических

наблюдений системы «Земля – атмосфера»

Диапазон длин волн [мкм] Название диапазона

0,25 – 0,4 Ультрафиолетовый (УФ)

0,4 – 0,7 Видимый (ВИД)

0,7 – 2,5 Ближний инфракрасный (ближний ИК)

2,5 - 25 Средний ИК (тепловой)

25 - 500 Дальний ИК

500 мкм – 1 м Микроволновый

118

Возможности космического мониторинга определяются двумя группами

факторов: параметрами орбиты искусственного спутника Земли (ИСЗ) и аппа-

ратурой, которую несет ИСЗ. Основными параметрами орбиты являются:

1) Эксцентриситет - e, определят форму орбиты, степень ее вытянуто-

сти (e=0, орбита круговая, e<1, орбита эллиптическая, e=1 и e>1, орбиты не за-

мкнутые – парабола и гипербола). Для спутника эксцентриситет всегда меньше

1.

2) Наклонение орбиты – угол между плоскостью орбиты и плоскостью

экватора. В зависимости от наклонения различают экваториальные, полярные и

наклонные орбиты, кроме того различают прямые орбиты (спутник движется

относительно Земли с запада на восток, в том же направлении, что вращение

Земли и обратные орбиты, когда спутник движется с востока на запад, навстре-

чу вращению Земли). Примеры орбит ИСЗ с разными наклонениями показаны

на Рис. 3.7

Рис. 3.7. Орбиты ИСЗ с разными наклонениями

3) Высота орбиты ИСЗ – H, или период обращения, который одно-

значно связан с высотой орбиты.

В зависимости от высоты орбиты ИСЗ классифицируют:

- низкоорбитальные H= (200 – 500) км,

- среднеорбитальные H = (500 – 10000) км,

- высокоорбитальные H > 10000 км.

Период обращения ИСЗ - T зависит от высоты его орбиты. Минимальный

теоретически предел для периода обращения дает нулевой ИСЗ с H = 0. Для не-

го T=84 мин. Такой спутник практически невозможен, так как он сгорит в

плотных слоях атмосферы. Для практически возможных высот орбиты Н = (600

– 1500) км, T = (95-115) мин. Особое значение имеет геостационарная орбита:

119

прямая, круговая, экваториальная орбита с H = 35510 км. Спутник на такой ор-

бите неподвижен относительно поверхности Земли, так период его обращения

равен 24 ч, совпадает с периодом обращения Земли. Геостационарные спутники

играют особую роль в космическом мониторинге и в других применениях кос-

мической технике (особенно в решение задач связи). Трех геостационарных

спутников достаточно, чтобы непрерывно наблюдать за всей поверхностью

Земли, кроме приполярных областей с широтами больше 60о.

В зависимости от параметров орбит спутников, строятся 2 основных типа

систем спутникового мониторинга: системы глобального обзора и системы ре-

гионального обзора. Комплексная система космического мониторинга строится

на базе нескольких типов ИСЗ на орбитах разных типов и наземной системы

приема и обработки информации. Система спутникового мониторинга включа-

ет:

1) Высокоорбитальный фрагмент, 3 ИСЗ на геостационарных орбитах,

предназначенных для глобального обзора и ретрансляции данных.

2) Среднеорбитальный фрагмент, ИСЗ с H≈1000 км и наклонением ≈

80о, предназначен для метеорологических и продно-ресурных ИСЗ.

3) Низкоорбитальный фрагмент, H<300 км, наклонение ≈ 70о , предна-

значен для обитаемых космических станций и ИСЗ высокого разрешения.

4) Наземный центральный пункт планирования и управления – ЦППУ.

5) Аналитический центр дистанционного зондирования Земли –

АЦДЗЗ.

Пример схемы комплексной системы космического мониторинга Земли,

построенной представлен на Рис. 3.8.

Биоиндикация. Особым методом мониторинга ОС является биоиндикация

– оценка качества природной среды по составу и численности видов-

индикаторов. В качестве биоиндикаторов часто выступают лишайники, в вод-

ных объектах - сообщества планктона. Примером применения биоиндикации в

санитарии является тест на кишечную палочку. Эта бактерия обитает в толстой

кишке человека и отсутствует в незагрязненной ОС. Кишечная палочка не па-

тогенна, но ее присутствие в ОС является индикатором неочищенных канали-

зационных стоков, в которых могут быть патогенные микробы. Другим приме-

ром является использования биоиндикаторов в геологических исследованиях.

Ряд растений-индикаторов определенным образом реагирует на повышение или

понижение концентрации микроэлементов в почве.

120

Рис. 3.12. Схема космического мониторинга Земли, построенная в СССР

121

3.3.3. Мониторинг техногенных производственных опасностей

Техногенные опасности в производственной сфере могут быть весьма раз-

нообразными: движущиеся тела, механические колебания, высокие температу-

ры, электрический ток, статическое электричество, лазерное излучение, иони-

зирующее излучение и др. Мониторинг опасных производственных факторов

может быть периодическим и непрерывным.

Для проведения периодической комплексной оценки техногенных опасно-

стей служит аттестация рабочих мест по условиям труда. При аттестации рабо-

чих мест оценке подлежат: гигиенические условия труда, травмобезопасность

рабочих мест, обеспеченность работников средствами индивидуальной защиты.

Основными целями аттестации рабочих мест являются:

1) Контроль состояния труда и правильности обеспечения работников

средствами защиты;

2) Оценка профессионального риска, информирование о риске субъек-

та трудового права, контроль динамики риска, подготовка мероприятий по

снижению риска;

3) Подготовка списков лиц, подлежащих предварительным (при по-

ступлении на работу), периодическим, а также внеочередным медицинским об-

следованиям;

4) Расчета скидок и надбавок к страховому тарифу в стстеме обяза-

тельного социального страхования работников от несчастных случаев на про-

изводстве и профессиональных заболеваний;

5) Обоснование решений о приостановке эксплуатации зданий или со-

оружений, машин и оборудования, осуществления отдельных видов деятельно-

сти в связи с угрозой жизни или здоровью работников;

6) Принятия мер ответственности к лицам, виновным в нарушениях

законодательства об охране труда.

Сроки проведения аттестации рабочих мест по условиям труда устанавли-

ваются исходя из того, что каждое рабочее место должно аттестоваться не реже

одного раза в пять лет. Обязательной переаттестации подлежат рабочие места

после замены производственного оборудования, после изменения технологиче-

ских процессов, средств коллективной защиты, по требованию должностных

лиц федерального органа исполнительной власти, уполномоченного на прове-

дения государственного надзора за соблюдением трудового законодательства.

Аттестацию рабочих мест по условиям труда обязаны проводить все рабо-

тодатели – юридические лица и работодатели – физические лица (кроме рабо-

тодателей физических лиц, не являющихся индивидуальными предпринимате-

лями). Аттестационная комиссия создается организацией, в которой проводится

аттестация и аттестующей организацией на паритетной основе.

Примерами непрерывного мониторинга техногенных опасностей являются

системы пожарной сигнализации и системы спутникового мониторинга транс-

порта.

122

Система пожарной сигнализации – это совокупность технических средств,

предназначенных для обнаружения пожара, передаче извещения о пожаре, вы-

даче команд на включение автоматических установок пожаротушения, проти-

водымной защиты и другого оборудования. Системы пожарной сигнализации и

управления эвакуацией людей при пожаре должны быть установлены на объек-

тах, где воздействие опасных факторов пожара может привести к травматизму

и (или) гибели людей. Система пожарной сигнализации основана на пожарных

извещателях – устройствах для формирования сигнала о пожаре и приемно-

контрольных приборах. Прибор приемно-контрольный (ППК) – это устройство,

предназначенное для приема сигналов от пожарных извещателей, обеспечения

электропитания активных извещателей, выдачи информации на световые, зву-

ковые табло и пульты централизованного наблюдения, формирование старто-

вого импульса запуска приборов пожарного управления. По принципу действия

пожарные извещатели делятся на тепловые, дымовые, пламенные, газовые и

ручные. Тепловые извещатели применяются, если на начальных стадиях пожа-

ра выделяется значительное количество тепла, например в складах горюче-

смазочных материалов. Применение такого типа извещателя в администротив-

но-бытовых помещениях запрещено. Дымовые извещатели - это наиболее рас-

пространенный тип извещателей, использование других типов в администро-

тивно-бытовых помещениях запрещено. Дымовые извещатели реагируют на

продукты горения, способные воздействовать на поглощение или рассеивание

излучения.

Пламенные извещатели реагируют на электромагнитное излучение пламе-

ни или тлеющего очага. Газовые извещатели реагируют на газы, выделяющиеся

при тлении или горении материалов (например на оксиды углерода). Ручные

извещатели – устройства для ручного включения сигнала пожарной тревоги в

системах сигнализации.

Спутниковый мониторинг транспорта – система мониторинга подвижных

объектов, построенная на основе систем спутниковой навигации, оборудования

и технологии сотовой или радиосвязи, вычислительной техники и цифровых

карт. Спутниковый мониторинг транспорта используется для решения задач

транспортной логистики в системах управления перевозками и автоматизиро-

ванных системах управления автотранспортом. Принцип работы состоит в от-

слеживании и анализе пространсвенных и временных координат транспортных

средств (ТС). Для получения дополнительной информации на ТС средство

устанавливаются датчики, подключенные к GPS или ГЛОНАСС контролирую-

щие, например: расхода топлива, нагрузку на оси, уровень топлива в баке, тем-

пературу в рефрижераторе, работу спецмеханизмов (поворот стрелы крана, ра-

боту бетоносмесителя). Применение спутникового мониторинга решает следу-

ющие задачи: помощь в навигации, контроль графика движения, сбор статисти-

ки и оптимизация маршрутов, обеспечение безопасности.

Мониторинг «человеческого фактора»

Человек в системе «человек – производственная среда» выполняет тро-

якую роль: является объектом защиты, выступает средством обеспечения без-

123

опасности, сам может быть источником опасности. Для того, чтобы система

«человек – среда» функционировала эффективно и не приносила ущерба здоро-

вью человека, необходимо обеспечить совместимость характеристик среды и

человека. Совместимость включает следующие виды совместимости: антропо-

метрическая, биофизическая, энергетическая, информационная, психологиче-

ская. Средствам обеспечения совместимости работников с существующими

условиями труда служит кадровая диагностика и профессиональный отбор.

Кадровая диагностика дает основания для профессионального отбора, по суще-

ству кадровая диагностика это мониторинг рабочей силы.

Рассмотрим технологию профессиональной диагностики на примере пси-

ходиагностики. Можно сказать, что первый законодательный акт, связанный с

экспертной психодиагностикой у нас в стране, принадлежит Петру I. Это Указ

«Об отрешении дураков от наследства», изданный в 1772 г. Современная пси-

ходиагностика основана на исследовании личности с помощью тестирования.

Кадровая диагностика состоит из следующих трех этапов: профессиографиче-

ский, критериальный, технологический. Результатом первого этапа являются

професииограмма и психограмма. Профессиограмма – комплексное описание

профессиональной деятельности, составленное с учетом выдвигаемых админи-

страцией целей. Психограмма – список психологических профессиональных

качеств работника, влияющих на его эффективность в процессе достижения

профессионально значимого результата. Результаты анализа трудовой деятель-

ности позволяют сформулировать критерии, которые могут использоваться при

разработке процедур профессионального отбора. На технологическом этапе

разрабатывается методика психологического обследования, создается набор те-

стов. Результатом диагностики является описание предрасположенности оце-

ниваемого работника к данной профессиональной деятельности.

Кроме предрасположенности к данному виду трудовой деятельности без-

опасность работников зависит от их профессиональной подготовки. Для мони-

торинга знаний работников и обучения безопасным методам работы на пред-

приятиях проводятся следующие инструктажи: вводный, первичный, повтор-

ный (через 6 месяцев, по профессиям, связанным с повышенной опасностью

через 3 месяца), внеплановый, текущий. Внеплановый инструктаж проводится

при изменении правил по охране труда, замене или модернизации оборудова-

ния. Текущий инструктаж проводит руководитель работ, на которые оформля-

ется наряд-допуск, перед их выполнением. Ежегодно по специальным про-

граммам организуется курсовое обучение всех рабочих, инженерно-

технических и руководящих работников. На предприятиях один раз в месяц ре-

комендуется проводить дни охраны труда.

Для проверки соблюдения норм и правил техники безопасности действует

система внутреннего административно-общественного контроля. Кроме него,

действует контроль состояния безопасности труда в целом по предприятию и

надзор за деятельностью администрации. Соблюдение законодательства о тру-

де, правил по охране труда на предприятиях контролирует инспекция, незави-

симая от руководства предприятия – Федеральная инспекция труда.

124

ГЛАВА 4 ПРИРОДНЫЕ ОПАСНОСТИ

4.1 Геогенные опасности

4.1.1 Землетрясения

Землетрясение - любое внезапное сотрясение поверхности земли, вызыва-

емое прохождением сейсмических волн через кору Земли. Землетрясения могут

вызываться естественными явлениями - разрушением геологических разломов,

вулканической деятельностью, оползнями, или событиями, вызванными людь-

ми - взрывами месторождений и ядерными экспериментами.

Немногие природные явления способны причинять разрушения такого

масштаба, как землетрясения. На протяжении столетий они были причиной ги-

бели миллионов людей и бесчисленных разрушений (табл. 4.1). Хотя с древ-

нейших времён землетрясения вызывали ужас и суеверный страх, до возникно-

вения в начале ХХ столетия науки сейсмологии мало что было понято о них.

Сейсмология, содержащая в себе научное исследование всех аспектов земле-

трясений, дала возможность ответить на давно возникшие вопросы о том, в ре-

зультате каких причин и как именно происходят землетрясения. Ежегодно на

Земле происходит около 50 тыс. землетрясений, достаточно интенсивных, что-

бы быть замеченными без помощи приборов. Из них приблизительно 100 обла-

дают силой, достаточной для производства значительных разрушений, если их

центр будет находиться вблизи населённых пунктов. Очень сильные землетря-

сения происходят в среднем раз в год.

Таблица 4.1.

Характеристика наиболее крупных землетрясений

Год Страна Магнитуда Число жертв, чел.

1290 Китай - 100 000

1556 Китай - 830 000

1737 Индия - 300 000

1755 Португалия - 100 000

1897 Индия 8,9 230 000

1908 Италия 7,9 120 000

1920 Китай 8,6 180 000

1923 Япония 8,3 143 000

1948 Туркменистан 7,3 110 000

1976 Китай 8,2 240 000

2008 Китай 7,8 85 000

Очень сильные землетрясения происходят в среднем раз в год.

Небольшие землетрясения происходят почти постоянно по всему миру в

Калифорнии и Аляске (США), в Чили, Перу, Индонезии, Иране, на Азорских

125

островах, в Португалии, Новой Зеландии, Греции и Японии. Большие землетря-

сения происходят реже. Примерно в десять раз больше землетрясений, больших

4, происходит в определённом периоде времени, чем землетрясений, больших

5. Например, в Великобритании (низкая сейсмичность), было вычислено, что

средние повторения:

- землетрясение 3.7 - 4.6 каждый год;

- землетрясение 4.7 - 5.5 каждые 10 лет;

- землетрясение 5.6 или больше каждые 100 лет.

Число сейсмических станций увеличилось от 350 в 1931 году до многих

тысяч сегодня. В результате о большем количестве землетрясений сообщают

благодаря усовершенствованным инструментам. Геологическая служба США

даёт данные, что с 1900 года было в среднем 18 больших землетрясений (силой

7,0 – 7,9) и одно крупное землетрясение (силой 8,0 или больше) ежегодно, и что

это среднее число было относительно устойчиво. Фактически, в последние го-

ды число больших землетрясений ежегодно на самом деле уменьшилось, хотя

это вероятно статистическое колебание.

Из огромного числа происходящих ежегодно землетрясений, только одно

имеет магнитуду равную или более 8, десять - 7-7,9, сто - 6-6,9. Всякое земле-

трясение с магнитудой свыше 7 может стать крупной катастрофой. Однако оно

может остаться и незамеченным, если произойдет в пустынном районе. Так,

грандиозная природная катастрофа - Гоби-Алтайское землетрясение (1957 г.,

магнитуда 8,5, интенсивность 11-12 баллов) - остается почти не изученной, хотя

из-за огромной силы, малой глубины очага и отсутствия растительного покрова

это землетрясение оставило на поверхности наиболее полную и многообразную

картину (возникли 2 озера, мгновенно образовался огромный надвиг в виде ка-

менной волны высотой до 10 м, максимальное смещение по сбросу достигло

300 м и т. п.). Территория шириной 50-100 км и длиной 500 км (как Дания или

Голландия) была полностью разрушена. Если бы это землетрясение произошло

в густонаселенном районе, число жертв могло измеряться миллионами. По-

следствия одного из самых сильных землетрясений (магнитуда могла состав-

лять 9), произошедшего в старейшем районе Европы - Лиссабоне - в 1755 г. и

захватившего территорию свыше 2,5 млн. км 2 , были столь грандиозны (погиб-

ло 50 тыс. из 230 тыс. горожан, в гавани выросла скала, прибрежное дно стало

сушей, изменилось очертание побережья Португалии) и так поразили европей-

цев, что Вольтер откликнулся на него «Поэмой о гибели Лиссабона». По-

видимому, впечатление от этой катастрофы было столь сильным, что Вольтер в

поэме оспаривал учение о предустановленной мировой гармонии. Сильные

землетрясения, как бы они ни были редки, никогда не оставляют современни-

ков равнодушными. Так, в трагедии У. Шекспира «Ромео и Джульет-

та» кормилица вспоминает землетрясение 1580 г., которое, судя по всему, пе-

режил сам автор.

Места землетрясений распределены по поверхности Земли неравномерно.

Основное количество землетрясений приурочено к так называемым складчатым

зонам Земли, т.е. к тем частям земной коры, которые испытывают интенсивные

126

движения, сопровождающиеся ее деформациями. Это, прежде всего, горные

страны. На равнинах (так называемых платформах, где тектонические движе-

ния горных пород малоинтенсивны, а верхние слои пород залегают почти гори-

зонтально на мощных щитах более глубоко расположенных метаморфиэован-

ных пород - Русская, Сибирская, Северо-Американская платформы) землетря-

сения не происходят; сюда весьма редко доходят лишь колебания от удаленных

очагов. Известны два главных пояса землетрясений: Тихоокеанский, охватыва-

ющий кольцом берега Тихого океана, и Средиземноморский, простирающийся

через юг Евразии от Пиренейского полуострова на западе до Малайского архи-

пелага на востоке. Кроме того, значительная сейсмическая активность наблю-

дается на дне океанов. Здесь она приурочена к срединным океаническим

хребтам (срединные хребты Атлантического и Индийского океанов).

Типология землетрясений

Колебания земной коры при землетрясениях разнообразны. Однако среди

них можно выделить некоторые характерные комбинации, определяющие вид

землетрясения. Наиболее часто встречаются так называемые главные землетря-

сения, характеризующиеся наличием нескольких сильных толчков в сопровож-

дении более слабых последующих, а иногда и предшествующих толчков. В

районах, где имеются действующие или потухшие вулканы (Япония, Новая Зе-

ландия и др.), часто наблюдаются рои землетрясений. Рои землетрясений - по-

следовательность слабых или умеренных толчков, частота и сила которых сла-

бо меняются во времени и ни один из которых нельзя идентифицировать как

главный.

На рисунке 4.1 представлены основные виды землетрясений:

Рис. 4.1. Классификация землетрясений

Вулканические землетрясения являются следствием вулканической дея-

тельности и приурочены к местам расположения активных вулканов (их на

земном шаре порядка 800-900, однако в год происходит не более 20-30 их из-

вержений). Извержение вулкана сопровождается так называемым вулканиче-

ским дрожанием, представляющим собой высокочастотные колебания горных

пород с периодом в основном менее 0,5 с. На фоне этого дрожания появляются

более сильные и редкие толчки, связанные со взрывами внутри кратеров или в

жерлах вулканов. Следует, однако, отметить, что взрывы обычно сопровожда-

ют сильные извержения вулканов.

Обвальные землетрясения вызываются сильными горными обвалами,

оползнями, обрушениями подземных карстовых пустот. Сила таких землетря-

Землетрясения

Тектонические Вулканические Обвальные Моретрясения

127

сений невелика, распространяются они на небольшой площади.

Моретрясения - это обычные землетрясения, но с очагами, расположенны-

ми под дном морей или океанов.

Земля никогда не бывает спокойной. Даже в отсутствие землетрясений в

земной коре постоянно существуют слабые колебания хаотического характера,

называемые микросейсмами. Микросейсмы могут вызываться действием волн

прибоя, штормами, колебаниями метеорологических условий (дожди, морозы),

движениями на дорогах, жизнью городов и др.

По происхождению землетрясения бывают природные и техногенные, вы-

званные деятельностью человека.

Для оценки и сравнения землетрясений используются шкала магнитуд и

шкала интенсивности.

При изучении землетрясений используются понятия «гипоцентр», «эпи-

центр» и «очаг землетрясения» (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Схема формирования эпицентра и гипоцентра землетрясения

Гипоцентром называется та точка в недрах земли, где начался разлом гор-

ных пород при землетрясении. Фактически это точка его начала. В дальнейшем

разлом пород развивается, захватывая некоторую область, в объеме которой

высвобождается накопившаяся ранее тектоническая энергия; этот объем среды

носит название очага землетрясения. Проекция гипоцентра на земную поверх-

ность называется эпицентром землетрясения. Для слабых землетрясений поня-

тия «очаг» и «гипоцентр» можно отождествить, однако для сильных землетря-

сений они существенно различны. Эпицентр, как правило, не совпадает с про-

екцией очага на земную поверхность.

Если на земной поверхности вокруг эпицентра измерить силу землетрясе-

ния и затем соединить точки, где сила землетрясения была одинакова, получим

линии, называемые изосейстами. Изосейсты - линии равной силы или интен-

сивности землетрясения. Они образуют систему линий, окружающих эпицентр.

Земля, в недрах которой зарождаются землетрясения, имеет сложное стро-

ение, в целом симметричное относительно ее центра. Центральная часть Земли

состоит из имеющих высокую температуру и находящихся в расплавленном

или пластичном состоянии горных пород, ее наружная оболочка - из сравни-

тельно холодных твердых горных пород. Как геологическое тело Земля «жи-

128

вет», в ней постоянно происходят тектонические процессы, связанные с общим

остыванием Земли и конвективными движениями жидкого вещества в ее ядре.

Землетрясения являются одним из проявлений этих процессов.

Землетрясения могут быть вызваны не только природными причинами, но

и воздействием деятельности человека на земную кору. Такие землетрясения

называются техногенными, а их совокупность - наведенной сейсмичностью.

Приведенные выше факторы, играющие роль «триггеров», могут быть и само-

стоятельными причинами техногенных землетрясений. В этих случаях они не

являются добавочными воздействиями, нарушающими равновесие тектониче-

ских сил у предела прочности горных пород, а сами создают силы, достаточные

для сдвижения горных пород. Кроме упомянутых выше факторов причинами

техногенных землетрясений могут быть подземные ядерные взрывы. Например,

ядерные взрывы на полигоне в штате Невада (США) с тротиловым эквивален-

том до нескольких мегатонн вызывали рои землетрясений, длившиеся от не-

скольких дней до нескольких месяцев. Техногенные землетрясения могут вы-

зываться закачкой воды в скважины при добыче нефти и газа, выщелачивании

соли и в других случаях. Однако наиболее часто эти землетрясения связаны с

заполнением водохранилищ. Так, заполнение водохранилищ Кремастн (Греция,

1965-1966 гг.) и Койна (Индия, 1962-1967 гг.) вызвало разрушительные земле-

трясения с магнитудой 6,0-6,3 и интенсивностью до 8 баллов.

В связи с высокой опасностью землетрясений особую актуальность приоб-

ретает проблема прогнозирования и защиты от них.

Прогнозирование землетрясений, по существу, является начальным этапом

защиты от землетрясений. Применение тех или иных средств и способов защи-

ты от землетрясений основывается, прежде всего, на прогнозе сейсмической

опасности района. В настоящее время прогноз землетрясений осуществляется в

основном путем анализа происшедших землетрясений и текущей сейсмической

активности районов. Целью прогноза являются установление районов вероят-

ных землетрясений и оценка степени их сейсмической опасности. На основе

анализа инструментальных наблюдений землетрясений, исторических данных,

геолого-тектонических и геофизических карт, а также данных о движениях

блоков земной коры вначале выделяются в недрах земли зоны возможного воз-

никновения очагов землетрясений.

При прогнозировании землетрясений следует учитывать проявления их

предвестников.

Особой формой прогноза землетрясений является их провоцирование (до-

срочное возбуждение), например, путем закачки воды через глубокие скважины

в очаговые области землетрясений или прострелки этих областей ядерными

взрывами. Время таких землетрясений может быть установлено заранее, что

позволяет предпринять необходимые меры безопасности. Имеются проекты

разрядки напряжений (до появления разрывных нарушений в породах) в очагах

возможных землетрясений, что в принципе позволяет исключить последние или

существенно их ослабить.

Провоцирование землетрясений и разрядка напряженности - способы бу-

129

дущего. В настоящее же время защита от землетрясений осуществляется в ос-

новном мероприятиями строительного характера. Разработка мероприятий

строительного характера базируется на изучении землетрясений, строительных

сооружений и грунтов.

Изучение сооружений преследует цель создания сооружений, успешно

противостоящих разрушительному действию землетрясений. Основное внима-

ние здесь уделяется разработке сейсмостойких конструкций, выбору строи-

тельных материалов и методам проектирования сооружений. В конструктивном

отношении предпочтение отдается домам с единым каркасом, связывающим

основные части здания. При этом, чем меньше этажность зданий, тем при про-

чих равных условиях оно более сейсмоустойчиво. Стены должны укрепляться

поэтажными железобетонными поясами. Здания не должны иметь висячих тя-

желых выступов (парапетов, балконов и т.п.), в плане должны иметь упрощен-

ную форму.

Для ограничения колебаний зданий применяют демпфирование, т.е. гаше-

ние колебаний. Для этой цели в конструкции зданий вводят специальные демп-

фирующие элементы, которыми могут быть определенные секции стен, метал-

лические соединения или специальные поршневые устройства. Из материалов

предпочтение отдается железобетону и стали, в одноэтажных домах это еще и

дерево. Отмеченные материалы обладают необходимой гибкостью и позволяют

выдерживать значительные перекосы. Проектирование сейсмоустойчивых со-

оружений осуществляют с учетом нагрузок, вызываемых землетрясением. В

основном учитываются вызываемые землетрясением горизонтальные ускоре-

ния, которым должно противостоять здание. Практика показала, что здания,

рассчитанные на горизонтальное ускорение, равное 0,1 ускорения свободного

падения, хорошо выдерживают сейсмические нагрузки. При этом важно, чтобы

период собственных колебаний здания не совпадал с периодом сейсмических

волн. Колебания зданий изучают на сооружениях натурального размера

(например, предназначенных на слом) с помощью специальных вибраторов или

путем анализа ветровых колебаний, а также на моделях зданий.

Предупредить о землетрясении может сигнал гражданской обороны «Вни-

мание всем!», подаваемый сиренами. Услышав его, следует включить прием-

ник, репродуктор, телевизор (на местную станцию) и действовать в соответ-

ствии с полученной информацией.

4.1.2 Вулканизм

Вулкан - это геологическое образование, возникающее над каналами и

трещинами в земной коре, по которым на земную поверхность извергаются

расплавленные горные породы (лава), пепел, горячие газы, пары воды и облом-

ки горных пород. Различают действующие, уснувшие и потухшие вулканы, а по

форме - центральные, извергающиеся из центрального выводного отверстия, и

130

трещинные, аппараты которых имеют вид зияющих трещин и ряда небольших

конусов (рис. 4.3).

Современные вулканы расположены вдоль крупных разломов и тектониче-

ски-подвижных областей. На территории России активно действующими вул-

канами являются: Ключевская Сопка и Авачинская Сопка (Камчатка). Опас-

ность для человека представляют потоки магмы (лавы), падение выброшенных

из кратера вулкана камней и пепла, грязевые потоки и внезапные бурные па-

водки. Извержение вулкана может сопровождаться землетрясением.

Рис. 4.3. Строение вулкана 1 - вулканическая бомба; 2 – канонический вулкан; 3 – слой пепла золы и лавы; 4 – дай-

ка; 5 – жерло вулкана; 6 – силь; 7 – магматический очаг; 8 – щитовой вулкан.

Подготовка к извержению вулкана. Необходимо следить за предупре-

ждениями о возможном извержении вулкана. При получении предупреждения о

выпадении пепла закрывают все окна, двери и дымовые заслонки. Автомобили

ставят в гаражи. Животных помещают в закрытые помещения. Необходимо за-

пастись источниками освещения и тепла с автономным питанием, водой, про-

дуктами питания на 3-5 суток.

Порядок действий во время извержения вулкана. Нужно защитить тело

и голову от камней и пепла. Извержение вулканов может сопровождаться бур-

ным паводком, селевыми потоками, затоплениями, поэтому необходимо избе-

гать берегов рек и долин вблизи вулканов, при этом лучше держаться возвы-

шенных мест, чтобы не попасть в зону затопления или селевого потока.

Порядок действий после извержения вулкана. Необходимо закрыть

марлевой повязкой рот и нос, чтобы исключить вдыхание пепла. Рекомендуется

надеть защитные очки и одежду, чтобы исключить ожоги. Не нужно ездить на

автомобиле после выпадения пепла - это приведет к выходу его из строя. В за-

вершении требуется очистить от пепла крышу дома, чтобы исключить ее пере-

грузку и разрушение.

131

4.1.3 Горные удары

Горный удар — хрупкое разрушение предельно напряжённой части пласта

горной породы, прилегающей к горной выработке, возникающее в условиях,

когда скорость изменения напряжённого состояния в этой части превышает

предельную скорость релаксации напряжений в ней вследствие пластических

деформаций (рис. 4.4).

В горном ударе участвует упругая энергия пласта в очаге удара и энергия

окружающих пород, данное явление сопровождается резким звуком, выбросом

породы в горную выработку, образованием пыли и воздушных волн. Упругое

расширение массива пород, прилегающих к очагу разрушения, порождает сей-

смические волны, распространяющиеся при горном ударе большой силы на де-

сятки и сотни километров. Разрушение происходит лавинообразно и соверша-

ется образованием устойчивой по форме полости при подпоре со стороны вы-

брошенных пород. Следствием горных ударов становятся аварии на шахтах,

сопряженные с разрушением крепи и оборудования, нанесением ущерба здоро-

вью и гибелью людей.

Рис. 4.4. Сейсмограммы горных ударов

В качестве локальных проявлений горных ударов выделяют стреляния,

толчки и микроудары.

Стреляние горных пород (бергшляг) – это быстрое откалывание и отскаки-

вание кусков породы от обнаженной поверхности горных выработок, сопро-

вождающееся звуковым эффектом, возникающее вследствие их хрупкого раз-

рушения при соответствующем напряженном состоянии. Стреляние горных по-

род может являться признаком возможных горных ударов.

Толчками принято называть горные удары, проявляющиеся в разрушении

угленосной толщи за пределами контуров выработок без их выброса в горную

выработку.

Микроудары характеризуются разрушением горных пород и пластов угля в

пределах сравнительно небольшого объема геологического пространства при

быстром их выбросе в горную выработку. Сопровождаются обычно резким

звуком, образованием пыли, сотрясением горных пород и усилением газовыде-

ления в газоносных породах.

132

Как правило, проявляются горные удары обычно в краевых частях подго-

товительных и очистных выработок, в целиках, на глубинах свыше 200 метров.

Удароопасность тесно связана с прочностью и структурными особенностями

пород кровли и угольных пластов, углами падения и глубинами разработки.

Чем ниже прочность угля и круче углы падения пород, тем меньше глубина вы-

работки разработки, при которой возникают горные удары. Удароопасность по-

вышается с увеличением глубины при наличии разрывных нарушений, разде-

ляющих массив на крупные блоки. Установлено также, что удароопасны в ос-

новном песчаники, известняки, пластовые жилы изверженных пород с преде-

лом прочности на сжатие до 100 мПа, при мощности пластов 10 метров и более,

залегающие на глубине более 500 метров.

В целях предотвращения горных ударов в ходе разработки угля принима-

ются меры по снижению горного давления на угольный пласт (опережающей

отработкой неопасных соседних пластов, ведением работ без целиков угля,

снижением зависания пород и др.) и уменьшению способности пласта к накоп-

лению упругой энергии (рыхлением камуфлетными взрывами, нагнетанием во-

ды в пласт).

4.1.4 Основные геоморфологические опасности

Под геоморфологическими опасностями понимаются опасности, которые

обусловлены проявлением различных типов экзогенных геологических процес-

сов (ЭГП).

Под опасностью генетических типов экзогенного геологического процесса

понимается вероятность проявления его в данном месте, в заданное время и с

определенными энергетическими характеристиками (скорость развития про-

цесса, площадь, на которой он проявляется; объемы горных пород, вовлечен-

ных в процесс, дальность их перемещения).

Опасность ЭГП определяется следующими показателями:

- генетическими особенностями процесса;

- повторяемостью встречаемых форм проявления данного генетического

типа процесса на данной территории;

- частотой проявления данного процесса на данной территории во времени;

- размерами и скоростью проявления процесса.

Энергетика проявления ЭГП является одним из основных показателей

опасности и определяется площадью и объемом вовлеченных в процесс горных

пород, скоростью и дальностью их перемещения (т. е. работой, произведенной

во время процесса).

Общая классификация экзогенных геологических опасностей в зависимо-

сти от условий образования приведена в табл. 4.2.

133

Таблица 4.2.

Общая генетическая классификация экзогенных геологических опасностей

(классификация ЭГП А.И. Шеко)

№ Группы опасно-

стей Классы опасностей Типы опасностей

I

Обусловленные

климатическими

и биологическими

факторами

- Выветривание

II

Обусловленные

энергией рельефа

(силой тяжести)

Движение горных пород без потери

контакта со склоном или с незначитель-

ной потерей его

Оползни

Лавины

Ледники

Движение горных пород с потерей

контакта со склоном

Обвалы

Осыпи

III

Обусловленные

поверхностными

водами

Океанов, морей и озер

Абразия, Термоабразия

Вдольбереговое перемеще-

ние наносов, Затопление

Водохранилищ Переработка берегов

Заиление

Водотоков

Эрозия, Термоэрозия

Аккумуляция наносов

Сели

IV

Обусловленные

подземными во-

дами

Растворение и выщелачивание Карст

Механический вынос Суффозия

Понижение уровня подземных вод Оседание поверхности

Подъем уровня грунтовых вод

Подтопление

Засоление

Заболачивание

Ослабление и разрушение структур-

ных связей грунтов

Просадка лессовидных по-

род, Плывуны

Увеличение объема глинистых пород Набухание

V Обусловленные

ветром

Дефляция, Корразия

Аккумуляция

VI

Обусловленные

промерзанием и

протаиванием

горных пород

Промерзание Пучение, Растрескивание

Наледи

Колебания температуры с переходом

через 0ºС Курумы

Оттаивание Термокарст, Солифлюкция

VII

Обусловленные

выработкой под-

земного про-

странства

Добыча твердых полезных ископаемых

и подземное строительство

Проседание и сдвижение

земной поверхности

Добыча жидких полезных ископаемых

и газа

Оседание земной поверхно-

сти

134

Оползень - смещение вниз по склону массы рыхлой горной породы под

влиянием силы тяжести, особенно при насыщении рыхлого материала водой.

Одна из форм стихийного бедствия.

Оползни возникают на участке склона или откоса вследствие нарушения

равновесия пород, вызванного увеличением крутизны склона в результате под-

мыва водой, ослаблением прочности пород при выветривании или переувлаж-

нении осадками и подземными водами, воздействием сейсмических толчков, а

так же строительной и хозяйственной деятельностью, без учета геологических

условий местности (разрушение склонов дорожными выемками, чрезмерный

полив садов и огородов, расположенных на склонах и др.).

Развитию оползней способствуют наклон слоев земли в сторону уклона,

трещины в породах, направленные также в сторону уклона. В сильно увлаж-

ненных глинистых породах оползни приобретают форму потока. Оползни

наносят большой ущерб сельскохозяйственным угодьям, промышленным пред-

приятиям, населенным пунктам и т. д. Для борьбы с ними применяются берего-

укрепительные и дренажные сооружения, закрепления склонов сваями, насаж-

дениями растительности.

Оползни - обычное явление в тех местностях, где активно проявляются

процессы эрозии склонов. Они происходят в том случае, когда массы породы,

слагающие склоны гор, теряют опору в результате нарушения равновесия по-

род. Крупные оползни возникают чаще всего в результате сочетания несколь-

ких таких факторов: например, на склонах гор, сложенных чередующимися во-

доупорными (глинистыми) и водоносными породами (песчано-гравийными или

трещиноватыми известняками), особенно если эти пласты наклонены в одну

сторону или пересечены трещинами, направленными по склону. Почти такую

же опасность возникновения оползней таят в себе создаваемые человеком отва-

лы пород вблизи шахт и карьеров. Разрушительные оползни, движущиеся в ви-

де беспорядочной груды обломков, называют камнепадами; если блок переме-

щается по некоторой ранее существовавшей поверхности как единое целое, то

оползень считается обвалом; оползень в лессовых породах, поры которых за-

полнены воздухом, приобретает форму потока (оползень течения).

Сведения об оползнях известны с древнейших времен. Полагают, что са-

мым крупным в мире по количеству оползневого материала (масса 50 млрд. т,

объем ≈20 км 3 ) был оползень, произошедший в начале н.э. в долине реки Са-

идмаррех на юге Ирана. Оползневая масса обрушилась с высоты 900 м (гора

Кабир-Бух), пересекла долину реки шириной 8 км, перевалила через хребет вы-

сотой 450 м и остановилась в 17 км от места возникновения. При этом за счет

перекрытия реки образовалось озеро длиной 65 км и глубиной 180 м. В русских

летописях сохранились упоминания о грандиозных оползнях на берегах рек,

например, о катастрофическом оползне в начале 15 в. в районе Нижнего Новго-

рода: «... И Божьим изволением, грех ради наших, оползла гора сверху над сло-

бодой и засыпало в слободе сто пятьдесят дворов и с людьми и со всякой ско-

тиной...».

135

Масштабы катастрофы при оползнях зависят от степени застроенности и

заселенности территории, подверженной оползням. Наиболее разрушительны-

ми из когда-либо зарегистрированных были оползни, произошедшие в 1920 г. в

Китае в провинции Ганьсу на обжитых лессовых террасах, что привело к гибе-

ли 100 тыс. человек. В Перу в 1970 г. в результате землетрясения с горы Нева-

дос-Уаскаран сорвались со скоростью 240 км/час вниз по долине огромные

массы горных пород и льда, частично разрушив г. Ранрахирка, и пронеслись

через г. Юнгай, в результате чего погибли 25 тыс. человек.

Для прогноза и контроля развития оползней проводят детальные геологи-

ческие исследования и составляют карты, на которых указаны опасные места.

Первоначально при картировании методами аэрофотосъемки выявляют участки

скопления обломочного оползневого материала, которые на аэрофотоснимках

проявляются характерным и очень четким рисунком. Определяются литологи-

ческие особенности породы, углы склона, характер течения подземных и по-

верхностных вод. Ведется регистрация движения на склонах между опорными

реперами, вибраций любой природы (сейсмических, техногенных и т. п.).

Если вероятность возникновения оползней велика, то осуществляются

специальные мероприятия по защите от оползней. Они включают укрепление

оползневых склонов берегов морей, рек и озер подпорными и волноотбойными

стенками, набережными. Сползающие грунты укрепляют сваями, расположен-

ными в шахматном порядке, проводят искусственное замораживание грунтов,

высаживают растительность на склонах. Для стабилизации оползней в мокрых

глинах проводят их предварительное осушение методами электроосмоса либо

нагнетанием горячего воздуха в скважины. Крупные оползни можно предот-

вратить дренажными сооружениями, перекрывающими путь поверхностным и

подземным водам к оползневому материалу. Поверхностные воды отводятся

канавами, подземные - штольнями или горизонтальными скважинами. Несмот-

ря на дороговизну этих мероприятий, их осуществление дешевле, чем ликвида-

ция последствий произошедшей катастрофы.

Карст – совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью

воды и выражающихся в растворении горных пород и образовании в них пу-

стот, а также своеобразных форм рельефа, возникающих на местностях, сло-

женных сравнительно легко растворимыми в воде горными породами (гипсами,

известняками, мраморами, доломитами и каменной солью).

Наиболее характерны для карста отрицательные формы рельефа. По про-

исхождению они подразделяются на формы, образованные путём растворения

(поверхностные и подземные), эрозионные и смешанные. По морфологии вы-

деляются следующие образования: карры, колодцы, шахты, провалы, воронки,

слепые карстовые овраги, долины, полья, карстовые пещеры, подземные кар-

стовые каналы. Для развития карстового процесса необходимы следующие

условия:

а) наличие ровной или слабо наклонной поверхности, чтобы вода могла за-

стаиваться и просачиваться внутрь по трещинам;

б) толща карстующихся пород должна иметь значительную мощность;

136

в) уровень подземных вод должен стоять низко, чтобы было достаточное

пространство для вертикального движения подземных вод;

г) минерализация воды на входе в грунт, должна быть меньше растворимо-

сти породы.

По глубине уровня подземных вод различают карст глубокий и мелкий.

Различают также «голый», или средиземноморский карст, у которого карстовые

формы рельефа лишены почвенного и растительного покрова и «покрытый»

или среднеевропейский карст, на поверхности которого сохраняется кора вы-

ветривания и развит почвенный и растительный покров.

Карст характеризуется комплексом поверхностных (воронки, карры, жело-

ба, котловины, каверны и др.) и подземных (карстовые пещеры, галереи, ходы и

др.) форм рельефа. Переходные между поверхностными и подземными форма-

ми — неглубокие (до 20 м) карстовые колодцы, естественные туннели, шахты

или провалы. Карстовые воронки или иные элементы поверхностного карста,

через которые в карстовую систему уходят поверхностные воды, называются

поноры.

Существуют также формы, внешне очень похожих на карст. Они называ-

ются псевдокарстовыми формами. Одной из разновидностей псевдокарста яв-

ляется термокарст. Термокарст связан с таянием погребенного льда или прота-

иванием мерзлых пород в областях распространения вечной мерзлоты.

Другой разновидностью является глинистый карст. Это глубокие подзем-

ные ходы и провалы, очень напоминающие настоящий карст, возникающие в

сильно карбонатных суглинках и глинах при условии хорошо развитой трещи-

новатости.

Развитие карстовых процессов может представлять большую опасность,

так как в ряде случаев они существенно меняют условия существования биоты,

резко ухудшают экологическую обстановку и угрожают жизни людей. К числу

опасных последствий карстообразования можно отнести образование катастро-

фических провалов и просадок земной поверхности, внезапной деформации и

разрушения зданий, транспортных коммуникаций, подземных хранилищ нефти,

отходов и другие неблагоприятные явления.

Следует указать, что природные карстовые процессы развиваются чрезвы-

чайно медленно - со скоростью растворения пород. Однако техногенное воз-

действие (сброс агрессивных промышленных вод, резкое изменение гидрогео-

логической обстановки) может их значительно интенсифицировать. Это проис-

ходит как за счет усиления растворяющей способности вод, так и вследствие

выноса тонкодисперсного глинистого заполнителя из карстовых полостей

фильтрационным потоком. В последнем случае развиваются так называемые

карстово-суффозионные процессы, представляющие значительную опасность

для геологической среды промышленных и городских территорий, для эксплуа-

тации различных инженерных сооружений.

137

4.2 Климатические и гидрологические опасности

4.2.1 Циклоны, антициклоны и формы их опасного проявления

Циклон - одно из наиболее распространенных атмосферных явлений. Цик-

лоном называется подвижный атмосферный вихрь диаметром от десятков до

нескольких тысяч километров. Циклон характеризуется низким атмосферным

давлением в его центре и системой ветров, дующих против часовой стрелки в

Северном полушарии и по часовой стрелке в Южном.

Диаметр циклона изменяется в процессе его развития от 80-100 км в

начальный период до 1000-1500 км в развитой фазе. Циркуляция воздуха в цик-

лоне распространяется на значительные высоты, достигая 6-8 кн.

В нижней части циклона до высоты 1-1,5 км движение воздуха направлено

в общем от периферии к центру. Поступившие в центральную часть циклона

массы воздуха затем устремляются вверх и выходят из циклона на высоте 6-8

км. Ветер в нижней части циклона направлен под углом к линиям равного дав-

ления (изобарам), пересекая их (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Схема развития циклона

Скорость движения циклона определяется скоростью переносящего его

ветрового потока. Однако значительная самостоятельность циклона и его

огромная масса являются причиной определенного отставания циклона от ос-

138

новного ветрового потока. Это отставание увеличивается по мере увеличения

диаметра циклона в процессе его развития. В последней стадии своего развития

циклоны Малоподвижны, чем объясняются часто встречающиеся затяжные пе-

риоды плохой погоды. В Европе скорости движения циклонов составляют в

среднем около 30 км/ч, в Северной Америке - 45 км/ч, в Южном полушарии -

около 40 км/ч. В отдельных случаях наблюдались скорости движения циклонов

около 100 км/ч.

Характерной особенностью циклона являются низкое давление в его цен-

тре и большие изменения давления во времени и пространстве. Низкое давле-

ние является основной причиной образования циклонов.

Прохождение циклона характеризуется ухудшением погоды: погода стано-

вится пасмурной, усиливается ветер, проходят дожди. Количество выпавших

осадков достигает 400-600 мм/сут, иногда до 1000 мм/сут. При прохождении

одного из циклонов над островом Пуэрто-Рико на остров, имеющий сравни-

тельно небольшие размеры - 5090 км, в виде ливня выпало 2,6 трлн. т воды. В

г. Маниле было зафиксировано выпадение 1168 мм осадков за сутки. В При-

морском крае России при прохождении сильных циклонов может выпадать до

200-300 ми осадков за сутки. Для сравнения отметим, что среднее количество

осадков в Москве составляет 600 мм/год.

Воздействие циклонов на природу Земли определяется преимущественно

высокой скоростью ветра, обилием осадков и низким атмосферным давлением

в центре циклона.

Высокие скорости ветра обусловливают большие динамические давления,

действующие на все предметы, находящиеся на пути. Однако и обычных цик-

лонических давлений достаточно, чтобы повредить линию электропередачи,

вырвать с корнем могучее дерево, снести крышу с дома, опрокинуть автомаши-

ну. На море такой ветер вызывает гигантские волны, разрушительная сила ко-

торых проявляется особенно на побережьях.

Обильные осадки в виде ливневых дождей вызывают мощные наводнения

со всеми опасными и разрушительными последствиями.

Низкое давление в центре циклона дезориентирует пилотов самолетов,

альтиметры которых показывают высоту полета, большую фактической.

Например, при давлении в циклоне 700 мб самолет, идущий по нормально от-

регулированному альтиметру, может оказаться ниже, чем показывает прибор,

на 900-1200 м. Низкое давление в циклоне может быть «триггером» землетря-

сения. Так, считается, что одно из самых сильных землетрясений на Земле -

землетрясение 1923 г. в Японии, которое стерло с лица Земли г. Иокогаму, бы-

ло спровоцировано сильным тайфуном. Эффект этого явления заключается в

уменьшении давления на земную поверхность со стороны вышележащих масс

воздуха и в создании в результате этого дисбаланса сил в недрах Земли (явле-

ние аналогично действию искусственных водоемов и других подобных явле-

ний).

Низкое давление в циклоне как бы «подсасывает» поверхность моря, по-

вышая его уровень и тем самым вызывая затопление почвы. Так, по этой при-

139

чине в 1876 г. в Бенгальском заливе были затоплены три острова, расположен-

ные в устье Ганга.

Следует, однако, отметить, что циклонам свойственны и некоторые поло-

жительные действия. Тайфуны уносят густые застойные туманы, воздействию

которых приписывают многие болезни на Филиппинах. Известны случаи, когда

циклоны переносят животных и семена растений. Циклоны орошают землю в

периоды засух. Например, при прохождении мощного циклона «Ванда» в 1962

г. резервуары Гонконга, до того опустевшие, были наполнены водой на три

четверти. Наконец, циклоны, увеличивая подвижность атмосферы, способ-

ствуют перемешиванию поступающих в нее газов и паров, тем самым способ-

ствуют поддержанию над поверхностью Земли некоторого среднего состава

атмосферы, к которому адаптировался живой мир нашей планеты. Без такого

перемешивания, без связанного с этим рассеивания почти до полного исчезно-

вения вредных выделений и обусловленного этим почти равномерного распре-

деления кислорода по поверхности Земли ее атмосфера превратилась бы в за-

стойную среду, жизненные процессы в которой были бы вряд ли возможны.

Прогноз развития циклонов в настоящее время осуществляется на основе

статистических данных. По данным о движении ранее существовавших цикло-

нов и сопутствовавших им условий получают эмпирические зависимости, поз-

воляющие предвидеть развитие ситуации. Эти зависимости дают возможность

предсказать путь движения циклона на 12-36 ч вперед. Теория не позволяет по-

ка предвидеть возникновение циклонов, она может лишь экстраполировать их

поведение.

Современный прогноз позволяет также установить, какие области будут

подвергнуты действию ураганного ветра, ливневых дождей или штормовых

приливов и гигантских волн.

Для экстраполяции развития циклона необходимо знать некоторые исход-

ные данные о циклоне. Для этого существует специальная служба разведки, яв-

ляющаяся частью метеорологической службы. Ее задачи - обнаружение цикло-

на, определение его координат, анализ структуры циклона и слежение за его

движением с нанесением информации на специальные синоптические карты. В

разведке широко используется авиация.

Меры безопасности при прохождении циклона состоят, прежде всего, в

оповещении людей о приближающейся опасности. Задача службы оповещения

- всеми доступными средствами и возможно раньше предупредить население

территорий, которым угрожает циклон, о его приближении, времени прихода,

силе и характере воздействия (ветер, дождь, шторм).

При приближении циклона укрепляются дома, им придается возможно бо-

лее обтекаемая форма, удаляются или тщательно крепятся те части, которые

могут быть оторваны.

Движение всякого наземного транспорта должно быть прекращено. Люди

должны укрыться в подвальных помещениях, метро и т.п. При этом следует об-

ращать внимание на то, чтобы убежища не были затоплены часто сопутствую-

щими циклонам ливнями, особенно в случае ливневого предупреждения. Суда,

140

находящиеся в портах, выходят в открытое море, поскольку надвигающийся

шторм и огромные волны могут разбить их о берег. При невозможности выйти

в море они должны быть тщательно закреплены. Суда, находящиеся в море,

должны стараться уйти в сторону от циклона.

В Японии за 12 ч до прихода тайфуна объявляется «тайфунное положе-

ние», согласно которому все люди должны спрятаться в укрытия, если возмож-

но - эвакуироваться; приостанавливается всякая экономическая жизнь; объяв-

ляется военное положение, мобилизуются полиция и армия; останавливаются

поезда. Японцы считают, что своевременное применение указанных мер сни-

жает вероятное число жертв от обычного тайфуна с 10 тыс. до нескольких со-

тен человек.

В настоящее время нет реальных способов борьбы с циклонами. Трудность

проблемы заключается в огромной энергии, реализуемой в циклоне, сравнимой

с энергией современных атомных бомб. Последнее навело на мысль использо-

вать атомный взрыв в центре циклона для повышения давления и таким обра-

зом разрушения циклона. Не решенным, однако, остается вопрос радиоактив-

ного заражения местности.

4.2.2 Реки и озера как источник опасностей

Опасное гидрологическое явление - комплекс гидрологических величин,

описывающих режим рек или озер и которые по своему значению, интенсивно-

сти или продолжительности представляют угрозу безопасности людей, а также

могут нанести значительный ущерб объектам экономики и населению.

Гидрологические опасные явления подразделяются на несколько видов

(рис. 4.6):

Рис. 4.6. Виды гидрологических опасных явлений

Гидрологические опасные явления

Высокие уровни воды (наводнения) Половодье

Дождевые паводки Заторы и зажоры

Ветровые нагоны Низкие уровни воды

Ледостав Ледоход

141

Наводнение – это затопление водой местности, прилегающей к реке, озеру

или водохранилищу, которое наносит урон здоровью людей или даже приводит

к их гибели, а также причиняет материальный ущерб.

По причинам возникновения наводнения подразделяются на несколько ви-

дов:

- половодье – сезонное таяние снега с максимальным стоком воды, отли-

чающееся длительным подъёмом уровня воды в реке;

- паводок – вызывается дождями и ливнями или таянием снега при зимних

оттепелях;

- заторные, зажорные наводнения – вызываются большим сопротивлени-

ем водному потоку, возникающим при скоплении ледового материала в суже-

ниях или излучинах реки во время ледохода (заторы) или во время ледостава

(зажоры).

- нагонные наводнения – вызываются ветровыми нагонами воды на берега

больших озёр, водохранилищ и в морские устья рек;

- наводнения, вызванные прорывом (разрушением) плотин;

- наводнения, вызванные подводными землетрясениями, извержениями

подводных или островных вулканов.

По размерам и наносимому ущербу наводнения бывают:

- низкие (малые) – вода затапливает низкие места, почти не нарушая ритма

жизни населения, наносит незначительный ущерб;

- высокие – существенно нарушают налаженную жизнь людей, наносят

значительный материальный ущерб, часто вызывая необходимость частичной

эвакуации населения;

- выдающиеся – охватывают целые речные бассейны, наносят большой ма-

териальный ущерб, затапливают населённые пункты и города, при этом возни-

кает необходимость в массовой эвакуации людей;

- катастрофические – полностью меняют жизненный уклад населения и

приводят к огромным материальным потерям, затапливая более 70 % сельско-

хозяйственных угодий.

Основными характеристиками наводнения являются:

- максимальный уровень воды;

- максимальный расход воды за время наводнения;

- площадь затопления;

- высота слоя воды;

- продолжительность затопления;

- температура воды;

- скорость подъема уровня воды.

Факторами, обусловливающими величины максимального уровня и мак-

симального расхода воды, являются:

а) для случаев весеннего половодья:

- запас воды в снежном покрове перед началом весеннего таяния;

- атмосферные осадки в период снеготаяния и половодья;

- осенне-зимнее увлажнение почвы к началу весеннего снеготаяния;

142

- глубина промерзания почвы;

- ледяная корка на почве;

- интенсивность снеготаяния (связанная с температурой воздуха).

б) для случаев паводка:

- количество осадков, их интенсивность и продолжительность;

- площадь охвата;

- увлажненность бассейна, предшествующая выпадению осадков;

- водопроницаемость почвы;

- рельеф бассейна;

- величины уклонов рек;

- наличие растительности и ее виды;

- хозяйственная деятельность человека;

- наличие и глубина промерзания почвы.

К основным характеристикам последствий наводнения относятся:

- численность населения, оказавшегося в зоне, подверженной наводнению;

- количество населенных пунктов, попавших в зону наводнения;

- количество предприятий в зоне затопления;

- протяженность затопленных автомобильных и железных дорог, линий

электропередачи, связи и коммуникаций, оказавшихся в зоне ЧС;

- количество погибших животных, разрушенных мостов и тоннелей.

На основе данных о гидрологическом режиме рек была составлена карто-

схема России, показывающая регионы РФ, где ежегодно сохраняется суще-

ственная угроза наводнений (рис. 4.7).

Рис. 4. 7. Районы РФ, где ежегодно сохраняется угроза наводнений

При подтоплении (подъем уровня грунтовых вод) вода проникает в подва-

лы через канализационную сеть, различного рода траншеи и коллекторы. В

случае же затопления местность покрывается слоем воды определенной высо-

ты.

143

Правила безопасного поведения при угрозе и во время наводнений. С

получением прогноза о возможности наводнения население оповещают об этом

по радио и телевидению.

При получении информации о начале эвакуации необходимо быстро со-

брать и взять с собой:

- пакет с документами и деньгами;

- аптечку;

- трёхдневный запас продуктов и питьевую воду;

- постельное бельё и туалетные принадлежности;

- комплект верхней одежды и обуви.

После этого необходимо прибыть в установленный срок на заранее назна-

ченный эвакуационный пункт для регистрации и отправки в безопасное место.

Если наводнение застало внезапно, то необходимо:

- быстрее занять возвышенное место и быть готовым к эвакуации;

- принять меры к подаче сигналов;

- в безопасном месте нужно находиться до спада воды, самоэвакуацию

можно проводить только в случае реальной угрозы вашей жизни.

После спада воды:

- нужно остерегаться оборванных и провисших проводов;

- продукты, попавшие в воду, можно употреблять только после их провер-

ки санитарной инспекцией;

- воду перед употреблением обязательно кипятить.

Перед тем как войти в здание после спада воды, нужно убедиться, что

вход в него не представляет опасности. Войдя в помещение, сразу же нужно

проветрить его. Не рекомендуется применять спички.

Ученые составили перечень самых опасных с точки зрения гидроэкологи-

ческих характеристик рек мира. В этот «опасный список» не включены реки,

которые в силу стараний человека теперь невозможны для «проживания» в них

рыб и других обитателей водоемов, но тогда список был бы, несомненно, длин-

нее.

Река Ориноко (Южная Америка) – весьма длинная река с порогами и водо-

падами. Для жителей прибрежных вод могут представлять опасность круглого-

дичные подъемы грунтовых вод к поверхности реки, так называемые апвеллин-

ги. Наводнения и быстрый спад воды могут снести с берега жилища и людей.

Река Конго (Центральная Африка) – опасность представляет водопад

Стэнли, который переходит в Адские ворота. Это узкий каньон на реке, где

скорость воды увеличивается по сравнению с обычным течением в несколько

раз, переходящий в серию порогов.

Река Амазонка (Южная Америка) – в сезон половодья разливается так, что

ее называют «Речным морем», глубина которого достигает 50 метров. Прилив-

ные волны сносят с берегов деревья, дома.

Река Янцзы (Китай) – круглогодичные дожди вызывают заторы на этой ре-

ке, что приводит к появлению водоворотов, изменению скорости реки за счи-

танные минуты. От гибели при наводнении не спасают ни дамбы, ни построен-

144

ные жителями плотины.

Река Брамапутра (Юго-Западный Тибет, Китай, Бангладеш, Индия) – тая-

ние снегов в Гималаях вызывает обширные половодья, наводнения.

Особую категорию гидрологических опасностей составляют сели.

Селями называются грязевые или грязекаменные потоки, внезапно возни-

кающие в руслах горных рек вследствие резкого паводка, вызванного интен-

сивными ливнями, бурным снеготаянием и другими причинами. Сели пред-

ставляют большую опасность вследствие заключающейся в них огромной энер-

гии и высоких скоростей движения, обусловливающих внезапность их появле-

ния. Сели разрушают находящиеся на их пути постройки, наносят большой

ущерб обрабатываемым землям и урожаю, приводят к человеческим жертвам.

Известны случаи, когда под селевыми потоками были погребены селения и да-

же города. Разрушительному воздействию селей неоднократно подвергались

такие крупные города, как Алма-Ата, Ашхабад, Ереван. Под угрозой селевых

потоков находятся многие селения и хозяйственные объекты в горных обла-

стях.

Одно из крупнейших наводнений селевого характера имело место в 1921 г.

в г. Алма-Ате, где грязекаменным потоком было снесено несколько сот домов и

погибло несколько десятков человек. Объем вынесенного этим селем каменно-

го материала превышал 1,5 млн. м3, а его масса - 3 млн. т. Сильное наводнение

селевого характера имело место в г. Ереване в 1946 г.

При селях в водоток поступает огромное количество твердого материала,

объем которого может достигать сотен миллионов - миллиардов кубических

метров.

Для образования селя необходимо быстрое поступление в русла рек боль-

ших объемов воды, значительные уклоны земной поверхности, наличие легко

смываемого рыхлого мелкообломочного материала. Такие условия обычно

имеют место в горной местности. Поэтому на территории России основными

районами, опасными по проявлению селей, являются Кавказ, Прибайкалье, За-

байкалье, Дальний Восток, Сахалин, Камчатка.

Образование селей зависит от совокупного действия целого ряда природ-

ных факторов. Это геологическое строение местности (литология, последова-

тельность накопления пород и др.), тектонические движения земной коры, ре-

льеф склонов, климатические и гидрогеологические условия, растительный и

животный мир.

Геологическое строение местности определяется видом слагающих по-

верхностный слой горных пород. Прочные горные породы с жесткими внут-

ренними связями (магматические, метаморфические, некоторые осадочные)

непосредственно не участвуют в селевых процессах. Они лишь являются ис-

точником рыхлообломочного материала для селей при своем разрушении в

процессе выветривания и других видах разрушения. В селевых потоках прини-

мают участие рыхлые породы; при больших скоростях и расходах воды в них

могут принимать участие и слабые осадочные породы.

Тектонические движения Земли, следствием которых являются землетря-

145

сения, сопровождаются обвалами и оползнями и поэтому играют важную роль

в формировании твердой составляющей селевого потока. Сильные землетрясе-

ния нередко были причинами образования селей. Аналогичный результат мо-

жет вызвать и вулканическая деятельность.

Климатические условия определяют формирование жидкой составляющей

селей, а также и их твердой составляющей, поскольку влияют на разрушение

горных пород.

Гидрогеологические условия определяют прежде всего величину поверх-

ностного стока воды: чем меньше водопроницаемость почвы и подстилающих

ее горных пород, тем меньше воды при выпадении атмосферных осадков ухо-

дит в породы, тем больше поверхностный сток воды, тем благоприятнее усло-

вия для образования селя. В формировании жидкой составляющей селя могут

принимать участие также подземные воды. Подземные воды могут разрушать

горные породы, способствуя подготовке твердой фракции селя.

Растительный покров, связывая почву, способствует предупреждению об-

разования селей. Лесные почвы, более рыхлые, способствуют проникновению

воды вглубь, уменьшая ее поверхностные стоки. В то же время полеглая трава,

создавая для осадков эффект "крыши", способствует усилению поверхностного

стока вод.

Звери могут способствовать разрушению почвы и тем самым образованию

твердой составляющей селей. Такие воздействия могут оказывать некоторые

грызуны, проделывая в почве подземные ходы. Многие грызуны, поедая травя-

ной покров, особенно его корневую систему, способствуют эрозии почвы.

Активизации селевых процессов может способствовать хозяйственная дея-

тельность человека, прежде всего уничтожение лесов, луговой растительности

в результате чрезмерного выпаса скота, размещение отвалов горных пород в

руслах водотоков и в нижних частях склонов, гидротехническое строительство.

Хищническая вырубка лесов в ХIХ в. привела к сильнейшей активизации

селей в приальпийских странах (Франция, Австрия, Швейцария). По этой при-

чине активизировались селевые процессы в Карпатах в 40-60-х гг. XX в. В За-

байкалье и на Дальнем Востоке аналогичное значение имеют лесные пожары.

Чрезмерный выпас скота на горных пастбищах приводит к разрушению

дернового покрова, ухудшению фильтрационных свойств почв и, как следствие,

к активизации эрозии и формированию очагов зарождения селей.

При разработке месторождений полезных ископаемых в горной местности

часто пустая порода складируется в отвалах на крутых склонах или в руслах

временных или небольших водотоков. Во время паводков отвалы размываются

и существенно участвуют в формировании твердой составляющей селевых по-

токов. Примером тому являются селевые потоки у г. Новороссийска, твердая

составляющая которых формируется из отвалов карьеров цементных заводов.

Отвалы Садонского рудника (Северный Кавказ) формируют твердую составля-

ющую селей на реке Ходка. Подобных примеров достаточно много.

Формирование селя состоит в формировании его жидкой и твердой состав-

ляющих.

146

У большинства селей жидкая составляющая формируется за счет дождей и

ливней. Меньшую роль играет таяние снега и льдов. Возможно формирование

жидкой составляющей селей в результате прорывов ледниковых озер и завалов

долин рек. Так, в Средней Азии в период с 1870 по 1959 г. в 37 % случаев про-

хождения селей их жидкая составляющая формировалась за счет дождей и лив-

ней и лишь 7,2 % - за счет таяния снега и ледников. На Кавказе формирование

жидкой составляющей селей за счет прорывов ледниковых озер и завалов до-

лин рек составляет всего 1,4 %. В то же время прорывы завальных озер харак-

терны высокой интенсивностью формирования жидкой составляющей селей.

Например, при внезапном обрушении больших масс горных пород в виде

оползней и обвалов в завальные озера расход воды при ее переливе через завал

может достигать 200000-300000 м 3 /с, а высота волны над гребнем плотины - 70

м. Поэтому с прорывами завальных озер обычно связаны катастрофические

проявления селей (в Средней Азии за последние 75 лет зарегистрировано 10 ка-

тастрофических проявлений селей, образованных вследствие прорыва заваль-

ных озер).

При дождях и ливнях интенсивному стоку вод по поверхности способству-

ет слабая водопроницаемость почвы, ее большая начальная влажность, а также

полеглый травяной покров на крутых склонах.

Интенсивное таяние снега часто связано с обильными снегопадами в горах

в середине лета и последующим наступлением теплой солнечной или теплой

дождливой погоды.

Интенсивное таяние ледников может быть результатом вулканической де-

ятельности с извержением лавы. В 1877 г. извержение вулкана Котопахи (Эква-

дор) привело к очень быстрому таянию ледников. В результате уже через час

после извержения лавы все окрестные долины были залиты грязекаменными

потоками. В одном из ущелий ширина селя достигала 100 м, глубина 60 м. Ско-

рость потока при выходе из ущелья была 10 м/с, а расход потока - около 60000

м 3 /с. За 3 ч сель прошел 111 км.

Обычно сели движутся со скоростями порядка 10-15 км/ч. Содержание

твердой составляющей в селевом потоке превышает 100 кг на 1 м 3 воды. Масса

отдельных камней, перемещаемых селевым потоком, достигает 10 т и более.

В селевом потоке заключена огромная энергия. Расчеты показывают, что

сила давления, испытываемого стеной небольшого индивидуального дома от

селевого потока, достигает 25-30 тс.

Твердая составляющая селя в большинстве случаев формируется за счет

сноса со склона в русло водотока продуктов разрушения коренных пород либо

за счет размыва рыхлообломочных четвертичных (молодых) отложений.

Твердая составляющая селей может формироваться за счет материалов за-

пруд горных рек. Запруды горных рек обычно вызываются оползнями, обвала-

ми, селями из боковых притоков, осовами осыпей. Запруды от оползней и обва-

лов могут существовать очень долго и приводить к значительному накоплению

воды в водостоке. Лавины, сели, осовы осыпей обычно создают небольшие за-

пруды, которые прорываются через несколько часов или суток. Причиной про-

147

рывов больших древних завалов могут быть землетрясения.

Твердая составляющая может формироваться также за счет размыва лед-

никовых морен и материала извержения вулканов. Например, при извержении

вулкана Ксудач на Камчатке было выброшено около 3 млрд. м 3 рыхлого мате-

риала. При извержении вулкана Авача там же в 1945 г. мощность слоя выпав-

шего пепла составила 45 мм. Эти продукты извержения формируют твердую

составляющую селевых потоков (лахаров), образующихся при извержениях

вулканов, часто сопровождающихся ливнями. Примером таких селей являются

грязевые потоки, образовавшиеся при извержении вулкана Везувий в 79 г., ко-

гда под ними и слоем пепла были погребены города Помпеи, Геркуланум, Ста-

бия, располагавшиеся у подошвы этого вулкана.

После зарождения селя, т.е. после завершения формирования его жидкой и

твердой составляющих, селевой поток продолжает двигаться по руслу. При

этом важнейшей особенностью движения потока является его пульсирующий

характер, который проявляется в том, что поток движется в виде системы чере-

дующихся по его длине селевых валов. Такой характер движения формируется

крутыми поворотами русла, изменением его продольных уклонов и ширины,

наличием заторов. Пульсирующее движение селя определяется также неравно-

мерностью поступления в него жидкой и твердой составляющих. В зависимо-

сти от конкретных условий количество валов в селевом потоке может изме-

няться от нескольких единиц до нескольких сотен, а их высота может достигать

десятков метров. Например, в селевом потоке, который прошел по руслу реки

Большой Алмаатинки (г. Алма-Ата) в 1977 г., количество валов составило 200-

300, их высота достигала 20 м, а в отдельных случаях - 30 м.

Защита от селей включает прогноз селеобразования и проведение специ-

альных мероприятий.

Прогноз представляет собой предсказание периода активизации селевых

явлений или оценка изменений селевого режима и соотношения генетических

типов селей на определенный момент будущего времени. Заблаговременность

прогноза - от нескольких лет до нескольких десятков лет. Прогноз периодов ак-

тивизации селевых явлений, продолжительностью от одного года до несколь-

ких лет строится на базе циклов солнечной активности. Он включает следую-

щие этапы: выявление связи хода селевой активности (случаев схода) с кривы-

ми хода определяющих факторов - солнечной активности, микроформ атмо-

сферной циркуляции, температуры воздуха, осадков; прогноз хода - метеоэле-

ментов путем экстраполяции по их длинным рядам; прогноз селевой активно-

сти на основе выявленной корреляции селевой активности с определяющими

факторами; конкретная реализация прогноза на основе среднемасштабной кар-

ты селевой активности, на которую накладывается карта районирования по ре-

жиму метеопараметров. Оценка изменения селевого режима и соотношения ге-

нетических типов селей на какой-либо момент времени ближайших десятиле-

тий дается на базе оценок климатических изменений. Существующие сценарии

климатических изменений в связи с глобальным изменением климата позволя-

ют рассчитать минимально необходимые параметры температуры воздуха,

148

осадков, других показателей. Выводы об изменении (величине или тенденции)

селевой активности и соотношения генетических типов селей делаются путем

пространственно-временных аналогий.

Прогноз селеопасности завершается оценкой возможных последствий дей-

ствия селевых потоков. Эта оценка выполняется на основе оценок расходов се-

левых потоков, их скорости движения, объемов выноса твердой составляющей,

глубины потоков, выполняемых специальными методами.

Специальные мероприятия по защите от селей включают агролесомелио-

ративные мероприятия и строительство специальных гидротехнических соору-

жений.

Агролесомелиоративные мероприятия состоят в закреплении почв и расти-

тельного покрова, в частности включают лесонасаждения, скрепляющие почву

и предохраняющие ее от размыва.

Специальные гидротехнические сооружения - это плотины, служащие для

задержания твердой составляющей селей и регулирования стока воды; котлова-

ны; искусственные русла для отвода селевого потока в специально предназна-

ченные водоприемники. Характерным примером использования плотин для

борьбы с селями является сооружение противоселевой плотины над Алма-Атой

в Медео. В 1973 г. эта плотина защитила город от мощного селевого потока,

предотвратив неминуемую катастрофу.

4.2.3 Ледники как источник опасностей

Ледник – масса льда преимущественно атмосферного происхождения, ис-

пытывающая вязкопластическое течение под действием силы тяжести и при-

нявшая форму потока, системы потоков, купола (щита) или плавучей плиты.

Образуются ледники в результате накопления и последующего преобразования

твёрдых атмосферных осадков (снега) при их положительном многолетнем ба-

лансе.

Общим условием образования ледников является сочетание низких темпе-

ратур воздуха с большим количеством твёрдых атмосферных осадков, что име-

ет место в холодных странах высоких широт и в вершинных частях гор. Одна-

ко, чем больше суммы осадков, тем выше могут быть температуры воздуха.

Так, годовые суммы твёрдых осадков меняются от 30-50 мм в Центральной Ан-

тарктиде, до 4500 мм на ледниках Патагонии, а средняя летняя температура от

−40 °C в Центральной Антарктиде, до +15 °C у концов самых длинных ледни-

ков Средней Азии, Скандинавии, Новой Зеландии, Патагонии.

Глобальная роль ледников проявляется прежде всего в их климатическом и

гидрологическом воздействии. В настоящее время очевидна тенденция к усиле-

нию этой значимости.

После похолодания 1960-1970-х годов наступил период потепления, вклад

в которое вносит и парниковый эффект двуокиси углерода, связанный с антро-

погенными факторами. Таяние ледников приводит к повышению уровня Миро-

149

вого океана. Определено, что 1 млн. км 3 льда эквивалентен слою воды в океане

толщиной около 2,5 м. При суммарном объеме льда 27 млн. км 3 подъем уровня

океана за счет ледников может составить 67,5 м.

Естественно, что эта величина чисто теоретическая. В последние десятилетия

темпы повышения уровня составляют 1,5 мм/год. В случае глобального повы-

шения температуры на 1,5-2°С к середине нынешнего столетия уровень Миро-

вого океана может повыситься на 0,4-0,8 м, при этом на 0,2-0,3 м за счет таяния

ледников, а остальной подъем будет связан с тепловым расширением воды. Это

приведет к затоплению обширных заселенных территорий.

Прямое или косвенное влияние ледников испытывают люди и многие объ-

екты и виды человеческой деятельности: жилая застройка, транспорт, растение-

водство, животноводство, гидроэнергетика, горнодобывающая промышлен-

ность и т.д.

В некоторых случаях ледники оказываются виновниками гибели людей – в

основном из-за обвалов, единовременных обрушений значительных масс льда.

Наиболее крупные обвалы характерны для таких горных районов, как Гималаи,

Каракорум, Памир и Анды, а в России – для центрального Кавказа, от Эльбруса

до Казбека. Например, мощные обвалы ежегодно происходят на ледопаде лед-

ника Кашкатош в массиве Эльбруса.

Опасные обвалы относительно меньших размеров случаются на ледниках

северного склона Главного Кавказского хребта в пределах Карачаево-

Черкессии, Кабардино-Балкарии, Северной Осетии, Ингушетии, Чеченской

Республики и Дагестана. Наиболее значительные по своим

последствиям обвалы произошли в 1962 и 1970 гг. на леднике горы Уаскаран

(6768 м) в перуанских Андах. Например, 10 января 1962 г. висячий край ледни-

ка северной вершины Уаскарана, длиной почти 1 км и толщиной более 30 м,

общим объемом 2–3 млн. м 3 , без каких-либо сейсмических воздействий обру-

шился с высоты около 700 м на нижележащий ледник. В результате захвата ча-

сти его морены и дальнейшего продвижения вниз по долине обвал преобразо-

вался в сель объемом 13 млн. м 3 . При его прохождении было полностью раз-

рушено 6 селений, в том числе крупный поселок Ранраирка. Погибло 4 тыс.

чел. и 10 тыс. домашних животных.

Широко известна Маттмаркская ледниковая катастрофа 30 августа 1965 г.

в Швейцарии. Глыба льда объемом около 1 млн. м 3 , оторвавшись от конца лед-

ника Алалин, соскользнула вниз по склону в 27° на 400 м по вертикали, а затем

по инерции продвинулась еще на 400 м по плоскому дну долины р. Заас, погу-

бив 88 чел. на строительстве плотины. В Альпах же при обрушении нижней ча-

сти ледника Тэт-Русс в июле 1892 г. было

разрушено несколько селений и погибло 125 чел. В августе 1949 г. произошел

обвал ледника Тур в районе Шамони объемом 0,5 млн. т льда, что соответство-

вало величине 40-летней аккумуляции, погибло 9 чел..

Косвенное воздействие связано в основном с возникновением ледниковых

озер, неизбежные прорывы которых вызывают катастрофические паводки. Так,

в результате прорыва в 1941 г. ледниково-подпрудного оз. Палькочоча, распо-

150

ложенного недалеко от уже упоминавшейся горы Уаскаран, был разрушен г.

Уарас, при этом погибло около 6 тыс. чел.

Еще один вид косвенного воздействия – трансформация ледниковых пуль-

саций в сели. Наиболее катастрофические последствия имели трансформации

при подвижках ледника Колка на Северном Кавказе. Летом 1902 г. погибло не-

сколько десятков человек, а через 100 лет, 20 сентября 2002 г., – более 100 че-

ловек.

Влияние ледников на жилые строения происходит как под действием ката-

строфических факторов (прорывы подпруженных ледниковых озер, обвалы

льда и ледниковые сели), так и вследствие медленного продвижения ледников.

Ледники по различным причинам (прежде всего под действием климатических

факторов) периодически наступают или отступают. Например, ледник Федчен-

ко на Памире наступал в 1868-1870 и 1910-1923 гг. Конец его языка быстро

продвигался на 800-1000 м, а потом медленно возвращался назад. На фоне об-

щего отступления кавказских ледников в 1890–1960 гг. многие из них продви-

гались вперед в 1910-1920 гг.. Сейчас при отступлении ледников Исландии и

Гренландии из-подо льда появляются остатки строений викингов.

Для судоходства представляют опасность ледники, выдвигающиеся в море,

перекрывающие бухты и фьорды, а также продуцирующие большое количество

айсбергов.

Опасность ледников для трубопроводов реально существует в западной

Канаде и на Аляске, где нефтепроводы проложены близ ледников.

Для авиационного транспорта потенциальную угрозу представляют ледниковые

обвалы. Крупные обвалы сопровождаются мощной воздушной волной, перено-

сящей тучи снега и ледяных осколков. Клубы снежной пыли вызывают времен-

ную потерю видимости у экипажей заходящих на посадку или взлетающих вер-

толетов. Подобная ситуация реальна для вертолетного аэродрома международ-

ного альпинистского лагеря вблизи ледника Трамплинный на Памире, где об-

валы льда происходят практически ежедневно.

Что касается защитных мер, то каких-либо инженерных мероприятий и

средств для предотвращения подвижек ледников или ледниковых обвалов не

существует, поэтому единственным доступным способом предотвращения

ущерба является исключение опасной зоны из использования. Меры защиты от

прорывов подпруженных ледниковых озер полностью укладываются в обыч-

ную схему противопаводковых и противоселевых мероприятий.

4.2.4 Опасности Мирового океана

Моря и океаны с давних времён тянули человека таинственностью и вели-

колепием. Тёплые ласкающие волны манят людей к пляжам и курортам, а шум

прибоя, всегда навивает хорошее настроение, и рождает улыбку на устах. Но у

всего в нашем мире есть и обратная сторона. Волны тому не исключения. То,

что дарит красоту и радость может принести катастрофу. Волны водной стихии

– гигантская и неукротимая сила, которая всегда вынуждала человечество с со-

151

бой считаться.

Именно эта сила способна уничтожить всё, к чему прикасается, способна

сеять разруху и опустошение. Природа происхождения волн ясна и весьма хо-

рошо изучена. Причиной волн могут быть морские и океанические ветра, пере-

мещающиеся корабли и даже брошенный в воду камень. Всё это волны, пусть

даже небольшие. Но «творцы» волн существую не только на нашей планете.

Они покоятся в космосе. Луна и Солнце, обладают огромным притяжением, ко-

торое распространяется и оперирует в космических размахах, рождая приливы

и отливы (а значит и волны) в земных морях и океанах.

Как правило, волны воздействуют лишь на самые верхние водные слои, и

развивают скорость движения не больше чем велосипедист на спортивном тре-

ке (рис. 4.8). А в самый разгар стихии, высота волн может приравняться к высо-

те 10-15 этажного дома. Но даже такие огромные по высоте волны касаются

лишь только поверхностных водных масс и не затрагивают глубинных. Не-

смотря на свою необузданность и непокорность, волны, всё же направляются в

нужные людям «русла». Современная наука доказала, что именно волны и ста-

нут неограниченным и экологически совершенным ключом энергии уже в бли-

жайшие десятилетия. Волны будут мирно покачивать покоящиеся на них спе-

циальные миниатюрные гидротурбины, которые в свою очередь будут давать

электроэнергию для целых городов.

Рис. 4.8. Изменения скорости и амплитуды морских волн во время цунами

Общей причиной возникновения данного явления предстает активность,

происходящая в недрах земли. В большей массе ситуаций цунами провоцируют

землетрясения (подводные). Согласно исследованиям, самые сильные из по-

следних (после которых волны действительно наносят крупный ущерб), случа-

ются неподалеку от Камчатки. Это обусловлено нахождением здесь участка

недр, где постоянно происходят процессы, итогом которых является выброс

152

энергии. Зафиксирована прямая зависимость силы волны от силы землетрясе-

ния. Влияет также глубина, на которой свершился толчок – если она не слиш-

ком большая, цунами будет сильнее. Оползни тоже могут быть виновниками

цунами – только не обычный сход горной породы, а обусловленный ее падени-

ем в воду, а также крупным объемом обрушившегося материала.

От высоты, с которой обрушился материал, также зависит мощь последу-

ющего цунами. Зафиксированы случаи на Аляске и Индонезии. Активность

вулкана в толщах воды – производимый эффект может быть сравним с земле-

трясением. В качестве примера вспоминается извержение Кракатау, которое

само по себе было очень мощным (произошло в конце XIX в.), и привело к по-

явлению волны, высота которой превышала 30 м. Антропогенный фактор явля-

ется также достаточно серьезной причиной для появления и образования цуна-

ми.

При испытаниях атомного оружия, или военных действиях возникновение

волн нередко, но т.к. они происходят обычно в океане, до берега волна не дохо-

дит. Достаточно редким событием может быть попадание в океан космического

тела – в этом случае волна будет огромной. Исследователи говорят о том, что

несколько десятков млн. лет падение метеорита привело к возникновению не-

вероятной волны, которая, возможно, и привела к гибели динозавров. Еще од-

ной, вполне банальным основанием, может быть ветер. Он может вызвать

большую волну только при соответствующих обстоятельствах – давление воз-

духа должно быть надлежащим

Цунами – японское слово, которое трактуется как «большая волна». Это и

есть длинная волна, а иногда серия таковых, спровоцированная сильным коле-

банием воды. Существует целый ряд причин зарождения цунами, из которых

самой распространенной считается подводное землетрясение (около 85% слу-

чаев). Подземный толчок возвышает одну часть дна и опускает другую по от-

ношению к общему уровню, что вызывает доходящее до поверхности передви-

жение воды по вертикали. Вся масса пытается прийти к первоначальному со-

стоянию, что ведет к образованию серии волн.

Когда это творится в открытом океане на большой глубине (например,

4000 метров), скорость движения волн может доходить до 700 км/ч, а высота

редко превышает 1 метр. Поэтому для судна, плавающего в открытом море, цу-

нами угрозы не представляет. Но ближе к берегу, то есть к мелководью, ско-

рость волны идет на спад, а высота возрастает и может равняться 30-40 метров.

На этом этапе цунами уже являет собой серьезную угрозу для всего, что разме-

щается на побережье. Не все подводные землетрясения могут стать провокато-

рами появления цунами. Как правило, это бывает землетрясение с близко раз-

мещенным очагом (рис. 4.9). Впрочем, прогнозирование цунамигенности зем-

летрясения до нашего времени остается нерешенной задачей.

153

Рис. 4.9. Схема возникновения волн цунами при смещении участка морского

дна

Помимо землетрясения, цунами могут быть порождены оползнями, под-

водными взрывами, подводными же извержениями вулканов и падением ме-

теоритов. Эффект, производимый перечисленными явлениями, схож с выше-

описанными. В каждом из этих случаев возникают вертикальные перемещения

водных масс с последующим возвращением воды к первоначальному уровню.

Существует также явление, именуемое «Риссага», когда колебание воды проис-

ходит под воздействием резкого перепада давления. Эти метео-цунами встре-

чаются в районе Балеарских островов. С этим не следует путать просто высокие

(до 20 метров) волны, порожденные ветром. Последнее не является цунами, так

как движение воды осуществляется только на поверхности, у него короткий пе-

риод, а волны просто не доходят до берега.

Если человек оказался в области (к примеру, на Камчатке, Сахалине, Ку-

рилах, побережье Тихого Океана), где существует угроза цунами, одна из пер-

вых ваших задач – выработать план эвакуации на случай сигнала о приближе-

нии волны цунами. Нужно точно знать оповестительный сигнал, а также грани-

цы опасной зоны. Следует помнить, что наиболее рискованные области – это

устья рек, проливы и бухты. Когда будет подан сигнал, необходимо точно знать

кратчайшие пути выхода за пределы зоны опасности. Разумно будет выбрать с

близкими укромное место, куда все соберутся в случае объявления о прибли-

жении цунами. Если дом находится в цунамиопасной области, необходимо,

чтобы всегда была собрана сумка с медикаментами и небольшим запасом не-

портящихся продуктов, а также чтобы все документы и хоть какие-то деньги

были под рукой. Есть признаки цунами, которые тоже могут стать сигналом.

Сильное отступление воды от береговой линии, мелкое подтопление при-

брежной области, а также бегство животных в направлении возвышенностей –

всё это предвестия цунами. Во время поступления сигнала можно оказаться где

угодно: в помещении, на открытом пространстве вдали от границ зоны без-

опасности, наконец, в воде. В любом случае нужно действовать незамедлитель-

но, так как с момента поступления сигнала будет от нескольких минут до полу-

часа. Если сигнал застал дома, следует выключить электричество и газ, взять

заранее уложенные необходимые вещи и бежать к безопасным местам. Или

ехать на автомобиле. При этом существует правило подбирать по дороге бегу-

154

щих людей. Когда времени в обрез, можно укрыться и в помещении, удалив от

себя стеклянные предметы.

Наиболее защищенные точки – у внутренних основательных стен. Если

человек находиться не в помещении, а на дорогу до зоны безопасности уже нет

времени, надо найти любую преграду (например, дерево) и обхватить ее. Если

же человек оказался в воде, лучше всего уцепиться за какой-нибудь крупный

плавающий предмет и конечно снять всю одежду и обувь, в случае если это на

вас было надето. Главное, не поддаваться панике. Цунами иногда приходят се-

риями, с промежутками около часа, поэтому возвращаться в цунамиопасную

зону можно не раньше, чем через 3 часа после поступления последнего сигнала.

Цунами способно стать причиной краха целой страны. Примером этого

могут служить цунами в Юго-Восточной Азии в 2004 г.

По оценкам специалистов для того, чтобы полностью восстановить свою

экономику, странам, которые пострадали от этой разрушительной волны, по-

требуется около десяти лет. По различным оценкам ущерб, который был нане-

сен волной, составил 20 млрд. долларов. И это – только экономические послед-

ствия.

Цунами приносят ущерб не только тем странам, которые оказываются под

прямым ударом волны. После того, как в Азии произошла трагедия, туристы

спешно начали отказываться от своих туров в страны, оказавшиеся под ударом.

У людей попросту началась паника, а туристические фирмы по всему миру те-

ряли деньги. Однако, 2004 год не является самым смертоносным годом для цу-

нами. Примерно две с половиной тысячи лет назад цунами привело к гибели

еще большего количества человеческих жизней. При этом трагедия произошла

не в огромном Тихом Океане, а в небольшом Средиземном море.

От гигантской волны, которую спровоцировал вулкан Санторин, погибла

целая цивилизация. На расстоянии 120 км от вулкана находится остров Крит. К

моменту трагедии на острове обосновалась древняя весьма могущественная ци-

вилизация с огромными каменными городами-дворцами, всесильными прави-

телями. Крито-микенский флот был властелином средиземноморья. Но, в один

момент цунами нанесло цивилизации острова Крит ущерб, который нельзя

сравнить ни с одним нашествием вражеской армии. Мощное государство не

смогло «залечит раны». Оно распалось, и гигантские города-дворцы были по-

кинуты людьми, выжившими после трагедии, и заброшены на две с половиной

тысячи лет.

Другие опасности гидрологического характера возникают во время волне-

ния и морских течений.

Волны могут представлять опасность даже при трехбалльном волнении

моря. А поэтому заниматься подводным спортом во время волнения не только

не рекомендуется, но и не разрешается. Однако в практике подводного спорта

нередки случаи, когда приходится идти в воду в такое время. Они могут быть

вызваны необходимостью выполнения специальных заданий, спасения утопа-

ющих. Но бывает и так, что аквалангист уходит под воду в штиль, а возвраща-

155

ется на берег в шторм, когда совершенно неожиданно налетает шквальный ве-

тер, моментально разгоняющий большую волну.

Волны бывают ветровые, т. е. возникающие в период действия ветра, и

волны – зыби, образовавшиеся в период спада волнения.

Ветровые, или как их еще называют, трехмерные волны, характеризуются

беспорядочностью перемещения и хаотичностью форм, а волны – зыби (двух-

мерные) – строгой направленностью перемещения и правильностью форм.

Вышеуказанные волны оказываются наиболее опасными в прибрежной

зоне и менее опасны в открытом море.

По мере приближения к берегу волны теряют скорость. При этом умень-

шается их длина и увеличивается высота. Эта зона прибоя наиболее опасна для

человека.

В морях и океанах действуют различные по характеру течения: постоян-

ные, временные и периодические. Постоянные течения беспрерывно проходят в

одном направлении и имеют постоянную скорость. Временные течения часто

меняют направление, скорость и действуют непостоянно. Периодические тече-

ния возникают через определенные промежутки времени.

Опасности, вызванные морскими течениями, связаны с увеличением ско-

рости перемещения воды.

Менее опасными являются постоянные течения, так как они находятся да-

леко от берега в открытых районах морей и океанов и имеют большие постоян-

ные скорости, нередко превышающие 1 м/с

Больше опасностей можно встретить при нырянии в районе ветровых те-

чений. Установлено, что в прибрежной зоне ветровые течения могут быть

вдоль берегового продольного и поперечного характера.

Вдольбереговые течения наблюдаются на мелководных участках побере-

жья. Особенно часто они встречаются у берегов, вдоль которых тянутся ряды

подводных валов. Вдольбереговые течения образуются только при волнении.

Опасность их выражается в больших скоростях. Чтобы избежать опасности,

необходимо определить скорости продольного течения, быть всегда начеку и

действовать осторожно.

Гораздо реже спортсменам-подводникам приходится встречаться с ветро-

вым течением в открытом море, имеющим направление, обратное действию

ветра, и проявляющимся не на поверхности, а на глубине от 5 до 20 м, т. е. там,

где ослаблено воздействие волн.

Течения временного характера наблюдаются не только в штормовой пери-

од, но и в штиль. Это бароградиентные течения, возникшие от разности атмо-

сферного давления, характеризующиеся большими скоростями, всегда прояв-

ляющиеся в поверхностном слое воды.

Периодические течения наблюдаются в северных и восточных морях. Они

характеризуются сменой приливов и отливов один раз в сутки (суточная смена

приливо-отливов) и два раза в сутки (полусуточная смена приливо-отливов). У

берегов их следует опасаться в заливах, бухтах и проливах, где скорости при-

ливо-отливных течений могут превышать 4 м/сек.

156

Особенно опасны отливные течения, скорости которых значительно пре-

вышают скорость приливного течения.

Опасности биологического характера. Отравление человека в воде может

быть вызвано ядом морских животных, который вносится в организм посред-

ством укола или прикосновения.

В воде укол не всегда чувствителен, а морской еж, укалывая, оставляет в

теле пострадавшего иглу. Почувствовав укол, необходимо выйти на берег и вы-

тащить иглу, затем выдавить из ранки кровь и место укола смазать нашатыр-

ным спиртом. Наиболее часто уколы получают от таких рыб, как скорпена

(морской ерш) и морской дракон (морской скорпион).

Ядовитые уколы скорпена наносит жаберными шипами и лучами спинного

и грудных плавников. Эта рыба наносит укол, вызывающий опухоль.

Более ядовитыми оказываются уколы, нанесенные морским драконом. Его

можно узнать по серому цвету и несколько взъерошенным плавникам. По

внешнему виду он напоминает бычка. Укол дракона ядовит и вызывает острую

боль, сердечный приступ, нарушение дыхания и потерю сознания. Известны

случаи, когда уколы дракона приводили к смертельному исходу.

Наиболее опасной для человека оказывается встреча с медузой – гонионе-

мой – крестовичком. Это совсем маленькая, диаметром не более пяти санти-

метров, с крестом на куполе, прозрачная и едва заметная в воде медуза облада-

ет сильным ядом, поражающим человека. В Мировом океане нет медузы, кото-

рая обладала бы таким сильным ядом, как гонионема.

В случае если человек коснулся гонионемы, нужно немедленно выйти из

воды, смазать обожженное место нашатырным спиртом и быстро следовать в

ближайший медицинский пункт.

Гонионемы довольно часто появляются у берегов Японского моря. Излюб-

ленное место этих медуз- заросли водорослей.

В открытой части Японского моря, у Сахалина, Курил и Камчатки не ис-

ключена встреча с акулами, которые также представляют опасность для чело-

века.

Другими опасными обитателями дна является морская лисица. Известны

случаи, когда она нападала на человека. Морская лисица не только прячется в

водорослях, но и зарывается в песок, следовательно, на нее легко наткнуться

или наступить. Тогда морская лисица поражает ныряльщика хвостом, на кото-

рым имеются загнутые, как крючки, шипы. Удары бывают настолько сильны-

ми, что человек может получить не только царапины, но и тяжелые раны.

В морях следует опасаться другого «агрессора» - морского кота, на хвосте

которого насажен острый снабженный ядом шип. Он так же, как и морская ли-

сица, зарывается в песок. Морской кот переходит к защите и ударами хвоста

наносит раны, занося в организм человека яд. У пострадавшего появляется рез-

кая боль пораженного участка тела.

157

ГЛАВА 5. ТЕХНОГЕННЫЕ ОПАСНОСТИ

5.1. Техносфера и ее опасности

5.1.1. Определение и структура техносферы

Биосфера – область существования и функционирования живой материи. В

биосфере можно выделить три элемента: люди, природа, техносфера.

Техносфера – это часть биосферы, коренным образом преобразованная че-

ловеком в инженерно-технические сооружения: города, заводы и фабрики, ка-

рьеры и шахты, дороги, плотины, водохранилища и т.п.

В структуру техносферы входят следующие потенциально опасные объ-

екты:

1. Ядерно-опасные и радиационно опасные объекты (атомные электростан-

ции, исследовательские реакторы, предприятия топливного цикла, хранилища

временного и долговременного хранения ядерного топлива и РАО).

2. Химически и биологически опасные объекты

3. Объекты, содержащие взрывчатые вещества с энергией возможного взры-

ва, эквивалентной 4,5 тонн тринитротолуола.

4. Объекты добычи, переработки, хранения и транспортировки нефти и газа;

5. Гидротехнические сооружения 1 и 2 классов.

6. Тепловые электростанции мощностью свыше 600 МВт.

7. Морские порты, аэропорты с длиной основной взлетно-посадочной поло-

сы 1800м и более, мосты и тоннели длинной более 500м, метрополитены.

8. Предприятия по подземной и открытой (глубина разработки свыше 150м)

добыче и переработке (обогащению) твердых полезных ископаемых.

Техносфера порождает опасности техногенного и природно-техногенного

характера.

Под техногенными опасностями будем понимать опасности, возникающие

в ходе функционирования потенциально опасных объектов.

Под природно-техногенными опасностями понимают опасные природные

процессы, возникшие под воздействием техносферы

К техногенным опасностям отнесем:

1. Взрывные и пожарные опасности.

2. Радиационные опасности.

3. Химические опасности.

4. Гидротехнические опасности.

5. Транспортные опасности.

6. Опасности, связанные с коммунальным хозяйством. (Каждая вторая ава-

рия в РФ происходит на сетях теплоснабжения, а каждая пятая – на сетях водо-

снабжения и канализации).

158

5.1.2. Причины аварий и катастроф

К причинам аварий и катастроф в России (табл. 5.1) относятся:

1. Неизбежное увеличение объема производства, увеличение объема пере-

возок и хранения взрывоопасных, пожароопасных, токсичных химических и

радиоактивных веществ (увеличение объема производства).

2. Введением в производство новых технологий, требующих высокой кон-

центрации энергии, опасных для жизни человека веществ и оказывающих ощу-

тимое воз действие на компоненты ОПС (введение технологий с высокой кон-

центрацией энергии).

3. Высокая концентрация населения вблизи ПОО экономики, связанной с

общей урбанизацией образа жизни. Так в РФ численность городского населе-

ния составляет 75% численности страны, при этом только 15% горожан прожи-

вают на территории с уровнем загрязнения атмосферы, отвечающим гигиениче-

ским нормам (высокая концентрация населения вблизи ПОО).

Факторы повышения техногенной опасности в России

К факторам повышения техногенной опасности в России относятся:

1. Стремление иностранных фирм и государств к инвестированию, в

первую очередь, создания и развития вредных производств на территории РФ

(иностранные инвестирования вредных производств).

2. Высокий прогрессирующий уровень износа основных производственных

фондов (старение основных фондов).

3. Снижение производственной и технологической дисциплины, а также

квалификации технического персонала (снижение дисциплины и квалифика-

ции).

4. Накопление отходов производства, представляющих угрозу окружаю-

щей среде. В РФ ежегодно образуется около 75 млн. т отходов, из них утилизи-

руются лишь 50 млн. т (накопление отходов производства).

5. Возрастание вероятности терроризма на объектах техносферы (терро-

ризм)

Таблица 5.1.

Причины аварий и катастроф

Причины аварий и катастроф Факторы повышения техногенной опас-

ности в России

1. Увеличение объема произ-

водства, перевозок и хранения

опасных веществ.

2. Введение в производство но-

вых технологий.

3. Высокая концентрация насе-

ления вблизи опасных объектов

1. Ввоз в Россию вредных производств.

2. Старение основных фондов.

3. Снижение дисциплины и квалификации

персонала.

4. Накопление отходов производства.

5. Возрастание вероятности терроризма на

объектах техносферы

159

5.1.3. Антропогенные опасности как вероятность ошибочной деятельно-

сти человека-оператора технических систем и населения

Основными причинами возникновения техногенных опасностей являют-

ся:

- нерациональное размещение потенциально опасных объектов производ-

ственного назначения, хозяйственной и социальной инфраструктуры;

- технологическая отсталость производства, низкие темпы внедрения ре-

сурсоэнергосберегающих и других технически совершенных и безопасных тех-

нологий;

- износ средств производства, достигающий в ряде случаев предаварий-

ного уровня;

- увеличение объемов транспортировки, хранения, использования опас-

ных или вредных веществ и материалов;

- снижение профессионального уровня работников, культуры труда, уход

квалифицированных специалистов из производства, проектно-конструкторской

службы, прикладной науки;

- низкая ответственность должностных лиц, снижение уровня производ-

ственной и технологической дисциплины;

- недостаточность контроля за состоянием потенциально опасных объек-

тов; ненадежность системы контроля за опасными или вредными факторами;

- снижение уровня техники безопасности на производстве, транспорте, в

энергетике, сельском хозяйстве;

Объективными причинами постановки проблемы надежности и ее изуче-

ния в системах «человек — техника» являются:

- непрерывный рост сложности технических средств;

- повышение ответственности в выполнении функций, выполняемых тех-

ническими средствами и их отдельными элементами;

- расширение диапазона и одновременное усложнение условий эксплуа-

тации технических средств.

Под надежностью человека в инженерной психологии подразумевается

его способность выполнять требуемые функции с заданной точностью, в преде-

лах заданного интервала времени в конкретных условиях деятельности.

При оценке надежности человека в системах «человек - техника» учиты-

вается безошибочность действий человека и восстанавливаемость его работо-

способности. Нередко надежность человека оценивается по аналогии с надеж-

ностью технических устройств. Однако эта аналогия весьма условна, ибо

надежность человека является сложной нелинейной функцией его профессио-

нальной пригодности, обученности, тренированности, стрессовой устойчиво-

сти, психофизиологического состояния и морально-психологических качеств.

Видимо, в общем виде критерий надежности человека-оператора должен

представлять собой определенную вероятностную динамическую систему, со-

стоящую из цепи частных критериев. Причем при оценке надежности необхо-

димы расчленения деятельности того или иного оператора на определенные

160

действия и операции с их весовой или бальной оценкой, а также учет режима и

условий работы.

Надежность деятельности человека-оператора связана с категорией эф-

фективности деятельности, влияя на ее результирующие показатели. Однако в

большей степени она отражает процессуальную характеристику качества дея-

тельности и при определенных условиях снижения надежности трудового про-

цесса может существенно не отражаться на ее конечных результатах.

Основными интегральными показателями, характеризующими результи-

рующие и процессуальные проявления деятельности человека-оператора, яв-

ляются эффективность и качество деятельности.

Если показатель эффективности трудовой деятельности отражает в ос-

новном уровень результативных достижений (производительность, скорость,

полноту и т.п.), то показатель качества характеризует как конечный продукт

труда (его потребительские или технологические свойства), так и процесс труда

(совершенствование способов выполнения трудовых функций).

В наиболее общем виде надежность определяют как вероятность успеш-

ного выполнения задания.

В технике под надежностью понимают свойства объекта сохранять в

установленных пределах значение всех параметров, характеризующих требуе-

мые функции в заданных режимах и условиях. Понятие надежности техниче-

ских средств входит в категорию «качества», также как определение надежно-

сти человека-оператора в понятие «совокупное профессиональное качество».

Надежность — совокупное профессиональное качество, являющееся

свойствами системы (или ее составных частей), которые определяются через

категорию состояний, а состояние оценивается по тому, насколько в данный

момент времени человек-оператор или система управления соответствуют

предъявляемым к ним требованиям.

Требования могут быть постоянными или изменяющимися во времени в

зависимости от некоторых определяющих условий.

Включение человека в работу систем управления в качестве его регули-

рующего фактора определяет зависимость эффективности и качества функцио-

нирования системы от своевременности, точности и безошибочности выполне-

ния человеком-оператором возложенных на него функций в заданных условиях

деятельности.

Изучение и оценка надежности деятельности человека в системах кон-

троля и управления транспортными, технологическими и другими объектами и

процессами привели к ряду определений надежности деятельности человека

применительно к его операторским функциям.

В этом контексте надежность чаще всего рассматривается как:

- свойство человека, характеризующее его способность безотказно вы-

полнять деятельность в течение определенного времени при заданных услови-

ях;

- способность сохранять требуемое качество в установленных условиях в

течение заданного времени и др.

161

В этих определениях основное внимание обращается на проявление

надежности в основном в качественном выполнении задания, на отклонение

показателей деятельности от требуемых значений.

Иногда понятие «надежность» человека-оператора определяется мерой

ошибочных действий или через категорию работоспособности человека. Так,

например, надежность можно определить как свойство сохранять устойчивую

работоспособность в определенных режимах и условиях работы.

Подобные определения надежности акцентируют внимание на внутрен-

ние потенциальные возможности и способности человека в ее обеспечении, но

не в полной мере раскрывают специфичность данного понятия с точки зрения

процессуальных (устойчивость функционирования) и результирующих (безот-

казность, безошибочность и т. п.) характеристик.

Одним из наиболее содержательных является определение надежности

как способность человека-оператора в течение заданного интервала времени и в

предусмотренных условиях сохранять нормальное состояние жизнедеятельно-

сти и выдерживать технические параметры управления системы в установлен-

ных пределах, а также выполнять все возложенные на него функции по под-

держанию заданного режима работы управляемой техники.

Надежность человека-оператора иногда отождествляют с понятием

«устойчивость рабочего процесса». Однако понятие надежности является более

широким прежде всего потому, что устойчивость характеризует сохранность

уровня эффективности и качества деятельности на относительно стабильном,

однородном, неизменном участке трудового процесса при решении конкретной

задачи. Надежность деятельности отражает и особенности изменения устойчи-

вости при переключении от одной задачи к другой, при переходе к различным

условиям выполнения этих задач в пределах конкретной деятельности. В этой

связи надежность конкретной деятельности характеризует вероятность сохра-

нения ее устойчивости в изменяемых условиях.

Надежность системы «человек – техника» отражает значения данного по-

казателя у человека-оператора и технических средств этой системы, но не явля-

ется простым их произведением, так как взаимодействие компонентов системы

порождает ее новые качества и свойства. Именно поэтому при анализе надеж-

ности рекомендуется оценивать следующие свойства системы:

- безотказность технических средств;

- восстанавливаемость работоспособности;

- безошибочность управления;

- готовность оператора к выполнению работ;

- биологическую надежность оператора и др.

Для характеристики надежности человека-оператора рекомендуется ис-

пользовать такие свойства системы: безотказность, безошибочность, своевре-

менность, готовность, восстанавливаемость.

Показатель безотказности определяет свойства оператора сохранять за-

данный уровень работоспособности в течение некоторого времени до наступ-

ления устойчивого его отказа в продолжении деятельности. Безошибочность

162

характеризуется мерой устойчивой работоспособности на протяжении заданно-

го рабочего цикла и выражается на уровне как отдельной операции, так и алго-

ритма в целом. Восстанавливаемость отражает скорость и полноту восстанов-

ления требуемого уровня работоспособности при наступлении временных отка-

зов в деятельности. Введение этого показателя связано также с возможностью

самоконтроля оператором своих действий и исправлением допущенных оши-

бок.

Показатель своевременности действия оператора основан на оценке про-

должительности, скорости достижения определенной цели, нарушение которых

рассматривается как ошибка. Но в ряде случаев, например при выполнении

циклических заданий, показатель продолжительности или количества рабочих

циклов в единицу времени имеет самостоятельное значение. Несвоевременное

решение задачи может иметь место также при исправлении допущенных оши-

бок.

Готовность, то есть способность переходить в рабочее состояние в нуж-

ный момент, рассматривается как самостоятельный компонент надежности. В

психологическом плане состояние готовности отражает процесс осознания це-

лей деятельности, осмысливания и оценки условий предстоящих действий, ак-

туализации опыта в решении аналогичных задач, прогнозирования собственных

возможностей, мобилизации сил в соответствии с условиями и целями деятель-

ности.

Одним из наиболее важных и сложных является вопрос о критериях

надежности человека. Поиск этих критериев предполагает изучение не только

задействованных, но и потенциальных качеств человека, анализ его резервов,

которые изменяются в процессе жизни и деятельности. Сложности обусловли-

ваются ограниченной возможностью использования для этой цели аналитиче-

ских данных и необходимостью учета динамического взаимодействия ансамбля

функций. Чрезвычайно трудным является также выявление степени устойчиво-

сти той или иной функции, качества, свойства человека-оператора.

Надежность человека-оператора нельзя охарактеризовать на основе коли-

чественных показателей, которые используются для оценки технических си-

стем. Только после качественного анализа трудового процесса, выявления его

наиболее сложных и «ранимых» этапов, изучения структуры деятельности и

отдельных действий представляется возможным произвести количественную

оценку надежности. Для этого используются следующие критерии: число зада-

ний, выполняемых без ошибок; число ошибок за определенный промежуток

времени или отрезок деятельности; среднее рабочее время между двумя ошиб-

ками; вероятность работы без ошибок в течение определенного промежутка

времени или отрезка деятельности.

Возрастающее значение особенностей функциональных состояний чело-

века в обеспечении успешности операторской деятельности обусловливают

необходимость использования понятия «функциональная надежность» при изу-

чении и оценке роли человека в системах управления.

163

Функциональная надежность — это свойство функциональных систем

человека-оператора обеспечивать его динамическую устойчивость в выполне-

нии профессиональной задачи в течение определенного времени с заданным

качеством. Данное свойство проявляется в адекватном требованиям деятельно-

сти уровне развития профессионально значимых психических и физиологиче-

ских функций и механизмов их регуляции в нормальных и экстремальных

условиях.

Функциональная надежность имеет двойное смысловое содержание:

- во-первых, с помощью этого понятия определяется относительно само-

стоятельная и важная роль в обеспечении профессиональной надежности со-

стояния функциональных систем организма, его профессионально важных

функций;

- во-вторых, это понятие отражает значение надежности, устойчивости

функций организма в условиях профессиональной деятельности, степени адек-

ватности их реагирования на условия и содержание рабочего процесса, уровня

гомеостатической и адаптивной регуляции организма в условиях воздействия

внешних и внутренних факторов деятельности. Иначе говоря, понятие функци-

ональной надежности отражает характер энергетического и информационного

приспособления человека к процессу управления объектом.

Проблема функциональной надежности человека-оператора основывается

на изучении таких аспектов, как устойчивость профессионально значимых пси-

хологических и физиологических качеств и функций человека, его работоспо-

собности, влияния измененных функциональных состояний и организации дея-

тельности (режимов, нагрузок и т.п.) на рабочие показатели оператора, значе-

ние индивидуально-психологических характеристик личности на формирова-

ние и сохранение профессиональной надежности и т. д.

Таким образом, разделение надежности по производственному и функци-

ональному признаку обеспечивает целостный подход к анализу эффективности

деятельности человека-оператора.

5.2. Опасности объектов содержащих горючие и взрывчатые вещества

5.2.1. Диаграмма состояния однокомпонентной системы

Основной причиной аварий емкостей и трубопроводов, содержащих жид-

кости и сжиженные газы является потеря герметичности. Для того чтобы разо-

браться в процессах таких аварий, необходимо понять фазовую диаграмму со-

стояния однокомпонентной системы. Диаграмма показывает те состояния ве-

щества, которые термодинамически устойчивы при определенных значениях

температуры и давления. Она состоит из четырех кривых, разграничивающих

все возможные температуры и давления на 4 области, отвечающие твердой,

жидкой, паровой и газовой фазам.

164

Кривая ОС представляет собой график зависимости давления насыщенно-

го пара от температуры. Она называется «кривой кипения». Процесс 1 – испа-

рение, процесс 2 – конденсация. Точка С соответствует критической темпера-

туре. При температурах больших, чем критическая, вещество не может нахо-

диться в жидком состоянии.

Рис. 5.1. Типовая фазовая диаграмма состояния однокомпонентной системы

Газовая фаза имеет подфазу, именуемую «паровой фазой». Она лежит об-

ласти температур ниже критической (кривая АОС). При нахождении вещества в

этой области для перевода в жидкость его надо просто сжать. Область газооб-

разной фазы лежащей выше критической температуры можно назвать областью

«перманентных» (постоянных) газов.

Кривая ОВ – отделяет область жидкой фазы от твердой фазы. Эта кривая

называется «кривой плавления». Процесс 3 – затвердевание, процесс 4 – плав-

ление.

Кривая ОА – это кривая равновесия твердое состояние – пар (или кривая

сублимации). Процесс 5 – сублимация, процесс 6 – десублимация.

5.2.2. Выбор технологии хранения и перемещения вещества в зависимости

от диаграммы его состояния

Технология хранения и перемещения вещества устанавливается исходя из

свойств этого вещества в диапазоне температур окружающей среды. А эти

свойства определяются диаграммой состояния. Диапазон температур окру-

Pк

р

Tкр Т

P

A

O

C

B

Твердая фаза

Паровая фаза

Жидкая фаза

Газовая фаза

D

1

2 3

4

5

Tкр

Pкр

165

жающей среды в общем случае изменяется от минус 40 оС до плюс 50 оС. По

способам хранения и перемещения вещества делят на 4 категории.

1 категория - вещества, у которых критическая температура ниже темпе-

ратуры окружающей среды. Эти вещества называют перманентными газами, а в

жидком состоянии криогенными жидкостями. Из криогенных веществ наиболее

широко используются: сжиженный природный газ (СПГ) состоящий главным

образом из метана; азот; кислород (табл. 5.2).

Рис. 5.2. Фазовая диаграмма состояния для веществ 1 категории

Таблица 5.2.

Вещества 1 категории

№ Наименование вещества Критическая температура

Ткр, оС

1. Водород минус 240

2. Азот минус 147

3. Кислород минус 118

4. Сжиженный природный газ (метан) минус 82

Для веществ 1 категории технология перемещения и хранения основывает-

ся на применении высококачественной термоизоляции с использованием, как

правило, вакуумных оболочек. Отметим, что содержать метан, кислород или

азот в жидкой фазе посредством охлаждения трудно, так как это можно сделать

только при наличии еще более холодных жидкостей. Образующиеся при неиз-

Pкр

Tкр

Т

P

A

O

C

B

Твердая

фаза

Паровая фаза

Жидкая

фаза

Газовая

фаза

D

Тос

166

бежном выкипании пары можно либо сразу использовать, либо снова сжижать,

либо просто выбрасывать в атмосферу.

Таким образом, вещества 1 категории хранятся в изотермических храни-

лищах либо при атмосферном, либо при пониженном давлении. При изотерми-

ческом способе хранения емкости искусственно охлаждаются.

Рис. 5.3. Диаграмма состояния для веществ 2 категории

2 категория - вещества, у которых критическая температура выше, а точ-

ка кипения ниже температуры окружающей среды. Для сжижения этих веществ

их достаточно только сжать. В жидком состоянии они относятся к очень важ-

ной категории сжиженных газов, в которую входят: сжиженные нефтяные газы;

пропан; бутан; аммиак; хлор. Вещества этой категории отличаются способно-

стью к «мгновенному испарению». То есть при разгерметизации часть жидко-

сти мгновенно испаряется, а оставшаяся охлаждается до точки кипения при ат-

мосферном давлении.

При этом могут образовываться паровые облака, которые составляют зна-

чительную часть проблем с точки зрения опасности. Хранятся вещества 2 кате-

гории под давлением при температуре окружающей среды, хотя можно их хра-

нить и в охлажденном состоянии.

Pос

Tкр

Т

P

A O

C

B

D

Тос Ткип

167

Таблица 5.3.

Вещества 2 категории

№ Наименование

вещества

Температура кипения при ат-

мосферном давлении Ткип, оС

Критическая темпе-

ратура Ткр, оС

1. Пропан минус 42,0 плюс 96,8

2. Хлор минус 34,5 плюс 144,0

3. Аммиак минус 33,0 плюс 132,0

4. Бутан минус 0,5 плюс 152,3

Рис. 5.4. Диаграмма состояния для веществ 3 категории

3 категория - вещества, у которых критическое давление выше атмосфер-

ного, а температура кипения выше температуры окружающей среды.

Этот класс включает в себя вещества находящиеся при атмосферном давлении

в жидком состоянии. Те из них, которые имеют более низкую точку кипения, в

зависимости от температуры окружающей среды могут входить также и в

предыдущую вторую категорию. Так в холодную погоду бутан жидкость (Ткип =

0,5 оС), а этиленоксид в жаркую погоду сжиженный газ (Ткип = 13,5 оС).

Все вещества находящиеся при температуре окружающей среды в твердом со-

стоянии также попадают в эту категорию. Однако твердые вещества в данном слу-

чае опасны, если они взрывчатые или если они находятся в воздухе в диспергиро-

Pос

Tкр

Т

P

A O

C

B

D

Тос Ткип

168

ванном виде. Жидкости 3 категории хранят в закрытых емкостях при температуре

окружающей среды.

4 категория - вещества, содержащиеся при повышенных температурах. К

ним относятся жидкости 3 категории, которые содержатся при подводе тепла и

под давлением при температурах выше их атмосферной точки кипения. Это во-

дяной пар в котлах, циклогексан. Вещества 4 категории ведут себя подобно ве-

ществам 2 категории.

5.2.3. Аварийные выбросы на объектах сжиженного газа

При аварийном выбросе сжиженного газа возможны две группы процес-

сов:

1) Постепенное опорожнение резервуара (сосуда, аппарата) при частичной

разгерметизации его корпуса или же истечение жидкости из протяженного тру-

бопровода за конечный промежуток времени при его частичной разгерметиза-

ции. При этом происходит двухфазное истечение жидкости в атмосферу с даль-

нейшим испарением.

2) Взрывное вскипание сразу жидкости в емкости при значительном нару-

шении его герметичности с последующим резким возрастанием давления, пол-

ным разрушением сосуда с возможностью образования огневого шара и разлета

осколков (эффект «BLEVE»).

«Мгновенное» (взрывное) вскипание сразу всего объема «сильно» термо-

динамически перегретой жидкости в сосуде или аппарате при значительном

нарушении его герметичности с последующим резким возрастанием давления и

полным разрушением сосуда с очевидной расположенностью к воспламенению

и далее к интенсивному сгоранию расширяющегося аэрозольного облака пере-

обогащенной топливно-воздушной смеси (эффект «BLEVE»).

Постепенное опорожнение сосуда

При постепенном опорожнении происходят следующие процессы:

истечение сжиженных газов;

растекание и испарение сжиженных газов на поверхности;

движение и рассеивание облаков тяжелого газа в приземном слое атмосфе-

ры;

сгорание углеводородных облаков.

Истечение, растекание и испарение сжиженных газов на поверхности

При аварийной разгерметизации сосудов или трубопроводов происходит

истечение под давлением сжиженного газа и «мгновенное» испарение в окру-

жающее пространство определенной его части. Оставшаяся часть вытекшей

жидкости охлаждается, растекается по поверхности и испаряется.

Таким образом, массовая интенсивность испарения сжиженного газа при

аварийном истечении определяется тремя факторами:

169

резким падением давления;

теплопритоком из массива грунта;

турбулентно-диффузионным потоком тепла из атмосферы.

Испарение жидкостей 1 категории. Вытекающая криогенная жидкость

будет находиться в равновесии со своими парами при давлении равном атмо-

сферному. Следовательно, при подводе тепла возникает немедленное кипение

жидкости с интенсивностью пропорциональной скорости подвода тепла. Одна-

ко по мере того как основание охлаждается и уменьшается подвод тепла, то и

резко падает скорость испарения.

Так когда жидкий азот растекается по основанию имеющему температуру

+20 оС скорость его испарения равна 100 грамм в секунду с 1м2. (0,1

кг/с·м2). Однако когда основание замерзает, то скорость испарения уменьшает-

ся в 10 раз и составляет всего 10кг/с·м2 (Таким образом, в случае разрушения

оболочки изотермического хранилища и последующего разлива большого ко-

личества вещества в обваловку испарения за счет разности упругости насы-

щенных паров вещества в емкости и парциального давления в воздухе практи-

чески не наблюдается).

Для разлития таких жидкостей характерны два периода:

период нестационарного испарения;

период стационарного испарения.

В период нестационарного испарения происходит неустойчивое испарение

вещества за счет тепла поддона (обваловки), изменения теплосодержания жид-

кости и притока тепла от окружающего воздуха. Этот период характеризуется

резким падением интенсивности испарения в первые минуты после разлива с

одновременным понижением температуры жидкого слоя ниже температуры

кипения.

Стационарное испарение происходит за счет тепла окружающего воздуха.

Испарение в этом случае будет зависеть от скорости ветра, температуры окру-

жающего воздуха и жидкого слоя. Подвод тепла от поддона (обваловки) прак-

тически будет равен нулю. Продолжительность стационарного периода в зави-

симости от типа вещества, его количества и внешних условий может составить

часы, сутки и более.

Формирование первичного облака осуществляется в период нестационар-

ного испарения за счет тепла поддона (обваловки), изменения теплосодержания

жидкости и притока тепла от окружающего воздуха. При этом количество ве-

щества переходящее в первичное облако, как правило, не превышает 3…5 %

при температуре воздуха 25…30 оС.

Испарение жидкостей 2 категории. Рассмотрим теперь разлитие жидко-

стей имеющих критическую температуру выше температуры окружающей сре-

ды. Их свойства отличаются от свойств криогенных жидкостей и содержатся

такие жидкости в резервуарах под давлением.

В случае разрушения оболочки емкости содержащей вещество под давле-

нием и последующего разлива большого количества вещества в поддон (обва-

ловку) его поступление в атмосферу может осуществляться в течение длитель-

170

ного времени. Процесс испарения в этом случае делится на три периода (а не на

два как с веществами 1 категории):

1 период – период мгновенного испарения;

2 период – период нестационарного (неустойчивого) испарения;

3 период – период стационарного испарения.

1 период. Основное отличие веществ 2 категории от веществ 1 категории

заключается в явлении «мгновенного испарения», которое возникает тогда, ко-

гда в системе включающей жидкость, находящуюся в равновесии со своими

парами понижается давление. При этом происходит бурное, почти мгновенное

испарение за счет разности упругости насыщенных паров вещества в емкости и

парциального давления в воздухе.

Данный процесс обеспечивает основное количество паров вещества посту-

пающего в атмосферу в этот период времени. Кроме того, часть вещества пере-

ходит в пар за счет изменения теплосодержания жидкости, температуры окру-

жающего воздуха и солнечной радиации. В результате температура жидкости

понижается до температуры кипения.

Учитывая, что за данный период времени испаряется значительное коли-

чество вещества, то может образоваться облако с концентрациями, приводящи-

ми к взрыву или токсическому поражению (в зависимости от типа вещества).

Второй и третий периоды аналогичны жидкостям 1 категории.

Наиболее опасной стадией аварии, безусловно, являются первые 10 минут,

когда испарение вещества происходит интенсивно. При этом в первый момент

выброса сжиженного газа находящегося под давлением образуется аэрозоль в

виде тяжелых облаков.

Если считать что мгновенное испарение происходит адиабатически (то

есть система не получает и не отдает тепло), то доля мгновенно испарившейся

части жидкости при температуре Т равна:

XXТТ LHHD , (5.1)

Где HТ - удельная энтальпия жидкости при температуре Т;

HX - удельная энтальпия жидкости в точке кипения при атмосферном дав-

лении;

LX - удельная скрытая теплота парообразования в точке кипения при атмо-

сферном давлении.

Анализ гидродинамики мгновенного испарения дает три варианта:

а) мгновенное испарение, сопряженное с полным разрушением сосуда под

давлением;

б) мгновенное испарение при утечке над уровнем жидкости в парожид-

костной системе;

в) мгновенное испарение при утечке ниже уровня жидкости в парожид-

костной системе.

Испарение жидкостей 3 категории. Жидкости 3 категории обычно назы-

вают высококипящими жидкостями. Они хранятся в закрытых емкостях при

171

температуре окружающей среды. Полное разрушение такой емкости маловеро-

ятно.

Поэтому существенное значение (с точки зрения опасности) имеет утечка

ниже уровня жидкости. Интенсивность такой утечки зависит от давления жид-

кости.

Испарение разлитой жидкости осуществляется по стационарному процессу

и зависит от физико-химических свойств вещества, температуры воздуха и ско-

рости ветра. При этом первичное облако не образуется.

Испарение жидкостей 4 категории. Жидкости 4 категории при темпера-

турах выше их точки кипения при атмосферном давлении являются сжижен-

ными парами. В этом они схожи с жидкостями 2 категории и поэтому при их

разлитии наблюдается явление мгновенного испарения.

Натурные опыты с аммиаком показывают, что первичное облако момен-

тально поднимается вверх примерно на 20 метров, а затем под действием соб-

ственной силы тяжести опускается на грунт. Границы облака на первом этапе

очень отчетливы, так как оно большую оптическую плотность и только через

две-три минуты становится прозрачным. Ввиду его большой плотности на

начальном этапе разбавление облака и его движение осуществляется под соб-

ственной силой тяжести.

На этом этапе формирование и направление движения облака носят крайне

неопределенный характер, в результате чего при прогнозировании распростра-

нения (движения) облака в данном случае выделяют «зону неопределенности»,

в которой нельзя предсказать местоположение облака, руководствуясь только

метеорологическими условиями. Радиус этой зоны лежит в пределах от 0,5 до 1

км.

Но в отличие от жидкостей 2 категории при разлитии этих веществ часть

выброшенного пара конденсируется. Это явление происходит из-за потери теп-

ла в окружающую относительно холодную среду.

Движение и рассеивание облаков тяжелого газа

в приземном слое атмосферы При выбросе сжиженного газа градиенты плотности, температуры и дав-

ления формируют «локальное» поле сил плавучести, которое приводит к рас-

пространению облака не только по направлению ветра, но и в поперечном и

даже в противоположенном ветру направлениях.

Облако тяжелых паров при достижении им источников зажигания может

сгорать с образованием воздушной ударной волны. Сгорание топливно-

воздушной смеси (ТВС) может протекать как в режиме детонации, так и в ре-

жиме дефлограции (быстрого горения).

При детонации образуется эффект самовоспламенения за счет интенсивно-

го сжатия смеси сверхзвуковой ударной волной.

При дефлограции действует механизм радиационно-конвективного нагре-

вания до температуры воспламенения слоев смеси перед фронтом горения.

172

Эффект «BLEVE»

Одним из возможных сценариев развития арий на объекте содержащим

сжиженные газы является образование огневых шаров и взрывные явления типа

«BLEVE» (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion).

Данный сценарий характеризуется совокупностью физических процессов,

сопровождающих взрывное вскипание углеводородных жидкостей в резервуа-

рах высокого давления, выброс содержимого резервуара в окружающее про-

странство с образованием быстро сгорающего аэрозольного облака (огневого

шара) и ударной волны, а также с разрушением сосуда и разлетом его осколков.

Для возникновения «BLEVE» необходимо три предпосылки:

1) Жидкость должна быть «термодинамически перегретой» выше некото-

рого характерного предела относительно состояния насыщения при атмосфер-

ном давлении.

2) Должно произойти резкое падение давления над поверхностью раздела

жидкой и паровой фаз.

3) Величина термодинамической нестабильности жидкости при сбросе

давления должна достигнуть области локального перегрева, при которой про-

исходит мгновенное вскипание перегретой жидкости по всему объему за счет

высокой плотности центров парообразования (до 106 в одном кубическом мил-

лиметре).

При «провале» за границу предельного перегрева произойдет «паровой

взрыв». Давление в сосуде возрастет в сотни раз, вследствие чего сосуд будет

разорван. Часть жидкости превратится в пар, а остальная в аэрозоль. В резуль-

тате образуется аэрозольное облако расширяющихся паров, которая с вероятно-

стью 0,7…0,8 воспламенится, за счет взаимодействия разрушенных частей со-

суда и будет сгорать с высокой интенсивностью и мощным излучением тепла в

окружающее пространство.

За счет эффекта расширения паров газа и продуктов сгорания образуется

воздушная ударная волна (до 0,5 атм.). Также образуются осколки и огневой

шар диаметром Dош (м) и временем существования τош (с.).

Dош = 55 × M0,375, (5.2)

Мош 8,3, (5.3)

где М – масса сжиженного газа выброшенного в атмосферу (т).

Из 130 аварий типа «BLEVE» в 89 случаев наблюдали огневой шар с раз-

летом осколков, в 24 случаях только огневой шар, в 17 случаев только разлет

осколков. Число осколков от 3 до 7, разлет на расстояние не более 300 метров.

А термические поражения наблюдались на расстоянии до 500 м. Поэтому при

оценке последствий аварий типа «BLEVE» следует, прежде всего, рассчитывать

зоны термических поражений.

173

5.2.4. Приближенная оценка количества вещества переходящего в

первичное и вторичное облака при разливе сжиженных газов и жидкостей

Первичное облако – это облако, формируемое в периоды мгновенного и не-

стационарного испарения (время образования – 10 мин, время прохода – 20 мин).

Вторичное облако – это облако, формируемое в период стационарного

испарения (время существования определяется временем испарения разлитой

жидкости).

Для приближенной оценки количества вещества (Q1) переходящего в пер-

вичное облако можно использовать формулу:

кav ttCQQ

1

, (5.4)

где Q - общее количество вещества в емкости, кг;

Сv – удельная теплоемкость жидкости, кДж/(кг·град);

ta – температура жидкого вещества до разрушения емкости, оС;

tк – температура кипения вещества, оС;

λ – удельная теплота испарения, кДж/кг.

При разрушении емкостей с высококипящими жидкостями, то есть с жид-

костями 3 категории (гидразин, тетраэтилсвинец и др.) первичное облако прак-

тически не образуется. Основным процессом, определяющим поступление ве-

щества во вторичное облако, является процесс его испарения с площади по-

верхности зеркала пролива.

Количество вещества поступающего о вторичное облако можно опреде-

лить по формуле:

прSEQ 36002 , (5.5)

где E – удельная скорость испарения, кг/(м2·с);

Sпр – площадь поверхности зеркала пролива вещества, м2;

τ - время испарения, час.

Площадь поверхности зеркала пролива определяется по формуле:

4

2

пр

пр

dS

,

(5.6)

где dпр – приведенный диаметр площади пролива.

При наличии поддона (обваловки):

122,1

QQdпр

(5.7)

При отсутствии поддона (обваловки)

104,5

QQdпр

,

(5.8)

где 1,22 и 5,04 размерные коэффициенты, м-0,5.

174

5.3. Опасности объектов содержащих токсичные вещества

5.3.1. Классификация опасных химических веществ

Ущерб от аварий на химически опасных объектах настолько велик, что

может сравниться с ущербом от применения ядерного оружия. Например, в ре-

зультате произведенного в 1945 году взрыва атомной бомбы в Нагасаки было

убито и ранено 140 тыс. человек, а при аварии на химическом заводе в Бхопале

пострадало 220 тыс. человек.

Химически опасный объект (ХОО)– это объект, на котором хранят, пере-

рабатывают, используют или транспортируют ОХВ, при аварии на котором,

или при разрушении которого может произойти гибель или химическое зара-

жение людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также химическое

заражение окружающей природной среды [ГОСТ Р 22.0.05-94].

В России около 4000 ХОО. Самыми распространенными ОХВ являются

сжиженные аммиак и хлор. Аммиак используется на 1900 объектах (60% от

всех ХОО), хлор – на 900 объектах (30%). На аммиак приходится 50% от всего

количества ОХВ, на хлор – 35%, на хлористый водород и соляную кислоту –

5% и 10% на остальные ОХВ.

В ГОСТе Р 22.2.08-96 дано следующее определение «Опасное химиче-

ское вещество (ОХВ) – это химическое вещество, прямое или опосредованное

воздействие которого на человека может вызвать острые и хронические заболе-

вания людей или их гибель». Из известных в настоящее время 5 миллионов хи-

мических соединений 53500 признаны опасными (одно из ста). Классификация

опасных химических веществ является довольно сложной методологической

задачей, причем на разных исторических этапах ее решения применялись раз-

личные подходы, рассмотрим 4 из них (рис. 5.5.).

1. Классификация опасных химических веществ по характеру отравления

(основана на характере клинических проявлений вредного действия).

2. Классификация опасных химических веществ по степени токсичности

(ядовитости) Она основана на учете величин половинно смертельных доз и

концентраций.

3. Классификация опасных химических веществ по степени опасности. Она

учитывает значения допустимых концентраций, размеры зон острого и хрони-

ческого действия, а также коэффициент возможности ингаляционного отравле-

ния (КВИО).

4. Классификация опасных химических веществ по способности вызывать

массовые поражения.

175

КЛАССИФИКАЦИЯ

ОХВ

▼ ▼ ▼ ▼

1. По характеру

отравления

2. По степени

токсичности

(LD50, мг/кг)

3. По степени

опасности

КВИО=Сmax/Cτ50

4. По спо-

собности

создавать

ОчМП Вещества

местного

действия

Вещества ре-

зорбтивного

действия

▼ ▼ ▼ ▼ ▼

Раздра-

жающие

Обще-

ядовитые

Чрезвычайно

токсичные (1)

Мало

опасные (3)

СДЯВ

Прожи-

гающие

Нейро-

тропные

Высоко

токсичные (50)

Умеренно

опасные (30)

АХОВ

Уду-

шающие

Клеточные

яды

Сильно

токсичные (500)

Высоко

опасные (300)

Умеренно

токсичные (5000)

Чрезвычайно

опасные

Малотоксичные

(15000)

Практически

не токсичные

Рис. 5.5. Основные подходы к классификации опасных химических веществ

Классификация по характеру отравления

Эта классификация основана на характере клинических проявлений вред-

ного действия. Одной из последних классификаций такого типа является клас-

сификация, в которой все опасные химические вещества делятся на две группы.

I группа - вещества с местным (раздражающим, удушающим и прожига-

ющим) действием на слизистые глаз, верхних дыхательных путей и кожные по-

кровы;

II группа - вещества с преобладающим резорбтивным действием на орга-

низм. (Резорбция – всасывание вещества через кожу и его рассасывание по

всему организму).

Используя такую классификацию надо помнить что, биологическая ак-

тивность некоторых веществ позволяет отнести их и к той, и к другой группе.

Токсиканты первой группы (рисунок 5.3) вызывают немедленный эффект

при контакте. В тяжелых случаях - это чувство рези, жжения, боли за грудиной

и в области глаз. Возможна немедленная гибель пораженных от рефлекторной

остановки дыхания. В дальнейшем пережившие острый период интоксикации

могут умереть от отека легких (на вторые - третьи сутки).

Скорость развития поражения токсикантами второй группы во многом

определяется преимущественным механизмом их токсического действия. По

176

этому признаку в рассматриваемой классификации токсические химические со-

единения делят на три подгруппы: общеядовитые токсиканты; нейротропные

токсиканты; цитотоксиканты (клеточные яды).

К общеядовитым токсикантам относят вещества, нарушающие энергети-

ческий обмен в организме (нарушение транспорта кислорода кровью, ингиби-

рование цепи дыхательных ферментов).

К нейротропным веществам относятся вещества, преимущественно

нарушающие процессы передачи нервного импульса (наркотические, судорож-

ные).

К цитотоксикантам относят вещества, преимущественно нарушающие

пластические функции клетки, синтез белка и клеточное деление.

Для веществ первых двух подгрупп, как правило, характерен очень не-

продолжительный скрытый период (до нескольких десятков минут), бурное те-

чение интоксикации, сопровождающееся развитием вегетативных реакций (го-

ловные боли, слабость, тошнота, рвота и т.д.), нарушением сознания судорож-

ным синдромом, переходящим в коматозное состояние. Смертельный исход в

тяжелых случаях может развиваться как в течение нескольких минут, так и спу-

стя часы.

Рассмотренная классификация позволяет предсказать характер ожидае-

мых последствий воздействия вещества на человека, зная группу и подгруппу к

которым оно относится.

Классификация химических веществ по токсичности

Такая классификация предусматривает шесть групп опасных веществ

Критериальные значения средней смертельной концентрации (LC50) и средней

смертельной токсодозы (LD50), позволяющие разделить вещества, приведены в

таблице 5.4

Таблица 5.4.

Классификация химических веществ по токсичности

Группа токсичности LC50 , мг/л LD50 , мг/кг

I

II

III

IV

V

VI

Чрезвычайно токсичные

Высокотоксичные

Сильнотоксичные

Умеренно токсичные

Малотоксичные

Практически нетоксичные

Ниже 1

1...5

6...20

21...80

81...160

Выше 160

Ниже 1

1...50

51...500

501...5000

5001...15000

Выше 15000

Эта классификация также не свободна от некоторых недостатков. Так в

ряде случаев высокотоксичные соединения оказываются малоопасными вслед-

ствие своих физико-химических свойств и наоборот, малотоксичные вещества,

обладающие высокой летучестью и стойкостью, приобретают высокоопасный

характер. В связи с этим была разработана классификация химических веществ

по степени их опасности.

177

Классификация химических веществ по степени их опасности

Эта классификация учитывает значения допустимых концентраций в воз-

духе при 20 оС, размеры зон острого и хронического действия, коэффициент

возможности ингаляционного отравления (КВИО). КВИО - отношение макси-

мально достижимой концентрации вредного вещества в воздухе при 20 оС к

средней смертельной концентрации для мышей.

50

max

LC

СКВИО (5.9)

Выделяется четыре класса опасности веществ. Данная классификация

узаконена в ГОСТе 12.1.007-76. (табл. 5.5).

Эта классификация учитывает также размеры зон острого и хронического

действия. Классификация химических веществ по степени их токсичности и,

особенно, опасности играет важную роль в решении проблем санитарной ре-

гламентации при разработке ПДК, если время контакта с токсикантом заранее

установлено.

Таблица 5.5.

Классификация вредных химических веществ по степени опасности

П О К А З А Т Е Л Ь Степень опасности веществ

Чрезвычай-

но опасные

Высоко

опасные

Умеренно

опасные

Мало

опасные

I класс II класс III класс IV класс

Средняя смертельная кон-

центрация в воздухе LC50,

г/м3

Меньше

0,5

0,5-5,0 5,0-50,0 Больше

50,0

Средняя смертельная доза

при нанесении на кожу

LD50, мг/кг

Меньше

100

100-500 501-2500 Больше

2500

ПДК в воздухе рабочей

зоны ПДКр.з.,г/м3

Меньше

0,0001

0,0001-

0,001

0,001-0,01 Больше

0,01

Коэффициент возможности

ингаляционного отравле-

ния (КВИО)

Больше

300

300-30 29-3 Меньше

3

Классификация по способности вызывать массовые поражения

При авариях, когда сроки воздействия химических веществ могут значи-

тельно варьировать, оценка опасности воздействия с помощью данной класси-

фикации не всегда является достаточной. Так в исследованиях проведенных в

Военно-медицинской академии было показано, что оксид углерода, который

отнесен по существующей классификации к 4 классу малоопасных соединений,

при расчете зоны острого действия и опасности развития острого смертельного

отравления при экспозициях 5 и 15 минут оказывается в классе высокоопасных

веществ. Это свидетельствует о том, что в настоящее время перед наукой стоит

178

задача проведения дальнейших исследований в области классификации хими-

ческих веществ, особенно имея в виду проблему их поражающего действия при

аварийных ситуациях.

Практика решения задач обеспечения химической безопасности требует

выделение в отдельную группу веществ, аварии с выбросами или утечками ко-

торых, могут привести к массовым поражениям людей. Для определения пе-

речня веществ, входящих в эту группу следует учитывать:

токсические и физико-химические свойства, такие как высокая токсич-

ность при действии через органы дыхания и кожные покровы;

крупнотоннажность производства, потребления, хранения и перевозок;

способность легко переходить в аварийных ситуациях в основное пора-

жающее состояние (пар или тонкодисперсный аэрозоль).

По этим критериям была выделена группа веществ, в которую вошли ток-

сические химические соединения, обращающиеся в больших количествах в

промышленности и на транспорте, и способные при разрушениях (авариях) на

объектах их содержащих легко переходить в атмосферу и вызывать массовые

поражения. Эти вещества получили название - АВАРИЙНО ХИМИЧЕСКИ

ОПАСНЫЕ ВЕЩЕСТВА (АХОВ).

В ГОСТе Р 22.9.05-95 дано следующее определение «Аварийно химиче-

ски опасное вещество (АХОВ) – опасное химическое вещество, применяемое в

промышленности и в сельском хозяйстве, при аварийном выбросе (разливе) ко-

торого может произойти заражение окружающей среды в поражающих живой

организм концентрациях (токсодозах)».

К основным типам промышленных объектов с химически опасным про-

изводственным циклом относятся: предприятия по производству хлора; круп-

нотоннажные производства хлорорганических продуктов, целлюлозно-

бумажной продукции, промежуточных и конечных сложных продуктов, в том

числе ядохимикатов; нефтеперерабатывающие заводы, совмещенные с уста-

новками для получения аммиака и других АХОВ; хранилища и склады химиче-

ски опасных веществ.

К объектам хозяйственного назначения, представляющим химическую

опасность, следует отнести: холодильники, овощные базы, очистные сооруже-

ния. На этих объектах используется в основном хлор, аммиак, соляная и серная

кислоты. Их запасы могут быть от нескольких тонн до сотен тонн.

Значительные запасы АХОВ сосредотачиваются в портах и на железно-

дорожном транспорте. В последние годы широкое распространение получил

трубопроводный транспорт, в том числе и для переброски АХОВ.

Среди объектов, содержащих АХОВ, самыми многочисленными (более

90%) являются хранилища хлора и аммиака, обладающие к тому же наиболее

значительным потенциалом по химическим поражающим факторам. По другим

АХОВ, сравнимым с ними по токсичности и возможностям поступления в ат-

мосферу, эти показатели в 10-100 раз ниже.

Основные типы таких объектов концентрируются преимущественно в

промышленных и густонаселенных районах страны. В отличие от АЭС, боль-

179

шинство крупных производств АХОВ находятся вблизи и даже в границах

крупных городов.

В 1987 году был утвержден «Временный перечень сильнодействующих

ядовитых веществ для организации защиты населении от них». В него входило

103 вещества. Этот перечень оказался излишне перенасыщен веществами,

представляющими опасность при внутреннем потреблении и не приводящими к

возникновению очагов массовых поражений. В 90-е годы этот перечень был

пересмотрен, и было выделено 34 вещества, которые при аварийных выбросах

приводят к возникновению очагов массовых поражений, им было дано наиме-

нование АХОВ. В табл. 5.6 представлен перечень 28 основных АХОВ, с кото-

рыми приходится сталкиваться при обеспечении химической безопасности.

Таблица 5.6.

Перечень основных АХОВ

№ Наименование и формула вещества Примечание

1 Аммиак NH3 Вещества, выброс

которых приво-

дил к крупным

авариям

2 Хлор Cl2

3 Фосген COCl2

4 Диоксин (2,3,7,8-тетрахлордибензо-диоксин) C12H4Cl4O2

5 Метилизоцианат CH3NCO

6 Окись углерода CO

7 Окислы азота NxOy Азот-содержащие

АХОВ 8 Азотная кислота НNO3

9 Синильная кислота HCN

10 Акрилонитрил CH2=CH-CN

11 Ацетонитрил CH3CN

12 Ацетонциангидрин (CH3)2C(OH)CN

13 Гидразин N2H4 ; НДМГ (CH3)2N2H2

14 Метиламин CH3NH2

15 Диметиламин (CH3)2NH

16 Пиридин C5H5N

17 Водород хлористый и соляная кислота HCl Галоген-

содержащие

АХОВ 18 Хлорпикрин CCl3NO2

19 Метил хлористый CH3Cl

20 Метил бромистый CH3Br

21 Водород фтористый HF

22 Дихлорэтан C2H4Cl2

23 Двуокись хлора ClO2

24 Сернистый ангидрид SO2 Серо-

содержащие

АХОВ 25 Сероуглерод CS2

26 Сероводород H2S

27 Окись этиленаC2H4O Прочие

28 Формальдегид HCOH

180

5.3.2. Характеристика физико-химических свойств опасных химических

веществ

Физико-химические свойства ОХВ во многом определяют их способность

переходить в основное поражающее состояние и создавать поражающие кон-

центрации. Перечень наиболее важных физико-химических свойств ОХВ при-

веден на рис.5.6.

Физико-химические свойства опасных химических веществ

▼ ▼ ▼

Агрегатное состояние Максимальная

концентрация

(Сmax), мг/л

Теплота испарения Lисп.

[Дж/кг; ккал/кг;

Дж/моль]

Молекулярная масса Давление

насыщенного пара,

(р), кПа

Теплоемкость ср

[Дж/(моль•К);

кДж/(кг•К)].

Плотность

(ρ), кг/м3

Температура кипения

(tкип)

Рис. 5.6. Перечень наиболее важных физико-химических свойств ОХВ

АГРЕГАТНЫЕ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА - это состояния (фазы) од-

ного и того же вещества, переходы между которыми сопровождаются скачко-

образными изменениями ряда физических свойств (плотности, энтропии). Раз-

личают твердое, жидкое и газообразное агрегатные состояния. Существование

у одного вещества нескольких агрегатных состояний обусловлено различием в

тепловом движении молекул и в их взаимодействии. При обычном условии

АХОВ могут быть в твердом, жидком и газообразном состоянии. Однако при

производстве, использовании, хранении и перевозках этих веществ их агрегат-

ное состояние может отличаться от такового в обычных условиях. (Пример -

аммиак).

МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА (Мr) – сумма атомных масс всех атомов

входящих в молекулу вещества. В химии традиционно используют не абсолют-

ные значения молекулярных масс, а относительные. Относительной молеку-

лярной массой вещества (Мr) [r – relative - относительный] называется величи-

на, равная отношению средней массы молекулы к 1/12 массы атома углерода 12С. 1/12 часть массы атома углерода 12С принята за единицу массы и называет-

ся атомная единица массы (а. е.м.). 1 а. е.м. = 1,66×10-27 кг.

ПЛОТНОСТЬ (ρ) - массовое содержание вещества в единице объема

[кг/м3]. Играет важную роль при оценке показателей, характеризующих хими-

ческое заражение. Если плотность ОХВ больше плотности воды, то эти веще-

ства будут проникать в глубь водоема, заражая его. Если плотность газовой фа-

зы ОХВ больше плотности воздуха, то на начальном этапе образования зара-

181

женного облака оно будет скапливаться в пониженных местах рельефа местно-

сти.

МАКСИМАЛЬНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ (Cmax) - это количество веще-

ства, содержащееся в единице объема его насыщенного пара при данной темпе-

ратуре в замкнутой системе, когда жидкая и газообразная фазы находятся в

равновесии. Она характеризует способность вещества переходить в парообраз-

ное состояние, поэтому раньше эту характеристику называли «летучесть»,

[мг/л; мг/м3].

ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННОГО ПАРА (p) – давление пара находяще-

гося в равновесии с жидкостью или твердым телом при данной температуре.

Эта характеристика, наряду с Cmax определяет его летучесть и соответственно

продолжительность химического заражения территории. Чем выше давление

насыщенного пара, тем выше его способность к испарению и тем менее стой-

ким будет заражение территории. Измеряется в гектопаскалях ([гПа]; 1атм =

1000 гПа; 1гПа = 0,75 мм рт.ст. = 10 мм вод.ст.). 1атм = 100 кПа.

ВЯЗКОСТЬ (η) - свойство жидких и газообразных сред оказывать сопро-

тивление их течению, (то есть перемещению одного слоя относительно друго-

го) под действием внешних сил. Вязкость влияет на характер поведения ОХВ в

аварийной ситуации (характер дробления, впитывания и др.). Обозначается

греческой буквой эта (η). Измеряется в [Па·с] или в сантипуазах [сП]: 1мПа·с =

1сП.

ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ (σ) характеризует поверхность разде-

ла двух фаз и определяется как работа, затрачиваемая на создание единицы площа-

ди поверхности раздела фаз при постоянной температуре (представляет собой ра-

боту обратимого изотермического образования единицы площади этой поверхно-

сти). Обозначается буквой сигма (σ) [1 МДж/м2 = 1МН/м = 1эрг/см2 = 1 дин/см].

Поверхностное натяжение выражается в стремлении вещества уменьшить

избыток своей потенциальной энергии на границе раздела фаз. Поверхностное

натяжение жидкости часто определяют как силу, действующую на единицу

длины контура поверхности раздела фаз и стремящуюся сократить эту поверх-

ность до минимума. Благодаря поверхностному натяжению капля жидкости при

отсутствии внешних воздействий принимает форму шара.

ТЕПЛОТА ИСПАРЕНИЯ Lисп. (теплота парообразова-ния) –

количество теплоты, которое необходимо сообщить веществу в равновесном

изобарно-изотермическом процессе, чтобы перевести его из жидкого состояния

в газообразное. Обозначается Lисп. [Дж/кг; ккал/кг; Дж/моль] Она определяет

характер выброса и последующего испарения ОХВ.

ТЕПЛОЕМКОСТЬ (ср) – количество теплоты, поглощаемой телом при

нагревании на 1 градус. Теплоемкость, отнесенная к единице массы вещества,

называется удельной теплоемкостью. Обозначается ср [Дж/(моль·К);

кДж/(кг·К)]. Теплоемкость, как и теплота испарения, определяет характер вы-

броса и последующего испарения ОХВ.

ТЕМПЕРАТУРА КИПЕНИЯ (tкип) – это температура равновесного пере-

хода жидкости в пар при постоянном внешнем давлении. Если это давление

182

равно нормальному атмосферному (760 мм рт. ст.), то такая температура кипе-

ния называется точкой кипения. Она позволяет косвенно судить о летучести

ОХВ и характеризует продолжительность поражающего действия. Чем выше

температура кипения вещества, тем оно медленнее испаряется.

ТЕМПЕРАТУРА ПЛАВЛЕНИЯ (tплав) – температура равновесного фазо-

вого перехода твердого вещества в жидкое состояние или обратно при постоян-

ном внешнем давлении. Для веществ, которые плавятся при температуре ниже

20 оС, ее называют также температурой замерзания. Есть еще такое определе-

ние: температура замерзания это температура, при которой жидкость теряет

подвижность и загустевает настолько, что при наклоне пробирки с продуктом

под углом в 45о его уровень остается неизменным в течение 1 минуты. Темпе-

ратура замерзания имеет большое значение при транспортировке ОХВ и опре-

деляет характер поведения вещества при низких температурах.

ТЕМПЕРАТУРА ВСПЫШКИ (tвсп) - самая низкая температура веще-

ства, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью

образуются пары или газы, способные вспыхивать в воздухе от постороннего

источника зажигания. Устойчивого горения вещества при этом не возникает.

ТЕМПЕРАТУРА ВОСПЛАМЕНЕНИЯ (tвос) - наименьшая температура,

при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие

пары и газы с такой скоростью, что после их зажигания внешним источником

возникает самостоятельное пламенное горение этого вещества. Данная характе-

ристика присуща только горючим веществам.

ТЕМПЕРАТУРА САМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ (tсво) - самая низкая тем-

пература вещества или ее оптимальной смеси с воздухом, при нагреве до кото-

рой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, приво-

дящее к возникновению пламенного горения.

РАСТВОРИМОСТЬ - способность вещества равномерно распределяться

в среде другого или других веществ, образуя раствор. Хорошая растворимость

в воде может привести к сильному и длительному заражению водоемов. В то

же время хорошая растворимость в воде и органических растворителях может

позволить использовать при необходимости растворы различных веществ для

дегазации и нейтрализации ОХВ.

КОЭФФИЦИЕНТ ДИФФУЗИИ - является характеристикой процесса

диффузии и равен количеству газа, переходящему через сечение 1 м2 в секунду,

когда разность концентраций на расстоянии 1 м равна единице. Скорость испа-

рения ОХВ прямо пропорциональна коэффициенту его диффузии.

ГИДРОЛИЗ - разложение вещества водой. Он определяет условия хране-

ния, состояние в воздухе и на местности, стойкость ОХВ в случае их аварийных

выбросов (утечек). Причем чем меньше ОХВ подвержено гидролитическому

разложению, тем продолжительнее его поражающее действие.

КОРРОЗИОННАЯ АКТИВНОСТЬ - свойство разрушать оболочки, в ко-

торых хранится ОХВ. Она является причиной многих аварий на промышлен-

ных и транспортных объектах, в том числе в процессе хранения. Большинство

ОХВ обладают повышенной коррозионной активностью.

183

5.3.3. Токсические свойства опасных химических веществ

Важной характеристикой ОХВ является их токсичность (греч. toxikon –

яд), то есть ядовитость. Под токсичностью ОХВ понимается его способность

вызывать патологические изменения в организме, которые приводят человека к

потере дееспособности или к гибели.

Токсичность зависит от пути попадания в организм. Различают ингаляци-

онную, перроральную, кожно-резорбтивную, и микстную токсичность.

Количественно токсичность ОХВ оценивается дозой. Доза вещества, вы-

зывающая определенный токсический эффект, называется токсической дозой

(D).

Токсическая доза, вызывающая равные по тяжести поражения, зависит от

свойств ОХВ, пути его проникновения в организм, от вида организма и условий

выброса.

Для веществ, проникающих в организм в жидком или аэрозольном состоя-

нии через кожу, желудочно-кишечный тракт или через раны, поражающий эф-

фект для конкретного вида организма в стационарных условиях зависит только

от количества ОХВ.

Токсические свойства веществ определяют экспериментальным путем на

различных лабораторных животных, поэтому чаще пользуются понятием

удельной токсодозы - дозы отнесенной к единице живой массы животного.

Токсичность одного и того же вещества, даже при одинаковых условиях, раз-

лична для разных видов животных, а для конкретного вида животного заметно

отличается в зависимости от способа поступления в организм. Поэтому после

численного значения токсодозы указывают вид животного и способ введения

вещества. Например, запись: «Зарин, Dсмерт=0,017 мг/кг (кролики, внутривен-

но)» означает, что доза зарина 0,017 мг/кг, введенная кролику в вену вызывает

у него смертельный исход.

Различают пороговые, выводящие из строя и смертельные токсодозы.

ПОРОГОВАЯ ТОКСОДОЗА (PD) – количество вещества, вызывающее

начальные признаки поражения организма с определенной вероятностью или,

что то же самое, у определенного процента людей или животных. Вероятность

проставляется внизу справа, например PD50 - средняя пороговая токсодоза.

ВЫВОДЯЩАЯ ИЗ СТРОЯ ТОКСОДОЗА (ID) – количество вещества,

вызывающее при попадании в организм выход из строя определенного процен-

та пораженных как временно, так и со смертельным исходом, например ID50 -

средняя выводящая из строя токсодоза.

СМЕРТЕЛЬНАЯ ТОКСОДОЗА (LD) – количество вещества, вызываю-

щее при попадании в организм смертельный исход с определенной вероятно-

стью, например LD50 – средняя смертельная токсодоза. В дозах, меньших LD50

ОХВ вызывают поражения различной степени тяжести: тяжелые при 0,3...0,5

LD50, средние при 0,2 LD50 и легкие приблизительно при 0,1 LD50.

184

PD50, ID50, LD50 - являются кожно-резорбтивными токсодозами, кроме них

используются так же ингаляционные токсодозы, то есть токсодозы для ОХВ,

заражающих атмосферу паром или тонкодисперсным аэрозолем и вызывающих

поражения человека и животных через органы дыхания. Для расчета этих ток-

содоз используется уравнение:

D = C·τ·V/G , (5.10)

где С – концентрация ОХВ в воздухе, мг/л;

τ – время вдыхания зараженного воздуха, мин;

V – интенсивность дыхания, л/мин;

G – масса человека, кг.

Немецкий химик Ф. Габер предложил упростить это выражение. Приняв

допущение, что для людей, находящихся в одинаковых условиях, отношение

V/G постоянно и разделив на него обе части уравнения, он получил выражение

T = C·τ. (5.11)

Произведение С·τ Габер назвал коэффициентом токсичности и принял его

за постоянную величину. Эта величина позволяет сравнивать различные ОХВ

по ингаляционной токсичности. Часто этот коэффициент называют ингаляци-

онной токсодозой и обозначают PCτ50, ICτ50, LCτ50, хотя более правильно его

называть относительной токсичностью при ингаляции. Относительная токсич-

ность ОХВ при ингаляции зависит от физической нагрузки на человека. Для

людей занятых тяжелой физической работой (V=40 л/мин) она будет меньше

чем для людей находящихся в покое (V=10 л/мин). Приведем определения доз

данные в ГОСТе 12.1.007-76:

Средне смертельная доза при введении в желудок – доза вещества, вызы-

вающая гибель 50% животных при однократном введении в желудок.

Средне смертельная концентрация в воздухе - концентрация вещества, вы-

зывающая гибель 50% животных при 2...4 часовом ингаляционном воздей-

ствии.

Средне смертельная доза при нанесении на кожу - доза вещества, вызыва-

ющая гибель 50% животных при однократном нанесении на кожу.

Предел переносимости

Кроме токсодоз, для характеристики токсичности ОХВ используют такой

показатель как ПРЕДЕЛ ПЕРЕНОСИМОСТИ – это максимальная концентра-

ция, которую человек может выдержать определенной время без устойчивого

поражения.

В промышленности в качестве предела переносимости используется

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ (ПДК) – эта концентрация

определена как максимально допустимая, которая при постоянном воздействии

на человека в течение рабочего дня не может вызвать через длительный проме-

жуток времени патологических изменений или заболеваний, обнаруживаемых

при помощи современных методов диагностики.

Она относится, как правило, к восьмичасовому рабочему дню и не может

использоваться для оценки опасности аварийных ситуаций в связи со значи-

185

тельно меньшим интервалом воздействия ОХВ. Предельно допустимые кон-

центрации основных ОХВ показаны в таблице 5.9.

5.3.4. Анализ промышленных аварий с выбросами токсичных веществ

Промышленные аварии с выбросом хлора

В литературных источниках описаны 20 крупных аварий с хлором за пери-

од с 1939 по 1981 годы.

Таблица 5.7.

Последствия аварий с выбросом хлора

Год аварии 1917 1926 1929 1934 1936 1939 1940 1947 1947 1949

Масса, хлора, т 17 24 24 15 2 24 7 30 16 4

Погибло 1 19 1 1 0 60 3 19 0 0

Поражено - - -

Эвакуировано - - -

Год аварии 1952 1956 1961 1962 1963 1964 1965 1976 1979 1981

Масса, хлора, т 15 3 27 28 8 - 27 90 60 300

Погибло 7 0 1 0 0 1 0 0 1 17

Поражено 100 - 500

Эвакуировано - 10500 200000 5000

гибель – 5 т/чел; Не смертельные поражения – 1 т/чел.

Суммарный выброс хлора в этих авариях превысил 700 тонн, при этом по-

гибло 130 человек, более тысячи человек получили поражения различной сте-

пени тяжести, десятки тысяч человек вынуждены были эвакуироваться. Все

случаи гибели людей, кроме одного, произошли в радиусе до 500 метров. Один

из погибших находился на расстоянии 800 м (это наибольшее удаление от ме-

ста аварии с выбросом хлора при летальном исходе для пострадавшего). Глу-

бина распространения первичного облака при выбросе в пределах 30 т (1961

год) превысила 2 км, при этом площадь зоны поражения, на основании место-

положения трупов животных, составила 15 км2, зона располагалась по направ-

лению ветра. Максимальная площадь зоны эвакуации составила 125 км2 (1979

г.).

Промышленные аварии с выбросом аммиака

Количество аварий на объектах содержащих аммиак очень значительно, но

большинство из них носит локальный характер. Анализ 11 крупных аварий с

выбросом аммиака приведенных в литературных источниках показывает, что

пять из них связаны с разрывами трубопроводов, две - с повреждением резер-

вуаров для хранения аммиака, четыре - с авариями железнодорожных цистерн и

автоцистерн. Суммарный выброс аммиака превысил 2000 тонн. В результате

этих аварий погибли 41 человек (табл.18).Наиболее характерными из них яв-

ляются две.

Авария на заводе по выпуску удобрений в г. Потчефструме (ЮАР) про-

изошедшая 13 июля 1973г. Размер утечки составил 38 т аммиака. В результате

186

аварии погибло 18 человек, причем 6 из них находились за пределами предпри-

ятия. Из людей работавших в радиусе 50 м от места аварии сразу же погибли 2

человека, а 5 были спасены, но умерли позже от последствий отравления. Из

работавших в радиусе 50...100 м на месте никто не умер, впоследствии умерли

5 человек. Было отмечено 65 случаев несмертельных отравлений.

Таблица 5.8.

Последствия крупных аварий с выбросом аммиака

Год

аварии 1968 1969 1970 1970 1971 1973 1973 1975 1976 1976

Масса,

аммиака,т 19 90 160 75 600 277 38 50 180 19

Погибло 6 9 0 0 0 0 18 0 2 6

Поражено 65 100

Авария автоцистерны с аммиаком произошедшая 11 мая 1976 года в г.

Хьюстоне (США). Произошел мгновенный выброс 19 тонн аммиака, погибло 6

человек, пострадало более 100 человек. В начальный период аварии образовав-

шееся облако аммиачно-воздушной смеси, было, тяжелее окружающего возду-

ха. Площадь следа этого облака составила 1 км2.

Анализ сведений Госгортехнадзора России свидетельствует о том, что в

90-е годы на аммиачных холодильных установках зафиксирован ряд аварий

связанных с выбросом аммиака. В результате аварий пострадало несколько де-

сятков человек. Имеются и случаи гибели людей (табл. 5.9).

При возникновении аварии связанной с выбросом аммиака из технологи-

ческого оборудования происходит заражение территории в месте аварии и об-

разование зон химического заражения по направлению распространения зара-

женного воздуха.

Таблица 5.9.

Последствия аварий на аммиачных холодильных установках

Год

аварии

1990 1992 1992 1992 1995 1996 Всего

Город Нальчик СПб Новорос-

сийск

Сверд-

ловск

Белая

Глина

Улья-

новск

Погибло 6 1 - - 1 1 9

Поражено 3 16 10 - 3 32

Всего 9 1 16 10 1 4 41

гибель – 50 т/чел; Несмертельные поражения – 10 т/чел.

Промышленная авария с выбросом фосгена

Фосген является весьма важным химическим веществом для промышлен-

ности. Он является основным сырьем для производства полиуретанов. За все

187

время в промышленности произошла только одна авария с выбросом фосгена,

повлекшая многочисленные жертвы. Она произошла в Гамбурге в 1928 году.

Размер утечки составил 11 тонн фосгена, погибло 11 человек, получили пора-

жения различной степени тяжести 171 человек, пораженные находились в ра-

диусе 11 км от места аварии. Была проведена эвакуация на 1 день 350 жителей.

Гибель – 1 т/чел; Несмертельные поражения – 60 кг/чел.

Промышленные аварии с выбросом диоксина

Наиболее полные данные по зарубежным авариям с диоксином приведе-

ны в работе. В ней описаны 24 случая поражения диоксином. Из них 6 были

промышленными авариями с взрывами и выбросом диоксина в атмосферу. При

этом пострадало более 1500 человек (таблица 5.10). Принципиальной особен-

ностью таких аварий является возможность формирования чрезвычайно стой-

ких очагов химического заражения.

Таблица 5.10.

Последствия крупных аварий с выбросом диоксина Год аварии 1949 1953 1956 1963 1968 1976 Все-

го Страна США ФРГ Фран-

ция

Гол-

ландия

Велико-

британия

Ита-

лия

Вещество 2,4,5-трихлорфенол

Погибло 0 0 0 0 0 0 0

Поражено 228 75 17 106 90 1000 1516

Несмертельные поражения – 2 грамма/чел.

Примером тому является авария в г. Севезо (Италия, 1976 г.) с выбросом

диоксина. Всего в атмосферу было выброшено 1,75 кг диоксина, а на местность

попало 250 грамм. При этом дегазация местности и объектов была связана со

снятием грунта, термической обработкой, другими трудоемкими методами и

продолжалась около 8 лет. В результате аварии никто не погиб, но было много

пострадавших, которые заболели хлоракне. Общая площадь заражения составила

17,1 км2. Было эвакуировано более 800 человек.

Промышленная авария с выбросом метилизоцианата

Химическим аналогом аварии на Чернобыльской АЭС можно считать ка-

тастрофу в г. Бхопал (Индия, 1984 г.), в котором наиболее полно проявились

существенные особенности аварий на объектах с химически опасными компо-

нентами. В результате этой аварии было выброшено около 43 т метилизоциана-

та и продуктов его неполного термического разложения. Зоны заражения про-

дуктами выброса составила в глубину 5 км, в ширину более 2 км. Погибло 3150

человек, стали полными инвалидами около 20 тыс. человек, страдают различ-

ными заболеваниями от последствий отравления более 200 тыс. человек. Сразу

после аварии были госпитализированы 14 тыс. человек, 158 тыс. человек была

оказана амбулаторная помощь. Гибель – 14 кг/чел; Полные инвалиды 2 кг/чел;

Несмертельные поражения – 200 грамм/чел.

188

Промышленная авария с выбросом окиси углерода

Окись углерода используется в производстве метанола и других спиртов,

а также служит совместно с хлором сырьем для получения фосгена, а в метал-

лургии она применяется в процессах карбонилирования для очистки никеля.

Окись углерода вызывает при отравлении большое количество леталь-

ных исходов. Но летальные исходы при отравлении окисью углерода обычно

случаются в условиях ограниченного пространства и чаще всего приводят к ги-

бели лишь одного человека. Так в Великобритании с 1907 по 1931 год произо-

шло 1899 случаев отравления окисью углерода, при этом 224 человека погибло.

В 1974 году в английской промышленности произошло 329 случаев отравления

окисью углерода, погибло 6 человек. Cамая крупная авария с выбросом окиси

углерода произошла в 1982 году на реке Мозель (Франция). При движении по

реке баржа врезалась в опору проходившего над рекой трубопровода с окисью

углерода. Трубопровод разорвался, произошел выброс газа, погибло 5 человек.

5.4. Опасности объектов содержащих источники ионизирующих излучений

5.4.1. Ионизирующие излучения и их характеристика

Под термином «радиация» обычно понимают ионизирующее излучение,

способное вызывать определенные изменения в живой и неживой материи.

Ионизирующим излучением (ИИ) считается любое излучение, взаимо-

действие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов

разных знаков.

Способность веществ испускать ионизирующие излучения называется ра-

диоактивностью. Вещества, испускающие ионизирующие излучения называют-

ся радиоактивными веществами.

Процессы, в результате которых возникает радиация, называются радиоак-

тивными процессами или радиоактивностью.

Радиоактивность – это процесс распада ядер атомов, сопровождающийся

ионизирующим излучением.

Радиоактивность может быть естественной или искусственной (наведен-

ной).

Ионизирующее излучение состоит из ионизирующих частиц. К ионизиру-

ющим частицам относят корпускулы и фотоны.

Корпускулы - частицы с массой покоя отличной от нуля.

Фотоны - кванты электромагнитного излучения с нулевой массой покоя.

Корпускулярное излучение – ионизирующее излучение, состоящее из ча-

стиц с массой покоя, отличной от нуля. К корпускулярному ионизирующему

189

излучению относятся альфа-излучение, бета-излучение, протонное, нейтронное

излучения.

Альфа-излучение – корпускулярное излучение, состоящее из ядер атомов

гелия.

Бета-излучение – излучение, состоящее из электронов или позитронов.

р-излучение – излучение, состоящее из протонов.

n-излучение – излучение, состоящее из нейтронов.

ВИДЫ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

▼ ▼

Корпускулярное излучение Фотонное излучение

Альфа-излучение

Бета-излучение

Протонное излучение

Нейтронное излучение

Гамма-излучение

Характеристическое излучение

Тормозное излучение

Рентгеновское излучение

Рис. 5.7. Виды ионизирующих излучений

Фотонное излучение – электромагнитное косвенно ионизирующее излу-

чение. К фотонному ионизирующему излучению относят гамма-излучение, ха-

рактеристическое, тормозное и рентгеновское излучения.

Гамма-излучение. Электромагнитное излучение, возникающее при изме-

нении энергетического состояния атомных ядер, при ядерных превращениях

или при аннигиляции частиц.

Характеристическое излучение. Электромагнитное излучение, возника-

ющее при изменении энергетического состояния электрона атома. Имеет дис-

кретный энергетический спектр.

Тормозное излучение. Электромагнитное излучение, возникающее при

уменьшении кинетической энергии заряженных частиц. Имеет непрерывный

энергетический спектр.

Рентгеновское излучение. Электромагнитное излучение, состоящее из

тормозного и характеристического излучений.

Источниками ионизирующих излучений (ИИИ) называют вещества или

установки, при использовании которых возникают ионизирующие излучения.

Современные ядерно-технические установки обычно представляют собой

сложные источники излучений. Любой источник излучения характеризуется:

видом излучения;

геометрией источника (формой и размером);

мощностью источника;

энергетическим составом;

временным распределением излучения;

угловым распределением излучения.

190

Рис. 5.8. Формирование фотонных излучений

Активность источника ионизирующих излучений

Мощность источника ионизирующих излучений характеризуется его ак-

тивностью (А).

Под активностью (А) понимается среднее число атомов радиоактивного

вещества распадающихся в единицу времени.

Более строгим является следующее определение:

Под активностью (А) понимается отношение числа dN спонтанных (само-

произвольных) ядерных превращений, происходящих в источнике за интервал

времени dt, к этому интервалу.

А = dN/dt, (5.12)

где dN – число атомов РВ, распавшееся за интервал времени dt.

Отношение активности к массе, объему, площади или длине источника

называется удельной, объемной, поверхностной или линейной активностью ис-

точника соответственно.

Удельная активность радионуклида – отношение активности радионуклида

в образце к массе образца: Аm = А/m.

Объемная активность радионуклида – отношение активности радионукли-

да в образце к объему образца: АV = А/V.

Поверхностная активность радионуклида – отношение активности радио-

нуклида содержащегося на поверхности образца к площади поверхности этого

образца: АS = А/S.

Линейная активность радионуклида – отношение активности радионукли-

да содержащейся на длине образца к его длине: АL = А/L

Изменение активности во времени описывается экспоненциальной зависи-

мостью получившей название Закон радиоактивного распада:

Аt = A0×exp(-λ·t), (5.13)

γ - излучение

Характеристическое излучение

Тормозое

излучение

Характеристическое излучение

Рентгеновское излучение

191

где A0 – активность радионуклида в источнике в начальный момент времени

(t=0);

λ – постоянная распада (отношение доли ядер радионуклида, распадаю-

щихся за интервал времени dt, к этому интервалу).

λ = 0,693/T½, (5.14)

где T½ – период полраспада радионуклида (время, в течение которого число

ядер в результате радиоактивного рампада уменьшается в 2 раза). 0,693 = ln2.

На практике часто вместо экспоненциального закона изменение активно-

сти во времени определяется степенной зависимостью, предложенной Веем и

Вигнером: n

tt

tAA

0

0

, (5.15)

где A0 – активность осколков деления в момент времени t0;

At – активность осколков деления в момент времени t;

n – коэффициент, зависящий от изотопного состава источника ионизиру-

ющего излучения и от времени прошедшего после аварийного выброса или

ядерного взрыва.

Для практических расчетов в широком диапазоне времени принимают:

n = 0,4 (для радиационной аварии);

n = 1,2 (для ядерного взрыва).

Единица активности радионуклида–беккерель (Бк). 1Бк=1расп/с.

Беккерель равен активности источника в котором за время 1 сек происхо-

дит одно спонтанное ядерное превращение. Внесистемная единица активности

– кюри (Ки).

Кюри – это активность источника в котором за время 1 сек происходит 37

миллиардов спонтанных ядерных превращений

(1 Ки = 3,7·1010 Бк) (1 Ки/км2 = 37000 Бк/м2).

Свяжем массу m радионуклида в граммах (без учета массы неактивного

носителя) с его активностью А в беккерелях. m = N×ma, где ma – масса одного

атома в граммах. ma = Ма/Na,

где Ма – молекулярная масса,

Na – постоянная Авогадро, Na = 6,022×1023 моль-1.

А = 4,17×1023 × m/ (Ма×T½) (5.16)

Для описания источников кроме активности (удельной активности) источ-

ника (изотопа) используют такие характеристики как: выход реакции, период

полураспада, энергетическое распределение излучения.

Дозовые характеристики ионизирующего излучения

Объектом защиты от ИИ является человек. Мерой воздействия ИИ на че-

ловека является доза.

Различают следующие виды доз: экспозиционная, керма, поглощенная, эк-

вивалентная, эффективная.

192

Экспозиционная доза Х – это отношение суммарного заряда dQ всех ионов

одного знака, созданных в сухом воздухе, когда все электроны и позитроны,

освобожденные фотонами в элементарном объеме воздуха с массой dm, полно-

стью остановились в воздухе, к массе воздуха в этом объеме:

Х = dQ/dm (5.17)

Единицы измерения: Кл/кг; рентген. [1Р = 2,58×10-4 Кл/кг], [1Кл/кг = 3876

Р].

Понятием экспозиционной дозы желательно пользоваться для фотонного

излучения в воздухе, при энергии фотонов до 3 Мэв.

В иностранной литературе экспозиционную дозу называют также - ионной.

В настоящее время (с 1.01.1990г.) использование экспозиционной дозы не ре-

комендуется. Это связано с тем, что экспозиционная доза была введена только

для фотонного излучения, поэтому она не может использоваться в полях сме-

шанного излучения разных видов.

Керма. Для оценки воздействия на среду косвенно ионизирующих излуче-

ний всех видов используют понятие «керма» (kerma – аббревиатура от англий-

ских слов kinetic energy released in material).

Керма К – это отношение суммы первоначальных кинетических энергий

dWK всех заряженных ионизирующих частиц, образованных под действием

косвенно ионизирующего излучения в элементарном объеме вещества к массе

dm вещества в этом объеме:

К = dWK / dm (5.18)

Керма удобна тем, что она применима как для фотонов, так и для нейтро-

нов в любом диапазоне доз и энергий излучения. Единицы измерения: грей. 1

Гр = 1 Дж/кг.

Поглощенная доза ионизирующего излучения D – это отношение сред-

ней энергии dŴ, переданной ионизирующим излучением веществу в элемен-

тарном объеме, к массе dm вещества в этом объеме:

D = dŴ/dm (5.19)

То есть поглощенная доза - это отношение энергии поглощенной веще-

ством, к массе этого вещества. Единицы измерения: грей. 1 Гр = 1 Дж/кг = 100

рад.

Эквивалентная доза. Для разных видов излучения биологический эффект

при прочих равных условиях, в том числе и при одинаковой поглощенной дозе,

оказывается различным. При одной и той же поглощенной дозе радиобиологи-

ческий эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Для

сравнения биологических эффектов, производимых одинаковой поглощенной

дозой различных видов излучения, используют понятие относительной биоло-

гической эффективности излучения (ОБЭ) или коэффициента качества излучения

WR.

Мы его будем называть «коэффициент качества излучения».

Для λ-квантов и β-частиц любых энергий WR = 1;

193

Для нейтронов WR от 5 до 10;

Для α-частиц WR = 20.

Таким образом, эквивалентная доза НТ,R – это поглощенная доза в органе

или ткани, умноженная на взвешивающий коэффициент для данного вида излу-

чения, WR.

НТ,R = WR.× DT,R (5.20)

где DT,R средняя поглощенная доза в органе или ткани Т;

WR – взвешивающий коэффициент для излучения R (коэффициент каче-

ства).

В системе СИ эквивалентная доза измеряется в зивертах. Внесистемной

единицей эквивалентной дозы является 1 бэр.

1 Зв = 100 бэр или 1бэр = 0,01 Зв.

Разные органы или ткани имеют разные чувствительности к излучению.

Поэтому в последние годы для случаев неравномерного облучения разных ор-

ганов или тканей тела человека введено понятие эффективной дозы.

Эффективная доза Е – сумма произведений эквивалентных доз в органах

и тканях человека НТ на взвешивающие коэффициенты для этих органов и тка-

ней WT.

T

TT HWE,

(5.21)

где НТ - эквивалентная доза в органе или ткани Т;

WT – взвешивающий коэффициент для органа или ткани Т.

Сумма всех коэффициентов WT равна единице. При равномерном облуче-

нии всего организма эквивалентная доза в каждом органе или ткани одна и та

же

НТ = Н, и, следовательно, Е = Н.

Коэффициент Wт имеет следующие значения: половые железы - 0,2; кост-

ный мозг - 0,12; кишечник - 0,12, желудок - 0,12, легкие - 0,12; мочевой пу-

зырь - 0,05, молочные железы - 0,05, печень - 0,05, пищевод - 0,05, щито-

видная железа - 0,05; кожа - 0,01; кости - 0,01; остальные органы - 0,05. Едини-

цы измерения эффективной дозы – зиверт.

∑WТ = 0,2 + 4×0,12 + 6×0,05 + 2×0,01=1.

Эффективная коллективная доза(S) - это эффективная доза, полученная

группой людей от какого-либо источника радиации. Эффективная коллективная

доза является мерой коллективного риска возникновения стохастических эф-

фектов облучения. Она равна сумме индивидуальных эффективных доз. Еди-

ница измерения эффективной коллективной дозы – человеко-зиверт (чел-Зв),

внесистемная – человеко-бэр (чел-бэр):

n

i

iES1 ,

(5.22)

где n – число людей.

194

Мощность дозы (уровень радиации) – это отношение приращения дозы

(D, K, X, H, E, S) за интервал времени dt к величине этого интервала.

Мощность экспозиционной дозы: dtdXX /ˆ [Р/час ]

Мощность кермы: dtdKK /ˆ [Гр/час]

Мощность поглощенной дозы dtdDD /ˆ [Гр/час]

Мощность эквивалентной дозы dtdHH /ˆ [Зв/час]

Мощность эффективной дозы Ê = dE/dt [Зв/час]

При проведении практических расчетов обычно дозу, вне зависимости от

ее вида обозначают буквой D, а мощность дозы обозначают буквой Р.

Применив степенную зависимость Вигнера – Вея, получим:

n

tt

tРР

0

0

,

(5.23)

где Р0 – мощность дозы в момент времени t0;

Рt – мощность дозы в момент времени t.

Для ядерного взрыва (n = 1,2):

D = 5,0×( tн Рн ∙– tк Рк) (5.24)

Для радиационной аварии (n = 0,4):

D = 1,7×( tк∙Рк – tн∙Рн) (5.25)

Фоновое облучение человека

Фоновое облучение человека создается космическим излучением, а также

естественными и искусственными радиоактивными веществами, содержащими-

ся в теле человека и в окружающей среде. В соответствии с Законом РФ №3-ФЗ

«О радиационной безопасности населения» фоновое облучение (ФО) делят на

две составляющие:

естественный радиационный фон (ЕРФ);

техногенно измененный радиационный фон (ТИРФ).

Кроме радиационного фона, облучение человека в повседневных условиях

(ОЧП) складывается из облучения при медицинских процедурах (ОМП) и об-

лучение при использовании бытовой техники (ОБТ):

φ = dФ/dt [м-2·с-1] [см-2 с-1]. (5.26)

ОЧП = ЕРФ + ТИРФ + ОМП + ОБТ

Наибольший вклад вносят источники, имеющие природное происхождение

(ЕРФ). Причем эта доза в два раза выше техногенной, регламентированной для

населения за год. В Законе «О радиационной безопасности населения» даны

следующие определения:

Естественный радиационный фон – это доза излучения, создаваемая кос-

мическим излучением и излучением природных радионуклидов, естественно

195

распределенных в земле, воде, воздухе, других элементах биосферы, пищевых

продуктах и организме человека.

Техногенно измененный радиационный фон – это естественный радиаци-

онный фон, измененный в результате деятельности человека.

Таблица 5.11.

Облучение человека в повседневных условиях

ОБЛУЧЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА В ПОВСЕДНЕВНЫХ УСЛОВИЯХ

▼ ▼ ▼

Естественный радиаци-

онный фон

(ЕРФ)

Техногенно измененный

радиационный фон

(ТИРФ)

Медицина и бытовая

техника

(ОМП, ОБТ)

1. Внутреннее облучение

от земной радиации 1,325

мЗв/год.

2. Внешнее облучение от

земной радиации 0,350

мЗв/год.

3. Внутреннее облучение

от космических излуче-

ний:

0,015 мЗв/год.

4. Внешнее облучение от

космических излучений

0,3 мЗв/год.

Таким образом, средняя

годовая эффективная

доза (Е) внутреннего и

внешнего облучения за

счет ЕРФ составляет

примерно

1. Радиационный фон от

радиоактивных осадков

ядерных взрывов – 0,02

мЗв/год.

2. Радиационный фон от

объектов атомной энер-

гетики – 0,001 мЗв/год.

1. Медицинские обсле-

дования – 1 мЗв/год.

2. Облучение от элек-

тронной аппаратуры –

0,01 мЗв/год.

1,990 мЗв/год. 0,021 1,010

ЕРФ характеризуется средней годовой эффективной дозой (Еерф) внутрен-

него и внешнего облучения за счет всех природных радионуклидов содержа-

щихся в окружающей среде (земная радиация и космические излучения). Еерф

находится в пределах 1,68…1,91 мЗв (примерно 2 мЗв).

Как видно из таблицы 5.11, внутреннее облучение, получаемое людьми за

счет поступления РН естественного происхождения в организм с пищей, водой

и воздухом составляет примерно 2/3 от общей дозы: 10…15% этой дозы прихо-

дится на РН углерода-14 ( С14

6 ), калия-40 ( К40

19 ) и трития ( Н3

1 ). Основная же часть

дозы облучения обусловлена РН ряда Урана-238 ( U238

92 ) и Тория-232 ( Th232

90 ). От-

дельные из них поступают с пищей:

196

Так Свинец-210 ( Pb210

82 ) и Полоний-210 ( Po210

84 ) концентрируются в рыбе и

моллюсках.

Мясо северных оленей имеет высокое содержание Полония-210 ( Po210

84 ), так

как лишайники селективно концентрируют этот РН.

Однако наиболее весомый вклад в величину внутреннего облучения вно-

сит Радон-222 ( Rn222

86 ). Он имеет период полураспада Т1/2 = 3,85 дня. Радон-222

( Rn222

86 ), вместе с продуктами своего распада дает 1…1,2 мЗв (3/4 годовой инди-

видуальной дозы за счет облучения от земных источников радиации). Основ-

ными источниками поступления радона являются:

земная поверхность с высоким содержанием РН уран-ториевого ряда

(скальный грунт, отдельные виды глинозема и т.д.);

строительные материалы (отдельные типы гранитов, пемза, фосфогипс,

кирпич из красной глины, доменный шлак, зольная пыль после сгорания угля и

т.д.);

природный газ, сгораемый в невентилируемых помещениях;

вода, особенно опасен радон, распыленный в ванной комнате, так как его

поражающее действие на легкие наиболее высокое. Так его концентрация в

ванной комнате в среднем в три раза выше, чем на кухне и в 40 раз выше, чем в

жилых помещениях.

Опасность радона обусловлена поражающим действием альфа и гамма из-

лучения с достаточно высокой энергией.

Техногенно измененный радиационный фон – это естественный радиаци-

онный фон, измененный в результате деятельности человека. Он складывается

из двух составляющих:

радиационный фон от радиоактивных осадков ядерных взрывов;

радиационный фон от объектов атомной энергетики.

Радиационный фон от радиоактивных осадков ядерных взрывовю. Начи-

ная с 40-х годов, когда впервые были произведены ядерные взрывы, практиче-

ски все население планеты подверглось и продолжает подвергаться облучению,

обусловленному наличием в различных природных средах РН, образованных в

результате деления ядерных материалов, применяемых в ЯБП.

Основной вклад в ожидаемую эффективную эквивалентную дозу облуче-

ния населения дают только несколько РН осколочного происхождения:

Цезий-137 ( Cs137

55 ); Цирконий-95 ( Zr95

40 ); Стронций-90 ( Sr90

38 )

и наиболее долгоживущий Углерод-14 ( С14

6 ).

Так если Цирконий-95 ( Zr95

40 ) к сегодняшнему дню прекратил свое пора-

жающее действие, а Цезий-137 ( Cs137

55 ) и Стронций-90 ( Sr90

38 ) наполовину распа-

лись, то Углерод-14 ( С14

6 ) потерял лишь 7% своей активности.

Суммарная ожидаемая коллективная доза от всех ЯВ, произведенных в

мире к настоящему времени составляет около 307млн. чел-Зв. К 2000 году че-

ловечество получило всего около 20% от этой дозы. На сегодняшний день фон

от осадков ЯВ дает 0,02 мЗв в год.

197

Радиационный фон от объектов атомной энергетики. При отсутствии

аварий объекты атомной энергетики дают ожидаемую коллективную дозу об-

лучения 5,5чел-Зв на каждый ГВт-год по короткоживущим РН и 670 чел-Зв по

долгоживущим. Эти цифры не учитывают вклад РАО в ожидаемую дозу, кото-

рая оценивается в 1…2% от указанных выше значений. Годовая эффективная

доза каждого жителя Земли от объектов атомной энергетики оценивается менее

1% от естественного уровня радиации и составляет 0,001 мЗв/год.

Доза облучения, создаваемая антропогенными источниками (за исключе-

нием облучений при медицинских обследованиях), невелика по сравнению с

естественным фоном ионизирующего облучения, что достигается применением

средств коллективной защиты.

Рассеивание в атмосфере радионуклидов, содержащихся в выбросах, при-

водит к формированию зон загрязнения около источника выбросов. Обычно зо-

ны антропогенного облучения жителей, проживающих вокруг предприятий по

переработке ядерного топлива на расстоянии до 200 км, колеблются от 0,1 до

65 % естественного фона излучения.

Миграция радиоактивных веществ в почве определяется в основном ее

гидрологическим режимом, химическим составом почвы и радионуклидов.

Меньшей сорбционной емкостью обладают песчаная почва; большей – глини-

стая, суглинки и черноземы.

Опыт ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС показывает,

что ведение сельскохозяйственного производства недопустимо на территориях

при плотности загрязнения выше 80 Ки/км2, а на территориях, загрязненных до

40...50 Ки/км2, необходимо ограничивать производство семенных и техниче-

ских культур, а также кормов для молодняка и откормочного мясного скота.

При плотности загрязнения 15...20 Ки/км2 по Сs137

55 сельскохозяйственное произ-

водство вполне допустимо.

Источники ИИ используемые в медицине. Ионизирующее излучение ис-

пользуются для лечения людей. Средняя доза, получаемая населением при

рентгенологических обследованиях, определяется генетически значимой экви-

валентной дозой (ГЗД). В 1986 году ГЗД составляла: Великобритания - 120

мкЗв, Япония - 150 мкЗв, СССР - 230 мкЗв. По данным специалистов, средняя

эффективная эквивалентная доза, получаемая от всех источников в медицине

составляет около 1 мЗв (0,1 Бэр).

Предельные дозовые значения для медицинских процедур на сегодняш-

ний день не установлены. В НРБ 99 устанавливается что для здорового челове-

ка годовая доза не должна быть выше 1 мЗв.

Электронная аппаратура. Телевизоры и другая электронная аппаратура, где

используются электровакуумные приборы с напряжением более 20 кВ, являют-

ся источником мягкого рентгеновского облучения, они дают вклад 0,01мЗв/год

(1мбэр/год). Для телевизоров допускается мощность экспозиционной дозы 100

мкР/час на расстоянии 10 см.

Таким образом, человек получает за счет фонового облучения, медицин-

ских процедур и облучения от электронной аппаратуры

198

2 + 1 + 0,01 = 3 мЗв/год. (5.27)

Таблица 5.12.

Показатели радиационного облучения

№ Составляющие радиационного облучения Величина облучения

1 Естественный радиационный фон (ЕРФ); 1,68…1,91 мЗв/год

(≈2мЗв/год)

2 Радиационный фон от радиоактивных осадков

ядерных взрывов (РФЯВ);

+ 0,02 мЗв/год

3 Радиационный фон от объектов атомной энерге-

тики (РФАЭ).

+ 0,001 мЗв/год

Радиационный фон = 10…25 мкР/час

(≈15 мкР/час)

4 Медицинские обследования + 1 мЗв/год

5 Облучение от электронной аппаратуры + 0,01 мЗв/год

Облучение человека в повседневных условиях = 3 мЗв/год

Для человека, проживающего в промышленно развитых регионах РФ, го-

довая суммарная эквивалентная доза облучения из-за высокой частоты рентге-

нодиагностических обследований достигает 3000...3500 мкЗв/год (средняя на

Земле доза облучения равна 2400 мкЗв/год).

Требования к ограничению облучения

Требования устанавливаются в соответствии с ФЗ№3 «О радиационной

безопасности населения», Нормами радиационной безопасности (НРБ) и Ос-

новными санитарными правилиами обеспечения радиационной безопасности

(ОСПОРБ).

Устанавливаются следующие категории облучаемых лиц:

персонал (группы А и Б);

все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их произ-

водственной деятельности.

Для категорий облучаемых лиц устанавливаются три класса нормативов:

основные пределы доз (ПД), приведенные в таблице 5.13;

допустимые уровни монофакторного воздействия (для одного радионукли-

да, пути поступления или одного вида внешнего облучения), являющиеся про-

изводными от основных пределов доз: пределы годового поступления (ПГП),

допустимые среднегодовые объемные активности (ДОА), среднегодовые

удельные активности (ДУА) и другие;

контрольные уровни (дозы, уровни, активности, плотности потоков и др.).

Их значения должны учитывать достигнутый в организации уровень радиаци-

онной безопасности и обеспечивать условия, при которых радиационное воз-

действие будет ниже допустимого. ПД устанавливаются Закон РФ №3-ФЗ «О

радиационной безопасности населения».

199

Основные пределы доз, как и все остальные допустимые уровни об-

лучения персонала группы Б, равны 1/4 значений для персонала группы А.

Для студентов и учащихся старше 16 лет, проходящих профессиональное

обучение с использованием источников излучения, годовые дозы не должны

превышать значений, установленных для персонала группы Б.

Таблица 5.13.

Основные пределы доз

Нормируемые ве-

личины

Пределы доз

Персонал (группа А) Население

Эффективная доза 20 мЗв в год в среднем

за любые последова-

тельные 5 лет, но не бо-

лее 50 мЗв в год

1 мЗв в год в среднем за

любые последовательные

5 лет, но не более 5 мЗв в

год

Эквивалентная

доза за год:

-в хрусталике глаза

150 мЗв

15 мЗв

-в коже/ кистях и

стопах

500 мЗв /500 мЗв 50 мЗв /50 мЗв

Нормируемые величины дозовых нагрузок для персонала составляют: эф-

фективная доза - 20 мЗв/год (2 Бэр/год) за любые последовательные 5 лет, но

не более 50 мЗв/год; эквивалентная доза за год для хрусталика глаза - 150 мЗв,

для кожи, кистей и стоп - 500 мЗв.

Эффективная доза для персонала не должна превышать за период трудовой

деятельности (50 лет) – 1000 мЗв, а дли населения за период жизни (70 лет) – 70

мЗв. Основные пределы доз облучения не включают в себя дозы природного и

медицинского облучения, а также дозы вследствие радиационных аварий. На

эти виды облучения устанавливаются специальные ограничения.

Так доза от медицинского обследования для здоровых людей не должна пре-

вышать 1 мЗв/год.

В помещениях естественный фон не должен быть выше уровня радиации

на открытой местности на 0,2 мкЗв/час (20 мкР/час), то есть

Рдоп.пом ‹ Ротк.мест+20мкР/ч.

При превышении 30 мЗв/месяц – временное отселение.

Планируемое облучение персонала группы А выше установленных преде-

лов доз при ликвидации или предотвращении аварии может быть разрешено

только в случае необходимости спасения людей или предотвращения их облу-

чения. Планируемое повышенное облучение допускается для мужчин старше

30 лет лишь при их добровольном письменном согласии, после информирова-

ния о возможных дозах облучения и риске для здоровья.

200

5.4.2. Радиационно опасные объекты

Ядерный топливный цикл

Ядерный топливный цикл (ЯТЦ) - это вся последовательность повторяю-

щихся производственных процессов, начиная от добычи топлива (включая про-

изводство электроэнергии) и кончая удалением радиоактивных отходов.

В зависимости от вида ядерного топлива (ЯТ) и конкретных условий ЯТЦ

могут различаться в деталях, но их общая принципиальная схема сохраняется.

Рис. 5.9. Обобщенная схема ядерного топливного цикла

Добыча руды. Урана в земной коре (3-4) 10-4%. Он рассеян в горных поро-

дах, почве, воде морей и океанов. Урана в 1000 раз больше, чем золота, в 30 раз

больше серебра и столько же, сколько цинка и свинца. Небольшая часть урана

сконцентрирована в месторождениях, где его в 102-103 больше, чем в среднем.

Добыча урановой руды осуществляется комплексно (например, золотоура-

новые месторождения в ЮАР и ураново-фосфатные месторождения во Флори-

де), шахтным, либо карьерным способом, а также методом выщелачивания без

выемки руды на поверхность.

Переработка руды. Урановые руды содержат рудные минералы с ураном,

и пустую породу, которую надо устранить, получив химические концентраты

урана. Производят дробление и измельчение исходной руды (кроме случаев

подземного выщелачивания), выщелачивание (перевод урана из руды в рас-

твор), селективное выделение урана из растворов. Очень часто перед выщела-

1. Добыча и переработка руды

2. Очистка урана от примесей и разделение изотопов

3. Изготовление тепловыделяющих элементов и сборок.

4. Использование ядерного горючего в реакторах.

5. Хранение и транспортировка отработанного ядерного топлива.

6. Радиохимическая переработка отработанного ядерного топлива.

7. Хранение и захоронение радиоактивных отходов.

201

чиванием руду обогащают различными методами (радиометрический, гравита-

ционный и флотационный на различии смачивания минералов). При добыче

руд с содержанием, например 0.1%, для получения 1 т U3O8 необходимо из-

влечь из недр 1000 т руды, не считая пустой породы от проходок. Поэтому

обычно гидрометаллургические заводы, перерабатывающие руду, сооружаются

рядом с рудниками и карьерами.

Аффинаж. Полной очистки химических концентратов урана достичь не

удается (U3O8 - в одних концентратах 60-80%, в других 95-96%). Такой уран не

годится для топлива. При аффинаже завершается очистка соединений урана от

примесей и, особенно от элементов, обладающих свойством захвата нейтронов

(гафний, бор, кадмий, европий, гадолиний, самарий). Методы аффинажа разно-

образны, в результате получаются осадки урановых солей, из которых прокали-

ванием и получают чистые оксиды урана: UO3, U3O8 и UO2 - важнейшие про-

межуточные продукты уранового производства.

Производство UF6 и разделение изотопов. Современная ядерная энергети-

ка с реакторами на топливных нейтронах базируется на слабообогащенном (2-

5%) 235U урановом топливе. В реакторах на быстрых нейтронах, а также в ис-

следовательских и транспортных реакторах используется уран с ещё более вы-

соким содержанием 235U (до 93%). Следовательно, прежде чем изготавливать

топливо, природный уран, содержащий только 0.72% 235U, необходимо обога-

тить - разделить изотопы 235U и 238U. Используются физические методы (газо-

диффузионный и центробежный). В обоих методах применяют UF6, для чего

фторируют различные соединения урана. Сначала из оксидов урана с помощью

HF получают тетрофторид UF4, а затем UF6. При фторировании попутно гекса-

фторид урана очищается от примесей, т.е.продолжается аффинаж. Метод диф-

фузии основан на явлении молекулярной диффузии через пористую перегород-

ку с мельчайшими отверстиями. При тепловом равновесии молекулы 235UF6 об-

ладают большей средней скоростью теплового движения и поэтому чаще уда-

ряются о перегородку, проникают через нее, а 238UF6 будут концентрироваться

перед перегородкой. 235U в количестве 0.25-0.3% находится в отвале и исполь-

зуется в дальнейшем, как воспроизводящий материал в реакторах-

размножителях для производства плутония.

Изготовление топлива. Обогащенный уран служит исходным сырьем для

изготовления топлива ядерных реакторов. Ядерное топливо применяется в ре-

акторах в виде металлов, сплавов, оксидов, карбидов, нитритов и других топ-

ливных композиций, которым придается определенная конструктивная форма.

Конструкционной основой ядерного топлива в реакторе является ТВЭЛ, состо-

ящий из сердечника (топлива) и оболочки. В каждом из реакторов ВВЭР и

РБМК содержится около 50000 ТВЭЛов, заполненных таблетками из диоксида

урана. Все ТВЭЛы объединяются в тепловыделяющие сборки (ТВС). На пред-

приятиях, производящих ЯТ получают порошок диоксида урана из UF6, изго-

товляют спеченные таблетки, трубчатые оболочки ТВЭЛов, упаковывают таб-

летки в оболочки, изготавливают ТВС для непосредственного использования в

202

реакторе. Топливо поступает в реактор и обеспечивает получение электроэнер-

гии.

Отработавшие ТВС выгружаются из реактора и затем либо надежно и без-

опасно хранят, либо перерабатывают.

Хранение, транспортировка и радиохимическая переработка отходов

ядерного топлива (ОЯТ). В процессе радиохимической переработки из ОЯТ в

первую очередь извлекаются делящиеся нуклиды для повторного использова-

ния в качестве ЯТ. Кроме того, извлекаются другие ценные элементы. Актив-

ность ОЯТ настолько высока, что его невозможно перерабатывать сразу после

выгрузки из реактора, поэтому ОЯТ хранится (выдерживается) в охлаждающих

бассейнах на АЭС перед транспортировкой в течение трех лет.

Транспортирование ОЯТ от АЭС на радиохимический завод - важная ста-

дия топливного цикла. Высокая активность перевозимого, значительное оста-

точное тепловыделение до десятков КВт на тонну, наличие делящихся веществ

- требует принятия особых мер. ОЯТ помещают в специальные контейнеры

массой от 30 до 100 т, на долю ОЯТ приходится лишь 2-5% общей массы. При-

меняются специальные ж/д вагоны, автотрейлеры и плавучие суда.

Поступившие на радиохимический завод ОЯТ перегружают под водой из

контейнеров в бассейны-хранилища с толщей воды, обеспечивающей радиаци-

онную защиту. Все операции выполняют с дистанционным управлением. Кон-

тейнеры размещают в специальных стеллажах, чтобы исключить критическую

массу. Из бассейнов ТВС поступают в отделение резки, где режутся на куски.

Разрезанные сборки попадают в растворители с азотной кислотой, где осу-

ществляется выщелачивание (извлечение) урана, плутония, других ценных эле-

ментов, затем производится их переработка, после чего уран и плутоний пере-

водятся в раствор, не содержащий продуктов деления.

Хранение и переработка радиоактивных отходов. В зависимости от

удельной активности твердые, жидкие и газообразные радиоактивные отходы

делят на три категории. Например, жидкие отходы классифицируются так: низ-

коактивные - менее 3.7×105 Бк/л, среднеактивные от 3.7×105 до 3.7×1010 Бк/л и

высокоактивные - больше 3.7×1010 Бк/л. Признана оптимальной следующая

схема переработки ОЯТ:

Хранение в жидкой форме для снижения остаточного тепловыделения;

Отверждение выдержанных жидких отходов и временное хранение в кон-

тролируемых условиях;

Окончательное захоронение отвержденных отходов в стабильных геологи-

ческих формациях;

Характеристика радиационно опасных объектов

К радиационно опасным объектам относятся:

1. Атомные реакторы.

2. Космические корабли с ЯЭУ

3. Радиоизотопные термоэлектрические генераторы.

4. Ядерные боеприпасы.

203

5. Хранилища и могильники.

6. Радиохимические лаборатории.

Кроме того, сейчас широко используются различные радиоизотопные при-

боры (РИПы) как пожарные извещатели, уровнемеры и т.п.

На начало 21 века в 27 странах мира было 430 энергоблоков на АЭС и 580

ядерных реакторов на судах.

К основным радиационно-опасным объектам России относятся 29 энерго-

блоков на 9 АЭС (31 на 10) примерно 20 ГВт, 113 исследовательских ядерных

установок, 12 промышленных предприятий топливного цикла, 30 исследова-

тельских организаций, 9 атомных судов с 15 ЯЭУ, 13000 предприятий, исполь-

зующих РВ, 16 региональных комбинатов по переработке и захоронению ради-

ационно активных отходов.

Атомные реакторы.Все типы атомных реакторов являются опасными источ-

никами радиоактивного заражения, т.к. в них в процессе работы накапливается

большое количество радиоактивных веществ. В атомном реакторе цепная реак-

ция идет в специальном устройстве - тепловыделяющем элементе (ТВЭЛе).

ТВЭЛ имеет оболочку из цирконий-ниобиевого сплава или нержавеющей стали,

внутри которой помещаются таблетки из окиси плутония или урана нужной степени

обогащения.

В процессе работы ядерного реактора в ТВЭЛах происходит выделение

энергии, которая передаётся через стенки ТВЭЛа теплоносителю. При этом в реак-

торе происходит накопление радионуклидов, как за счёт деления ядерного го-

рючего, гак и за счёт активации нейтронами ядерного горючего и элементов, вхо-

дящих в конструкцию ядерного реактора

При нормальной работе ядерного реактора температура стенок ТВЭЛа со-

ставляет около 800°С (внутри ТВЭЛа до 2500°С), тепло от них отводится за счёт

охлаждения водой, которая нагревается до 285 - 320°С на выходе из реактора,

частично превращаясь в пар и создавая давление в системе 7 - 1 6 МПа в зависимо-

сти от типа ядерного реактора.

При таких параметрах работы ТВЭЛа часть продуктов деления находится в па-

рообразном состоянии и способна проникать через микротрещины в стенках

ТВЭЛа в окружающую среду, загрязняя пароводяную смесь радиоактивными

веществами.

При работе реактора постоянно происходит утечка РВ эти РВ выходят в ат-

мосферу через вентиляционную трубу. При нормальной работе это неопасно. В слу-

чае аварии на АЭС выход РВ в атмосферу резко увеличивается и представляет

опасность для персонала и населения, проживающего вблизи АЭС.

Космические корабли с ЯЭУ. Космические корабли с ЯЭУ используют

плутоний-238, который выделяет в 280 раз больше энергии, чем оружейный

плутоний-239 и соответственно в 280 раз более радиоактивен. Всего 450 грам-

мов плутония-238 при его равномерном распределении в атмосфере достаточ-

но, чтобы вызвать рак у всех людей, населяющих Землю. В 1964 г. американ-

ский "Транзит" с радиоизотопным генератором потерпел аварию и сгорел в ат-

204

мосфере над Индийским океаном. Над Землей было рассеяно более 950 г плу-

тония-238.

В 1978 г. советский "Космос-945" с ЯЭУ разрушился, войдя в плотные

слои атмосферы, многотонная масса вместе с 37.1 кг ОЯТ испарилась и была

рассеяна, что привело к РЗ 100 тыс. км2 Канады.

Сегодня угрозу представляет американский космический зонд - "Кассини",

запущенный в 1997 с реактором на 32.7 кг плутония-238. В августе 1999 г. он

пролетел на расстоянии 500 км. от Земли; в случае аварии по оценке NASA 5

млрд. человек могут получить радиотоксичное поражение.

Всего с ЯЭУ в космос было запущено 48 космических аппаратов (36 -

наши, 12 - американских). На 6-ти из них были аварии.

Хранилища и могильники. Твердые и жидкие радиоактивные отходы, об-

разующиеся при эксплуатации АЭУ, подлежат временному хранению в специ-

альных хранилищах. В настоящее время количество радиоактивных отходов в

РФ каждый год возрастает, а переработка их из-за нехватки производственных

мощностей радиохимических заводов не осуществляется. В С.-Петербургском

регионе в г. Сосновый Бор функционирует специализированный комбинат по

захоронению жидких и твердых РАО, поступающих с Ленинградской АЭС, а

также других объектов, оснащенных ядерными реакторами и радиохимически-

ми лабораториями. На этом комбинате предусматривается переработка РАО,

дезактивация спецодежды и белья. Емкость хранилищ составляет 40 тыс.м3.

В области находится два бетонированных захоронения с оборудованием,

не подлежащим дезактивации, с атомного ледокола “Ленин”. В приемниках

указанных могильников уровень излучений составляет 1500 мкР/ч. В регионе

имеются опасные в радиационном отношении места сброса и захоронения раз-

личного рода РАО и материалов, осуществлявшихся в 40-50 годы без должных

мер безопасности и долгосрочного прогноза поведения и распространения ра-

дионуклидов в ОПС. К таким местам относится участок Васильевского острова

в районе Шкиперского протока (5 квартал). Здесь обнаружены загрязненные

радиоактивными веществами пласты грунта, которые вытянуты в сторону по-

нижения рельефа. В пробах содержатся радиоизотопы цезия, стронция, а также

-активные радионуклиды.

5.4.3. Радиационные аварии

Закон РФ №3-ФЗ «О радиационной безопасности населения» гласит: «Ра-

диационная авария - потеря управления источником ионизирующего излуче-

ния, вызванная неисправностью оборудования, неправильными действиями ра-

ботников (персонала), стихийными бедствиями или иными причинами, которые

могли привести или привели к облучению людей выше установленных норм

или к радиоактивному загрязнению окружающей среды».

Наиболее опасными являются аварии на АЭС. Второе место по радиаци-

онной опасности занимают хранилища радиоактивных отходов (особенно жидких),

205

а затем следуют транспортные средства на ядерных двигателях (надводные корабли,

подводные лодки, атомные ледоколы, лихтеровозы и др.), радиохимические за-

воды и другие объекты ядерного комплекса.

Аварии с выходом РВ в окружающую среду принято классифицировать по

границе распространения и количеству вышедших при аварии радиоактивных ве-

ществ. Для классификации аварий в России используется Международная шкала

МАГАТЭ. Шкала разделена на две большие части. Нижние три класса (I - 3) отно-

сятся к происшествиям (инцидентам), а верхние классы (4 - 7) - к авариям. Класси-

фикация аварий на АЭС приведена в табл. 5.14.

Таблица 5.14.

Характеристика событий на АЭС

Класс, название, пример

аварии

Критерий

7 класс

Глобальная авария

(Чернобыль, СССР,26.04.86)

Большой выброс - значительный ущерб здоро-

вью людей и окружающей среде. Величина

выброса по J131- более:1016 Бк.

6 класс

Тяжёлая авария

(Виндскейл, Англия, 1957 г.)

Значительный выброс полная реализация

внешнего противо-аварийного плана на огра-

ниченной территории. Величина выброса J131

1015- 1016 Бк.

5 класс

Авария с риском для окружающей

среды (Три Майл Айленд,США,

1979г.)

Ограниченный выброс частичная реализация

внешнего противоаварийного плана на ограни-

ченной территории. Величина выброса J131 от

1014 до 1015 Бк.

4 класс

Авария в пределах АЭС

(Сант-Лоурент, Франция, 1980 г.)

Небольшой выброс - облучение лиц из насе-

ления порядка нескольких мЗв. Применение

плана защитных мероприятий маловероятно.

3 класс

Серьёзное происшествие (Ле-

нинградская АЭС, 1975г.)

Очень небольшой выброс - облучение насе-

ления ниже доли от установленного преде-

ла дозы, порядка десятых долей мЗв.

2 класс

Происшествия средней тяжести. –

1 класс

Незначительное происшествие. –

0

Ниже шкалы –

На стадии проектирования АЭС рассматривается набор проектных аварий

и мероприятий по локализации и ликвидации их последствий, в том числе и макси-

мальная проектная авария, в результате которой оплавляются аварийные ТВЭ-

Лы и радиоактивное заражение выше допустимых величин имеет место за преде-

206

лами территории АЭС. Радиационные последствия такой аварии используются

для подготовки защитных мероприятий в 30 км зоне АЭС.

Опасность для населения и предприятий, размещённых вблизи АЭС, создают

аварии с оплавлением активной зоны, вероятность таких аварий на наших АЭС оце-

нивается фактором риска 10-3 – 10-4 , т.е. одна авария на одном ядерном реакторе в

течение 1 -10 тысяч лет при неблагоприятном стечении обстоятельств. С возраста-

нием количества ядерных реакторов в стране вероятность аварии растёт.

Другая классификация

Все аварии делят на:

проектные (аварии, которые могут быть локализованы системами внутрен-

ней безопасности объекта).

запроектные (аварии, которые не могут быть локализованы системами

внутренней безопасности объекта).

Категории аварий:

локальная (РВ не выходят за пределы промплощадки);

местная (РВ не выходят за пределы санитарной зоны);

средняя – (РВ выходят за пределы санитарной зоны, но не выходят за пре-

делы 30 км зоны);

крупная (облучение более 1 млн. чел. по 30 мЗв и РВ, выходят до 100 км).

Три фазы развития аварий:

Ранняя – завершение формирования первичного следа радиоактивного об-

лака. Наиболее интенсивное радиационное воздействие на население и окру-

жающую среду. Продолжительность 10 суток. Эта авария опасна внешним

(гамма), (бета) излучением от радиационного облака и РЗ местности.

Средняя – характеризуется наличием ограничений жизнедеятельности

населения в зонах радиоактивного заражения местности и систем контроля ра-

диоактивного облака до принятия всех мер защиты. Продолжительность 1 год.

Опасна внешним (гамма)-излучением РЗМ от радиоактивного заражения

местности.

Поздняя – характеризуется восстановлением обычной системы жизнедея-

тельности населения и контроля радиационной обстановки. Продолжитель-

ность – до снятия всех ограничений. Опасна как средняя фаза.

Зоны поздней фазы подразделяются:

зона радиационного контроля: от 1 до 5 мЗв (проводятся мониторинг ра-

диоактивности объектов окружающей среды).

зона ограниченного проживания населения: от 5 до 20 мЗв (осуществляет-

ся мониторинг и РК).

зона отселения: от 20 до 50 мЗв (въезд для постоянного проживания за-

прещается).

зона отчуждения: более 50 мЗв (не допускается постоянное проживание).

207

Характеристика радиационных аварий

Аварии на АЭС

В пятидесятые годы наша страна выступила инициатором использования

атомной энергии в мирных целях. В 1954 г. была построена первая АЭС.

Начались аварии. Специалисты-атомщики выделяют за все время работы

энергоустановок (с 1954 г.) три крупные аварии: в Англии - на АЭС "Уинд-

скейл", в США - на АЭС "Тримайл-Айленд" и в СССР в Чернобыле.

В результате пожара в 1957 г. на Уиндскейлском реакторе N1 произошел

выброс большого количества радиоактивного дыма, значительная территория

оказалась зараженной; пожар на 4 день удалось погасить, реактор забетониро-

вали - появился прообраз будущего Чернобыльского саркофага.

В марте 1979 года на АЭС "Тримайл-Айленд" произошла авария, в резуль-

тате которой в окружающую среду попало большое количество радиоактивных

веществ. На американской станции во время аварии получили повышеные дозы

облучения многие из обслуживающего персонала АЭС, ликвидация послед-

ствий аварии заняла многие годы.

Южно-Уральская катастрофа. Под этим названием скрыто две радиацион-

ные катастрофы. С 1949 по 1956 год в реку Теча сбрасывались отходы радио-

химического предприятия Маяк. Облучению подверглось 28 тысяч человек.

Дозы достигали 300…400 бэр. Лучевой болезнью заболело 935 человек. Отсе-

лено 7500 жителей. В сентябре 1957 года на том же производстве произошел

взрыв емкости с РАО. В воздух было выброшено более 2 МКи стронция-90, це-

зия-144, циркрния-95, рутения-106. Площадь радиоактивного следа 23 тысячи

км2, переселено 10 тысяч человек.

В апреле 1986 года на ЧАЭС произошла авария с разрушением ядерного реак-

тора. 26 апреля взрыв разрушил 4 блок ЧАЭС и произошел выброс в атмосферу

РВ активностью 50 МКи. Из них: иод-131 ( I131

53 ) около 10 МКи; цезий-137 ( Cs137

55 )

около 2 МКи; изотопы стронция, в том числе стронций -90 ( Sr90

38 ) около 0,2

МКи; плутоний-239 ( Рu239

94 ) 700 Ки. Пострадало более 100 тысяч человек, радиус

зоны эвакуации составил 30 км.Из хозяйственного пользования было выведено 3

тыс км2 территорий, отселено 115 тысяч человек.

Как показывает практический опыт, аварии на АЭС могут быть двух типов: без

разрушения ядерного реактора и с разрушением ядерного реактора.

Авария без разрушения ядерного реактора

Такая авария на АЭС возникает при оплавлении аварийных ТВЭЛов, разрыве

магистрального трубопровода и других ситуациях и характеризуется выходом из

первого контура пара с радиоактивными веществами через вентиляционную трубу

высотой 80 150 м.

Радиоактивное заражение атмосферы и местности существенно отличается в

случае аварии на одноконтурных и двухконтурных ядерных реакторах.

При аварии на одноконтурном ядерном реакторе типа РБМК-1000 основной выход

пара с РВ происходит в течение 20 мин и практически завершается в течение 1 часа.

208

За это время выходят все радиоактивные вещества, которые находятся в зазорах

аварийных ТВЭЛов в газообразном (парообразном) состоянии: РБГ активностью 27

МКи, радиоизотопы йода активностью 28 МКи и радиоизотопы цезия активностью

0.14 МКи.

Паровое облако с радиоактивными веществами за счёт высокой скорости исте-

чения из вентиляционной трубы поднимается над нею на несколько десятков метров

и распространяется по направлению со скоростью среднего ветра на высоте пе-

ремещения облака.

На распространение радиоактивного облака и характер радиоактивного за-

ражения атмосферы и местности будут оказывать влияние направление, ско-

рость ветра и класс вертикальной устойчивости атмосферы.

При попадании человека в радиоактивное облако РБГ, проходя через лёг-

кие, будут выбрасываться из организма в атмосферу, а радиоизотопы йода и це-

зия будут частично задерживаться в них и попадать в организм человека, рас-

пределяясь в нём по органам: изотопы йода - в щитовидной железе, а цезия -

равномерно по всему организму.

Поскольку воздействие излучения радиоактивного облака будет кратко-

временным (около 1 ч.), основной вклад в дозу облучения будет давать внут-

реннее облучение (99 % дозы) за счёт распада радиоизотопов йода, попавших

внутрь организма, поэтому размеры зон радиоактивного заражения определя-

ются исхода из доз внутреннего облучения людей. Поскольку к облучению

наиболее чувствительны дети, то по их облучению определяют зоны заражения.

В этом случае выделяют только две зоны радиоактивного заражения (РЗ): зону

опасного РЗ с дозой внутреннего облучения детей на внешней границе величи-

ной 0.3 Зв (30 бэр) и на внутренней границе 2.5 Зв (250 бэр) и зону чрезвычайно

опасного РЗ с дозой внутреннего облучения детей на внешней границе 2.5 Зв.

Эти зоны теоретически имеют форму эллипсов, размеры которых зависят от

скорости ветра и степени устойчивости атмосферы, и находятся при аварии на

реакторе РБМК-1000 в пределах: длина от 30 до 250 км и ширина от 5.2 до 7 км

для зоны опасного РЗ, а для зоны чрезвычайно опасного РЗ - длина от 6 до 22

км и ширина от 1 до 1.4 км.

Спад уровней радиации на РЗ местности определяется распадом радиоизотопов

йода в течение времени до 3 мес. после аварии, в дальнейшем распадом радионукли-

дов цезия -134 и 137.

Для двухконтурного реактора типа ВВЭР-1000 авария характеризуется дли-

тельным выходом пара с радионуклидами (до 9 сут) в атмосферу через вентиля-

ционную трубу.

Прочный корпус ядерного реактора и система защиты удерживает РВ внутри

системы и выход их примерно в 10 раз меньше, чем при аварии на реакторе РБМК -

1000: выходит всего 2.2 МКи РБГ и 1.37 МКи радиоизотопов йода. Сравнительно не-

большой выход РВ при гипотетической аварии на ВВЭР-1000 приводит к тому, что

независимо от метеоусловий РЗ местности не выходит за пределы 30-км зоны.

Форма зон радиоактивного заражения при ГА на реакторе ВВЭР-1000 может иметь

не только элипсообразную, но и кольцевую форму вокруг АЭС с выступами - эл-

209

липсами по тем направлениям, когда наблюдается повышенный выход радиоактив-

ных веществ из реактора.

В условиях, когда образуется эллипсообразная форма следа, размеры зон РЗ мо-

гут составлять: опасного - длина от 4 до 25 км, ширина 1 км; чрезвычайно опасного -

длина от 5 до 9 км, ширина от 0.4 до 0.5 км.

Уровни радиации на оси радиоактивного следа через 1 час после аварии со-

ставляют десятые доли рентгена в час на расстояниях до 3 км от АЭС и сотые доли

рентгена в час на расстояниях от 3 до 11 км от АЭС.

Авария на АЭС с разрушением ядерного реактора

Примером такой аварии является авария на Чернобыльской АЭС 26 апреля

1986 года. До аварии ядерный реактор работал около 3 лет без замены ядерного

горючего, в момент аварии мощность реактора была 7 % от номинальной.

Ядерный реактор, на котором произошла авария, был одноконтурный типа

РБМК-1000 с тепловой мощностью 3200МВт и электрической 1000 МВт, за 3

года работы в этом реакторе накоплено около 10 млрд. кюри радиоактивных

веществ.

В момент аварии на энергоблоке произошло несколько тепловых взрывов,

которые разрушили ядерный реактор и здание, где он находился, а также про-

изошёл мгновенный выброс радиоактивного парогазового образования и про-

дуктов разрушения здания на высоту около 2 км. Потом произошло загорание

графита (его в реакторе 1700 т) и его горение происходило в течение двух

недель, в процессе которого происходило интенсивное выпаривание радиоак-

тивных веществ из разрушенного реактора, выход их из зоны аварии и распро-

странение в окружающей среде под влиянием метеоусловий. Попытки прекра-

тить выход РВ в атмосферу из зоны аварии путём сброса в эту зону около 500 т

различных негорючих материалов успеха не имели.

По официальным данным при аварии на Чернобыльской АЭС в атмосферу

вышло около 50 МКи РВ, находящихся в ядерном реакторе во время аварии.

Масштаб и степень радиоактивного заражения при аварии на АЭС с раз-

рушением ядерного реактора зависят от мощности реактора, времени его рабо-

ты от пуска до аварии, доли вышедших РВ в атмосферу, интенсивности выхода

РВ по времени, мощности реактора в момент аварии и метеоусловий в момент

аварии и в период выхода РВ.

Для характеристики степени опасности РЗ, образующегося при аварии на

АЭС, так же как и при радиоактивном заражении от ядерного взрыва выделяют

зоны радиоактивного заражения: М - радиационной опасности, А - умеренного

РЗ, Б - сильного РЗ, В - опасного РЗ и Г- чрезвычайно опасного РЗ.

При авариях на АЭС с разрушением ядерного реактора типа ВВЭР-1000

интенсивный выход РВ в атмосферу будет кратковременным (видимо в течение

нескольких часов). Кратковременность выхода РВ в атмосферу при аварии на

ВВЭР будет обусловлена отсутствием графита, горение которого вызывало ин-

тенсивный выход РВ из зоны аварии реактора РБМК-1000 на ЧАЭС.

210

ГЛАВА 6. ОТХОДЫ КАК ОСОБЫЙ ВИД ОПАСНОСТЕЙ

6.1. Пургаментология как комплексная отрасль знаний об отходах

6.1.1. Проблема отходов как индикатор развития техносферы

Отношение к охране окружающей среды вообще и к утилизации отходов, в

частности, похоже, становится одним из основных показателей уровня развития

страны (во всяком случае, отражает его точнее, чем добыча и переработка при-

родных ископаемых или производство продуктов питания). Ежегодно в мире на

свалки отправляются миллиарды тонн отходов, а перерабатывается лишь не-

значительная их часть (в среднем по миру — проценты, в развитых странах —

10-30%). Во многих странах уже практически нет мест, пригодных для подоб-

ных захоронений. Самое же обидное заключается в том, что наряду со столь

масштабным уродованием облика Земли захоронение и обезвреживание этих

побочных продуктов жизнедеятельности сопровождается чудовищно нелепыми

тратами. Немного найдется областей человеческой деятельности, сопоставимых

по затратам с избавлением от отходов (в масштабах мира это многие миллиар-

ды долларов). Поэтому с таким вниманием, а часто и с ревностью или откро-

венным беспокойством, развитые страны следят за состоянием этой отрасли хо-

зяйства у своих соседей.

Можно сказать, что мы живем в мире отходов. Ежегодно в океан попадает

около 10 млн. т нефтепродуктов, а водоемы – свыше 500 млрд. т промышлен-

ных отходов: предприятия и транспорт выбрасывают в атмосферу около 1

млрд. т аэрозолей и столько же сажи, сжигается 10 млрд. т условного топлива.

Все то, что производится, добывается и потребляется, рано или поздно превра-

щается в отходы. Все образующиеся отходы делят на отходы производства и

потребления, которые могут находиться в газообразном, жидком, пастообраз-

ном или твердом состоянии, представляя собой различную степень опасности и

токсичности для окружающей природной среды и человека.

Отходы в зависимости от степени негативного воздействия на окружаю-

щую среду подразделяются в соответствии с критериями, установленными фе-

деральным органом исполнительной власти, осуществляющим государственное

регулирование в области охраны окружающей среды, на пять классов опасно-

сти:

I класс - чрезвычайно опасные отходы;

II класс - высокоопасные отходы;

III класс - умеренно опасные отходы;

IV класс - малоопасные отходы;

V класс - практически неопасные отходы

При размещении отходов негативное воздействие их на природную среду

достаточно часто сопровождается нарушением ландшафта с изменением от-

дельных элементов геологической среды, загрязнением воздушного бассейна,

вод суши, моря, подземных вод, истощением их ресурсов и деградацией вод-

211

ных экосистем, а также загрязнением и деградацией почв, приводящих к исто-

щению ресурсов растительного и животного мира. Уровень негативного воз-

действия отходов на природную среду оценивается степенью их токсичности,

приводящей к различным степеням экологического неблагополучия в местах

образования и размещения отходов. Экологическая обстановка в местах обра-

зования и размещения отходов может быть классифицирована следующим об-

разом: относительно удовлетворительная, напряженная, критическая, кризисная

и катастрофическая. В зависимости от степени экологического неблагополучия

в местах образования и размещения отходов наблюдаются изменения природ-

ной среды и деградация естественных экосистем, нередко приводящие к изме-

нению среды обитания и состояния здоровья человека.

Пургаментология - комплексная наука об отходах (от латинского слова

purgamentos – мусор, сор и древнегреческого logos – наука), включающая во-

просы образования, размещения и утилизации отходов, а также управление

ими. Эта наука объединяет в единую систему экологических, технологических,

экономических и иных аспектов обращения с отходами. Пока эта наука нахо-

дится лишь в зачаточном состоянии, но ее перспективы впечатляют. При этом

открывается широкий фронт возможностей для расширения исследований за

счет привлечения специалистов различных отраслей знаний.

Разумеется, разные отходы вносят далеко не одинаковый вклад в загрязне-

ние окружающей среды. И в этом смысле химически активные вещества и про-

дукты находятся, по-видимому, вне конкуренции.

С твердыми отходами обычно связывают ухудшение качества окружаю-

щей среды, заболевания и даже гибель людей. Однако практически никто не

обращает внимание на то, что человек уничтожает экосистемы, чтобы сложить

на «освободившемся» месте свой мусор. Обывателю неизвестно, что каждой

тонне мусора на стадии потребления соответствует 5 т отходов на стадии изго-

товления продукции и 20 т - при получении первичных ресурсов - сырья. Вы-

брасывая в мусоропровод 1 кг мусора, человек должен знать, что при изготов-

лении предметов потребления, остатки которых стали мусором, уже было

накоплено 25 кг отходов.

Сегодня в мире на 1 т конечного продукта образуется 10 т отходов при его

производстве и 100 т отходов при добыче сырья (правило «1:10:100»). Таким

образом, если принять ежегодное потребление человеком планеты годового

продукта, равного 0,12 т, то отходов непосредственного производства этого

продукта образуется 1,2 т, а при добыче сырья (за счет отвалов вскрышной по-

роды) - 12 т. По сути, на современном этапе развития цивилизации наблюдается

«Замкнутый круг мусорного кризиса» (рис. 6.1). Проблема отходов относится к

числу важнейших проблем глобальной экологии. В «Повестке-21» была по-

ставлена задача уже к 2000 г. снизить количество опасных отходов на 30%. Од-

нако на конференции «Рио+5» (1997 г.) выяснилось, что решить эту задачу ми-

ровому сообществу пока не под силу. Количество накопленных высокотоксич-

ных отходов удалось снизить лишь на 5,5%. Не было достигнуто существенно-

го прогресса в этом вопросе и в следующие пять лет (до «Рио+10»).

212

Рис. 6.1. Замкнутый круг мусорного кризиса

6.1.2 Количественные и качественные различия в образовании и

размещении отходов

Во всех странах мира неуклонно возрастает количество твердых бытовых

отходов и в настоящий момент составляет на душу населения 200-800 кг/год. В

США, например, объем образования ТБО на душу населения за последние 40

лет увеличился в 1,6 раз. Кроме увеличения массы, уменьшается плотность

твердых бытовых отходов за счет возросшего содержания в них бумаги и

пластмассы, в основном за счет упаковочных материалов. Состав ТБО в раз-

личных странах принципиально не отличается, в связи с чем проблемы их скла-

дирования, ликвидации, обезвреживания или пере работки во многом идентич-

ны. Однако это не означает, что при решении этих проблем возможно исполь-

зовать какой-либо универсальный метод управления ТБО. Даже в странах Ев-

ропы, где установлены единые принципы управления отходами, существуют

различия в направлениях потока ТБО. Причем захоронение отходов остается

достаточно распространенным способом их устранения. (Касательно правомоч-

ности термина «утилизация» есть много доводов в пользу полного его исклю-

чения из оборота как потерявшего первоначальный смысл). Из таблиц 6.1 и 6.2

видно, что проблема ТБО для России стоит не так остро, как в США или стра-

нах Европы. Это объясняет создавшуюся ситуацию, когда предлагаемые зару-

213

бежные методы управления ТБО оказываются неприемлемыми для России с

экономической точки зрения.

Таблица 6.1.

Сведения о количестве твердых бытовых отходов в некоторых странах

за 2008 год

Страна Количество ТБО на душу населения, кг в год

Австрия 556

Бельгия 534

Дания 665

Финляндия 364

Франция 530

Германия 537

Греция 372

Ирландия 601

Италия 502

Люксембург 643

Нидерланды 613

Португалия 453

Испания 397

Швеция 428

Соединенное Королевство 493

Исландия 705

Норвегия 613

США 812

Российская Федерация 220

Таблица 6.2.

Состав твердых бытовых отходов в некоторых странах

Виды материалов США Европа Корея Россия

Бумага 38,1% 33,5% 27% 35%

Крупногабаритные

материалы

12,1% 12,2% - -

Пищевые / органи-

ческие отходы

10,9% 34,7% 23% 40%

Пластик 10,5% 11,6% 7% 6%

Металлы 7,8% 5,3% 9% 4%

Резина, кожа, тек-

стиль

6,6% - 3% 1%

Стекло 5,5% 2,8% 5% 3%

Дерево 5,3% 2,1% 4% 2%

Прочие 3,2% - 20% 12%

214

В России ежегодно образуется около 130 млн. куб. м твердых бытовых от-

ходов (ТБО). При массе одного кубического метра ТБО (неуплотненного) 200-

220 кг это составляет 26-28 млн. т в год. Из этого количества промышленной

переработке подвергается не более 3%, остальное вывозится на свалки и поли-

гоны для захоронения ТБО в пригородных зонах.

Захораниваемые отходы представляют собой серьезный источник загряз-

нения окружающей среды, т. к. подавляющее большинство полигонов по свое-

му обустройству не обеспечивают экологическую безопасность, не говоря уже

о множестве локальных неконтролируемых (несанкционированных) свалках,

число которых не уменьшается.

Общее количество промышленных отходов для РФ даже приближенно

оценить затруднительно. Даже в условиях большинства развитых стан по оцен-

ке экспертов официальные данные по промышленным отходам занижены в не-

сколько раз. Для России в год по удельным показателям получается около 75

млн. т твердых промышленных отходов. Ежегодно в городах и поселках Рос-

сии образуется около 30 млн т ТБО, из которых перерабатывается лишь 3%, а

остальные вывозятся на свалки и специальные полигоны. По мере заполнения

емкостей действующих свалок требуется строительство новых. Свалки не толь-

ко потенциально опасны в отношении пожаров и распространения инфекций,

они являются источниками загрязнения окружающей среды. Кроме того, захо-

ронение ТБО на полигонах предопределяет потерю значительного количества

вторичных материальных ресурсов. По оценкам специалистов, в нашей стране

на свалки вместе с ТБО ежегодно попадает свыше 1 млн т стали, порядка 3-4

тыс. т олова, до 200 тыс. т алюминия и других ценных компонентов.

Опираясь на результаты исследований Сметанина, Протасова, Данилова-

Данильяна и других авторов, были составлены диаграммы качественного и ко-

личественного состава ТБО для России (рис. 6.2, 6.3).

В связи с ростом городского населения все большее значение приобретает

проблема вывоза отходов на дальнее расстояние. Среднее по России расстояние

вывоза ТБО составляет 20 км, в крупных городах с населением более 500 тыс.

жителей оно возрастает до 45 км и более. По данным обследования 100 городов

РФ (без Москвы и Санкт-Петербурга), около 45% всех ТБО транспортируются

на расстояние 10-15 км, 40% - на 15-20 км, а 15% всех отходов - на более чем 20

км. Как показывают статистические данные, дальность по вывозу ТБО ежегод-

но возрастает в среднем на 1,5 км, а себестоимость их транспортировки соот-

ветственно на 15-20%.

Состав и объем бытовых отходов чрезвычайно разнообразны и зависят не

только от страны и местности, но и от времени года и от многих других пре-

имущественно географических факторов:

- по сезонам года. Так, изменение доли пищевых отходов с 20-25% весной

до 40-55% осенью связано с большим потреблением овощей и фруктов в раци-

оне питания, а зимой и осенью в зоне средней полосы сокращается содержа-

ние мелкого отсева (уличного смета) с 11 до 5%;

215

138130

200

0

40

80

120

160

200

1998 2004 2005

Количественный состав ТБО в России, млн. м куб Рис. 6.2. Количественный состав ТБО

0

10

20

30

40

50

60

Проценты

годы

Качественный состав ТБО (1989-2009) г.

бумага 30 45 60

другие 25 38 50

пищевые отходы 30 35 40

текстиль 5 8 10

пластик 3 6 9

металлы 4 6 8

дерево 3 4 6

1 2 3

1989 2004 г. 2009

Рис. 6.3. Качественный состав твердых бытовых отходов

216

- по сезонам года. Так, изменение доли пищевых отходов с 20-25% весной

до 40-55% осенью связано с большим потреблением овощей и фруктов в раци-

оне питания, а зимой и осенью в зоне средней полосы сокращается содержа-

ние мелкого отсева (уличного смета) с 11 до 5%;

- в связи с изменением структуры потребления. Согласно исследованиям

В.И. Данилова - Данильяна и др. в последние годы в составе ТБО существенно

уменьшилась доля пищевых отходов, кожи, резины, стекла и значительно воз-

росло содержание упаковочных материалов (бумага, картон, полиэтилен);

- в связи с уровнем благосостояния населения;

- в связи с ростом доли благоустроенного жилья. Например, В.Ф. Протасов

отмечает, что с переходом на централизованное теплоснабжение резко практи-

чески до нуля содержание в ТБО золы и шлака;

- прочее.

На общее накопление отходов влияют следующие факторы:

- географическое положение и климатические условия (табл. 6.3, 6.4)

Таблица 6.3

Сравнение состава ТБО по географическим зонам, %

Россия, конец ХХ в.

Средняя зона Южная зона Северная зона

Бумага, картон 30-38 20-30 21-24

Пищевые отходы 30-39 35-45 30-38

Дерево 1-2,5 1-2 2-4

Металл 2-3 1-3 3-5

Текстиль 3,5-4,5 5-7 5-7

Кожа, резина, кости 1,5-7 2-5 5-11

Пластмасса 1,5-2 1,5-2 1,5-2

Стекло 5-8 3-6 6-10

Прочее 8,5-14 12-22 10-16

- степень благоустройства зданий / наличие мусоропроводов, системы

отопления, тепловой энергии для приготовления пищи, водопровода и канали-

зации);

- развитие сети общественного питания и бытовых услуг;

- уровень охвата коммунальной очисткой культурно-бытовых и обще-

ственных организаций;

- уровень производства товаров массового спроса и культура торговли.

217

Таблица 6.4

Географические критерии выбора площадок для размещения полигонов ТБО

Критерии Критериальные

условия

Значение

критерия

Примечание

Ландшафтно-топографические

Ландшафт

Возвышенность Уклон 0,001-0,01,

односклоновый

Плоские поверхно-

сти, некрутые холмы

Карьер Глина, суглинок.

Остаточный слой не

менее 2 м

Незатапливаемые

карьеры или овраги

Хозяйственное ис-

пользование

Группа лесов Не выше второй

Сельхозугодия Малоценные

Климатические

Осадки Минимальное коли-

чество

Превышение слоя осадков над испарением

менее 100 мм

Ветер Роза ветров От населенного пункта

НМУ Минимальное Отсутствие штормов, штилей, инверсий

Геологические

Поверхностные

грунты

Глины, суглинки Песчаники, подсти-

лаемые глинами

Мощность Максимальная Не менее 2 м

Коэффициент филь-

трации

Максимальный Не более 7-10 м/с

Коренные породы Аргиллиты

Несущая способ-

ность

Максимальная Не менее 0,1 МПа

Геологические раз-

ломы, тектоника

Отсутствуют

Геологические, ар-

хеологические, па-

леонтологические

памятники

Отсутствуют

Гидрогеологические

Уровень грунтовых

вод

Минимальный Более 2 м Установившийся

Подземные водоза-

боры

Максимальная уда-

ленность

За вторым поясом

зоны санитарной

охраны

Направление под-

земного стока

Однонаправленное, от водозаборов, в сторону водоемов, не имею-

щих рекреационного значения

Гидрологические

Удаленность от по-

верхностных водое-

мов

Не менее 500 м

Принимающий во-

доток

Обеспечивает максимальное разбавление, не пересыхает, не имеет

рекреационного значения

Удаленность от по-

верхностных водоза-

боров

Максимальная За вторым поясом

зоны санитарной

охраны

218

Продолжение таблицы 6.4

Критерии Критериальные

условия

Значение

критерия

Примечание

Болота Глубина Не более 1 м

Паводковое затопле-

ние

Отсутствует

Вышележащий водо-

забор

Минимальный Устройство нагорных канав

Нижележащий водо-

забор

Максимальный Разбавление фильтрата

Градостроительные

Удаленность от жи-

лой застройки

Максимальная 500 м Рекомендуется не

менее 2000 м

Генплан населенного

пункта

Не противоречит Промышленно-

складская или при-

городная зона

Проект районной

планировки

Учитывает

Удаленность от гра-

ниц города

Минимальная Менее 15 км Требуется МПС

Требуемая площадь 0,6 га/год на 100 тыс.

чел. населения

Не менее 15 лет экс-

плуатации

Удаление от аэро-

дромов

Максимальное 10 км

Транспортные

Удаленность от ав-

тодорог

Минимальная Не более 500 м Рекомендуется

Удаленность от ав-

томагистралей

Максимальная Не менее 50 м

Ресурсно-экологические

Полезные ископае-

мые

Отсутствуют на поверхности и в зоне аэра-

ции

Особо охраняемые

территории, памят-

ники, рекреацион-

ные и санитарно-

курортные зоны

Отсутствуют Необходимо учиты-

вать перспективу

Санитарно-гигиенические

Санитарно-защитная

зона

500 м

Зоны санитарной

охраны источников

водоснабжения

За пределами второго пояса санитарной

охраны

219

6.2 Основы обращения с отходами производства и потребления

6.2.1 Размещение и складирование отходов

Под размещением отходов понимают любую операцию, связанную с их

хранением и захоронением. Хранение или складирование отходов включает со-

держание их в специально оборудованных накопителях с временной нейтрали-

зацией, направленной на снижение негативного воздействия отходов на окру-

жающую среду, до их извлечения с целью захоронения или специальной пере-

работки. При хранении отходов, как правило, устанавливают срок нахождения

каждого отхода в местах складирования. Под захоронением отходов подразу-

мевают их изоляцию, направленную на предотвращение попадания загрязняю-

щих веществ в окружающую среду, исключая возможность дальнейшего ис-

пользования этих отходов.

Отходы складируют на специально обустроенных и предназначенных для

этих целей площадках, в наземных и подземных сооружениях, находящихся как

на территории предприятий, так и за их пределами. К ним относятся накопите-

ли промышленных отходов: хвосто- и шламохранилища, пруды и отстойники,

могильники и прочие накопители жидких производственных отходов, а также

отвалы, терриконы, золо- и шлакоотвалы, предназначенные для складирования

твердых отходов различных производств. Отходы размещают также на полиго-

нах, принадлежащих отдельным производственно-хозяйственным организаци-

ям или их группам, на которых хранят и захоранивают отдельные виды про-

мышленных отходов или их совокупность, и на полигонах, предназначенных

для обезвреживания и захоронения опасных промышленных отходов. Кроме

того, в качестве мест и объектов размещения отходов используют полигоны для

совместного захоронения ТБО и отдельных видов промышленных отходов, а

также санкционированные накопители или свалки ТБО и нетоксичных про-

мышленных отходов.

Размещать отходы могут промышленные предприятия, объединения, орга-

низации, учреждения независимо от форм собственности и ведомственной под-

чиненности, физические лица, а также иностранные юридические и физические

лица, называемые природопользователями и осуществляющие любой вид дея-

тельности на территории РФ, в результате которой образуются отходы произ-

водства и потребления, за исключением радиоактивных отходов, их использу-

ют, обезвреживают, складируют и захоранивают.

Специализированные предприятия, осуществляющие производственную

деятельность с целью размещения отходов, также являются природопользова-

телями, и поэтому и на них распространяется выполнение требований Закона

Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды».

В соответствии с экологическими требованиями, предъявляемыми к обра-

щению с отходами, природопользователь обязан принимать меры, направлен-

ные на обеспечение охраны окружающей среды, и соблюдать действующие

экологические, санитарно-эпидемиологические и технологические нормы и

220

правила. Сбор отходов раздельно по видам, классам опасности и другим пока-

зателям способствует более качественной их переработке и рациональному

размещению. При обращении с отходами необходимо соблюдать условия, при

которых отходы не оказывали бы вредного воздействия на окружающую среду

и здоровье людей в период их накопления на промышленной площадке до ис-

пользования в последующем технологическом цикле или до направления на

объекты складирования.

6.2.2 Нормирование в сфере обращения с отходами

Образование, сбор, накопление, хранение и первичная обработка отходов

— составные части технологического процесса, в ходе которого также образу-

ются отходы, и эти отходы должны быть отражены в технологической и другой

нормативно-технической документации. Поэтому деятельность природопользо-

вателя должна быть направлена на сокращение объемов (массы) образования

отходов, внедрение безотходных технологий, преобразование отходов во вто-

ричное сырье или получение из них какой-либо продукции. При этом стремятся

к образованию минимума отходов, не подлежащих дальнейшей переработке и

захоронению (рис. 6.4).

Все образующиеся отходы нормируют с целью обеспечения экологических

требований законодательства Российской Федерации, где для природопользо-

вателей установлены предельные нормы на образование и размещение отходов,

чтобы не допустить негативного воздействия их на окружающую среду, жизнь

и здоровье людей.

Рис. 6.4. Схема взаимодействия между компонентами техноэкосистемы и

окружающей средой

221

В основу нормирования размещения отходов положены:

- разрешительный принцип (на основе разрешений органов Комитета

охраны окружающей среды РФ), учитывающий порядок накопления, хранения,

размещения отходов на территории предприятия и за его пределами, а также

условия передачи их другим предприятиям с целью использования, обезврежи-

вания и удаления;

- приоритетный принцип экологической безопасности над всеми прочими

интересами;

- принцип экологической и экономической целесообразности обоснования

размещения как для предприятия, так и для региона;

- условия сокращения неиспользуемых отходов;

- принцип оплаты за размещение отходов (оплата только за размещение;

оплата за размещение плюс за загрязнение окружающей среды; оплата за раз-

мещение плюс за загрязнение окружающей среды и плюс за вред, наносимый

окружающей среде).

Нормирование объемов размещения отходов зависит непосредственно от

вида размещения отходов:

- размещение — как технологическая стадия, с целью накопления отходов

в качестве сырья для использования по месту образования или передачи по до-

говору другим организациям;

- размещение — как временное хранение на объекте при отсутствии техно-

логии переработки или договора о передаче другим предприятиям на период

решения проблемы (разработки и реализации мероприятий или технологии).

Под временным хранением понимают хранение в течение года плюс дополни-

тельное время, определяемое утвержденным календарным планом реализации

проекта использования или удаления отходов;

- размещение — как длительное хранение на территории предприятия или

на отдельно стоящих объектах, принадлежащих предприятию, с перспективой

использования отходов в отдаленном времени;

- захоронение — как способ удаления отходов без перспективы использо-

вания или с перспективой использования в отдаленном времени.

Все отходы, размещаемые либо на территории предприятия, либо вывози-

мые за его пределы на специальные сооружения или объекты, нормируют. Для

этого пользуются нормативами предельного размещения отходов и лимитами

на их размещение. Количество отходов, не отнесенное к нормативам или лими-

там, является сверхлимитным.

Норматив предельного размещения отходов устанавливают для каждого

вида отхода на один год, исходя из потребности и технической возможности

размещения с учетом объема и периодичности поставок.

Норматив технологический — количество отходов, образующихся за год

по технологическому регламенту или техническому проекту при 100%-м ис-

пользовании производственной мощности. Этот норматив может изменяться в

диапазоне от 100 % до 0 в зависимости от изменения годовой мощности пред-

приятия, параметров технологического процесса, качества сырья и других пока-

222

зателей. Норматив фактического образования отхода (Нф) включает в себя тех-

нологический норматив и дополнительное количество, образующееся за счет

нарушений технологического режима (неполадки, износ оборудования и другие

причины). К нормативу фактического образования отхода относится и количе-

ство отходов, оставшееся в результате перепрофилирования предприятия.

Норматив фактического образования отхода является максимальным зна-

чением норматива размещения. В случае, когда не может быть установлен нор-

матив размещения отхода на конкретном предприятии, вводят ограничение или

так называемый лимит на размещение отхода.

Лимит размещения отходов — это объем или масса отходов, допускаемых

к размещению в установленный период времени. Определяют его исходя из

норм расхода сырья и материалов в зависимости от планируемого объема про-

изводства продукции за вычетом объема или массы отходов, используемых в

качестве сырья и материалов или переданных сторонним природопользовате-

лям в качестве сырья и материалов. Любое количество отхода, при размещении

которого не соблюдается экологическая безопасность, называют сверхлимитом

или сверхлимитным размещением отходов.

Нормативы и лимиты размещения отходов на каждом конкретном объекте

определяют предприятия, исходя из принципов и критериев нормирования, в

зависимости от вида, места размещения и баланса отходов. Разработанные

нормативы и лимиты согласовывают с территориальными органами Министер-

ства природных ресурсов и экологии РФ, а в отдельных случаях и Министер-

ства здравоохранения и социального развития РФ.

Если потребность в размещении и переработке отходов не может быть

обеспечена предприятием, то в регионе выделяют площадки временного раз-

мещения отхода, весь объем которого рассматривают как лимит с повышаю-

щим коэффициентом к оплате за размещение. Количество отхода, временно

размещаемого на объекте в объеме, превышающем лимит, рассматривается как

сверхлимит, а оплату за размещение при этом проводят ежегодно до решения

проблемы с переработкой или удалением отхода.

6.2.3 Технологические требования к минимизации негативного воздействия

от отходов

При нарушении экологических требований и ухудшении показателей каче-

ства окружающей среды обязательна разработка защитных мероприятий по

обеспечению экологической безопасности. В таких случаях стоимость реализа-

ции мероприятий и разница между стоимостью лимита и сверхлимита могут

быть зачтенными в счет платежей, отчисляемых в экологический фонд по пред-

ставлении соответствующих документов.

Размещение отходов на сооружениях, обустроенных и эксплуатируемых в

соответствии с проектом (накопители жидких промышленных отходов, полиго-

ны ТБО, полигоны по обезвреживанию и захоронению промышленных отхо-

223

дов), нормируют в соответствии с их годовой проектной мощностью. Стои-

мость размещения отходов на этих сооружениях определяется реальной стои-

мостью их проектирования, создания и эксплуатации.

Сооружения, не обустроенные и эксплуатируемые при отсутствии проек-

тов, должны пройти экологическую экспертизу с целью оценки их воздействия

на окружающую среду:

- при положительном заключении экспертизы устанавливается лимит или

квота в зависимости от годовой мощности сооружения;

- при отрицательном заключении все объемы размещения отходов рас-

сматривают как сверхлимит с повышающим коэффициентом оплаты;

- при сильном загрязнении окружающей среды может быть наложен запрет на

размещение отходов на объекте или снижена мощность образования отходов

вплоть до остановки производства, если загрязнение принимает экстремальный

характер.

В соответствии с Законом Российской Федерации «Об охране окружающей

среды» места захоронения и хранения отходов подлежат инвентаризации — си-

стематизации всех сведений о местах складирования, хранения и захоронения

отходов производства и потребления, которая включает:

- определение площадей, занятых под места складирования, хранения и за-

хоронения отходов;

- оценку заполнения и наличия свободных объемов мест складирования и

захоронения отходов;

- определение основного вида отходов в местах складирования, хранения и

захоронения отходов;

- установление наличия в местах складирования, хранения и захоронения

отходов I–IV классов опасности;

- оценку технического состояния мест складирования, хранения и захоро-

нения отходов;

- оценку степени влияния мест складирования, хранения и захоронения от-

ходов на окружающую среду;

- проверку организации создания режимной наблюдательной сети на поли-

гонах;

- оценку соответствия объекта размещения отходов экологическим, строи-

тельным и санитарным нормам и правилам, а также другим нормативным до-

кументам.

Санкционированные и несанкционированные места размещения отходов

производства и потребления (полигоны по обезвреживанию и захоронению

промышленных и бытовых отходов, шламо-накопители, отвалы, терриконы,

шлако- и золоотвалы, котлованы, карьеры, выработанные шахты, штольни,

подземные полости, используемые для размещения твердых отходов, и погло-

щающие колодцы, скважины, используемые для захоронения жидких отходов,

а также искусственные сборники, бункера, контейнеры и другие места хране-

ния и захоронения отходов) подлежат инвентаризации.

Не подлежат инвентаризации специальные места размещения радиоактив-

224

ных отходов, кладбища и скотомогильники, относящиеся к ведению атомного,

санитарного и ветеринарного надзора, а также места размещения отходов, ре-

культивированные или надлежащим образом законсервированные после окон-

чания срока их эксплуатации.

При проведении инвентаризации особое внимание должно быть обращено

на места захоронения и объекты размещения отходов, расположенные на пери-

одически затопляемых поймах, на размываемых берегах, оползневых, селе- и

лавиноопасных участках, а также на объектах, находящихся вблизи границ во-

доохранных зон в переполненном или аварийном состоянии.

Инвентаризации подлежат все объекты и места размещения отходов про-

изводства и потребления, занимающие площадь более 1 га или вмещающие бо-

лее 1 тыс. т, либо 5 тыс. м3 отходов.

6.3 Организация защиты техносферы в системе обращения с отходами и спо-

собы предотвращение негативного воздействия отходов на человека

6.3.1 Система сбора отходов и подготовки к их рециклингу

Исторически сложилось, что «на виду» всегда были жидкие и газообраз-

ные отходы (промышленные загрязнения воды и воздуха) и их в первую оче-

редь контролировали и регулировали, в то время как твердые отходы всегда

можно было увезти подальше или закопать, т. е. попросту убрать тем или иным

способом. В прибрежных городах отходы довольно часто сбрасывали в море.

Экологические последствия такого захоронения мусора — через загрязнение

подземных вод и почв — проявлялись иногда через несколько лет или даже не-

сколько десятков лет и были от этого не менее разрушительны.

Поэтому городские власти вынуждены были создавать системы управле-

ния отходами для того, чтобы избежать неконтролируемого распространения

их или предотвратить неконтролируемую эмиссию отходов в окружающую

среду. Любая система управления отходами состоит из трех систем: сбора,

транспортировки и переработки.

Система сбора отходов предполагает наличие мест сбора бытовых отхо-

дов. В России это, как правило, контейнерные площадки с контейнерами вме-

стимостью 0,75...0,8 м3 и мусоропроводы в многоэтажных домах, откуда отхо-

ды поступают в такие же контейнеры, размещаемые в мусороприемных отсе-

ках.

На сегодняшний момент, во многих регионах России, странах СНГ и в раз-

вивающихся странах реальная последовательность удаления отходов потребле-

ния и быта включает два основных элемента – источник твёрдых отходов и

свалку (полигон) (рис. 6.5)

225

Рис. 6.5. Схема примитивной последовательности удаления отходов

Существующая схема сбора отходов включает следующие операции:

1) в зоне многоэтажной застройки сбор производится в металлические

контейнеры, устанавливаемые на специальной контейнерной площадке. Основ-

ные недостатки контейнеров состоят в значительной их массе, малой коррози-

онной стойкости и относительно высокой стоимости; не обеспечиваются

надлежащие меры санитарии;

2) с целью вывоза отходов применяют спецтранспорт:

- с различными механизмами загрузки-выгрузки отходов, характером про-

цесса уплотнения отходов;

- с различной вместимостью кузова: мини-мусоровозы (7-10 м 3 ), средние

(16-45 м 3 ) и большегрузные (более 45 м 3 );

- для вывоза отходов из жилых зданий и общественных организаций, а

также для вывоза крупногабаритных отходов.

Следует всячески форсировать сортировку и селективный сбор отходов,

причем при любом способе транспортирования.

Российские полигоны, за редким исключением, производят подавляющее

психологическое впечатление, отравляют атмосферу и гидросферу, губят рас-

тительный покров, формируют неблагоприятную для человека окружающую

природную среду. Свалки являются центрами концентрации люмпенизирован-

ного населения, что вызывает напряжённую социальную и криминогенную обста-

новку вокруг них.

В странах Западной Европы активно внедряют систему раздельного или

селективного сбора отходов, при которой само население сортирует отходы и в

отдельные контейнеры собирает стекло, бумагу и картон, а также и другие от-

ходы. В некоторых странах отходы собирают в мешки из специального пласти-

ка, который через полгода разрушается, не загрязняя окружающую среду. В ря-

де стран, например в Швеции, применяют пневматический транспорт для уда-

ления мусора из мусоропроводов по подземным каналам до станции переработ-

ки, которая обслуживает несколько зданий. Здесь мусор прессуют для умень-

Потребитель

отходы

Общий сбор и транспортировка

Захоронение отходов

Бесконтрольные поступления в почву, грунтовые воды, атмосферу

226

шения объема и перегружают в мусоровозы. Впервые в Москве такая станция

стала работать в жилом районе Чертаново.

В некоторых странах (США, Великобритания, Италия и др.) применяется

сплав в канализацию дробленных отходов из квартир, домов, гостиниц и т.п.

Для этого у раковин устанавливаются механические дробилки, из которых из-

мельченный мусор вместе со сточной водой удаляется в канализацию, где он

обезвреживается в специальных очистных установках. Указанный метод имеет

большие преимущества перед вывозной системой, поскольку позволяет удалять

быстро разлагающуюся часть отходов сразу же после образования. Эксплуати-

руются также системы удаления мусора, в которых его пневматическая транс-

портировка сочетается с дроблением и сплавом в канализацию.

6.3.2 Система управления отходами

Технологии переработки, как правило, включают в себя компостирование

органического материала, извлечение металла и пластиков, сжигание относи-

тельно сухих фракций отходов и т.д. Вместе с тем, даже самые современные

схемы удаления отходов включают полигоны захоронения, куда поступают

остатки от переработки отходов (рис. 6.6).

Для выбора метода и оборудования переработки отходов существенную роль

играют их состав, количество, цена и экологическая безопасность. В России вто-

ричную переработку осуществляют по четырем основным вариантам: обезврежи-

вание, извлечение полезных веществ, уничтожение и захоронение.

Выбор оптимального метода обезвреживания переработки отхода для кон-

кретного региона (или населенного пункта) определяется необходимостью реше-

ния проблемы охраны окружающей среды, здоровья населения, а также экономи-

ческой эффективности и рационального использования земельных ресурсов. Учет

климатических, географических, градостроительных условий и численности об-

служиваемого населения играет существенную роль при решении проблемы обез-

вреживания и утилизации отходов для конкретных условий.

Система транспортировки заключается в вывозе собранных отходов спе-

циально оборудованными автомобилями к местам переработки и захоронения.

Система переработки отходов состоит из сооружений, в которых отходы

либо хранят, либо перерабатывают с целью их нейтрализации, уменьшения за-

нимаемого ими объема. Большую часть отходов в Европе, Америке, России вы-

возят на свалки и полигоны. Часть отходов сжигают, органические отходы в

некоторых странах перерабатывают в так называемый компост, часть исполь-

зуют как вторичное сырье.

227

Рис. 6.6. Схема наиболее совершенной последовательности удаления отходов

по А.Б. Лифшицу

Для создания системы управления отходами вначале разрабатывают кон-

цепцию управления отходами, называемую чаще схемой санитарной очистки

городов от бытовых и промышленных отходов. Схема санитарной очистки, как

правило, включает четыре этапа: анализ существующего положения в системе

управления отходами; разработку системы организационных мероприятий; раз-

работку технических решений по утилизации отходов; разработку схемы фи-

нансирования на создание и эксплуатацию системы управления отходами в це-

лом (рис. 6.7).

При разработке схемы санитарной очистки необходимо учитывать ряд вза-

имосвязанных аспектов проблемы управления бытовыми отходами: непрерыв-

ный рост объемов ТБО как в абсолютном значении, так и на душу населения;

изменение морфологического состава ТБО и непрерывное усложнение его за

счет поступления экологически опасных компонентов; негативное отношение

населения к традиционным методам захоронения мусора на свалках; ужесточе-

ние законодательной базы обращения с отходами, принимаемой на всех уров-

нях государственной власти; развитие новых Технологий утилизации отходов,

включая современные системы разделения, мусоросжигание, компостирование,

создание современных санитарных полигонов по обезвреживанию и захороне-

нию отходов; усложнение системы управления и резкий рост цен утилизации

отходов.

На первом этапе разработки схемы санитарной очистки уточняют морфо-

логический состав различных отходов, проводят анализ сложившейся системы

Потребитель

отходы

Раздельный сбор и транспорти-

ровка

Захоронение отходов

Контролируемые поступления в почву, грунтовые воды, атмосферу

Использова-

ние вторич-

ных ресурсов

Рынок отхо-

дов Органические фрак-

ции

Сухие фракции

Мусоросжигание

50%

Компост

Энергия

Водяные пары

10% Контролируемые выбросы

в атмосферу

10%

30%

10 %

228

управления отходами, определяют ее достоинства и недостатки, выявляют ис-

точники финансирования, оценивают правовую основу функционирования всей

системы.

Рис. 6.7. Схема иерархии управления отходами

Существующее положение в системе управления отходами обычно оцени-

вают по трем основным направлениям (финансовому, организационному и со-

циальному) развития рассматриваемого региона. Положительное состояние дел

в финансовой, организационной и социальной сферах способствует достиже-

нию позитивного положения на всех этапах обращения с отходами. При отри-

цательном состоянии во всех этих сферах или их части возможно только нега-

тивное обращение с отходами, часто наносящее экологический ущерб окружа-

ющей среде, на ликвидацию последствий которого в перспективе потребуются

значительные дополнительные финансовые вливания. Например, высокие та-

рифы на прием отходов для захоронения на полигонах в Подмосковье в 90-х

годах способствовали образованию так называемых несанкционированных сва-

лок. Разность объемов ТБО, образующихся в Московской области, и объемов

ТБО, вывезенных на полигоны, указывает на образование несанкционирован-

ных свалок.

Успех реализации системы управления отходами во многом также зависит от

совмещения интересов органов власти, охраны природы и населения.

На втором этапе разработки схемы санитарной очистки анализируют нор-

мативно-правовые документы, применяемые в городе, определяют направления

и размеры их корректировки с учетом конкретных экономических условий дан-

ного города или населенного пункта. Разрабатывают схему документооборота,

определяют степень централизации для системы в целом и для каждого ее зве-

на, совершенствуют схему организации работ. Затем определяют функции каж-

229

дой организации, задействованной в системе управления отходами, ее место и

взаимоподчиненность. Разрабатывают регламент обмена данными между орга-

низациями системы управления.

Третий этап включает технические аспекты создания системы управления

отходами. Это анализ и сравнение технологий сбора, транспортировки и пере-

работки отходов по экономическим и экологическим критериям, по результа-

там которых выбирают наиболее подходящие для каждого конкретного случая

технические решения. Немаловажное значение при этом имеют выбор мест для

размещения объектов санитарной очистки, разработка маршрутов и график

движения транспорта.

По результатам второго и третьего этапов разработки схемы составляют

примерную смету расходов и план мероприятий по реализации системы управ-

ления отходами.

Четвертый этап включает рассмотрение возможности финансирования си-

стемы управления отходами. Современные эффективные методы санитарной

очистки, включающие применение современных мусоровозов, строительство

мусороперегрузочных станций, оснащение заводов высокоэффективными си-

стемами сжигания и газоочистки, а также обустройство полигонов, требуют

значительных материальных затрат. В то же время ни один город России не

имеет сбалансированного бюджета на управление отходами. Отсутствуют фи-

нансовые средства для капиталовложений. Поэтому для успешной реализации

разрабатываемой системы управления отходами санитарную очистку финанси-

руют из нескольких источников, включающих: городской бюджет, финансиро-

вание за счет пользователей, коммерческие кредиты банков и межгосудар-

ственные кредиты.

На завершающем этапе анализируют возможности каждого из перечислен-

ных источников финансирования, выбирая наиболее перспективные, определя-

ют тарифную политику городских властей.

Схему санитарной очистки нельзя разработать раз и навсегда для всей Рос-

сии. Ее разрабатывают и уточняют в среднем один раз в 5 лет для каждого го-

рода или региона России с учетом географического положения, экономического

и социального состояния.

Разработанную схему предварительно рецензируют, утверждают (прави-

тельство региона или администрация города) и затем реализуют в соответствии

с разработанным планом.

6.3.3 Технологии утилизации и переработки отходов

До настоящего времени практически во всех промышленно развитых стра-

нах мира подавляющее количество образующихся ТБО продолжают вывозить

на свалки и полигоны. Складирование ТБО на полигонах требует отчуждения

больших земельных площадей и сопряжено с высокими транспортными затра-

тами. При захоронении теряются ценные компоненты, входящие в состав отхо-

230

дов, и возникает опасность ухудшения экологического состояния Сужающей

среды. В местах складирования отходов создаются условия, способствующие

распространению инфекций и возникновению пожаров.

Поэтому для решения проблем с отходами в мировой практике направляют

на промышленную переработку. Применяют следующие методы промышлен-

ной переработки ТБО: термическая об работка (в основном сжигание); биотер-

мическое аэробное компостирование (с получением удобрения или биотопли-

ва); анаэробная ферментация (с получением биогаза); сортировка с получением

ценных компонентов для их вторичного использования; комплексная перера-

ботка (с получением продукции из вторичного сырья и энергии).

Термическая обработка ТБО (в основном сжигание) — наиболее распро-

страненный и технически отработанный метод их промышленной переработки.

В европейских странах сжигают около 25 % объема образующихся городских

отходов. Преимущества этого метода: уменьшение объема отходов до 10 раз,

возможность рекуперации образующегося тепла и снижение риска загрязнения

отходами грунтовых вод и почвы. Недостатки: опасность загрязнения атмо-

сферного воздуха, уничтожение ценных компонентов, высокий процент выхода

золы и шлаков, низкая эффективность восстановления черных металлов из

шлаков, а также сложность стабилизации самого процесса сжигания.

Биотермическое анаэробное компостирование (биохимический процесс

разложения органической части ТБО микроорганизмами) — второй по распро-

страненности промышленный метод переработки ТБО. В СНГ в 1971 — 1994

гг. было построено 9 компостных заводов, на которых исходные ТБО компо-

стировали без предварительной сортировки (кроме С.-Петербурга), в результате

получаемый компост, как правило, не имел товарного вида, был низкого каче-

ства, загрязнен тяжелыми металлами и реализовывали его с большим трудом.

Анаэробная ферментация с получением биогаза, образующегося при раз-

ложении органической части отходов, — третий метод промышленной перера-

ботки ТБО. Так, в США имеется более 100 установок по получению метана

непосредственно на свалках, а в Германии и Японии биогаз получают из орга-

нической части ТБО, выделяемой на специальных заводах. Анаэробную фер-

ментацию применяют в тех случаях, когда имеется практическая потребность в

биогазе.

Процессы сортировки ТБО с получением ценных компонентов для их вто-

ричного использования применяют с середины 60-х годов, и в настоящее время

в различных странах работает несколько сотен мусоросортировочных устано-

вок.

Сортировка как самостоятельная операция не решает задачу санитарной

очистки города и не является методом оптимальной переработки ТБО, так как

выделяемые компоненты, за исключением металлов, реализовать трудно, по-

этому необходимо создание специальных производств по их переработке.

По мнению специалистов, современным экологическим и экономическим

требованиям наиболее соответствует технология комплексной переработки

ТБО, сочетающая комбинацию процессов сортировки, термической и биологи-

231

ческой обработки их. Объединяющим процессом при этом является сортировка,

изменяющая качественный и количественный состав ТБО, что почти вдвое со-

кращает объем отходов, направляемых на сжигание и компостирование, уско-

ряет процесс компостирования и улучшает его качество, стабилизирует терми-

ческие процессы и сокращает выбросы вредных веществ с отходящими газами.

Экологический контроль за всеми видами хозяйственной деятельности в

системе обращения с отходами осуществляют на основе статей 68, 69, 70, 71

Закона Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды»

территориальные органы МПР, осуществляющие государственный контроль, а

также экологические службы предприятий, организаций и учреждений, осу-

ществляющие производственный контроль.

Экологический контроль включает: анализ существующих производств с

целью выявления возможностей и способов уменьшения количества и степени

опасности образующихся отходов, а также проверку порядка и правил обраще-

ния с ними; проверку выполнения планов мероприятий по внедрению малоот-

ходных технологических процессов, технологий использования и обезврежива-

ния отходов, лимитов размещения отходов; определение массы размещаемых

отходов в соответствии с выданными разрешениями; проверку эффективности

природоохранных мероприятий и безопасности эксплуатируемых объектов

размещения отходов для окружающей среды и здоровья населения по инфор-

мации о процессах, происходящих в местах размещения отходов.

Служба производственного экологического контроля согласует с террито-

риальными органами МПР места и периодичность отбора проб для проведения

инструментальных замеров, перечень контролируемых показателей, применяе-

мые методики проведения анализов, объем и порядок представления информа-

ции о размещении отходов.

Территориальные органы МПР осуществляют государственный контроль

за природоохранной деятельностью в соответствии с разработанными планами

работ, а также при возникновении аварийных ситуаций, резком ухудшении

экологической обстановки и по сигналам граждан и организаций.

Должностные лица территориального органа МПР в соответствии с их

полномочиями имеют право в установленном порядке проводить следующие

работы: проверять предприятия и объекты по всем видам деятельности, связан-

ным с обращением отходов; получают необходимые объяснения, справки и

сведения; дают обязательные для исполнения предписания о приостановке ра-

бот, которые ведут с нарушением правил и норм безопасного обращения с

опасными отходами; аннулировать или приостанавливать действие разрешения

на право ведения деятельности по обращению с отходами при согласовании

этой акции с органами, участвующими в оформлении данного разрешения, в

случаях возникновения аварийных ситуаций, нанесения вреда окружающей

природной среде и нарушения нормативных условий в обращении с отходами;

привлекать в установленном порядке виновных лиц к административной ответ-

ственности, направлять материалы о привлечении их к дисциплинарной, адми-

нистративной или уголовной ответственности в суд, предъявлять иски через

232

суд о возмещении ущерба и убытков, причиненных окружающей природной

среде.

За несоблюдение требований, предъявляемых к обращению с отходами,

предусмотрена административная ответственность. Фактами нарушения эколо-

гических требований законодательства Российской Федерации могут служить

следующие действия:

- деятельность по обращению с отходами без разрешения и с нарушением

правил сбора и временного накопления отходов на производственной площад-

ке;

- перевозка опасных отходов в неисправных или не оборудованных для

этих целей транспортных средствах;

- размещение отходов в не санкционированных или не оборудованных для

этих целей местах;

- нарушение учета, норм и правил образования, переработки, использова-

ния и размещения отходов;

- получение и передача отходов без оформленной в установленном поряд-

ке документации;

- отказ в предоставлении или предоставление неполной, искаженной информа-

ции по обращению с отходами.

Должностных лиц и граждан, учреждения, организации и предприятия

независимо от организационно-правовой формы, виновных в нарушении эколо-

гических требований, штрафуют согласно ст. 84 Закона Российской Федерации

«Об охране окружающей природной среды».

Возмещение вреда, причиненного нарушением требований к обращению с

отходами, осуществляется в установленном порядке или на основе расчета по

методикам исчисления размера нанесенного ущерба, а при их отсутствии — по

фактическим затратам на восстановление нарушенного состояния природной

среды с учетом понесенных убытков.

233

ГЛАВА 7. ОПАСНОСТИ ВОЕННОГО ВРЕМЕНИ

7.1. Химическое оружие

7.1.1. Общая характеристика химического оружия

Документы о запрещении химического и биологического оружия: Гаагские

Соглашения 1899 и 1907 годов; Женевский Протокол 1925 года. Химическая

Конвенция 1993 года.

Промышленная революция в конце 19 века привела к возможности

применять ядовитые вещества как боевое оружие:

1853-1856гг. в Крымской войне во время осады Севастополя английская

армия применяла сернистый газ для "выкуривания" обороняющихся русских

гарнизонов из инженерных сооружений;

1899-1902 гг. во время англо-бурской войны англичане применяли

экспериментальные артиллерийские снаряды, начиненные пикриновой

кислотой, способной вызывать рвоту у пострадавших.

Опасный характер химического оружия вызвал беспокойство мировой

общественности и на двух международных Гаагских конференциях (1899 и

1907 годы) были приняты Соглашения, запрещающие применять ядовитые

вещества в военных целях.

В Первую мировую войну эти соглашения были нарушены. Всего в

Первую мировую войну было применено 125 тыс. тонн различных ОВ, таких

как хлор, фосген, дифосген, хлорпикрин, синильная кислота,

дифенилхлорарсин, иприт и т.д. всего 45 типов ОВ, из них 4 кожно-нарывных,

14 удушающих, 27 раздражающих. Поражено 1млн 300 тысяч человек (то есть

на 1тонну ОВ примерно 10 пораженных), из них 100 тысяч погибло.

После этой войны в 1925 году 37 государств подписали в Женеве

"Протокол о запрещении применения на войне удушливых, ядовитых или

других подобных газов и бактериологических средств". СССР ратифицировал

этот Протокол в 1928 году, а США в 1975.

Несмотря на Женевский протокол, химическое оружие в крупных

масштабах было применено в двух войнах:

1935-36 гг. во время Итало-Эфиопской (Абиссинской) войны итальянцы

применяли фосген и иприт. Было произведено 19 авиационных налетов,

поражено 250 тыс. человек из них 15 тыс. погибло;

1937-43 гг. во время японо-китайской войны примерно 10% потерь были за

счет применения химического оружия.

Во Вторую мировую войну ХО широкого применения не нашло. Однако

оно играло роль сдерживающего фактора.

После 2МВ, благодаря научно-технической революции, произошла

революция и в области химического оружия. Полигонами по испытанию новых

видов ХО стали:

1951-52 гг. Корея;

234

1961-71 гг. Вьетнам, Лаос и Камбоджа.

В этих войнах было применено более 100 тыс. тонн различных БТХВ, что

привело к поражению различной степени тяжести примерно 2 млн. человек,

заражению 360 тыс. га земли, 500 тыс. га леса. Использовались дефолианты (в

том числе и содержащие диоксин), гербициды, инкапаситанты (CS, ХАФ,

адамсит, хлорпикрин, бромацетон, BZ).

Палестина. Израиль применял против нее ОВ нервно-паралитического

действия;

Ангола. ЮАР также применяли ОВ нервно-паралитического действия;

Ирак и Иран. Здесь во время войны применялись ОВ типа иприт и

азотистый иприт, и типа зоман (GF), а также возможно табун, зарин;

Никарагуа; Сальвадор; Гренада; Афганистан - во всех этих странах

применялись, в той или иной мере БТХВ;

Бразилия, где в 1984 г. Пентагон использовал дефолианты, при

строительстве дороги, погибло 7000 человек.

Реальность такова что, несмотря ни на какие конвенции, химическое

оружие разрабатывается во многих странах мира и планируется его применение

в больших войнах, локальных конфликтах и при проведении террористических

акций, таких как в токийском метро.

Химическое оружие (ХО) - это оружие, поражающее действие которого

основано на применении боевых токсичных химических веществ (БТХВ).

ХО рассматривается как оружие оперативно-тактического назначения. Оно

применяется внезапно, массировано, на основе простых планов и при строгом

соблюдении единства командования, в сочетании с обычным и ядерным

оружием. Применением ХО решаются три задачи:

поражение людей;

уничтожение растительности;

сковывание работы объектов и учреждений.

Система химического оружия включает два компонента: БТХВ и средства

их применения.

К БТХВ относится три группы веществ: отравляющие вещества (ОВ),

токсины и фитотоксиканты. ОВ и токсины предназначены для поражения

людей и животных, а фитотоксиканты – для поражения растительности.

Отравляющие вещества - химические соединения, вызывающие при их

боевом применении поражение живой силы, а также заражение воздуха,

местности, техники и обмундирования. Из ОВ смертельного действия в

настоящее время на вооружении состоят: VX, GB, HD. Из ОВ временно и

кратковременно выводящих из строя - BZ, CS, CR.

Токсины - химические вещества белковой природы, обладающие высокой

токсичностью и способные при их применении поражать людей и животных.

Токсины, в отличие от ядов небелковой природы, вырабатывают в организме

иммунитет. В настоящее время на вооружении состоят две рецептуры на основе

токсинов: XR - ботулинический токсин типа "А", токсин смертельного

действия. PG - стафилококковый энтеротоксин типа "Б", вызывает рвоту.

235

Фитотоксиканты - токсичные химические вещества, предназначенные для

поражения различных видов растительности. В настоящее время на

вооружении находятся три рецептуры: "Оранжевая", "Белая", "Синяя".

К числу параметров, по которым целесообразно характеризовать БТХВ

отнесем: тактическое назначение, быстродействие, стойкость и токсичность.

Средства применения БТХВ. Для применения БТХВ существует

современная система средств их применения. Эта система включает

химические боеприпасы и боевые приборы, позволяющие применять ХО на

всю глубину оперативного построения наших сил.

Основным носителем ХО является авиация, имеющая на вооружении

химические авиабомбы, кассеты разового действия, а также кассетные

установки для выстреливания ХБП; выливные и распылительные авиационные

приборы. Второе по значению место занимают ракетно-артиллерийские

средства. Кроме того, на вооружении многих армий имеются химические

средства ближнего боя, такие как химические генераторы аэрозолей,

химические фугасы, химические шашки, гранаты и патроны.

При применении химического оружия люди могут получить поражения

различными путями: через органы дыхания - ингаляционные; через кожные

покровы - кожно-резорбтивные; при ранении осколками боеприпасов,

снаряженных отравляющими веществами (микстные); при употреблении

зараженных продуктов и воды (перроральные).

7.1.2. Параметры боевых токсичных химических веществ

К числу параметров, по которым целесообразно характеризовать БТХВ

отнесем: тактическое назначение; боевое состояние; быстродействие;

стойкость; токсичность.

По тактическому назначению БТХВ можно разделить:

БТХВ смертельного действия (XR,VX, GB, HD);

БТХВ, временно выводящие из строя на срок от 2-х до 5 суток (BZ,PG);

БТХВ, кратковременно выводящие из строя на срок до нескольких часов

(CS,CR,CH);

БТХВ, предназначенные для поражения растительности (оранжевая, белая

и синяя рецептуры).

Боевым состоянием БТХВ называют раздробленное их состояние в виде

твердых или жидких частиц различных размеров. Видами боевого состояния

являются пар, аэрозоль и капли.

Аэрозоли представляют собой неоднородные системы, состоящие из

взвешенных в воздухе твердых или жидких частиц вещества.

Частицы размером 0,01...10 мкм образуют тонкодисперсные

(неоседающие) аэрозоли, которые очень долго не оседают и легко проникают

как в легкие человека, так и в различные укрытия.

236

Частицы размером 100 мкм образуют грубодисперсные (оседающие)

аэрозоли, которые под действием силы тяготения оседают на подстилающую

поверхность.

Капли - это частицы размером 500 мкм и более, которые по сравнению с

грубодисперсными аэрозолями слабо подвергаются рассеивающему действию

турбулентной диффузии и почти полностью оседают в районе их образования.

БТХВ в состоянии пара и неоседающего аэрозоля заражают воздух и

поражают людей через органы дыхания (т.е. наносят ингаляционные

поражения).

БТХВ в состоянии оседающего аэрозоля и капель заражают различные

поверхности и поражают людей, как через органы дыхания, так и через кожу

(т.е. наносят кожно-резорбтивные поражения).

Быстродействие БТХВ характеризует скорость наступления поражающего

действия. По быстродействию различают:

БТХВ быстрого действия. При поражении этими веществами, в течение

срока продолжительностью от нескольких секунд до нескольких десятков

минут, наступает ожидаемый поражающий эффект (смерть, утрата

дееспособности, гибель растительности);

БТХВ замедленного действия. При поражении ими наблюдается период

скрытого действия продолжительностью от 1-го часа до суток.

Быстродействие зависит не только от типа БТХВ, но также от его боевого

состояния, дозы и пути воздействия на организм. Так VX при воздействии

через органы дыхания действует быстро (смерть наступает в течение 5 мин), а

при воздействии через кожу действует замедленно (смерть наступает через 2...6

часов).

Стойкость БТХВ характеризует продолжительность химического

заражения местности (акватории) и объектов на ней. По стойкости БТХВ

подразделяются на стойкие и нестойкие.

К стойким веществам, поражающее действие которых сохраняется не менее

трех часов, относятся VX, HD, CS-1 (14суток), CS-2 (30суток), GP, GD.

К нестойким веществам, поражающее действие которых сохраняется не

более 2...3 часов после их боевого применения, относятся GB, BZ, CS, XR, PG.

Для повышения стойкости БТХВ применяются следующие способы:

создание рецептур стойких и нестойких БТХВ (GB c VX); использование

сорбентов (в рецептурах CS-1 и CS-2 в качестве сорбента используется

силикагель); микрокапсулирование БТХВ.

Токсичность БТХВ определяет их способность вызывать такие изменения

в организме, которые приводят человека к потере дееспособности или к гибели.

Токсичность характеризуется токсодозой. При ингаляционных поражениях

под токсодозой понимают произведение средней концентрации вещества в

воздухе (С) на время пребывания человека в зараженной атмосфере (τ).

Токсичность БТХВ смертельного действия обычно характеризуют

величиной средней смертельной токсодозы LCτ50 (г·мин/м3). Такая доза

вызывает смертельный исход у 50% пораженных.

237

Токсичность БТХВ временно-выводящих из строя обычно характеризуют

величиной средней выводящей из строя токсодозы ICτ50 (г·мин/м3). Такая доза

вызывает вывод из строя 50% пораженных.

При кожно-резорбтивных поражениях токсичность характеризуют

величиной средней смертельной токсодозы LD50 (г/кг или г/чел). Под средней

смертельной токсодозой понимается масса вещества на 1 кг веса или на одного

человека вызывающая смертельный исход, при попадании на кожу, у 50%

пораженных.

При перроральном поступлении ФОВ в организм с продуктами питания

или питьевой водой первые симптомы поражения появляются через 5…30мин.

7.1.3. Химический терроризм

В 1972 году в США была пресечена попытка националистической группы

«Минитмены» с помощью синильной кислоты заразить систему

кондиционирования воздуха в здании ООН в Нью-Йорке.

В середине 70-х годов антикастровские группировки в США получали от

чилийской спецслужбы DINA зарин для использования его против своих

противников.

В 1991 году американские неонацисты пытались применить синильную

кислоту в синагоге.

В 1995 году чилийская правоэкстремистская группировка угрожала

применением зарина в метро г. Сантьяго, если не будет выпущен на свободу

генерал Контрерас.

В 1997 году Салман Радуев обещал применить ОВ против России.

Известен случай отравления в Москве ОВ нервно-паралитического

действия бизнесмена Кивилиди и его секретарши.

Судя по всему, боевики Бен Ладена располагают ОВ. В программе их

подготовки существует раздел по работе с токсичными веществами и газами

типа «Зарин». Террористов обучают приемам изготовления стойких ОВ для

заражения водоемов на основе химических препаратов, которые имеются в

свободной продаже.

По оценкам командования ВС США в Европе подпольные структуры МФД

(Бен Ладан) в Европе располагают зарядными устройствами с ОВ. В этой связи

с 1 января 1999 года все подразделения ВС США в Европе и члены их семей

получили средства защиты от ХО.

27 июня 1994 года в городе Мицумото (Япония) члены секты «Аум

Сенрике» применили ОВ типа «зарин». 7 человек погибло, 144 получили

поражения различной степени тяжести.

20 марта 1995 года террористы практически одновременно в 8.00 утра на 5

линиях токийского метро применили ОВ типа «зарин». Было заражено 16

подземных станций метро, погибло 12 человек, получили отравления различной

степени тяжести около 4 тысяч человек.

238

8 мая 1995 года полиция на станции метро Шинджуки обнаружило

устройство с таймером. Оно должно было запустить реакцию с образованием

синильной кислоты.

Специалисты по борьбе с терроризмом считают, что наиболее доступными

химическими веществами для проведения терактов являются:

токсичные гербициды и инсектициды;

АХОВ: хлор, фосген, синильная кислота и другие;

ОВ: зарин, зоман, ви-икс, иприт, люизит;

психогенные и наркотические вещества;

природные яды: стрихнин, рицин.

Эти вещества могут быть похищены с военных складов и из организаций,

занятых разработкой и производством средств ПХЗ. Инсектициды, гербициды,

фармацевтические препараты, полупродукты органического синтеза могут быть

приобретены в сфере производства, хранения, торговли. Раздражающие

средства для индивидуальной защиты (газовые баллончики с ХАФ, си-эс,

капсаицином и т.д.) могут быть приобретены в торговой сети в больших

количествах. Кроме того ОВ могут быть изготовлены нелегально в

лабораторных условиях. Так специалисты «Аум Сенрике» получили 6 литров

зарина. Они готовились к производству ОВ типа «зоман» и «ви-икс».

Таким образом, получение высокотоксичных химических веществ для

проведения терактов не является неразрешимой задачей. Более сложной является

задача создания устройств для применения ОВ. Эти устройства должны быть

портативны и походить на вещи, которые обычно перевозят пассажиры. В открытой

литературе приведено описание двух типов устройств используемых сектой «Аум

Сенрике»: Два герметичных пластиковых пакета размещенных один в другом и

содержащие в себе исходные компоненты для получения зарина. Запуск

устройства осуществляется прокалыванием пакетов острым наконечником

зонтика. Через образовавшееся отверстие происходило смешивание исходных

компонентов и образование паров зарина. Данное устройство очень простое, но

оно опасно для самого террориста.

На более высоком техническом уровне было выполнено устройство

обнаруженное полицией у турникетов токийского метро. Оно представляло собой

небольшой чемодан (50×30×30 см). В нем располагались емкость с ОВ и

ультразвуковой вибратор для получения аэрозоля. Для распыления аэрозоля

использовался фен для сушки волос. Источником питания служили

аккумуляторы. Была предусмотрена возможность дистанционного включения.

Такая конструкция может быть использована не только для заражения воздуха

парами ОВ, но и для распыления аэрозоля малолетучих ОВ и БС.

Объектами применения ХО могут быть крупные объекты с большим

скоплением людей, а также системы водоснабжения городов, партии продуктов

питания и напитков. Особую опасность представляет применение

быстродействующих ФОВ в замкнутом объеме помещений с приточно-

вытяжной вентиляцией.

239

7.2. Биологическое оружие

7.2.1. Общая характеристика биологического оружия

Биологическое оружие (БО) – это оружие массового поражения, действие

которого основано на использовании болезнетворных свойств

микроорганизмов и токсинов, способных вызывать различные заболевания и

гибель людей, животных и растений. Разработка биологического оружия

началась в конце 19 века.

Уже в период Первой Мировой войны Германия неоднократно пыталась

применять диверсионными методами возбудители сибирской язвы и сапа.

Причем главным объектом биологических атак были кавалерийские кони и

сельскохозяйственные животные.

В конце 30 годов Япония создала на территории оккупированной

Манчжурии научно-исследовательский центр для разработки БО – «Отряд-

731». Испытания проводились на пленных гражданах Китая, США, СССР.

Погибло 3000 человек. С 1940 по 1944 год японская армия более 11 раз

применяла биологическое оружие. Только от чумы погибло 700 человек.

В 1952 году США развязали биологическую войну в Корее и Китае.

Применялись возбудители чумы, холеры, сибирской язвы, а также БС

уничтожающие посевы.

В 1981 году на Кубе возникла эпидемия лихорадки Денге. Заболело более

300 тысяч человек, погибло 156 человек. Причиной эпидемии явились комары

рода Aedes выращенные и зараженные американскими специалистами.

В 1991 году была угроза того, что Ирак применит вирусы сибирской язвы.

Американские военные специалисты считают, что в ходе регионального

конфликта из всех биологических агентов наиболее вероятно применение

рецептур на основе бактерий сибирской язвы.

По оценкам международных экспертов в настоящее время до 25% всех

средств выделенных на биологическую защиту тратится на разработку

высокотоксичных микроорганизмов, то есть на то, что можно использовать как

«наступательное биологическое оружие».

БО рассматривается, в основном, как оружие стратегического и

оперативного назначения. Оно применяется внезапно, массировано, на основе

простых планов и при строгом соблюдении единства командования, в

сочетании с обычным и ядерным оружием, при тщательном учете боевых

свойств и особенностей поражающего действия биологических средств с

обеспечением безопасности своих сил.

Применением БО решаются задачи массового поражения людей, с/х

животных и посевов. В некоторых случаях биологические средства

применяются для порчи техники и материалов.

БО может быть применено противником, как в целях непосредственного

поражения людей, так и для создания угрозы их поражения путем длительного

заражения местности. БО включает два компонента: биологические средства и

средства их применения.

240

Тенденции развития биологического оружия

Гормональное (биохимическое) оружие. В его основе лежит

использование эндогенных биорегуляторов или их структурных модификаций

(смотри в пункте 1.5 абзац «биорегуляторы»).

Генное оружие. Бурное развитие такой области биотехнологии, как генная

инженерия, открыло возможность направленно модифицировать свойства

существующих микроорганизмов и даже создавать совершенно новые их виды.

Используя методы обмена генетической информацией, появилась реальная

возможность получать штаммы микроорганизмов, имеющие измененную

антигенную структуру и отличительные свойства: повышенную вирулентность,

устойчивость к действиям внешних факторов и лекарственных препаратов.

Кроме того, разработанные методы микроинкапсулирования биоагентов

позволяют значительно увеличить аэробиологическую стабильность наиболее

мелких частиц биологического аэрозоля и обеспечить более глубокое

проникновение их в органы дыхания, а отсюда и более высокую степень

поражения. Это открывает возможность использовать в качестве оружия

инкапсулированный генетический материал – вирусные инфекционные

нуклеиновые кислоты, которые, попадая в клетки тканей человека (животных),

заставляют их синтезировать вирусные частицы и тем самым вызывают

инфекционное заболевание.

Этническое оружие. Является разновидностью биологического оружия.

Обладает избирательной способностью поражения отдельных этнических

групп. Примером является заболевание «кокцидиозная гранулема»

вызывающая у белых смертность лишь 5%, а у негров – до 60%.

7.2.2. Характеристика биологических средств

Основу поражающего действия БО составляют специально отобранные для

боевого применения БС (бактерии, вирусы, риккетсии, грибки), способные при

попадании в организм вызывать массовые тяжелые заболевания и гибель людей

и животных, поражения посевов, повреждение техники и материалов.

К БС относятся:

патогенные микроорганизмы для поражения людей (табл. 7.1), животных и

посевов;

насекомые – вредители с/х культур;

грибки и бактерии для повреждения техники и горюче-смазочных

материалов.

Биологические средства, применяемые для поражения животных и

сельскохозяйственных посевов. Для поражения с/х животных используют: чуму

крупного рогатого скота, чуму свиней, чуму птиц, африканскую лихорадку

свиней, оспу овец, сибирскую язву, сап, лихорадку долины Рифт.

Для поражения посевов сельскохозяйственных культур используются:

возбудители ржавчины хлебных злаков, фитофтороза картофеля,

пирикуляриоза риса, гоммоза сахарного тростника, хлопчатника; из насекомых-

241

вредителей растений применяют колорадского жука, саранчу и гессенскую

муху.

Таблица 7.1

Биологические средства, применяемые для поражения людей

Бактерии Риккетсии Вирусы Грибки

1.Сибирская

язва

7.Сыпной тиф 9.Натуральная оспа Микозы

2.Чума 8.Ку-лихорадка 10.Лихорадка Марбург

3.Туляремия 11.Лихорадка Эбола

4.Бруцеллез 12.Желтая лихорадка

5.Сап 13.Лихорадка денге

6.Мелиоидоз 14.Лихорадка Ласса

15.Венесуэльский энцефа-

ломиелит лошадей (ВЭЛ)

Биологические средства, применяемые для повреждения техники и

материально-технических средств. Для повреждения электроизоляции,

радиоизоляции и радиоэлектронного оборудования применяют плесневые

грибы Aspergillus и бактерии рода Mucobacterium.

Для повреждения горюче-смазочных материалов применяют бактерии рада

Cladosporium, Penicillium, Mucor, Pseudomonas.

Для ускорения коррозии металлов и сплавов применяют железобактерии и

серобактерии.

Параметры биологических средств

К числу параметров, по которым целесообразно характеризовать БС

отнесем: тактическое назначение, контагиозность, боевое применение,

быстродействие, продолжительность потери боеспособности.

По тактическому назначению БС можно разделить на:

БС смертельного действия (сибирская язва, чума – при заражении этими

болезнями смертность может составить до 100% от числа пораженных);

БС, временно выводящие из строя (туляремия, бруцеллез, лихорадки,

энцефалиты – при заражении этими болезнями смертность не превышает 40%);

БС, предназначенные для поражения с/х культур (насекомые-вредители с/х

культур, возбудители болезней культурных растений);

БС, предназначенные для поражения с/х животных;

БС, предназначенные для вывода из строя техники и материалов.

Контагиозность БС состоит в их способности передаваться от пораженных

к окружающим здоровым людям через воздух, укусы насекомых и т.п. Т.е. в их

способности вызывать эпидемии.

242

К контагиозным заболеваниям (вызывающим эпидемии) относятся: чума,

натуральная оспа, холера, такие разновидности геморрагических лихорадок как

Марбург, Эбола, Ласса.

К неконтагиозным заболеваниям относятся: сибирская язва, бруцеллез, ку-

лихорадка, желтая лихорадка, энцефалиты, такие разновидности

геморрагических лихорадок как Аргентинская, Боливийская, Конго-Крымская.

К способам боевого применения БС относятся:

распыление аэрозолей для заражения воздуха и местности;

заражение воды, пищи и предметов домашнего обихода БС в жидком и

твердом виде;

рассеивание зараженных насекомых, таких как комары (желтая лихорадка,

лихорадка денге), клещи (туляремия, ку-лихорадка), блохи (чума).

Быстродействие БС характеризуется продолжительностью

инкубационного периода, то есть периода, когда заболевший сохраняет

боеспособность и не подозревает о том, что он болен. Наиболее часто

инкубационный период продолжается от 2 до 5 суток. Например: чума,

туляремия – 3 дня, сибирская язва – 1…7 дней, желтая лихорадка – 5 дней,

геморрагические лихорадки – 3…14 дней.

Продолжительность потери боеспособности при поражении БС может

составить срок от одной недели до нескольких месяцев, в зависимости от вида

болезни и степени её тяжести.

Характеристика боевых свойств некоторых биологических средств (БС),

которые могут быть использованы противником, для поражения людей

приведена в табл.7.2.

Таблица 7.2

Параметры вирусных биологических агентов

Тип БС Натуральная оспа ВЭЛ Желтая лихо-

радка

Лихорадка

Денге

Такт. назначение ВВС ВВС ВВС ВВС

Контагиозность К НК НК НК

Боевое

применение

Р а с п ы л е н и е в в о з д у х е

Заражение воды и

предметов до-

машнего обихода

Комары Комары Комары

- - -

Инкубац. период,

сутки 14 5 5 15

Прод. потери БС,

сут. до 24 до 10 до 14 до 45

243

Таблица 7.3

Параметры бактерицидных биологических агентов

Тип БС Чума Сибирская язва Туляремия Бруцеллез

Такт. назначение Смерть Смерть ВВС ВВС

Контагиозность К НК НК НК

Боевое применение

Р а с п ы л е н и е в в о з д у х е . З а р а ж е н и е в о д ы

и п и щ и

Заражение предметов до-

машнего обихода - -

Блохи - Клещи

Инкуб.период, сутки 3 3 3 7-30

Прод. потери БС, сут-

ки 45 - 60 до 60 до 60 до 30

Для боевого применения используются биологические рецептуры,

представляющие собой смесь (взвесь) БС, питательной среды или ее остатков, а

также наполнителей и стабилизирующих добавок, которые предназначены для

повышения устойчивости живых микроорганизмов при хранении,

аэрозолировании и во внешней среде.

Таблица 7.4

Параметры риккетсионных биологических агентов

Тип БС Ку-лихорадка Сыпной тиф

Тактическое назначение ВВС ВВС

Контагиозность НК НК (К - в опред. усло-

виях)

Боевое

применение

Клещи Вши

Распыление в воздухе

Инкубационный период, сутки 15 14

Продолжительность потери БС, сут-

ки до 45 до 24

7.2.3. Биологический терроризм

В последние годы увеличилось количество применения БО

диверсионными методами при проведении террористических актов.

В 1972 году в США при аресте фашистской группы «Орден восходящего

солнца» было изъято более 30 кг культуры возбудителя брюшного тифа. Ее

планировали использовать для заражения системы водоснабжения города

Чикаго и других городов США.

244

В «Комсомольской правде» 15.10.99г. описан случай, когда в 1995 году

диверсанты из таджикской оппозиции заразили желтухой почти весь личный

состав одного из ракетных дивизионов 201 миротворческой дивизии. (Закачали

в арбузы и персики мочу больных желтухой).

В 2001 году в США по почте рассылались письма со спорами порошка

сибирской язвы. Несколько человек погибло, несколько десятков человек

заболело. За считанные дни раскупили все противогазы и медицинские

средства защиты от язвы.

Специалисты по борьбе с терроризмом считают, что наиболее доступными

биологическими агентами для проведения терактов являются:

- возбудители опасных инфекций (сибирской язвы, натуральной оспы,

туляремии и др.);

- токсины (ботулотоксины, нейротоксины).

Биологические агенты могут быть похищены из учреждений

осуществляющих производство вакцинных препаратов от особо опасных

инфекций. Кроме того, БА могут быть получены нелегально в лабораторных

условиях. Специалисты из секты «Аум Сенрике» планировали работы по

получению ряда биологических рецептур.

Объектами применения биологических агентов могут быть крупные

объекты с большим скоплением людей, а также системы водоснабжения

городов, партии продуктов питания и напитков.

7.3. Ядерное оружие

7.3.1. Общая характеристика ядерного оружия

В ядерном арсенале США находится свыше 10 000 ядерных боеприпасов.

Франция имеет свыше 500 ЯБП, Великобритания – 300, Китай – 300, Израиль –

около 100, Индия – 60, Пакистан – 7, ЮАР – 6, Корея и Иран имеют плутоний

для 3 ЯБП. Кроме этих стран активно реализуют свои ядерные программы

Ливия, Аргентина, Бразилия. Новые ядерные стратегии США и НАТО

признают возможность использования ядерного оружия не только во всеобщей

войне, но и в региональных конфликтах.

США считают возможным применять ядерное оружие первыми, в том

числе (в особых случаях) и против неядерных государств. Предусматривается

применение ядерного оружия ограниченно, выборочно, сдержанно, после

некоторого времени обычной войны (от 8 до 21 суток). Кроме этого

планируется и ведение всеобщей ядерной войны. Считается, что она может

начаться в условиях резкого обострения международной обстановки.

Знание современного состояния ядерного оружия позволяет специалисту

ГОЧС:

разрабатывать возможные сценарии радиоактивного заражения;

245

вырабатывать замысел и принимать решения на действия в

чрезвычайных ситуациях военного времени;

организовывать эффективную радиационную защиту.

Ядерное оружие (ЯО) – это оружие, взрывное действие которого основано

на использовании цепных ядерных реакций деления и синтеза. Система

ядерного оружия включает носитель (корабль, самолет), средство доставки к

цели (ракета, бомба, торпеда, фугас) и сам ядерный боеприпас (ЯБП). Оно

является самым мощным видом оружия массового поражения.

Ядерное оружие предназначено для массового поражения людей,

уничтожения или разрушения административных и промышленных центров,

различных объектов, сооружений, техники.

Поражающее действие ядерного взрыва зависит от мощности боеприпаса,

вида взрыва, типа ядерного заряда. Мощность ядерного боеприпаса

характеризуется тротиловым эквивалентом, т. е. массой тринитротолуола

(тротила), энергия взрыва которого эквивалентна энергии взрыва данного

ядерного боеприпаса, и измеряется в тоннах, тысячах, миллионах тонн. По

мощности ядерные боеприпасы подразделяются на сверхмалые (менее 1 тыс. т),

малые (1…10 тыс. т), средние (10…100 тыс. т) крупные (100 тыс. т… 1 млн. т) и

сверхкрупные (более 1 млн. т).

Ядерные взрывы могут осуществляться на поверхности земли (воды), под

землей (водой) или в воздухе на различной высоте. В связи с этим принято

различать следующие виды ядерных взрывов: наземный, подземный,

подводный, воздушный и высотный. Наиболее характерными видами ядерных

взрывов являются наземный и воздушный.

Наземный ядерный взрыв — взрыв, произведенный на поверхности земли

или на такой высоте, когда его светящаяся область касается поверхности земли

и имеет форму полусферы или усеченной сферы. При наземном взрыве в грунте

образуется воронка, диаметр и глубина которой зависят от высоты, мощности

взрыва и вида грунта.

Наземные взрывы применяют для разрушения сооружений большой

прочности, а также в тех случаях, когда желательно сильное радиоактивное

заражение местности.

Воздушным называется ядерный взрыв, при котором светящаяся область

не касается поверхности земли и имеет форму сферы. Различают низкий и

высокий воздушные взрывы. При низком воздушном взрыве за счет

воздействия отраженной от поверхности земли ударной волны светящаяся

область может несколько деформироваться снизу.

Воздушные ядерные взрывы применяются для разрушения малопрочных

сооружений, поражения людей и техники на больших площадях или когда

сильное радиоактивное заражение местности недопустимо.

246

7.3.2. Радиационный терроризм

Радиационный терроризм это преднамеренное, умышленное воздействие на

здоровье или жизнь человека ионизирующим излучением. В зависти количества

людей, ставших объектом радиационного террора, его можно разделить на

индивидуальный и массовый.

Причинами радиационного терроризма могут быть военные конфликты,

конкурентная политическая, коммерческо-финансовая борьба, местные конфликты,

клановые, родственные и семейные раздоры и личные ссоры и разборки.

Объектами, на которые могут воздействовать террористы, могут быть не только

радиационно-опасные предприятия. Местом проведения терактов могут стать

территории и объекты местопребывания людей: населенные пункты или их часть,

аэровокзалы, речные порты, железнодорожные и автовокзалы, таможенные

пропускные пункты, метро, стадионы, крупные концертные залы, универмаги,

магазины, административные и жилые здания, научные, промышленные,

сельскохозяйственные и медицинские учреждения, а также водозаборники и

воздухозаборники.

В отличие от аварийной ситуации, когда производственный персонал и

население могут быть предупреждены о радиационном воздействии и имеется

возможность проведения защитных мероприятий, террористический акт с

радиационным воздействием может быть совершен внезапно, быстро, скрытно и

в непредсказуемом, неожиданном месте.

Радиоактивному загрязнению могут быть подвергнуты среда обитания,

различные предметы, материалы, сырье, воздух, вода и пищевые продукты,

напитки, одежда, денежные билеты, ценные бумаги, подарки, рекламные

изделия и т.д. В преступных целях террористами могут быть использованы

потерянные, похищенные и полученные контрабандным путем различные

радиоактивные источники и материалы. Они могут находиться в твердом,

порошкообразном, жидком и газообразном состоянии. Несмотря на

относительную редкость таких случаев, они все же имеют место.

Например, в Москве директор коммерческой фирмы, умер из-за того, что в

его кресло установили источник ионизирующего излучения большой

активности. В России имели место и другие случаи радиационного терроризма.

На Западе отмечен случай, когда были подарены наручные часы с

установленным внутрь источником ионизирующего излучения большой

активности. Полиции удалось определить виновника трагедии, и он понес

наказание.

Опасность неконтролируемых источников зависит от типа радионуклида,

его активности, и в каком состоянии он находится в контейнере или без

контейнера, от качества защиты контейнера, а также степени экранирования

человека.

247

7.4. Обычные средства поражения

7.4.1. Место обычных средств поражения в современных войнах

В целом все войны специалисты делят на шесть поколений.

Классификация войн приведена на рис. 6.1. Полагают, что продолжительность

основного этапа войн шестого поколения с применением обычного

высокоточного оружия и оружия на новых физических принципах составит

около 60 – 90 суток. Массированное применение высокоточного оружия и

оружия на новых физических принципах по городам и важным объектам

способно парализовать жизнедеятельность любого государства. Применение

его способно нанести поражение объектам ядерной энергетики, химической

промышленности, системам и технологиям, связанным с высоким риском

возникновения катастрофических последствий, за счет возникновения

вторичных факторов – пожаров, взрывов, радиоактивного и химического

заражения, волн прорыва при разрушении плотин гидроузлов. Действие

вторичных факторов способно вызвать экологические, экономические и

социальные катастрофы, обеспечить эффективное достижение стратегических

результатов и победы в целом.

Поколения войн

Велись с применением Ведутся с применением

холодного

оружия

пороха и

гладко-

ствольно-

го ору-

жия

нарез-

ного

оружия

автоматиче-

ского

оружия, тан-

ков, самоле-

тов, мощных

транспортных

средств и

средств связи

ракетно-

ядерного

оружия

высоко-

точного

оружия и

оружия на

новых фи-

зических

принци-

пах

Рис. 7.1. Классификация войн

Как полагают эксперты, наибольший эффект в поражении экономики

достигается при нанесении ударов по объектам атомной энергетики,

химического и нефтегазового производства, транспорта, металлургии,

машиностроения, системам жизнеобеспечения населения. При этом в

большинстве случаев не будет ставиться задача полного уничтожения объектов,

воздействию будут подвергаться только заблаговременно выявленные

функциональные элементы, поражение которых прерывает функционирование

объекта на определенный промежуток времени.

Такими «критическими» элементами являются для объектов нефтегазового

комплекса: электрические и распределительные подстанции, компрессорные,

емкости, резервуары.

248

7.4.2. Традиционные средства поражения

Обычное оружие включает все средства, применяющие артиллерийские,

зенитные, боеприпасы в обычном снаряжении, а также зажигательные

боеприпасы и огнесмеси.

Их делят на: осколочные, фугасные, кумулятивные, бетонобойные,

зажигательные боеприпасы и боеприпасы объемного взрыва.

Осколочные боеприпасы предназначены главным образом для поражения

людей. Наиболее эффективными боеприпасами этого типа являются шариковые

бомбы, которые сбрасываются с самолетов в кассетах, содержащих от 96 до 640

бомб. Над землей такая кассета раскрывается, а бомбы разлетаются и

взрываются на площади до 250 тыс. м2. Убойная сила поражающих элементов

(металлические шарики диаметром 2…3 мм) каждой бомбы сохраняется в

радиусе до 15 м.

Основное назначение фугасных боеприпасов — разрушение

промышленных, жилых и административных зданий, железнодорожных и

автомобильных магистралей, поражение техники и людей. Основным

поражающим фактором фугасных боеприпасов является воздушная ударная

волна, возникающая при взрыве обычного взрывчатого вещества (ВВ), которым

снаряжаются эти боеприпасы.

Кумулятивные боеприпасы предназначены для поражения бронированных

целей. Принцип действия их основан на прожигании преграды мощной струей

продуктов детонации ВВ с температурой 6 тыс. градусов и давлением 6 тыс.

атм.

Бетонобойные боеприпасы предназначены для поражения железобетонных

сооружений высокой прочности, а также для разрушения взлетно-посадочных

полос аэродромов. В корпусе боеприпаса размещается два заряда —

кумулятивный и фугасный и два детонатора. При встрече с преградой

срабатывает детонатор мгновенного действия, который подрывает

кумулятивный заряд. С некоторой задержкой (после прохождения боеприпаса

через перекрытие) срабатывает второй детонатор, подрывающий фугасный

заряд, который и вызывает основное разрушение объекта.

Зажигательные боеприпасы предназначаются для поражения людей,

уничтожения огнем зданий и сооружений промышленных объектов и

населенных пунктов, подвижного состава и различных складов.

Основу зажигательных боеприпасов составляют зажигательные вещества и

смеси, которые принято делить на группы: зажигательные смеси на основе

нефтепродуктов (напалмы); металлизированные зажигательные смеси

(пирогели); термит и термитные составы; обычный или пластифицированный

фосфор.

Пирогели — загущенные металлизированные огнесмеси на основе

нефтепродуктов, в своем составе имеют магниевую или алюминиевую стружку

(порошок), поэтому горят со вспышками, развивая температуру до 1600 0С и

249

выше. Образующийся при горении шлак способен прожигать тонкие листы

металла.

Термитные составы — это механические смеси, состоящие из

порошкообразных металлов (например, алюминий) и окисей металлов

(например, закись-окись железа). При горении термитных составов развивается

температура до 3000 0С. Так как в результате протекающей химической

реакции из окислов металла выделяется кислород, термитные составы могут

гореть и без доступа воздуха.

Белый фосфор самовоспламеняется на воздухе, развивая температуру

горения около 900 0С. При горении выделяется большое количество белого

ядовитого дыма (окиси фосфора), который, наряду с ожогами, может стать

причиной тяжелых поражений людей.

Боеприпасы объемного взрыва (БОВ). Принцип действия такого

боеприпаса заключается в следующем: жидкое топливо, обладающее высокой

теплотворной способностью, помещенное в специальную оболочку, при взрыве

разбрызгивается, испаряется и перемешивается с кислородом воздуха, образуя

сферическое облако топливно-воздушной смеси радиусом около 15 м и

толщиной слоя 2…3 м. Образовавшаяся смесь подрывается в нескольких

местах специальными детонаторами. В зоне детонации за несколько десятков

микросекунд развивается температура 3000оС.

В момент взрыва внутри оболочки из топливно-воздушной смеси

образуется относительная пустота. Возникает нечто похожее на взрыв оболочки

шара с откачанным воздухом («вакуумная бомба»).

Основным поражающим фактором БОВ является ударная волна.

Боеприпасы объемного взрыва по своей мощности занимают промежуточное

положение между ядерными и фугасными боеприпасами.

7.4.3. Высокоточное оружие

Высокоточное оружие представляет собой вид управляемого обычного

оружия, вероятность поражения которым с первого пуска малоразмерных

целей, находящихся даже на межконтинентальных дальностях, близка к

единице в любых условиях обстановки и при активном противодействии

противника. Высокоточное оружие объединяет в себе два элемента:

поражающие средства и автоматические средства наведения. Такая система

управления полностью исключает человека из процесса наведения оружия на

цель. Принцип «выстрелил и забыл.

Основу этого оружия составляют крылатые ракеты с осколочно-

фугасными, бетонобойными, кассетными, объемно-детонирующими и другими

головными частями. Для увеличения поражающих свойств они снаряжаются

взрывчатым веществом повышенной мощности или веществами,

обеспечивающими объемный взрыв. Управление высокоточным оружием

связано с применением радионавигационных систем на базе искусственных

250

спутников Земли, вычислительных комплексов и устройств самонаведения на

источники излучения. Система управления оружием надежно защищена от

средств радиоэлектронного противодействия противника. При эксплуатации

высокоточного оружия человек практически исключается из процесса

«разведка – целеуказание – поражение», что значительно повышает его

надежность. Высокоточное оружие может быть наземного, воздушного и

морского базирования. В войнах и вооруженных конфликтах будущего будет

также применяться оружие, основанное на использовании энергии всех

известных форм движения материи – кинетической, акустической,

электромагнитной, тепловой, ядерной, энергии элементарных частиц и других.

7.4.4. Понятие об очагах массового поражения

Очаг массового поражения – участок территории (акватории) в пределах

которого возможны массовые поражения людей и животных в результате

образования зон заражений, разрушений, затоплений и пожаров.

Очаги массового поражения возникают при:

применении тра-

диционных видов

ОМП

применении не-

традиционных

видов ОМП

некоторых спо-

собах примене-

ния обычных

средств пораже-

ния

чрезвычайных

ситуациях мирно-

го времени

Рис. 7.2. Виды очагов массового поражения

Очаги массовых поражений возникают:

1) При применении традиционных видов ОМП (ЯО, ХО, БО);

2) При применении нетрадиционных видов ОМП (лучевое, биохимическое,

геофизическое, оружие несмертельного действия);

3) При некоторых способах применения обычных средств поражения

(зажигательные средства; БП повышенной мощности, разрушение объектов

техносферы);

4) При чрезвычайных ситуациях мирного времени (стихийные бедствия,

техногенные ЧС, биолого-социальные ЧС).

251

ОРУЖИЕ, СОЗДАЮЩЕЕ ОЧАГИ МАССОВЫХ ПОРАЖЕНИЙ

Традиционные

виды ОМП

Нетрадиционные ви-

ды ОМП

Некоторые спосо-

бы применения

ОСП

ЧС мирного вре-

мени

1. Ядерное ору-

жие 1. Лучевое оружие

1. Зажигательные

средства

Стихийные бед-

ствия

2. Химическое

оружие

2. Биохимическое

оружие

2.БП повышенной

мощности Техногенные ЧС

3. Биологическое

оружие

3. Геофизическое

оружие

3.Разрушение

объектов техно-

сферы

3. Биолого-

социальные ЧС

4. Оружие несмер-

тельного действия

Рис. 7.3. Оружие, создающее очаги массовых поражений

№ Вид оружия Тип очага массового поражения

1 БП с урановыми сер-

дечниками

Очаги повышенной радиации

(α-загрязнения)

2 Зажигательное оружие Очаги массовых разрушений и сплошных пожаров

3 БП объемного взрыва Очаги массовых разрушений

4 Обычное оружие

Очаги нефтяных и сажевых загрязнений при разру-

шении объектов с нефтью.

Очаги химического загрязнения при разрушении

объектов с токсичными веществами.

Очаги взрывов и пожаров при разрушении объектов

с взрыво и пожаро опасными веществами.

Рис. 7.4. Типы очагов массовых поражений, имевших место во время боевых

действий в Югославии и Ираке

№ Вид оружия Тип очага массового поражения

1 Ядерное оружие Очаги разрушений, очаги пожаров, зоны радиоактив-

ного заражения

2 Химическое ору-

жие Зоны химического заражения

3 Биологическое

оружие Зоны биологического заражения, очаги эпидемий

Рис.7.5. Типы очагов массовых поражений при применении

традиционных видов ОМП

252

Применение обычных средств для создания

очагов массовых поражений

Совершенствование обычных видов оружия привело к тому, что с их

помощью стало возможно создавать очаги массовых поражений. Такие очаги

возникают при применении зажигательного оружия, боеприпасов повышенной

мощности, а также при применении обычных боеприпасов по объектам

техносферы. При применении зажигательного оружия очаги массовых

поражений возникают в трех случаях:

при массированном применении зажигательных боеприпасов;

при создании огневодных заграждений;

при применении боеприпасов объемного взрыва.

Зажигательное оружие способно вызывать пожары, заражать атмосферу

продуктами горения, подрывать боеприпасы. Звено самолетов тактической

авиации создает очаг сплошного пожара диаметром 600 метров. Корабли могут

поражаться зажигательными смесями, самовоспламеняющимися при контакте с

водой. Огневодные заграждения представляют собой область водной

поверхности, на которую выливается большое количество нефтепродуктов, и

поджигается. Ширина зоны поражения превышает 200 метров (Израиль –

Суэцкий канал).

Боеприпасы объемного взрыва являются качественно новым видом

зажигательного оружия. При его применении вместе с зоной пожара возникает

зона мощной ударной волны. Один боеприпас объемного взрыва создает зону

поражения диаметром 200 метров. Впервые боеприпас объемного взрыва был

применен израильтянами в Западном Бейруте в 1982 году в виде «Вакуумной

бомбы».

При применении боеприпасов повышенной мощности создаются большие

зоны разрушений и завалов. В ходе боевых действий нашли применение два

способа. Первый - «Ковровое бомбометание», когда бомбы сбрасываются, так

что на поверхности земли образуется сплошной ковер разрывов. Размеры очага

поражения составляют 300 гектар. Второй – применение «Косилок

маргариток», авиабомб сверхкрупного калибра, которые, взрываясь над

поверхностью земли, уничтожают все живое в круге диаметром 130 метров. Разрушение объектов техносферы приводит к созданию зон вторичных

поражений. Разрушение объектов содержащих РВ и СДЯВ приводят к

образованию обширных зон радиоактивного и химического заражения. В ходе

операции «Буря в пустыне» многонациональные силы разрушили иракские

склады с химическим оружием. Цель – сковать действия иракских войск в этом

районе. Цель была достигнута. Разрушение нефтяных скважин и терминалов

приводит к образованию зон пожаров, взрывов, нефтяных и сажевых

загрязнений. В ходе войны в Персидском заливе слив нефти в море затруднил

боевое применение сил флота и высадку морских десантов. Разрушение

хранилищ взрывчатых веществ приводит к образованию зон взрывов и

загрязнений окислами азота и углерода. Разрушение плотин приводит к

возникновению волны прорыва и образованию зон затоплений.

253

Можно сделать вывод о том, что при применении нетрадиционных видов ОМП и обычного оружия возможно возникновение очагов массовых

поражений следующих типов:

очаги массовых ослеплений;

очаги поражения живой материи;

очаги токсических и инфекционных поражений;

очаги физиологических расстройств;

очаги стихийных бедствий;

зоны пожаров, взрывов, нефтяных и сажевых загрязнений;

зоны радиоактивных и химических загрязнений.

Организуя защиту, начальники ГО должны предусматривать возможность

действия сил в условиях возникновения тех или иных типов очагов массовых

поражений.

ПРИМЕНЕНИЕ ОБЫЧНЫХ ВИДОВ ОРУЖИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ОЧАГОВ

МАССОВЫХ ПОРАЖЕНИЙ

Зажигательное

оружие

(зоны пожаров и

разрушений)

Боеприпасы

повышенной

мощности

(зоны разрушений)

Разрушение объектов техно-

сферы

(зоны вторичных поражений)

1. Применение за-

жигательных бое-

припасов

2. Создание оге-

водных загражде-

ний.

1. Ковровое бомбоме-

тание.

2. «Косилки маргари-

ток».

1. Разрушение объектов содер-

жащих РВ и АХОВ.

2. Разрушение нефтяных и га-

зовых терминалов.

3. Разрушение хранилищ

взрывчатых веществ.

4. Разрушение гидротехниче-

ских сооружений.

Рис. 7.6. Применение обычных видов оружия для создания очагов массовых

поражений

7.4.5. Оружие на новых физических принципах

Под оружием на новых физических принципах понимаются такие виды

оружия, в котором для поражения противника реализуются новые или ранее не

использовавшиеся физические, химические, биологические и другие принципы

действия. Те из этих видов оружия, которые приводят к созданию очагов

массового поражения, называют «Нетрадиционными видами ОМП».

Нетрадиционные виды ОМП делят на 4 группы: Лучевое оружие.

Биохимическое оружие. Несмертельное оружие. Геофизическое оружие.

254

НЕТРАДИЦИОННЫЕ ВИДЫ ОМП

Лучевое оружие Биохимическое

оружие

Оружие несмертель-

ного действия

Геофизическое

оружие

Лазерное

Ускорительное

Радиологическое

Гормональное

Генное

Этническое

Радиочастотное

Акустическое

Иммобилизирующее

Сейсмическое

Климатическое

Ионосферное

Рис. 7.7. Нетрадиционные виды ОМП

Лучевое оружие

Под лучевым оружием будем понимать совокупность устройств,

поражающее действие которых основано на использовании остронаправленных

лучей электромагнитной энергии, концентрированного пучка элементарных

частиц, либо источников ионизирующих излучений.

К лучевому оружию относим лазерное, ускорительное и радиологическое

оружие.

Лазерное оружие как оружие массового поражения применяется для

создания очагов массового ослепления.

Поражающее действие лазерного оружия достигается в результате

нагревания до высоких температур материалов объекта, их расплавления и

испарения, повреждения сверхчувствительных элементов, ослепления людей и

нанесения им термических поражений. В тумане, при выпадении дождя и снега,

а также в условиях задымленности и запыленности атмосферы поражающее

действие лазерного луча существенно снижается.

Ускорительное оружие поражает пучком частиц (электронов, протонов и

т.п.). Поражающим фактором ускорительного оружия является высокоточный

остронаправленный пучок заряженных или нейтральных частиц (электронов,

протонов, нейтронов и др.), разогнанных до больших скоростей. Мощный

поток энергии создает на объекте механические ударные нагрузки, интенсивное

тепловое воздействие, а также инициирует коротковолновое электромагнитное

(рентгеновское) излучение. Применение ускорительного оружия отличается

мгновенностью и внезапностью действия, всепогодностью, мгновенностью

процессов разрушения (повреждения) и вывода объекта из строя. Боевые

комплексы лазерного и ускорительного оружия могут создаваться в вариантах

наземного, морского и космического базирования. Действуя из космоса, оно

создает очаги массового поражения людей, животных и растительности.

Действие радиологического оружия основано на использовании боевых

радиоактивных веществ (порошков или растворов веществ, содержащих в

своем составе радиоактивные изотопы). Эффект радиологического оружия

проявился при применении снарядов с сердечниками из обедненного урана в

ходе операции «Буря в пустыне» и войны в Югославии.

Основным источником боевых радиоактивных веществ служат отходы,

образовавшиеся при работе ядерных реакторов. Следствием действия

радиологического оружия на людей является развитие у них лучевой болезни, а

255

также локальное поражение отдельных частей и органов тела. Применение

боевых радиоактивных веществ может осуществляться с помощью

авиационных бомб, распылительных авиационных приборов, беспилотных

самолетов, крылатых ракет и других средств.

Биохимическое оружие

К биохимическому оружию относят гормональное, генное и этническое

оружие.

Гормональное оружие основано на применении для массового поражения

живой силы гормонов. В его основе лежит использование эндогенных

биорегуляторов или их структурных модификаций. В результате развития

биотехнологии стало возможно микробиологическое производство

человеческих эндогенных биорегуляторов. Биорегуляторов в организме

человека около 10 тысяч, они находятся в микроколичествах, пг/г ткани

(1пикограмм = 10-12 г) и контролируют внутриклеточные процессы обмена

веществ. Под их контролем находится психическое состояние, температура,

давление и др. При дисбалансе биорегуляторов наступают расстройства,

приводящие к потере работоспособности и даже смерти.

Генное оружие основано на использовании вирусных инфекционных

нуклеиновых кислот, которые, попадая в клетки тканей человека, синтезируют

вирусы и тем самым вызывают инфекционные болезни. Бурное развитие такой

области биотехнологии, как генная инженерия, открыло возможность

направленно модифицировать свойства существующих микроорганизмов и

даже создавать совершенно новые их виды. Используя методы обмена

генетической информацией, появилась реальная возможность получать

штаммы микроорганизмов, имеющие измененную антигенную структуру и

отличительные свойства: повышенную вирулентность, устойчивость к

действиям внешних факторов и лекарственных препаратов.

Кроме того, разработанные методы микроинкапсулирования биоагентов

позволяют значительно увеличить аэробиологическую стабильность наиболее

мелких частиц биологического аэрозоля и обеспечить более глубокое

проникновение их в органы дыхания, а отсюда и более высокую степень

поражения. Это открывает возможность использовать в качестве оружия

инкапсулированный генетический материал – вирусные инфекционные

нуклеиновые кислоты, которые, попадая в клетки тканей человека (животных),

заставляют их синтезировать вирусные частицы и тем самым вызывают

инфекционное заболевание.

Этническое оружие. Является разновидностью биологического оружия.

Обладает избирательной способностью поражения отдельных этнических

групп. Примером является заболевание «кокцидиозная гранулема»

вызывающая у белых смертность лишь 5%, а у негров – до 60%.

256

Несмертельное оружие

Из всех типов несмертельного оружия массовые поражения вызывают

радиочастотное, акустическое и иммобилизирующее оружие.

Радиочастотное оружие поражает мозг и сердце электромагнитным

излучением сверхвысокой или чрезвычайно низкой частоты.

К радиочастотному оружию относятся средства, генерирующие

электромагнитные излучения сверхвысокой или чрезвычайно низкой частот.

Диапазон сверхчастот находится в пределах от 300 мГц до 30 ГГц, а

чрезвычайно низких составляет менее 100 Гц. Объектом поражения

радиочастотного оружия являются люди, у которых поражаются мозг, сердце,

центральная нервная система, эндокринная система, система кровообращения, а

также психика. Комплексы радиочастотного оружия могут быть наземного,

воздушного и космического базирования.

Акустическое оружие поражает инфразвуковым излучением. Они

вызывают панику или потерю сознания. Акустическое оружие представляет

собой средства массового поражения, основанные на использовании

направленного излучения мощных инфразвуковых колебаний с частотой ниже

16 Гц. Такие колебания воздействуют на центральную нервную систему и

пищеварительные органы человека, вызывают головную боль, болевые

ощущения во внутренних органах, нарушают ритм дыхания. Инфразвуковое

оружие обладает также психотропным действием на человека, вызывает

потерю контроля над собой, чувство страха и паники. Для генерирования

инфразвука возможно использование реактивных двигателей, снабженных

резонаторами и отражателями звука, а также других акустических генераторов.

Акустическое оружие, может быть применено для вывода из строя

обслуживающего персонала объектов экономики. Доставка его планируется с

помощью крылатых и баллистических ракет с последующим выбрасыванием

его на парашютах, просто сбрасыванием на землю или проникновением внутрь

объектов. Поражение людей при этом связано с использованием инфранизких

частот. Носителями такого оружия могут быть и космические средства.

Иммобилизирующее оружие включает вещества, при вдыхании которых

человек теряет двигательную активность или засыпает. Иммобилизирующие

рецептуры по своему воздействию разделяются на ирританты, раздражающие

слизистую оболочку дыхательных путей и глаз; физиканты, отключающие

скелетную и гладкую мускулатуру; психотомиметики, оказывающие

психотропное воздействие. Отдельные представители указанных групп

обладают высоким быстродействие (секунды, минуты) и длительным периодом

поражения (часы).

При прямом попадании ирритантов на слизистые оболочки их действие

развивается за время, измеряемое секундами. Они вызывают обильное

слезотечение, жжение в носоглотке, сильный кашель, чихание и загрудинные

боли. При повышенных концентрациях ирританта в воздухе возможен ожог

легких и носовое кровотечение, покраснение кожи с нетерпимой болью.

Поражение средней тяжести за счет воздействия ирритантов, не опасное для

257

жизни, вызывает потерю способности человека к активным действиям не более

чем на шестьдесят минут.

Физиканты, попадая в организм различными путями, в том числе и с

вдыхаемым воздухом, вызывают обратимые физиологические и физические

последствия. Для использования в качестве веществ иммобилизирующего

воздействия на человека наибольший интерес представляют наркотические

анальгетики и эметики.

Анальгетики обладают обездвиживающим действием. Их применение

нокаутирующе действует на человека, который спустя уже несколько минут

(инкубационный период) после контакта с веществом через вдыхаемый воздух

и кровь утрачивает способность к передвижению и к другим активным

действиям. В тяжелых случаях отравления люди впадают в бессознательное

состояние. Группу наркотических анальгетиков образуют производные

морфина и фентанила.

Эметики – физиологически активные вещества, которые при попадании в

организм разными путями вызывают скоротечную неуемную рвоту.

Геофизическое оружие

Геофизическое оружие – это совокупность различных средств

позволяющих использовать в военных целях разрушительные силы неживой

природы путем искусственно вызываемых стихийных бедствий.

Возможные способы активного воздействия на геофизические процессы

предусматривают создание в сейсмоопасных районах искусственных

землетрясений, мощных приливных волн типа цунами на побережье морей и

океанов, ураганов, горных обвалов, снежных лавин, оползней, селевых потоков

и т.п. явлений. Действуя на процессы в нижних слоях атмосферы, можно

вызвать обильные осадки или их отсутствие.

Для воздействия на природные процессы могут использоваться

химические вещества мощные генераторы электромагнитных излучений,

тепловые генераторы и другие технические устройства.

Геофизическое оружие можно условно разделить на сейсмическое оружие,

климатическое оружие и ионосферное оружие.

Сейсмическое оружие. Применение сейсмического оружия заключается в

создании землетрясений, ураганов, обвалов и т.п.

Климатическое оружие. Применение климатического оружия приводит к

выпадению обильных осадков, изменению температурного режима, засухе.

Эффект климатического оружия проявился во время Югославской войны в

1999 году. В результате массированного применения ракет и авиации в

атмосферу было выделено большое количество углекислого газа, что изменило

климат в Европе и Средиземноморских странах.

Ионосферное оружие создает искусственные магнитные бури и полярные

сияния, разрушает озонный слой в атмосфере. Из-за того, что в ходе

Югославской войны было произведено 25 тысяч самолето-вылетов на большой

высоте, нарушение озонного слоя произошло над всей Европой.

258

ГЛАВА 8 МИНИМИЗАЦИЯ ОПАСНОСТЕЙ

8.1 Способы минимизации опасностей

Вредные и травмирующие воздействия, генерируемые техническими система-

ми, образуют в среде обитания опасные зоны. Для этих зон характерны соот-

ношения:

С > ПДК;

I > ПДУ;

R < Rдоп.

Одновременно с опасными зонами в среде обитания существуют зоны

пребывания человека. В условиях производства это рабочая зона и рабочее ме-

сто.

Варьируя взаимным расположением опасных зон и зон пребывания чело-

века в пространстве, можно существенно влиять на решение задач по обеспече-

нию безопасности жизнедеятельности.

Радикальным способом обеспечения безопасности является защита рассто-

янием.

Защита расстоянием – это разведение в пространстве опасных зон и зон

пребывания человека.

Защита временем – это чередование периодов нахождения в зоне действия

опасностей и периодов нахождения в безопасной зоне.

Совершенствование источников опасности не только снижает уровни

опасностей, но и, как правило, сокращает размеры опасной зоны;

Применение экобиозащитной техники использование пылеуловителей, во-

доочистных устройств, экранов и др. средств для изоляции зоны пребывания

человека от негативных воздействий;

Применение средств индивидуальной защиты человека от опасностей

предусматривает:

постоянное ношение СИЗ повседневного использования;

применение в чрезвычайных ситуациях СИЗ кратковременного использо-

вания).

Наличие зоны временного пребывания реализует метод защиты временем.

Разнесение зоны постоянного пребывания и источника опасности реализует ме-

тод защиты расстоянием.

Варьируя взаимным расположением опасных зон и зон пребывания чело-

века в пространстве, можно существенно влиять на решение задач по обеспече-

нию безопасности жизнедеятельности.

Методы обеспечение безопасности жизнедеятельности и схема их реализа-

ции представлены на рисунках 8.1 и 8.2.

259

Рабочая зона Рабочее место

это пространство высотой 2 м над

уровнем пола или площадки, на

которой расположено рабочее ме-

сто.

это зона постоянной или времен-

ной деятельности работающего.

(более 50% или более 2 ч непре-

рывно)

▼

Методы защиты

▼ ▼ ▼ ▼ ▼

1 2 3 4 5

Защита рас-

стоянием

Защита

време-

нем

Совершенствова-

ние источников

опасности

Применение

экобиозащит-

ной техники

Применение

средств инд.

защиты

Рис. 8.1. Способы минимизации опасностей

Рис. 8.2. Схема реализации способов защиты:

1 – системы снижения опасности источника. 2 – экран. 3. - система средств ин-

дивидуальной защиты. 4 - экобиозащитная техника

Все основные способы защиты от негативного воздействия опасностей

можно разделить на три вида: время, расстояние и специальные экраны.

Рассмотрим применение этих способов на примере радиоактивного и элек-

тромагнитного излучения.

Радиоактивное излучение

Защита расстоянием. Если Вы обнаружили вблизи себя предмет, являю-

щийся источником радиации — такой, который может представлять опасность

для жизни и здоровья, необходимо удалиться от него на расстояние, где радиа-

ционный фон и излучение находятся в пределах допустимых норм. Также мож-

но вывести источник радиации в безопасную зону или для захоронения.

Источник

опасности

Зона временного пребы-

вания персонала

Зона деятельности

Зона постоянного пребывания

персонала

(Зона коллективной защиты)

2

1

3 3

3

4

260

Защита временем. Смысл этого метода защиты от радиации заключается в

том, чтобы максимально уменьшить время пребывания вблизи источника излу-

чения. Чем меньше времени человек находится вблизи источника радиации,

тем меньше вреда здоровью он причинит. Данный метод защиты использовал-

ся, к примеру, при ликвидации аварии на АЭС в Чернобыле. Ликвидаторам по-

следствий взрыва на атомной электростанции отводилось всего несколько ми-

нут на то, чтобы сделать свою работу в пораженной зоне и вернуться на без-

опасную территорию. Превышение времени приводило к повышению уровня

облучения и могло стать началом развития лучевой болезни и других послед-

ствий, которые может вызывать радиация.

Противорадиационные экраны. В некоторых ситуациях просто необходимо

осуществлять какую-либо деятельность в зоне с повышенным радиационным

фоном. Примером может быть устранение последствий аварии на атомных

электростанциях или работы на промышленных предприятиях, где существуют

источники радиоактивного излучения. Находиться в таких зонах без использо-

вания средств индивидуальной защиты опасно не только для здоровья, но и для

жизни. Специально для таких случаев были разработаны средства индивиду-

альной защиты от радиации. Они представляют собой экраны из материалов,

которые задерживают различные виды радиационного излучения и специаль-

ную одежду. Когда человеку делают рентгеновские снимки, во время процеду-

ры используют усиливающие экраны для защиты организма от излучения. Это

флуорометаллический экран и высокоскоростной флуоресцентный экран. Под

действием ионизирующего излучения флуорометаллические экраны испускают

голубое свечение. У экрана имеется встроенный фильтр из оксида свинца для

рассеянного излучения. А обладающий голубым излучением флуоресцентный

экран имеет чрезвычайно высокую поглощающую способность и эффектив-

ность в сочетании с вполне приемлемой различимостью деталей. Усиливающие

экраны флуоресцируют эффективнее при низкой температуре, т.е. при повыше-

нии температуры их эффективность снижается. С увеличением энергии излуче-

ния, поглощение флуоресцентных экранов уменьшается и, в результате, эффект

усиления уменьшается.

Электромагнитное излучение

Защита расстоянием применяется, если невозможно ослабить воздействие

другими мерами, в том числе и защитой временем. Защита расстоянием поло-

жена в основу нормирования санитарно-защитных зон – необходимого рассто-

яния между источниками поля и жилыми домами, служебными помещениями и

др. Границы зон определяются расчетами для каждого конкретного случая раз-

мещения излучающей установки при работе ее на максимальную мощность из-

лучения. В соответствии с ГОСТом 12.1.026-80 зоны с опасными уровнями из-

лучения ограждаются, на ограждениях устанавливаются предупреждающие

знаки с надписями: «Не входить, опасно!».

Защита временем применяется, когда нет возможности снизить интенсив-

ность излучения в данной точке до предельно допустимого уровня. Путем обо-

значения, оповещения и пр. ограничивается время нахождения людей в зоне

261

выраженного воздействия электромагнитного поля. В действующих норматив-

ных документах предусмотрена зависимость между интенсивностью потока

энергии и временем облучения.

Экраны предназначены для ослабления электромагнитного поля в направ-

лении распространения волн. Степень ослабления зависит от конструкции

экрана и параметров излучения. Существенное влияние на эффективность за-

щиты оказывает также материал, из которого изготовлен экран. Толщину экра-

на, обеспечивающую необходимое ослабление, можно рассчитать. Однако рас-

четная толщина экрана обычно мала, поэтому она выбирается из конструктив-

ных соображений. При мощных источниках излучения, особенно при длинных

волнах, толщина экрана может быть принята расчетной. Толщина экрана в ос-

новном определяется частотой и мощностью излучения и мало зависит от при-

меняемого металла. Очень часто для экранирования применяется металличе-

ская сетка. Экраны из сетки имеют ряд преимуществ. Они просматриваются,

пропускают поток воздуха, позволяют достаточно быстро ставить и снимать

экранирующие устройства. Экранированию подлежат генераторы, фидерные

линии, элементы высоковольтных электроустановок, разъемы рабочих конту-

ров, индукционные катушки, рабочие конденсаторы, смотровые окна и уста-

новки в целом. Конструкция экрана в каждом отдельном случае должна обес-

печивать наибольший эффект экранирования.

8.2. Нормирование опасностей

В соответствии с природоохранительным законодательством Российской

Федерации нормирование качества окружающей природной среды производит-

ся с целью установления предельно допустимых норм воздействия, гарантиру-

ющих экологическую безопасность населения, сохранение генофонда, обеспе-

чивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресур-

сов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности. При этом

под воздействием понимается антропогенная деятельность, связанная с реали-

зацией экономических, рекреационных, культурных интересов и вносящая фи-

зические, химические, биологические изменения в природную среду.

Определенная таким образом цель подразумевает наложение граничных

условий (нормативов) как на само воздействие, так и на факторы среды, отра-

жающие и воздействие, и отклики экосистем. Принцип антропоцентризма верен

и в отношении истории развития нормирования: значительно ранее прочих бы-

ли установлены нормативы приемлемых для человека условий среды (прежде

всего, производственной). Тем самым было положено начало работам в области

санитарно-гигиенического нормирования. Однако человек не самый чувстви-

тельный из биологических видов, и принцип «Защищен человек — защищены и

экосистемы», вообще говоря, неверен. Экологическое нормирование предпола-

гает учет так называемой допустимой нагрузки на экосистему. Допустимой

считается такая нагрузка, под воздействием которой отклонение от нормально-

го состояния системы не превышает естественных изменений и, следовательно,

262

не вызывает нежелательных последствий у живых организмов и не ведет к

ухудшению качества среды. К настоящему времени известны лишь некоторые

попытки учета нагрузки для растений суши и для сообществ водоемов рыбохо-

зяйственного назначения.

Как экологическое, так и санитарно-гигиеническое нормирование основа-

ны на знании эффектов, оказываемых разнообразными факторами воздействия

на живые организмы. Одним из важных понятий в токсикологии и в нормиро-

вании является понятие вредного вещества.

В специальной литературе принято называть вредными все вещества, воз-

действие которых на биологические системы может привести к отрицательным

последствиям. Кроме того, как правило, все ксенобиотики (чужеродные для

живых организмов, искусственно синтезированные вещества) рассматривают

как вредные.

Установление нормативов качества окружающей среды и продуктов пита-

ния основывается на концепции пороговости воздействия. Порог вредного дей-

ствия — это минимальная доза вещества, при воздействии которой в организме

возникают изменения, выходящие за пределы физиологических и приспособи-

тельных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология. Таким

образом, пороговая доза вещества (или пороговое действие вообще) вызывает у

биологического организма отклик, который не может быть скомпенсирован за

счет гомеостатических механизмов (механизмов поддержания внутреннего

равновесия организма).

Нормативы, ограничивающие вредное воздействие, устанавливаются и

утверждаются специально уполномоченными государственными органами в

области охраны окружающей природной среды, санитарно-

эпидемиологического надзора и совершенствуются по мере развития науки и

техники с учетом международных стандартов. В основе санитарно-

гигиенического нормирования лежит понятие предельно допустимой концен-

трации.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) — нормативы, устанавлива-

ющие концентрации вредного вещества в единице объема (воздуха, воды), мас-

сы (пищевых продуктов, почвы) или поверхности (кожа работающих), которые

при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияют

на здоровье человека и не вызывают неблагоприятных последствий у его

потомства.

Таким образом, санитарно-гигиеническое нормирование охватывает все

среды, различные пути поступления вредных веществ в организм, хотя редко

отражает комбинированное действие (одновременное или последовательное

действие нескольких веществ при одном и том же пути поступления) и не учи-

тывает эффектов комплексного (поступления вредных веществ в организм раз-

личными путями и с различными средами — с воздухом, водой, пищей, через

кожные покровы) и сочетанного воздействия всего многообразия физических,

химических и биологических факторов окружающей среды. Существуют лишь

263

ограниченные перечни веществ, обладающих эффектом суммации при их одно-

временном содержании в атмосферном воздухе.

Анализ того, как изменяются с течением времени значения предельно до-

пустимых концентраций, свидетельствует об их относительности, вернее — об

относительности наших знаний о безопасности или опасности тех или иных

веществ. Достаточно вспомнить о том, что в пятидесятые годы ДДТ считался

одним из безопаснейших для человека инсектицидов и широко рекламировался

для использования в быту. Для веществ, о действии которых не накоплено до-

статочной информации, могут устанавливаться временно допустимые концен-

трации (ВДК) — полученные расчетным путем нормативы, рекомендованные

для использования сроком на 2-3 года. В приложениях приводятся значения

ВДК для различных загрязняющих веществ в воздухе, воде, почве.

В публикациях иногда встречаются и другие характеристики загрязняю-

щих веществ. Под токсичностью понимают способность веществ вызывать

нарушения физиологических функций организма, что в свою очередь приводит

к заболеваниям (интоксикациям, отравлениям) или, в тяжелых случаях, к гибе-

ли. Фактически токсичность — мера несовместимости вещества с жизнью.

Степень токсичности веществ принято характеризовать величиной токси-

ческой дозы — количеством вещества (отнесенным, как правило, к единице

массы животного или человека), вызывающим определенный токсический эф-

фект. Чем меньше токсическая доза, тем выше токсичность.

Различают среднесмертельные (ЛД50), абсолютно смертельные (ЛД100),

минимально смертельные (ЛД0-10) и др. дозы. Цифры в индексе отражают ве-

роятность (%) появления определенного токсического эффекта — в данном

случае, смерти, в группе подопытных животных. Следует иметь в виду, что ве-

личины токсических доз зависят от путей поступления вещества в организм.

Доза ЛД50 (гибель половины подопытных животных) дает значительно более

определенную в количественном отношении характеристику токсичности, чем

ЛД100 или ЛД0. В зависимости от типа дозы, вида животных и пути поступле-

ния, выбранных для оценки, порядок расположения веществ на шкале токсич-

ности может меняться. Величина токсической дозы не используется в системе

нормирования.

Санитарно-гигиенические и экологические нормативы определяют каче-

ство окружающей среды по отношению к здоровью человека и состоянию эко-

систем, но не указывают на источник воздействия и не регулируют его дея-

тельность. Требования, предъявляемые собственно к источникам воздействия,

отражают научно-технические нормативы. К научно-техническим нормативам

относятся нормативы выбросов и сбросов вредных веществ (ПДВ и ПДС), а

также технологические, строительные, градостроительные нормы и правила,

содержащие требования по охране окружающей природной среды. В основу

установления научно-технических нормативов положен следующий принцип:

при условии соблюдения этих нормативов предприятиями региона содержание

любой примеси в воде, воздухе и почве должно удовлетворять требованиям са-

нитарно-гигиенического нормирования.

264

Научно-техническое нормирование предполагает введение ограничений

деятельности хозяйственных объектов в отношении загрязнения окружающей

среды, иными словами, определяет предельно допустимые потоки вредных ве-

ществ, которые могут поступать от источников воздействия в воздух, воду,

почву. Таким образом, от предприятий требуется не собственно обеспечение

тех или иных ПДК, а соблюдение пределов выбросов и сбросов вредных ве-

ществ, установленных для объекта в целом или конкретных источников, вхо-

дящих в его состав. Зафиксированное превышение величин ПДКв или ПДКмр в

окружающей среде само по себе не является нарушением со стороны предприя-

тия, хотя, как правило, служит сигналом невыполнения установленных научно-

технических нормативов (или свидетельством необходимости их пересмотра).

Нормирование качества воздуха

Под качеством атмосферного воздуха понимают совокупность свойств ат-

мосферы, определяющую степень воздействия физических, химических и био-

логических факторов на людей, растительный и животный мир, а также на ма-

териалы, конструкции и окружающую среду в целом.

Нормативами качества воздуха определены допустимые пределы содер-

жания вредных веществ как в производственной (предназначенной для разме-

щения промышленных предприятий, опытных производств научно-

исследовательских институтов и т.п.), так и в селитебной зоне (предназначен-

ной для размещения жилого фонда, общественных зданий и сооружений) насе-

ленных пунктов.

Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей

зоны (ПДКрз) — концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных

дней) работе в течение 8 часов, или при другой продолжительности, но не бо-

лее 41 часа в неделю, на протяжении всего рабочего стажа не должна вызывать

заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современ-

ными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жиз-

ни настоящего и последующего поколений (табл. 8.1). Рабочей зоной следует

считать пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площади, на кото-

рой находятся места постоянного или временного пребывания рабочих.

Как следует из определения, ПДКрз представляет собой норматив, ограни-

чивающий воздействие вредного вещества на взрослую работоспособную часть

населения в течение периода времени, установленного трудовым законодатель-

ством. Совершенно недопустимо сравнивать уровни загрязнения селитебной

зоны с установленными ПДКрз, а также говорить о ПДК в воздухе вообще, не

уточняя, о каком нормативе идет речь.

Предельно допустимая концентрация максимально разовая (ПДКмр) —

концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, не вызывающая

при вдыхании в течение 20 минут рефлекторных (в том числе, субсенсорных)

реакций в организме человека.

Понятие ПДКмр используется при установлении научно-технических нор-

мативов — предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ. В резуль-

тате рассеяния примесей в воздухе при неблагоприятных метеорологических

265

условиях на границе санитарно-защитной зоны предприятия концентрация

вредного вещества в любой момент времени не должна превышать ПДКмр.

Таблица 8.1

Соотношение различных видов ПДК в воздухе для некоторых веществ

Вещество ПДKсс, мг/м 3 ПДKмр, мг/ м 3 ПДKрз, мг/ м 3

Азота оксид (II) 0,06 0,6 30

Kобальта сульфат 0,0004 0,001 0,005

4-хлоранилин 0,01 0,04 0,30

Предельно допустимая концентрация среднесуточная (ПДКсс) — это

концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, которая не долж-

на оказывать на человека прямого или косвенного воздействия при неограни-

ченно долгом (годы) вдыхании. Таким образом, ПДКсс рассчитана на все груп-

пы населения и на неопределенно долгий период воздействия и, следовательно,

является самым жестким санитарно-гигиеническим нормативом, устанавлива-

ющим концентрацию вредного вещества в воздушной среде. Именно величина

ПДКсс может выступать в качестве «эталона» для оценки благополучия воз-

душной среды в селитебной зоне.

Классы опасности химических соединений

В зависимости от токсичности все химические соединения могут быть

подразделены на 4 класса опасности. Учет класса опасности позволяет диффе-

ренцированно подходить к обоснованию необходимых профилактических ме-

роприятий (например, к мерам безопасности при работе с различными веще-

ствами), а также предварительно оценивать сравнительную опасность воздей-

ствия тех или иных веществ на организм человека.

Нормирование воздействия

Научно-технические нормативы воздействия на окружающую среду разра-

батываются для хозяйственных объектов в форме проектов томов предельно

допустимых выбросов (ПДВ) и сбросов (ПДС).

Предельно допустимый выброс (ПДВ) — масса вещества в отходящих га-

зах, максимально допустимая к выбросу в атмосферу в единицу времени; ПДВ

устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы (и для каждой

примеси, выбрасываемой этим источником) таким образом, что выбросы вред-

ных веществ от данного источника и от совокупности источников города или

другого населенного пункта с учетом перспективы развития промышленных

предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере не создают призем-

ную концентрацию, превышающую их ПДКмр; основные значения ПДВ —

максимальные разовые — устанавливаются при условии полной нагрузки тех-

нологического и газоочистного оборудования и их нормальной работы и не

должны превышаться в любой 20-минутный период времени.

Наряду с максимальными разовыми (контрольными) значениями ПДВ

(г/с), устанавливаются производные от них годовые значения ПДВг (т/г), для

266

отдельных источников и предприятия в целом с учетом временной неравномер-

ности выбросов, в том числе за счет планового ремонта технологического и га-

зоочистного оборудования.

Если значения ПДВ по причинам объективного характера не могут быть

достигнуты, для таких предприятий устанавливаются значения временно согла-

сованных выбросов вредных веществ (ВСВ) и вводится поэтапное снижение

показателей выбросов вредных веществ до значений, которые обеспечивают

соблюдение ПДВ.

Общественный экологический мониторинг может решать задачи оценки

соответствия деятельности предприятия установленным значениям ПДВ или

ВСВ путем определения концентраций загрязняющих веществ в приземном

слое воздуха (например, на границе санитарно-защитной зоны).

Основным нормативом сбросов загрязняющих веществ, установленным в

Российской Федерации, является предельно допустимый сброс (ПДС) — масса

вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установлен-

ным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью

обеспечения норм качества воды в контрольном пункте; ПДС — предел по рас-

ходу сточных вод и концентрации содержащихся в них примесей — устанавли-

вается с учетом предельно допустимых концентраций веществ в местах водо-

пользования (в зависимости от вида водопользования), ассимилирующей спо-

собности водного объекта, перспектив развития региона и оптимального рас-

пределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасы-

вающими сточные воды.

ПДС устанавливаются для каждого источника загрязнения и каждого вида

примеси с учетом их комбинированного действия. В основе определения ПДС

(по аналогии с ПДВ) лежит методика расчета концентраций загрязняющих ве-

ществ, создаваемых источником в контрольных пунктах — расчетных створах

— с учетом разбавления, вклада других источников, перспектив развития (про-

ектируемые источники) и т.д.

Общий принцип установления ПДС — величина ПДС должна гарантиро-

вать достижение установленных норм качества воды (санитарных и рыбохозяй-

ственных) при наихудших условиях для разбавления в водном объекте.

При сбросе сточных вод или других видах хозяйственной деятельности,

влияющих на состояние водных объектов, используемых для хозяйственно-

питьевых и культурно-бытовых целей, нормы качества поверхностных вод (или

их природный состав и свойства в случае природного превышения этих норм)

должны выдерживаться на водотоках, начиная со створа, расположенного в од-

ном километре выше ближайшего по течению пункта водопользования (водо-

забор для хозяйственно-питьевого водоснабжения, места купания, организо-

ванного отдыха, территория населенного пункта и т.п.) вплоть до самого места

водопользования, а на водоемах — на акватории в радиусе одного километра от

пункта водопользования. Ближайшие пункты водопользования определяются

органами санитарно-эпидемиологической службы.

267

При сбросе сточных вод или других видах хозяйственной деятельности,

влияющих на состояние рыбохозяйственных водотоков и водоемов, нормы ка-

чества поверхностных вод (или их природный состав и свойства в случае при-

родного превышения этих норм) должны соблюдаться на протяжении всего

участка водопользования, начиная с контрольного створа, определяемого в

каждом конкретном случае органами Госкомэкологии, но не далее, чем 500 м

от места сброса сточных вод или расположения других источников загрязнения

поверхностных вод (мест добычи полезных ископаемых, производства работ на

водном объекте и т.п.)

Для сбросов сточных вод в черте населенного пункта в соответствии с

«Правилами охраны поверхностных вод» ПДС устанавливаются, исходя из от-

несения нормативных требований к самим сточным водам. При этом следует

руководствоваться тем, что использование водных объектов в черте населен-

ных мест относится к категории коммунально-бытового водопользования.

В случае, если значения ПДС по объективным причинам не могут быть до-

стигнуты, для таких предприятий устанавливаются временно согласованные

сбросы вредных веществ (ВСС) и вводится поэтапное снижение показателей

сбросов вредных веществ до значений, которые обеспечивают соблюдение

ПДС.

8.3 Применение средств индивидуальной защиты

Средства индивидуальной защиты (или СИЗ) – приспособления, предна-

значенные для защиты кожных покровов и органов дыхания от воздействия

отравляющих веществ и других вредных примесей в воздухе.

Средства индивидуальной защиты обязаны предотвращать или уменьшать

воздействия вредных и/или опасных факторов на человека.

Конструкция средства индивидуальной защиты обязана обеспечивать его само-

стоятельное снимание пользователем или освобождение от него. Материалы,

применяемые для производства СИЗ не обязаны оказывать вредного воздей-

ствия на организм человека за всё время использования. Окулярные системы,

применяемые в СИЗ, обязаны быть оптически нейтральны и не обязаны запоте-

вать в ходе их использования. Если средство индивидуальной защиты перед

использованием должно быть проверено и/или испытано, то изготовитель ука-

зывает в документации к изделию средства и способы подобной проверки и/или

испытания. Срок годности, установленный для уже изготовленных средств ин-

дивидуальной защиты, не может оказаться изменен.

В Российском ГОСТ выделены следующие категории СИЗ:

Одежда специальная защитная, изолирующие костюмы, средства защиты рук,

ног, лица и глаз, головы, средства защиты органов дыхания (СИЗОД), слуха,

средства защиты от падения с высоты, дерматологические защитные средства

и комплексные средства защиты.

268

Для защиты от падения с высоты применяются тросы, стропы, «когти» и

лазы, антискользящие перчатки и обувь, предохранительные пояса, страховоч-

ные фалы с карабинами.

Для защиты лица и глаз используются лицевые щитки, защитные очки,

маски. Защитные очки предназначены для защиты глаз от механических по-

вреждений и опасных излучений. Качественные защитные очки не потеют, не

царапаются и позволяют надевать под них очки с диоптриями.

Для защиты головы служат шлемы, каски, шапки, береты и т. д. Каски и

шлемы должны быть достаточно прочными, чтобы защищать голову от травм,

при этом быть легкими и удобными. Каска является наиболее распространен-

ным средством индивидуальной защиты верхней части головы от механиче-

ских повреждений, химических веществ и влаги. Широко применяется в строи-

тельстве, добывающей промышленности, при спасательных работах. Для ком-

форта предусмотрены текстильные вставки внутри изделия, обеспечивающие

тепло и вентиляцию. Многие каски выпускаются с креплениями для очков,

наушников, щитков или фонаря.

От вредного воздействия шума защитят наушники, беруши, противошум-

ные вкладыши. Шум, превышающий допустимые нормы, отрицательно воздей-

ствует на нервную систему и приводит к нарушениям слуха. Максимально до-

пустимый уровень шума, который может выдержать работник в течение 8 часов

без ущерба для здоровья – 85 дБ (децибел). При работе в условиях повышенной

шумности применяются средства для защиты слуха, которые могут вставляться

в уши (беруши) или надеваться на них (наушники). В средства для защиты слу-

ха может вставляться устройство с микрофоном, которое позволяет восприни-

мать человеческий голос и общаться.

Для защиты кожи предназначены различные очистители и репативные

средства.

Выбор средств индивидуальной защиты обусловлен профессиональной обла-

стью и характером вредных воздействий.

Средства индивидуальной защиты органов дыхания - необходимая часть

соблюдения норм по охране труда на многих предприятиях. Основное назначе-

ние средств индивидуальной защиты органов дыхания - защита от вредных

воздействий производственной среды, пыли и грязи (табл. 8.2). Средства инди-

видуальной защиты органов дыхания широко используются во многих отраслях

народного хозяйства: машиностроение, химическая промышленность, метал-

лургия, коммунальное хозяйство. Средства индивидуальной защиты органов

дыхания (средства защиты) подразделяются на два вида по типу защитного

действия: изолирующие и фильтрующие. Фильтрующие средства индивидуаль-

ной защиты органов дыхания очищают воздух, вдыхаемый человеком, от вред-

ных для организма примесей. Изолирующие средства индивидуальной защиты

органов дыхания полностью ограждают человека от воздействий окружающей

среды.

269

Таблица 8.2

Виды средств индивидуальной защиты органов дыхания

Вид средств индивиду-

альной защиты органов

дыхания

Описание средств индивидуальной защиты органов дыхания

Противогаз

Прибор, защищающий органы дыхания, лицо и глаза человека

от вредных веществ, находящихся в окружающей среде в виде

газов, аэрозолей, паров, взвесей. Защищает от отравляющих,

радиоактивных, бактериальных и др. веществ. Человек вдыхает

воздух, который фильтруется и очищается в патроне противо-

газа.

Респиратор

Средство индивидуальной защиты органов дыхания от попа-

дания аэрозолей: дым, пыль, туман. Представляют собой филь-

трующую полумаску.

Простейшие средства

индивидуальной защиты

органов дыхания

Ватно-марлевые повязки, противопыльные тканевые маски.

Защищают от аэрозолей, пыли и бактериальных веществ.

В сфере электробезопасности предусмотрены электрозащитные средства.

Они служат для защиты людей, которые работают с электроустановками, от

воздействия электромагнитного поля и электрической дуги, от поражения элек-

трическим током.

8.4 Создание малоотходных производств

Термин «безотходная технология» впервые предложен российскими уче-

ными Н.Н. Семеновым и И.В. Петряновым-Соколовым в 1972 г. В ряде стран

Западной Европы вместо «мало- и безотходная технология» применяется тер-

мин «чистая или более чистая технология» («pure or more pure technology»).

В соответствии с решением ЕЭК ООН и с Декларацией о малоотходной и

безотходной технологиях и использовании отходов принята такая формулиров-

ка безотходной технологии (БОТ): «Безотходная технология есть практическое

применение знаний, методов и средств с тем, чтобы в рамках потребностей че-

ловека обеспечить наиболее рациональное использование природных ресурсов

и энергии и защитить окружающую среду».

В литературе встречаются и другие термины, например, «безотходная тех-

нологическая система» (БТС). Под БТС понимается такое отдельное производ-

ство или совокупность производств, в результате практической деятельности

которых не происходит отрицательного воздействия на окружающую среду. В

определении безотходной технологии подразумевается не только производ-

ственный процесс. Это понятие затрагивает и конечную продукцию, которая

должна характеризоваться:

- долгим сроком службы изделий,

- возможностью многократного использования,

270

- простотой ремонта,

- легкостью возвращения в производственный цикл или перевода в эколо-

гически безвредную форму после выхода из строя.

Теория безотходных технологических процессов в рамках основных зако-

нов природопользования базируется на двух предпосылках:

- исходные природные ресурсы должны добываться один раз для всех воз-

можных продуктов, а не каждый раз для отдельных;

- создаваемые продукты после использования по прямому назначению

должны относительно легко превращаться в исходные элементы нового произ-

водства.

Схема такого процесса – «спрос – готовый продукт – сырье». Но каждый

этап этой схемы требует затрат энергии, производство которой связано с по-

треблением природных ресурсов вне замкнутой системы. Вторым препятствием

полной замкнутости процесса является износ материалов, их рассеивание в

окружающей среде. Например, долгое, на протяжении многих столетий, ис-

пользование таких металлов, как серебро, свинец, цинк, медь и др., и их рассеи-

вание в процессе этого использования в ОС привели к тому, что сроки их ис-

черпания из земных недр составляют, согласно своду международных прогно-

зов «Мир в 2000 году», всего один-два десятка лет.

Понятие безотходной технологии условно. Под ним понимается теорети-

ческий предел или предельная модель производства, которая в большинстве

случаев может быть реализована не в полной мере, а лишь частично (отсюда –

малоотходная технология – МОТ). Но с развитием современных наукоемких

технологий БОТ должна быть реализована все с большим приближением к иде-

альной модели.

В целом комплексный подход к оценке степени безотходности производ-

ства должен базироваться на:

- учете не столько безотходности, сколько степени использования природ-

ных ресурсов;

- оценке производства на основе самого обычного материального баланса,

т. е. на отношении выхода конечной продукции к массе поступившего сырья и

полуфабрикатов;

- определении степени безотходности по количеству отходов, образую-

щихся на единицу продукции.

Для расчета энергетических затрат следует рассматривать энергоемкость

продукции с учетом коэффициентов безотходности. Только в этом случае мож-

но получить объективный показатель безотходности рассматриваемого произ-

водства. Масштабы загрязнения ОС при производстве электроэнергии на ТЭС

часто таковы, что могут свести к минимуму те экологические преимущества,

которые удается достичь при совершенствовании основного производства.

Например, в цветной металлургии о степени безотходности судят по коэффи-

циенту комплексности использования сырья (во многих случаях он превышает

80%). В угледобывающей промышленности предприятие считается безотход-

ным (малоотходным), если этот коэффициент не превышает 75%.

271

В комплекс мероприятий по сокращению до минимума количества вред-

ных отходов и уменьшения их воздействия на окружающую природную среду,

по рекомендации различных авторов, входят:

- разработка различных типов бессточных технологических систем и водо-

оборотных циклов на основе очистки сточных вод;

- разработка систем переработки отходов производства во вторичные ма-

териальные ресурсы;

- создание и выпуск новых видов продукции с учетом требований повтор-

ного ее использования;

- создание принципиально новых производственных процессов, позволя-

ющих исключить или сократить технологические стадии, на которых происхо-

дит образование отходов.

Начальным этапом этих комплексных мероприятий, нацеленных на созда-

ние в перспективе безотходных технологий, является внедрение оборотных,

вплоть до полностью замкнутых, систем водопользования.

Оборотное водоснабжение — это техническая система, при которой

предусмотрено многократное использование в производстве отработанных вод

(после их очистки и обработки) при очень ограниченном их сбросе (до 3%) в

водоемы (рис. 8.3).

Рис. 8.3. Схема оборотного промышленного и городского водоснабжения:

1 - цех; 2 - внутрицеховое оборотное водоснабжение; 3 - локальное (цеховое) очистное со-

оружение, включая утилизацию вторичных отходов; 4 - общезаводские очистные сооруже-

ния; 5 - город; 6 - городские канализационные очистные сооружения; 7 - третичные очистные

сооружения; 8 - закачка очищенных сточных вод в подземные источники; 9 - подача очи-

щенных вод в городскую систему водоснабжения; 10 - рассеивающий выпуск сточных вод в

водоем (море)

272

8.5 Зонирование территории

В целях дифференцированного подхода к планированию и проведению

превентивных мероприятий по защите осуществляется зонирование террито-

рии.

Рассмотрим этот принцип на примерах различных типов опасностей.

Зона возможного опасного радиоактивного загрязнения - территория,

прилегающая к объектам использования атомной энергии, в пределах которой

при аварии или их разрушении установок возможно превышение установленно-

го верхнего критического значения предела доз облучения населения. Размеры

зон возможного опасного радиоактивного загрязнения в каждом конкретном

случае определяются по методикам, утвержденным федеральным органом ис-

полнительной власти, уполномоченным в области защиты населения и терри-

торий от чрезвычайных ситуаций. В зоне с радиусом удаления 5 километров от

объектов использования атомной энергии оборудуются и поддерживаются в го-

товности локальные системы оповещения, создается необходимый запас

средств индивидуальной защиты для производственного персонала, предусмат-

ривается экстренная эвакуация населения в безопасные районы, а также ис-

пользование средств индивидуальной защиты, проведение йодной профилакти-

ки и организация дозиметрического контроля. Зона возможного сильного ра-

диоактивного загрязнения - территория, прилегающая к зоне опасного радиоак-

тивного загрязнения, в пределах которой возможно загрязнение почвы, зданий,

сооружений, атмосферы, воды, продуктов питания, пищевого сырья и т.п. выше

установленных допустимых пределов. В зоне ведутся наблюдение и контроль

за состоянием окружающей среды, население при необходимости использует

табельные или простейшие средства индивидуальной защиты.

Зона возможного опасного химического заражения - территория, приле-

гающая к химически опасным объектам, в пределах которой при возможном

разрушении емкостей с аварийно опасными химическими веществами вероятно

распространение последних с концентрациями, вызывающими поражения не-

защищенных людей.

Зона возможного катастрофического затопления - территория, в преде-

лах которой в результате возможного затопления вероятны массовые потери

людей, разрушения зданий и сооружений, повреждение или уничтожение дру-

гих материальных ценностей. Размеры зоны возможного катастрофического за-

топления определяются на основании расчетов по формированию волны про-

рыва с учетом особенностей повреждения или разрушения гидротехнических

сооружений, характеристик русла рек, рельефа местности и других факторов. В

зоне предусматривается создание систем оповещения, строительство специаль-

ных защитных сооружений плотин, временная эвакуация населения из зоны 4-х

часового добегания волны прорыва.

Зона возможного наводнения - территория, подвергаемая опасности за

топления в результате интенсивного увеличения водности и повышения уров-

273

ней воды в реках (озерах, водохранилищах), которые могут сопровождаться

угрозой для жизни и здоровья людей и причинением материального ущерба.

Зона возможного опасного землетрясения - территория, в пределах кото-

рой интенсивность сейсмического воздействия может составить 7 и более бал-

лов.

8.6 Оценка надежности и работоспособности техники

При анализе и оценке надежности конкретные технические устройства

именуются обобщенным понятием «объект». Объект – это предмет определен-

ного целевого назначения, рассматриваемый в периоды проектирования, произ-

водства, эксплуатации, изучения, исследования и испытаний на надежность.

Объектами могут быть системы и их элементы, в частности технические изде-

лия, устройства, аппараты, приборы, их составные части, отдельные детали и

т.д.

В соответствии с ГОСТ 27.002-89 надежность трактуется как свойство

объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех пара-

метров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в задан-

ных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонта,

хранения и транспортирования. Как видно из определения, надежность являет-

ся комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и

условий его пребывания может включать безотказность, долговечность, ремон-

топригодность и сохраняемость или определенное сочетание этих свойств.

Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное

состояние в течение некоторого времени или наработки.

Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние

при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособ-

ленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем

технического обслуживания и ремонта.

Сохраняемость - свойство объекта сохранять в заданных пределах значе-

ния параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые

функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Указанные важнейшие свойства надежности характеризуют определенные

технические состояния объекта. Различают пять основных видов технического

состояния объектов.

Исправное состояние. Состояние объекта, при котором он соответствует

всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проект-

ной) документации.

Неисправное состояние. Состояние объекта, при котором он не соответ-

ствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) кон-

структорской (проектной) документации.

274

Работоспособное состояние. Состояние объекта, при котором значения

всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции,

соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской

(проектной) документации.

Неработоспособное состояние. Состояние объекта, при котором значения

хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные

функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) кон-

структорской (проектной) документации.

Предельное состояние. Состояние объекта, при котором его дальнейшая

эксплуатация недопустима или нецелесообразна , либо восстановление его ра-

ботоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Переход объекта (изделия) из одного вышестоящего технического состоя-

ния в нижестоящее обычно происходит вследствие событий: повреждений или

отказов. Совокупность фактических состояний объекта, к примеру, электро-

установки, и возникающих событий, способствующих переходу в новое состо-

яние, охватывает так называемый жизненный цикл объекта, который протекает

во времени и имеет определенные закономерности, изучаемые в теории надеж-

ности.

Согласно ГОСТ 27.002-89 отказ - это событие, заключающееся в наруше-

нии работоспособного состояния объекта.

Повреждение - событие, заключающееся в нарушении исправного состоя-

ния объекта при сохранении работоспособного состояния.

Переход объекта из исправного состояния в неисправное не связан с отка-

зом.

В ГОСТ 15467-79 введено еще одно понятие, отражающее состояние объ-

екта - дефект. Дефектом называется каждое отдельное несоответствие объекта

установленным нормам или требованиям. Дефект отражает состояние отличное

от отказа. В соответствии с определением отказа, как события, заключающегося

в нарушении работоспособности, предполагается, что до появления отказа объ-

ект был работоспособен. Отказ может быть следствием развития неустранен-

ных повреждений или наличия дефектов: царапин; потертости изоляции; не-

больших деформаций.

В теории надежности, как правило, предполагается внезапный отказ, кото-

рый характеризуется скачкообразным изменением значений одного или не-

скольких параметров объекта. На практике приходится анализировать и другие

отказы, к примеру, ресурсный отказ, в результате которого объект приобретает

предельное состояние, или эксплуатационный отказ, возникающий по причине,

связанной с нарушением установленных правил или условий эксплуатации.

При расчетах и анализе надежности широко используются термины «эле-

мент» и «система». Под элементом понимается часть сложного объекта, кото-

рая имеет самостоятельную характеристику надежности, используемую при

расчетах и выполняющую определенную частную функцию в интересах слож-

ного объекта, который по отношению к элементу представляет собой систему.

275

Например, изолятор в гирлянде изоляторов выполняет роль элемента, а

гирлянда изоляторов - это система. На трансформаторной подстанции выклю-

чатели, отделители, разъединители, силовые трансформаторы и т.п. являются

элементами, а сама подстанция является системой. Из приведенных примеров

видно, что в зависимости от уровня решаемой задачи и степени объединения

анализируемых аппаратов и устройств определенный объект может в одном

случае быть системой, а в другом - элементом. Так при анализе надежности

трансформатора его можно «разложить» на множество элементов: обмотки вы-

сокого и низшего напряжения, высоковольтные и низковольтные вводы, магни-

топровод, бак трансформатора и т.д. С другой стороны, для трансформаторной

подстанции трансформатор удобнее представить как элемент, у которого есть

свои характеристики надежности, нормативно-техническая документация, тре-

бования к эксплуатации.

Показатели надежности количественно характеризуют, в какой степени

данному объекту присущи определенные свойства, обуславливающие надеж-

ность.

Показатели надежности (например, технический ресурс, срок службы) мо-

гут иметь размерность, ряд других (например, вероятность безотказной работы,

коэффициент готовности) являются безразмерными.

Количественной характеристикой только одного свойства надежности

служит единичный показатель.

Количественной характеристикой нескольких свойств надежности служит

комплексный показатель.

Единичные показатели надёжности

Показатели безотказности

вероятность безотказной работы P(t);

средняя наработка до отказа Тср;

средняя наработка на отказ То;

гамма-процентная наработка до отказа Тγ;

интенсивность отказов λ(t);

параметр потока отказов ω(t);

средняя доля безотказной наработки I(t);

плотность распределения времени безотказной работы f(t);

Показатели долговечности

средний ресурс;

гамма-процентный ресурс;

назначенный ресурс;

средний срок службы;

гамма-процентный срок службы;

назначенный срок службы.

Показатели ремонтопригодности

Вероятность восстановления работоспособного состояния;

Среднее время восстановления работоспособного состояния;

Интенсивность восстановления.

276

Показатели сохраняемости

Средний срок сохраняемости;

Гамма-процентный срок сохраняемости.

Комплексные показатели надежности

коэффициент готовности — Кг

коэффициент оперативной готовности — Kог

коэффициент технического использования — Кти

коэффициент планируемого применения — Кп

коэффициент сохранения эффективности — Кэф

Коэффициент планируемого применения – доля периода эксплуатации, в

течение которой объект не должен находиться в плановом ТО или ремонте.

Коэффициент готовности – вероятность того, что объект окажется в рабо-

тоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых

периодов, в течение которых применение объекта по назначению не преду-

сматривается.

Коэффициент технического использования – отношение математического

ожидания интервалов времени, пребывания объекта в работоспособном состоя-

нии за некоторый период эксплуатации к сумме математических ожиданий ин-

тервалов времени пребывания объекта в работоспособном состоянии, простоев,

обусловленных техническим обслуживанием (ТО), и ремонтов за тот же период

эксплуатации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Закончилась книга, посвященная производственной безопасности. В даль-

нейшем Вам предстоит использовать полученные знания на практике, а также

самостоятельно пополнять знания по методам и техническим средствам, обес-

печивающим безопасность на производстве от опасных факторов. Поэтому в

конце книги нам хотелось бы остановиться на общем алгоритме самостоятель-

ного совершенствования своих знаний.

1. При изучении новых опасностей и методов защиты от них обязательно

добавляйте в понятийный ряд в области производственной безопасности новые

термины. Чем полнее понятийный ряд, тем меньше путаницы в голове.

2. Законодательная база в области охраны труда, в общем, и в области про-

изводственной безопасности в частности, в нашей стране еще не устоялась.

В дополнения к Трудовому кодексу и другим федеральным законам, ре-

гламентирующим техносферную безопасность, в систему стандартов безопас-

ности труда, в санитарные нормы и правила регулярно вносятся изменения,

причем некоторые из них носят характер кардинальных изменений. Полным

ходом идет процесс приведения российских требований в области производ-

ственной безопасности к требованиям Международной организации труда.

Следите за нормотворчеством в области производственной безопасности,

учитывайте в своей профессиональной деятельности все изменения.

277

3. Теория безопасности, системы обеспечения электроснабжения, техника

газового хозяйства, подъемно-транспортные машины, методы и техника туше-

ния пожаров и обеспечения взрывобезопасности совершенствуются революци-

онными темпами. Изучайте эти новые системы и методы, оценивайте их влия-

ние на безопасность, включайте их в свой арсенал и используйте на практике.

4. Помните, венцом всей практической деятельности в области производ-

ственной безопасности является разработка проекта улучшения системы произ-

водственной безопасности. Включите в схему разработки этого проекта следу-

ющие элементы:

- классификация опасности и набор статистики по рискам;

- определение основных поражающих факторов и параметров поражения и

выбор методов их расчета;

- установление критериев поражения и расчет параметров риска;

- оценка степени опасности

-обоснование комплекса мер и средств по снижению степени опасности до

допустимых норм;

-разработка плана мероприятий по совершенствованию системы производ-

ственной безопасности.

Контрольные вопросы

1.Что относится к химическим процессам в пламени горения?

2.Что относится к физическим процессам в пламени горения?

3. Что относится к принципам разделения веществ по агрегатному состоя-

нию?

4. Назовите мероприятия по предупреждению взрывов технологического

оборудования?

5.Что относится к основам обеспечения пожарной безопасности техноло-

гических процессов?

6.Как классифицируются теплоносители, применяемые для нагревания

веществ в технологических аппаратах?

7.Что такое ректификация, физическая сущность процесса ректификации,

меры пожарной безопасности при проведении данного процесса?

8.Что такое сорбция, адсорбция, абсорбция, их физическая сущность, меры

пожарной безопасности при проведении данных процессов?

9.От каких факторов зависит пожарная опасность процесса окраски?

10. В чём заключается физическая сущность процесса сушки, меры пожар-

ной безопасности при проведении данного процесса?

278

ЛИТЕРАТУРА

1. Белов С.В. Ноксология: учебник для бакалавров / С.В. Белов,

Е.Н. Симакова. – М.: Издательство Юрайт, 2012. – 429 с.

2. Безопасность жизнедеятельности: энциклопедический словарь / Под ред.

Русака О.Н. - СПб.: «ЛИК», 2003, 504 с.

3. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. Духовный путь развития науки /

В.И. Вернадский. – М.: Наука, 1985. – 127 с.

4. Голик А.С. Охрана труда на предприятиях угольной промышленности:

Учебник / А.С. Голик, В.А. Зубарева, В.А. Огурецкий. – М.: Изд. МГГУ,

2009. – 625 с.

5. Данилов-Данильян В. И. Перед главным вызовом цивилизации: Взгляд из

России / В.И. Данилов-Данильян, К.С. Лосев, И.Е. Рейф. – М. : ИНФРА-М,

2005. – 224 с.

6. Девисилов В.А. Охрана труда: учебник / В.А. Девисилов. – М.: Форум,

2009. – 496 с.

7. Дудин П.Г. Безопасность жизнедеятельности. Ч. III. Чрезвычайные ситуа-

ции. Учебное пособие / П.Г. Дудин, Ю.Г. Минин и др. – Таганрог: Знание,

1993. – 246 с.

8. Ковалев Ю.А. Автоэволюция / Ю.А. Ковалев. – М.: Прогресс, 1981. – 7 с.

9. Лось, В. А. Устойчивое развитие : учеб. пособ. / В. А. Лось,

А. Д. Урсул. – М. : Издательство «Агар», 2000. – 254 с.

10. Мазур И.И. Опасные природные процессы. Вводный курс. Учебник / И.И.

Мазур, О.П. Иванов. – М.: Экономика, 2004. – 704 с.

11. Марков Ю.Г. Природопользование в интересах устойчивого развития /

Ю.Г. Марков. – Новосибирск: НО ПАНИ, 2006. – 216 с.

12. Природопользование и устойчивое развитие. Мировые экосистемы и про-

блемы России. – М.: Товарищество научных изданий КМК, 2006. – 448 с.

13. Русак О.Н. Безопасность жизнедеятельности: Словарь-справочник / О.Н.

Русак и др. – СПб: Лань, 2001. – 304 с.

14. Русак О.Н. Безопасность жизнедеятельности: Учебник / О.Н. Русак. – СПб.:

Издательство «Лань», 2010. – 672 с.

15. Рябышенков А.С. Безопасность жизнедеятельности. Конспект лекций /

А.С. Рябышенков. – М.: Принт, 2009. – 187 с.

16. Семич В.П. Расчеты и планы: вредные и опасные производственные фак-

торы / В.П. Семич, А.В. Семич. – Мн.: ЦОТЖ, 2001. – 75 с.

17. Ушаков К.З. Безопасность ведения горных работ и горноспасательное де-

ло: Учебник / К.З. Ушаков, Н.О. Каледина, Б.Ф. Кирин и др. – М.: Изд.

МГГУ, 2008. – 487 с.

18. Ушаков К.З. Безопасность жизнедеятельности: Учебник / К.З. Ушаков,

Н.О. Каледина, Б.Ф. Кирин и др. – М.: Изд. МГГУ, 2002. – 430 с.

19. Шувалов Ю.В. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие / Ю.В.

Шувалов и др. - СПб: Изд. СПГГИ(ТУ), 1998. - 116 с.

279

20. Шувалов Ю.В. Методы обращения с опасными отходами (пургаментоло-

гия): Учебное пособие / Ю.В. Шувалов, С.В. Ковшов, А.Н. Никулин, Ю.Д.

Смирнов. – СПб – Саранск: Референт, 2009. – 174 с.

21. Шувалов Ю.В. Отходы и безопасность технологических процессов: Учеб-

ное пособие / Ю.В. Шувалов, С.В. Ковшов, А.Н. Никулин, Ю.Д. Смирнов.

– СПб – Саранск: Референт, 2009. – 174 с.

22. Шувалов Ю.В. Производственная безопасность. Учебное пособие / Ю.В.

Шувалов, И.А. Павлов, М.М. Сметанин и др. – СПб: Изд. СПГГИ(ТУ),

2005. - 152 с.

23. Halat R. Two types of hymens that stand at opposite poles as regards their value

in professional virginity testing are described below / R. Halat // For the sake of

the new millennium generations: http://halat.com/arguments.html

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АХОВ Аварийно химически опасные вещества

АЭС Атомная электростанция

БА Биологические агенты

БО Биологическое оружие

БОВ Боеприпасы объемного взрыва

БР Биологическая рецептура

БС Биологические средства

БТХВ Боевые токсичные химические вещества

ВВ Взрывчатые вещества

ГВС Газовоздушные смеси

ОВ Отравляющие вещества

ОМП Оружия массового поражения

ОХВ Опасные химические вещества

ПДК Предельно допустимая концентрация

РВ Радиоактивные вещества

РИПы Различные радиоизотопные приборы

РИТЭГ Радиоизотопные энергетические источники питания

СДЯВ Сильнодействующие ядовитые вещества

СМП Служба мониторинга, лабораторного контроля и прогнозирования

ХБП Химические боеприпасы

ХО Химическое оружие

ХОО Химически опасный объект

ЯТЦ Ядерный топливный цикл