 |
Идентификация опасностей техногенных источников
|
|
|
|
Современные источники техногенных опасностей должны:
— обладать минимальным спектром и уровнем вредного
воздействия на работающих, селитебные зоны техносферы
и природу;
-- иметь минимальный техногенный риск, обеспечивая
тем самым минимизацию индивидуального, социального
и экологического рисков в зонах своего влияния.
Оценка опасностей техногенных источников выполня-
ется на этапах их проектирования (модернизации) и при
эксплуатации. Процедуру оценки числа опасностей на этапе
проектирован и я принято называть идентификацией опас-
ностей.
Идентификации вредных воздействии
Она предусматривает выявление номенклатуры опасных
потоков и расчет параметров их воздействия на работающих,
население и природу.
При воздействии потоков вещества вычисляют:
— массы выбросов, сбросов и отбросов веществ, поступающих
в помещения, промышленную зону и окружающую среду;
— концентрации веществ в загрязненных ими зонах.
При воздействии потоков энергий определяют мощность
выброса и интенсивности потоков в зонах их влияния. Кроме
указанных выше параметров, в жизненном пространстве
находят координаты пространства и временные показатели
процесса негативного влияния опасных зон. создаваемых
источником опасности. Идеи гнфикацня опасностей в зонах
пребывания людей — многофакторная задача. Некоторые
упрощенные подходы к ее реализации рассмотрены ниже.
Идентификация выбросов в атмосферный воздух.
Выбросы технолотческих процессов и технических систем
при их работе в штатных режимах состоят:
— из веществ, поступающих в рабочее помещение;
— утечек рабочих сред из технических систем при наруше-
нии их герметичности как в рабочую зону цехов, так и на про-
мышленные площадки.
|
|
|
Масса выбросов М, возникающих при проведении техно-
логических процессов, обычно рассчитывается по формуле
где тул — удельное выделение загрязняющего вещества на единицу
П характерного показателя производственного процесса (при рас-
чете выбросов из плавильных агрегатов принимают, что П — про-
изводительность плавильного агрегата, т/ч; при расчете выбросов
при электродуговой сварке принимают, что П — расход электро-
дов, кг/ч; при расчете выбросов при резке металлов определяют
П как произведение длины реэа на толщину разрезаемого металла,
м*/ч; при окраске П — расход лакокрасочных материалов, кг/ч):
k — поправочный коэффициент для учета особенностей техноло-
гического процесса, п — эффективность средств очистки выбросов,
доли единицы (при их отсутствии ц ■ 0)
Удельные выделения загрязняющих веществ при плавке
чугуна в открытых чугунолитейных вагранках и электродуго-
вых печах производительностью до 7 т/ч приведены ниже:
Когда осуществляют процесс ручной дуговой сварки ста-
лей электродами с покрытием. туя на кг электродов состав-
ляют 40 г пыли, 2 г фтороводорода, 1,5 г оксидов углерода
и азота.
При эксплуатации систем с повышенным давлением воз-
можны утечки газов, паров и жидкостей через уплотнения
разъемных соединений, трубопроводов, затворы трубопро-
водной арматуры (клапаны, вентили и др.).
Утечки газов & (см /мин) через затворы определяются
по формуле
где к — коэффициент, зависящий от класса герметичности (k ■
= 1 - 10); п — коэффициент, зависящий от вида арматуры (для вен
тилей и = 75-10 *; для затворов п = 2,6 10 ~3); р, — давление среды
в трубопроводе, МПа; Ov — диаметр условного прохода, мм.
Объемы утечек газов значительно превышают утечки жид-
костей обычно Qf/Q* * 0*103.
Системы вентиляции рабочих помещений обычно выво-
дят из помещения цеха 97% вредных веществ.
|
|
|
При сжигании топлива (уголь, мазут, природный газ)
в котлах ТЭС образуется нетоксичные диоксид углерода
(углекислый газ) и водяной пар. Кроме них в атмосферу
выбрасываются и вредные вещества, такие, как оксид угле-
рода, оксиды серы и азота, летучая зола. Для ТЭС мощно-
стью 1000 МВт характерны следующие выбросы: углекислого
газа — 560 т/ч; паров волы — 105 т/ч: диоксида серы — 14 т/ч;
оксидов азота - 4 и золы 0,85 т/ч при условии, что эч*крек-
тивность очистки дымовых газов от летучей золы составляет
0,99. Вблизи ТЭС. выбрасывающих такое количество загряз-
нителей, образуются зоны с повышенными (по сравнению
с допустимыми) концентрациями вредных веществ протя-
женностью до 5 км и более.
Автомобильный транспорт при сжигании бензина или
дизельного топлива выбрасывает отработавшие газы, состоя-
щие из нетоксичных паров волы, диоксида углерода, азота,
кислорода и водорода, а также из таких токсичных веществ,
как оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, альдегиды,
сажи. бенз(а)пирен и др. Состав отработавших газов ДВС
зависит от режима работы двигателя.
Отработавшие газы ДВС в городах являются основными
загрязнителями атмосферного воздуха. Поданным обсле-
дований, концентрации оксида углерода СО (мг/м3) в воз-
духе автомагистралей (на краю проезжей части) можно найти
по формуле
где N - интенсивность движения автомобилей, авт/ч.
Характерные концентрации токсичных веществ в атмо-
сферном воздухе для транспортных магистралей приведены
ниже:
Для устранения негативного влияния выбросов на при-
эемнон слой атмосферы в селитебной зоне устанавливают
предельно допустимый выброс в атмосферу. Этот норматив
устанавливается для каждого источника выброса так, чтобы
содержание загрязняющих веществ в приземном слое атмо-
сферы от данного источника (или от совокупности источ-
ников с учетом перспективы их развития) при рассеивании
вредных веществ в атмосфере не превышало норм по каче-
ству воздуха.
Предельно допустимый выброс определяется по мето-
дике ОНД-86 для каждого вещества отдельно. Значение
ПДВ (г/с) для одиночного источника с круглым устьем в слу-
чаях Сф < ПДК определяется по срормуле
где А — коэффициент, зависящий от температурной стратифика-
ции атмосферы (определяет условия вертикального и горизонталь-
ного рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе); М —
масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу
времени, г/с (Л/- ПДВ при концентрациях, равных ПДК);^— без-
размерный коэффициент, учитывающий скорость оседания частиц
эатрязкя-ющнх веществ в атмосферном воздухе; п. ~ безразмерный
коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае
равнинной местности равен \\т,п - безразмерные коэффициенты,
учитывающие условия выхода газовозлушной смеси из устья источ-
ника выброса; // — высота источника выброса нал уровнем земли,
м; Vl — расход выбрасываемой газовоздушной смеси. м3/с. опреде-
ляемый по формуле
|
|
|
при определении значения ЛГ(еС) принимается темпе-
)атура окружающего атмосферного воздуха Тв, равная сред-
ней* максимальной температуре наружного воздуха наиболее
жаркого месяца года, а температура выбрасываемой в атмо-
сферу газовоздушной смеси Гг - по параметрам технологи-
ческого процесса.
Значение коэффициента А, соответствующее неблагопри-
ятным метеоролошческим условиям, при которых концентра-
ция вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна,
принимается равным:
250 — для районов Средней Азии южнее 40° с. ш., Буря-
тии и Читинской области;
200 — для европейской территории России, для районов
России южнее 50* с.ш., для остальных районов Нижнего
Поволжья, Кавказа, Республики Молдовы, для среднеазиат-
ских государств СНГ. Казахстана, Дальнего Востока и осталь-
ной территории Сибири;
1841 — для европейской территории России и Урала от 50
до 52* с.ш. за исключением попадающих в эту зону перечис-
ленных выше районов и Украины;
160 — для европейской территории России и Урала север-
нее 52' с. ш. (за исключением I Ц-нтра ЕТР), а также для Бело-
руссии, Украины;
140 - для Московской, Тульской, Рязанской, Владимир-
ской. Калужской, Ивановской областей.
Значение безразмерного коэффициента F принимается
равным:
— для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозо-
лей (пыли, золы и т.п. практически равна нулю) — 1;
|
|
|
— для других мелкодисперсных аэрозолей при среднем
эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее
90%- 2; от 75 до 90% — 2.5; менее 75% и при отсутствии очи-
стки — 3.
Идентификация энергетических воздействий.
При идентификации энергетических воздействий следует исходить
„э условия, что наибольшая интенсивность потока энер-
гии всегда существует непосредственно около источника.
Интенс1!вность потока энергии в среде обитания уменьшается
обратно пропорционально площади, на которую распределя-
ется энергия, т.е. величине г3, где г — расстояние от источника
излучения до рассматриваемой (расчетной) точки в среде
обитания. Если источник, излучающий энергию, находится
на земной поверхности, то излучение идет в полусфериче-
ское пространство (S-2 кг2), если же источник, излучающин
энергию, находится над земной поверхностью или под ней.
то излучение идет в со>ерическое пространство (5 = 4 пг2).
Расчет амплитуд вертикальных (горизонтальных) колеба-
ний грунта при вертикальных (горизонтальных) вибрациях
фундамента машин с динамическими нагрузками произво-
дят но формуле
Протяженность зоны воздействия вибраций определяется
величиной их Э&туяатя в грунте, которая, как правило, состав-
ляет 1 дБ/м (в водонасышенных фунтах оно несколько выше).
Чаще всего на расстоятш 50—60 и от магистралей рельсового
транстюрга вибрации затухают. Зоны действия нибраций около
строительных птощадок. куз1н?чно-гтрессовых цехов оснащенных
молотами с облегченными фундаментами, значительно больше
и могут иметь радиус до 150—200 ы. Значительно выше вибра-
ции в жилых зданиях могут создавать расположенные в них
технические устройства (насосы, лифты, трансформаторные
и т.н.), а также писсы метрополитена неглубокого залегания.
Идентификация травмоопасных воздействий
Она предусматривает прежде всего оценку техногенного
риска опасных промышленных объектов при авариях.
Для идентификации опасных объектов в России исполь-
зуют следующую нормативно-правовую базу:
— РД 03.418-01.4 Методические указания по проведению
анализа риска опасных промышленных объектов»;
— РД 52.04.253—90. «Методика прогнозирования мас-
штабов загрязнения сильнодействующими ядовитыми веще-
ствами при авариях (разрушениях) на химически опасных
объектах и транспорте»;
— РД 03.315—99. «Положение о порядке оформления дек-
лараций промышленной безопасности и перечень сведений,
содержащихся в ней».
Основной подход к оценке техногенного риска ОПО, как
правило, опирается на статистику аварий или на вероят-
ностный анализ: построение и расчет «деревьев событий»
и «деревьев отказов». С помощью «дерева событий» можно
предсказать, во что может развиться тот или иной отказ тех-
ники, а с помощью «дерева отказов» — проследить все при-
чины, которые способны вызвать отказ техники.
|
|
|
По анализу вероятности рассчитывают риск реализации
каждого отказа, а в итоге — общую вероятность (риск) ава-
рни на ОПО. Постронть дерево отказов можно в соответст.
вии с рекомендациями РД 03.418—01.
Количественный анализ опасностей технических снеге*
выполняются на основе оценки вероятности возникновении
нештатных ситуаций. Упрощенно этот анализ можно осущ*.
сгвитъ с помощью соотношения R= 1 - е"*', где X. — интенсив-
ность отказов, 1/ч; т. — время эксплуатации.
Для некоторых технических систем интенсивность отка-
зов (1/ч) имеет следующие значения:
давать в жизненном пространстве чрезвычайные ситуации.
Состояние опасностей на таких территориях и акваториях
описывают величиной вредных факторов — концентрациями
вредных веществ и значениями уровней интенсивности пото-
ков энергии, обычно представленных в безразмерных еди-
ницах, кратных Г1ДК или ПДУ. Характерным примером
развития подобных событий является авария на ЧЛЭС.
Полученные при этом значения потенциального техно-
генного риска ft, позволяют определить соцциальный риск
Rc по формуле
Следует отметить, что принятые п РД 03.418—01 рекомен-
дации по учету исходных данных не являются достаточно пол-
ными, поэтому и результаты анализа требуют определенного
уточнения. На конечный результат определения риска влияют
плотность жилой застройки — плотность людей (школ, боль-
ниц, кинотеатров, транспортных развязок и т.п.), а также спо-
собы использования опасного вещества в технологическом
процессе, поэтому расчетные уровни индивидуального риска
ОХО могут существенного измениться. Как правило, многие
объекты, отнесенные ранее к неопасным, меняют свой статус
и из неопасных становятся опасными.
Так, например, в Москве общее количество объектов повы-
шенной опасности (уровень инд1шидуального риска выше 10~4)
будет составлять 19 (в их число входят хладокомбинаты, водо-
проводные станции, базы сжигания газа, мясокомбинаты, хим и-
ческие предприятия), а количество предприятий умеренного
риска (10"d—Ю-6) — 53 (многие промышленные предприятия,
пищевые комбинаты, холодильники и т.п.). Малоопасными (риск
менее 10~6) будут 69 объектов (ТЭЦ, машиностроительные
и приборостроительные предприятия, типографии и т.п.).
Эти обстоятельства весьма важны при оценке влияния
ОПО на население. Если их учесть, то расчетные расстояния,
на которых возможно нанесение ущерба здоровью населе-
ния при хранении предельно допустимых количеств веществ
на ОПО, будут иметь значения, приведенные в табл. 8.1.
44. Расчет загрязнения атмосферы выбросами одиночного
точечного источника.
Для определения загрязнения атмо-
сферного воздуха выбросами от точечного источника рас-
считываются следующие характерные величины:
— максимальная приземная концентрация загрязня-
ющих веществ: опасная скорость ветра, при которой дости-
гается максимальная приземная концентрация:
— расстояние от источника выброса, на котором достига-
ется максимальная приземная концентрация:
— приземная концентрация загрязняющих веществ по оси
факела ныброса на различных расстояниях от источника.
Расчет проводится по методике ОНД-86. Величина мак-
симальной приземной концентрации загрязняющего веще-
ства См (мг/м3) при выбросе нагретой газовоздушной смеси
из одиночного точечного источника с круглым устьем опре-
деляется по формуле
Концентрация примеси в приземном слое атмосферы по
оси факела выброса на разных расстояниях от источника рас-
пределяется следующим образом (рис. 8.8). Вблизи источника
концентрация примеси мала (зона Л. зона неорганизован-
ного загрязнения). Она увеличивается и достигает максимума на некотором расстоянии от трубы.
Наибольшего значения концентрация обычно достигает
на расстоянии от 10 до 40 высот труб в случае нагретых выбро-
сов и на расстоянии 5-10 высот труб в случае холодных
выбросов.
Так, при высоте труб от 100 до 250 м расстояние от точки
выброса (от трубы) до точки максимума концентрации в зоне
задымления при нагретых выбросах составляет 1—2.5 км,
а при холодных — 500 м.
Все это свидетельствует о наличии трех зон неодинако-
вого загрязнения атмосферы: зоны переброса факела {Б),
зоны задымления (В), т.е. зоны максимального содержа-
ния загрязняющих веществ, и зоны постепенного снижения
уровня загрязнения (Г)- Зону задымления можно выделить
как участок, на котором С > 0,5 С„. Совпадение зоны задым-
ления с местами расположения объектов, требующих повы-
шенной чистоты воздуха, недопустимо.
Если из источника выбрасывается несколько различных
загрязняющих веществ, то за высоту выброса принимается
наибольшее из значений Я, которые определены для каж-
дого вещества в отдельности и для групп веществ с сумми-
рующимся вредным действием.
Очевидно, что увеличение высоты трубы всегда снижает
уровень загрязнения приземного слоя. Однако такие реше-
ния допускаются только после полного использования всех
доступных на современном уровне технических средств ц0
сокращению выбросок. Использование на энергетических
объектах груб высотой более 250 м. а на других пронэвод.
ствах - более 200 м допускается только по специальному
согласован и ю.
Неорганизованные выбросы, как правило, поступают
на промышленные площадки и прилегающие к ним терри-
тории. Для защиты от таких выбросов используют санитар,
но-защитные зоны,
Описание состояния загрязненности приземного слоя
атмосферы обычно представляют полями изолинии содер-
жания вещества в доляхот ПДК (рис. 8.9).
Для расчета полей загрязнения атмосферного воздуха
используют различные программы, основанные на исполь-
зовании ОНД-86.
Как уже отмечалось выше, в реальных производственных
городских, региональных и тому подобных условиях атмо-
сферный воздух практически всегда оказывается одновре-
менно загрязненным несколькими веществами.
Совместное негативное влияние загрязняющих веществ
на воздух городов и промышленных зон оценивают индек-
:ом загрязнения атмосферы (см. подробнее 5.2.1).
Защитное зонирование
Для ослабления негативного влияния источников опас-
ностей на население, селитебные и природные зоны, широко
используется защитное зонирование территорий.
Санитарно-защитные зоны. Объекты, являющиеся источ-
никами загрязнения атмосферного воздуха, должны иметь
санитарно-защитную зону, отделяющую предприятие
от жилой застройки. Территория СЗЗ предназначена для
уменьшения отрицательного влияния предприятий и обес-
печения требуемых гигиенических норм содержания в при-
земном слое атмосферы загрязняющих веществ, создания
санитарно-защитного и архитектурно-эстетического барь-
ера между территорией предприятия (группы предприятий)
и территорией жилой застройки и др.
Ширина санитарно-заидитной зоны от контура промыш-
ленной зоны до границы жилой заслройки устанавливается
в зависимости от класса предприятия, условий осуществле-
ния технологического процесса, характера и количества выде-
ляемых н окружающую среду загрязняющих веществ. Размер
СЗЗ устанавливается:
— для предприятий с технологическими процессами —
источниками загрязнения атмосферного воздуха вредными
и неприятно пахнущими веществами — непосредственно
от источника загрязнения атмосферы, а также от мест загрузки
сырья или открытых складов;
— тепловых электростанций, производственных и отопи-
тельных котельных от дымовых труб.
В зависимости от класса размещаемого производства уста-
новлено пять вариантов санитарно-защитных зон:
класс предприятия........................I II III IV V
размер СЗЗ, м.................................1000 500 300 100 50
Санитарно-защитная зона для предприятий и объектов
может быть увеличена (но не более чем в три раза):
— в случае использования неэффективных методов очи-
стки выбросов в атмосферу;
— при необходимости размещения жилой зоны с подвет-
ренной стороны по отношению к предприятию, в зоне воз-
можною загрязнения;
— в зависимости от розы ветров и других неблагопри-
ятных метеорологических условий (частых штилей, тума-
нов и др.);
— в случае строительства новых, еще недостаточно изу-
ченных в санитарном отношении производств.
Размеры санитарно-защитной зоны могут быть уменьшены
при изменении технологии производства, совершенствовании
технологического процесса, внедрении высокоэффективных
и надежных в эксплуатации очистных устройств.
На территории СЗЗ можно размешать предприятия (соору-
жения) с производствами меньшего класса вредности, чем
производство- для которого установлена санитарно-защитная
зона, или здания подсобного и обслуживающего назначения,
занимающие не более 50% площади СЗЗ. Эхо такие предпри-
ятия, как пожарное депо, бани, прачечные, гаражи, склады,
здания управления, конструкторское бюро, магазины, пред-
приятия общественного питания, научно-исследовательские
лаборатории, связанные с обслуживанием данного производ-
ства. Остальная территория СЗЗ должна быть озеленена.
Саиитарио-защитные зоны около источников опасности
могут быть установлены и с учетом негативного влияния дру-
гих, например, энергетических воздействий опасного объекта.
В табл. 8.6 приведено сопоставление размеров СЗЗ некото-
рых опасных объектов, рассчитанных по фактору вредных
выбросов и шуму. Очевидно, что во многих случаях необхо-
димые размеры СЗЗ существенно отличаются друг от друга.
Реализуемое значение размеров СЗЗ должно соответство-
вать ее максимальному расчетному значению.
Вывод объектов экономики из селитебных зон.
На совре-
менном этапе развития экономики считается целесобразной
защита населения от опасных производственных объектов
их выводом из густонаселенных городов и регионов в зоны
невысокой плотности населения.
Так. в Москве давно одобрена идея вывода промышленных
предприятий из центральной части города. Однако из 600 про-
изводств, которые еще в 1980-е гг. должны были покинуть
город, к настоящему времени закрыты лишь менее десяти.
Сейчас правительство Москвы приступило к формиро-
ванию в столице так называемых промзон на территориях
пустырей рядом с автомобильными и железнодорожными
трассами. Всего будет создано 26 промзон.
|
|
|
