Раздел 2 экологическая безопасность металлургического производства

Лекция 3 Особенности формирования загрязнений в металлургии. Оценка воздействия предприятия на окружающую среду. Классификация и характеристика загрязнений окружающей среды металлургическим комплексом

Формирование любого загрязнения определяется местом, условиями, пространством и временем образования. Металлургический комплекс включает группу производств, состоящих из переделов, реализующих заданные процессы в технологических установках. Проведение определенных операций в такой установке, являющейся местом образования загрязнения, создает определенные условия для физико-химических превращений, происходящих в объеме установки в течение технологического процесса.

Если загрязнение образуется в конкретном технологическом объекте при реализации заданной технологии и не выводится из этого объекта, то оно вместе с продуктом процесса интродуцируется в последующие операции обработки, проводимые вне данного объекта или в ином объекте. Любое отклонение от регламентированных характеристик потоков входных ресурсов всегда является причиной образования повышенных материальных или энергетических загрязнений.

Формирование загрязнений в металлургии зависит от ряда особенностей:

1. В металлургических технологиях используются гидро- и пирометаллургические процессы с участием широкого спектра как минеральных, так и органических веществ. Их продукты обладают специфическими свойствами, определяющими экологическую опасность в выбросах, сбросах и в отходах.

2. В каждом переделе загрязнения, часть которых переходит в виде примесей в последующий передел, зачастую являются компонентами реакций с образованием еще более опасных соединений.

3. Многопрофильность металлургического производства определяет состав используемых ресурсов и технологий их переработки, а следовательно, и свойства и объемы образующихся загрязнений.

4. Металлургия является материалоемким и отходообразующим производством.

5. Металлургические переделы весьма энергоемки, а значительные потоки рассеивания энергии приводят к загрязнению окружающей среды.

6. В металлургии значительное место занимают традиционные технологии, в которых не предусмотрены решения по подавлению загрязнений, их улавливанию, нейтрализации, переработке. Поэтому значительное место в защите окружающей среды пока занимают системы улавливания выбросов в атмосферу, системы очистки сточных вод, технологии подготовки и размещения отходов производства.

7. Особенностью многих металлургических переделов является образование в них различных видов неперерабатываемых отходов. Объемы накопленных отходов велики и места их размещения стали источниками загрязнения окружающей среды, а сами отходы – потенциально опасными техногенными образованиями.

8. Металлургия России развивалась в непосредственной близости к месторождениям полезных ископаемых и строилась либо как комплекс заводов, либо как комбинат с полным металлургическим циклом. Зона размещения (зона влияния) такого комплекса является наиболее подверженной загрязнениям предприятия (воздействие кислотных дождей, шлаковых отвалов, шламовых полей, загрязненных стоками водных объектов). Санитарно-защитные зоны в старопромышленных регионах не соответствуют установленным требованиям.

9. Металлургия России пока не испытывает недостатка в природных материальных и энергетических ресурсах. Внутренние цены на них намного ниже мировых. Это создает условия для сохранения традиционных экологически опасных и экономически неэффективных производств с высокими уровнями загрязнения окружающей среды.

10. Металлургическое производство наряду с выпуском целевой продукции способно обеспечивать непрерывную генерацию ценных материальных и энергетических ресурсов, которые в большей их части могут быть переведены из категории «загрязнение» в категорию «вторичные возобновляемые ресурсы общества».

Целенаправленное движение металлургии к созданию экологически чистых производств основано на реализации политики экологического регулирования «сегодня» и на перспективу. Одним из важнейших инструментов превентивного экологического регулирования, нацеленных на учет экологических последствий намечаемой деятельности, в том числе последствий реализации проектных и технологических решений, является оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС). Область применения ОВОС для металлургии, как отрасли с высокой потенциальной экологической опасностью, является неограниченной и включает оценку стратегических решений, связанных с развитием целых регионов (планов территориального и отраслевого развития, комплексных программ, целевых стратегий и т.д.).

Результаты ОВОС используются:

• проектировщиками – при выборе решений, связанных с минимизацией воздействий на окружающую среду, при разработке мер по их снижению;

• заказчиком – при выборе альтернатив намечаемой деятельности;

• органом государственного надзора и контроля, органом местного самоуправления для принятия решений по разрешению намечаемой деятельности;

• природоохранительными организациями – для согласования условий природопользования.

ОВОС рассматривается как инструмент для обоснования решений. Он помогает составлять, «взвешивать» варианты деятельности на базе выявления, оценки, анализа предполагаемых последствий этой деятельности, в том числе изменений окружающей среды и последствий этих изменений для общества.

Конечная цель ОВОС – представить людям, принимающим решения, ясную картину изученных альтернативных возможностей.

В зависимости от содержания проектов процедура ОВОС может быть реализована как в сокращенном, так и в полномасштабном вариантах схемы.

На первом этапе ОВОС заявитель разрабатывает концепцию намечаемой деятельности по предлагаемому объекту, которая оформляется документом «Уведомление о намерениях», передаваемым для обсуждения в местные органы власти и управления, а также в общественные организации и средства массовой информации. В результате принимается решение о проведении процедуры ОВОС. При положительном итоге ведутся работы второго этапа «Определение значимых воздействий на окружающую среду». В состав данного этапа входят:

• определение техногенных объектов в рамках намечаемой деятельности, воздействие которых подлежит изучению;

• выявление и оценка воздействия техногенных объектов на окружающую среду (анализ и прогнозирование);

• исключение незначимых воздействий, которые не подлежат рассмотрению (ранжирование воздействий);

• установление особо значимых воздействий, подлежащих анализу и прогнозированию;

• определение круга альтернативных решений, изучаемых в ходе ОВОС (меры по компенсации воздействий);

• определение потребности в информации для проведения ОВОС на основании контроля и мониторинга воздействий;

• обоснование процедур по информированию и участию общественности;

• подготовка плана проведения ОВОС.

Итоговым документом второго этапа является «Заявление о воздействии на окружающую среду», которое передается для обсуждения в органы власти и управления, общественные организации и средства массовой информации.

Наиболее важным на данном этапе является определение наиболее значимых воздействий.

Оценка прогнозируемых значимых воздействий определяется их видом, физической величиной (интенсивность, продолжительность, масштаб распространения) и объективными обстоятельствами (социальные интересы, ценности). Чаще всего значимость воздействия устанавливается в процессе сравнения его со стандартом, а при отсутствии такового с усредненным для данной территории значением воздействия. Однако такое ранжирование не учитывает объективные обстоятельства. Поэтому при наличии сложной ситуации с выбором значимых воздействий применяют метод «ранжирование и взвешивание», когда прогнозируемые воздействия сначала ранжируются, а затем взвешиваются (присваивается значение веса, «важность» воздействия).

Содержание пошаговой процедуры оценки воздействий для основных компонентов окружающей среды включает в себя:

• определение возможных воздействий;

• изучение существующих природных условий;

• ознакомление с существующими стандартами, нормами, правилами;

• предсказание величины воздействия;

• оценка значимости воздействий;

• разработка мер по уменьшению воздействий.

На третьем этапе выявляются экологические, социальные, экономические и другие последствия, связанные с реализацией намечаемой деятельности на данной территории и в определенный временной период. Выявление последствий осуществляется с помощью общественных слушаний «Заявления о воздействии на окружающую среду», на основании которых корректируются проектные решения и составляется программа необходимых научно-исследовательских, опытно-конструкторских и изыскательских работ.

На четвертом этапе выполняется корректировка проекта и другие запланированные работы.

Итоговый документ «Заявление об экологических последствиях» разрабатывается на пятом этапе ОВОС и содержит мотивированные гарантии заявителя, предоставляемые обществу по недопущению отрицательных экологических, экономических, социальных и иных последствий результатов реализации проекта.

При подготовке и проведении ОВОС следует руководствоваться следующими принципами:

1. Внимание важнейшим вопросам:

• ОВОС не должна охватывать слишком много аспектов в намечаемой деятельности с ненужной детализацией;

• на ранних этапах ОВОС должна ограничиваться наиболее вероятными и значимыми воздействиями на окружающую среду, которые выявляются путем отбора и предварительной оценки;

• при поступлении предложений о путях снижения нежелательных экологических последствий следует ограничиться рассмотрением лишь практически осуществимых и приемлемых вариантов решений.

2. Привлечение необходимых людей и групп специалистов:

• людей, способных предоставить информацию и предложить идеи (ученых, инженеров, экономистов, социологов, представителей «зеленого движения» и др.);

• людей, обладающих разрешительными или контролирующими полномочиями по проекту (представителей органов государственного надзора, градостроительных организаций, учреждений социального обеспечения, политиков и т.д.).

3. Решения по проекту на основе имеющейся информации:

• решения по проекту следует принимать исключительно на основе полученных результатов;

• ОВОС следует начинать с самых ранних стадий, что позволяет принять наилучшие технические решения, продолжать работу на последующих этапах, включая планирование, корректировку и реализацию проекта.

4. Разработка эффективных мер по снижению вредных воздействий и реализация надежных способов охраны окружающей среды:

• по результатам ОВОС лица, принимающие решения, должны получить несколько вариантов планирования и реализации проекта с возможными результатами по каждому из предложенных вариантов;

• предложение для реализации новых технических решений и экологически безопасных технологий;

• разработка предложений по сокращению, переработке и ликвидации отходов металлургического производства.

5. Уменьшение масштабов влияния негативных воздействий:

• предложение экологически более безопасных технологий и технических решений, снижающих размеры зон влияния загрязнений, их интенсивность и экологическую опасность;

• компенсации группам людей, которые возможно подвергаются негативному влиянию загрязнений в результате реализации проекта.

6. Информация в форме, удобной для лиц, принимающих решения. Вся необходимая экологическая информация, предоставляемая лицам, принимающим решения, должна быть объективной, достаточно полной и представлена в понятной форме.

Любое загрязнение рассматривается как воздействие, нарушающее естественные процессы материального и энергетического обмена в биосфере. По происхождению различают естественные и антропогенные загрязнения, а по типам – химические, физические и биологические загрязнения.

Для металлургии характерны два первых типа загрязнений. Химическое загрязнение связано с увеличением естественного содержания компонентов, с введением в окружающую среду веществ, которые не свойственны природным системам. Металлургические производства являются источниками интенсивных выбросов аэрозолей, образования специфических химических соединений, поступающих в окружающую среду тяжелых металлов, поверхностно-активных веществ.

Аэрозольные загрязнения являются аэродисперсными системами, в которых во взвешенном состоянии находятся твердые, жидкофазные и газообразные примеси. Металлургические пыли весьма разнообразны как по химическому, так и по дисперсному составу, могут распространяться в атмосфере на большие расстояния от источника их образования.

Жидкофазные и газообразные примеси (кислые газы, пары кислот, щелочей) взаимодействуют с атмосферной влагой и в процессах переноса выпадают в виде осадков.

В металлургических переделах используются и образуются специфические химические соединения, не имеющие аналогов в природных системах. Ряд из них уже обладает токсическими свойствами, остальные вещества при физико-химических превращениях в естественных условиях приобретают такие свойства.

Тяжелые металлы поступают в окружающую среду практически от всех металлургических переделов. Они распространяются в составе выбросов в атмосферу, сбросов сточных вод, размещаемых отходов (пустых пород, шлаков, шламов). Их поступление в почву не компенсируется естественными процессами, поскольку период удаления 50% таких металлов является длительным в сравнении с интенсивностью техногенного поступления. Например, он составляет: для меди: от 310 до 1500 лет, для свинца – от 770 до 5900 лет, для цинка – от 70 до 510 лет.

Синтетические поверхностно-активные вещества, используемые во многих металлургических переделах, поступают в окружающую среду со сбросами сточных вод. Они очень трудно ассимилируются природной средой и крайне отрицательно влияют на состояние водных объектов.

В состав металлургического комплекса Свердловской области входят предприятия горнодобывающей промышленности, черной и цветной металлургии. 155 предприятий комплекса имеют 12174 стационарных источника выбросов в атмосферу и оснащены на 18,6% очистными сооружениями. В связи с этим, а также с увеличением объемов производства, суммарный объем выбросов в окружающую среду увеличивается. Но при этом за счет реализации новых технологий и оборудования поступление поступление в атмосферу опасных загрязнителей относительно снижается, особенно за счет газообразных и жидкофазных ингредиентов.

В черной металлургии (79 предприятий) эффективность очистки по твердым веществам – 91,5%, по жидким и газообразным примесям – 50,7%. В цветной металлургии (76 предприятий) эффективность очистки по твердым веществам – 97,8%, по жидким и газообразным примесям – 75,1%.

Особое внимание следует уделять защите от загрязнения водных объектов. В черной металлургии 28 предприятий имеют 72 выпуска сточных вод и системы оборотного и повторно-последовательного водоснабжения. При этом в водные объекты сбрасывается: 16,2% стоков без очистки, 41,7% стоков с недостаточной очисткой, а доля нормативно очищенных сточных вод составляет лишь 5,9% от общего сброса.

В цветной металлургии 32 предприятия имеют 73 выпуска сточных вод. Система водоснабжения та же, что и в черной металлургии. В водные объекты сбрасывается: 12,8% неочищенных сточных вод, 13,7% недостаточно очищенных стоков и только 28,9% составляют нормативно очищенные воды.

Особое значение имеет процесс образования и движения отходов. Анализ показывает, что 83 предприятия черной металлургии из общего количества накопленных и образованных отходов использовали 19,8%, передали другим отраслям 1,1%; остальные отходы размещены на полигонах и несанкционированных свалках.

72 предприятия цветной металлургии использовали 46,5% из накопленных и образованных отходов, передали другим отраслям 0,5% отходов, остальное размещено на полигонах.

С 2000 года наблюдается устойчивая тенденция к увеличению объемов переработки как накопленных, так и образованных отходов.

Металлургия является мощным источником физических загрязнений окружающей среды. Особенно это относится к тепловым источникам, выбрасывающим в атмосферу нагретые газы, сбрасывающим в водные объекты стоки с повышенной температурой.

На металлургических заводах многие установки являются источниками шума и вибрации. Уровень шума достигает 80-100 дБ, что вызывает нарушения нервной системы и изменения в органах слуха. При этом безопасный уровень составляет 10-60 дБ.

Вибрации оборудования являются источником вредных, прежде всего, инфразвуковых волн, которые оказывают негативное воздействие на колебания в структуре организма человека вплоть до опасных резонансных явлений. Для основных источников вибраций промышленных установок виброскорость составляет 0,05-5 мм/с при установленном безопасном уровне 0,12 мм/с.

Биологические загрязнения связаны со сбросами неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод, содержащих соединения тяжелых металлов, кислоты, поверхностно-активные вещества, фенолы и др. вещества. Это приводит к уничтожению естественной флоры и фауны водных объектов и развитию водных растений, обладающих токсическими свойствами и вызывающих эвтрификацию водоемов.

Воздействие электромагнитного излучения связано, прежде всего, с наличием на металлургических предприятиях установок с высокой напряженностью электрического и магнитного полей, повышенной плотностью потока энергии (электролизные ванны, индукционные и дуговые установки, электрические фильтры и др.). При этом в установках используются источники низких (30-300 кГц), промышленных (50-60 Гц), средних (0,3-3 МГц) и высоких (3-30МГц) частот. Их биологическое влияние на человека приводит к нарушению физиологических функций организма вплоть до летального исхода.

Источников радиоактивного излучения в металлургии используется мало, поэтому его воздействие определяется общим радиационным фоном в зоне размещения предприятий.

Лекция 4 Оценка фактической и потенциальной экологической опасности производства. Оценка фактической экологической опасности предприятия

Наиболее распространенным способом оценки фактической экологической опасности является сопоставление содержания загрязняющего вещества в элементах биосферы с его предельно допустимыми концентрациями (ПДК). Обычно в атмосфере и гидросфере находится несколько примесей и их совместное воздействие часто приводит к образованию новых, иногда более вредных веществ. Поэтому таким образом можно лишь односторонне оценивать изменение качества окружающей среды. В России таким показателем экологической опасности является норматив, согласно которому, все предприятия разделены на четыре категории по коэффициенту опасности предприятия (КОП):

, (3.1)

где M_i – масса выброса i-го вещества, т/год; ПДК_i – предельно допустимая концентрация i-го вещества, мг/м³; n – количество загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием; a_i – безразмерный коэффициент, позволяющий соотнести степень вредности i-го вещества с вредностью сернистого газа.

Значение КОП является только индексом для ранжирования источников загрязнения, но не определяет реальной экологической опасности.

Для оценки экологической опасности предприятия в части загрязнения атмосферного воздуха применяется индекс загрязнения атмосферы (ИЗА):

, (3.2)

где q_i – средняя концентрация за год i-го вещества, мг/м³; ПДК_i - предельно допустимая среднесуточная концентрация i-го вещества, мг/м³; m - коэффициент, принимаемый равным 0,85, 1,0, 1,3 и 1,5, соответственно, для веществ 4, 3, 2 и 1 классов опасности.

Аналогично определяется экологическая опасность загрязнения водных объектов по индексу загрязнения воды (ИЗВ):

, (3.3)

где n – число контролируемых ингредиентов примесей в водном объекте; С_i – концентрация i-го ингредиента в воде, мг/дм³; ПДК_i – предельно допустимая – концентрация i-го соединения в водном объекте, мг/дм³.

Загрязнение почвы от предприятий металлургии преимущественно связано с металлами, металлоидами и их соединениями. В этом случае используют комплексный оценочный показатель химического загрязнения почвы (ПХЗП):

, (3.4)

где К_i=С_i/С_i(ф); С_i – концентрация i–го загрязняющего вещества в почвах, мг/м³; С_i(ф) – содержание i–го загрязняющего вещества в фоновых почвах (кларковое содержание тяжелых металлов), мг/м³; n – число определяемых элементов в почве.

Ранжирование экологической опасности по ИЗА, ИЗВ, ПХЗП проводится по 4 уровням балльных оценок, установленных опытом.

Вышеперечисленные оценки являются сугубо односторонними и используются для анализа воздействий предприятий на конкретную часть среды нашего обитания. Поэтому наиболее перспективными являются методы оценки экологической обстановки, основанные на квалиметрии. Их использование дает реальную возможность, с одной стороны, раздельно сопоставить различные показатели экологического состояния объекта, а с другой – характеризовать уровень его экологической опасности с помощью комплексного показателя экологической опасности (ПЭО), зависящего от многих факторов воздействий на окружающую среду:

, (3.5)

где K_j – параметр «веса» j-го группового показателя; a_i - параметр «веса» i-го единичного показателя; С_i – коэффициент воздействия i-го показателя на окружающую среду; a_i и К_j – параметры, определяемые по экспертным оценкам специалистов.

Для определения показателей следует учитывать требования квалиметрии. Параметры «веса» K_j в каждой группе должны быть определены так, чтобы величина показателя экологической опасности не превышала значения 5, т.е. соблюдалось условие К₁+K₂+K₃+…+K_j=1.

При выбранных значениях весовых коэффициентов a_i сумма их в данной группе (подгруппе) должна быть также равна 1, т.е.:

; ; ; ; ; ; .

Достоинства структуры ПЭО заключаются в следующем. Во-первых, по мере накопления знаний об окружающей среде и конкретном производстве можно учесть в составе ПЭО новые, ранее не учтенные, характеристики воздействий, во-вторых, структура ПЭО позволяет, при необходимости, корректировать параметры «веса» отдельных показателей, т.е. учитывать реальную ситуацию. К этому следует добавить:

• данный показатель позволяет по итогам работы предприятия или его производств определить уровень воздействия техногенной деятельности на окружающую среду и, следовательно, уровень экологической опасности;

• комплексность оценки по показателю ПЭО позволяет учитывать все основные воздействия на окружающую среду, в том числе и те, которые ранее не принимались во внимание;

• показатель по сути является математической моделью оценивания, что позволяет применять его для анализа и исследований деятельности предприятия или его подразделений с точки зрения воздействий на окружающую среду.

Величины единичных (a_i) и групповых (K_j) показателей определены в результате многолетних исследований и адаптированы для металлургического комплекса предприятий Свердловской области (табл. 3.5).

Для расчета ПЭО применяются 5 групп показателей (K_j, j=1, 2…5). К ним относятся:

• воздействие выбросов, сбросов и отходов на состояние окружающей среды в составе 6 единичных показателей;

• воздействие физических полей на окружающую среду в составе 5 единичных показателей (уровни шума, инфразвука, вибрации, электромагнитных полей и ионизирующих излучений);

• техническое состояние предприятия (цехов, участков) и уровень культуры производства в составе 4 единичных показателей (уровень экологического риска, физический и моральный износ оборудования, уровень культуры производства);

• степень техногенного воздействия предприятия на окружающую среду, оцениваемая по двум единичным показателям (масштабы воздействия по площади территории, глубина воздействия на окружающую среду);

• специфика территориального расположения предприятия оценивается по двум показателям (размеры территории, отчуждаемой предприятием и находящейся под его непосредственным воздействием, особенности расположения предприятия по отношению к селитебным зонам).

Лекция 5 Оценка риска возникновения экологически опасных ситуаций

Металлургическое производство как по основным, так и по ряду не основных переделов представляет собой потенциальную опасность. Причем эта опасность связана как с прямым экологическим воздействием на окружающую среду (выбросы, сбросы, отходы), так и с косвенным влиянием на состояние биосферы (горные удары при добыче полезных ископаемых, кислотные дожди, локальные парниковые процессы из-за выбросов СО₂ и др.). Поэтому важное значение имеет оценка риска возникновения экологически опасных ситуаций.

Наибольшую опасность для состояния окружающей среды представляют аварии и катастрофы. Аварией называют событие, которое приводит к социально-экономическому или экологическому ущербу. Обычно авария носит локальный, а иногда даже точечный характер. Возникновение аварии связывают с работой технических систем, в которых могут происходить поломки механизмов, машин, различного рода нарушения технологии, работы транспортных систем и т.п.

Катастрофа от аварии отличается масштабностью как в проявлении, так и по последствиям. Катастрофа обычно проявляется на значительной территории и сопровождается большими человеческими жертвами, более глубокими прямыми и косвенными социально-экономическими и экологическими переменами.

Аварии и катастрофы, помимо причин, масштабов и длительности процесса, различаются главным образом количественно – по размеру ущерба.

Существуют и другие подходы в раскрытии понятия экологическая авария. Так, в частности, рассматривают экологические аварии и вероятные, и фактические, как ситуации, в результате которых в окружающую среду может поступить единовременно и (или) последовательно некоторое количество вредных веществ, отвечающее неравенству:

или , (3.11)

где - масса вредного вещества i-го вида, которая может единовременно и (или) последовательно поступать в окружающую среду в результате экологической аварии, т/период; - предельно допустимый выброс i-го вредного вещества в атмосферу, т/период; _i – предельно допустимый сброс i-го вида вредного вещества в водные источники, т/период; k_i – кратность превышения ПДВ или ПДС вредного вещества i-го вида.

Здесь в качестве единицы времени использован период, в течение которого может произойти или произошел выброс (сброс) вредного вещества в атмосферу или в водные источники.

Масса вредных веществ, которая может поступить в окружающую среду в результате экологической аварии, определяется следующим образом:

; (3.12)

, (3.13)

где - масса вредного вещества i-го вида, которая может поступить в окружающую среду в результате экологической аварии, т/период.

Техногенные аварии и катастрофы характеризуются:

• непредсказуемостью по месту возникновения, причем иногда в труднодоступных местах, что затрудняет своевременное обнаружение;

• произвольным проявлением по времени, которое в силу этого всегда является неожиданным, внезапным;

• скоротечностью проявления, что за исключением некоторых случаев затрудняет борьбу с распространением последствий аварий и катастроф;

• значительными по своим масштабам воздействиями практически на все компоненты окружающей среды;

• экологическими последствиями, проявляющимися через локальные изменения качества окружающей среды;

• значительным, как правило, по величине экономическим ущербом, включающим не только затраты на восстановление окружающей среды, но и затраты на восстановление производства и здоровья пострадавших людей.

Эти особенности существенно затрудняют прогнозирование аварий и катастроф, являющихся следствием различного рода нарушений технологических процессов или сбоев в работе технологического оборудования, систем транспорта, связи и т.п.

Классификация производственных объектов по категориям (на основании оценки КОП) недостаточна для выработки и осуществления стратегии экологически чистых производств. Для этих целей необходимо производить дополнительную оценку риска возникновения техногенных аварий (катастроф).

В последнее время вопросам оценки риска уделяется все большее внимание, особенно в связи с разработкой принципов и механизмов экологического страхования, а также разработкой мер по предупреждению аварий и катастроф и ликвидации их последствий.

Наиболее часто риск связывают с взаимодействием различных противоречий в деятельности людей, которые могут создавать объективные условия для возникновения негативных последствий, носящих случайный характер. Поэтому риск можно трактовать как вероятность проявления последствий неблагоприятных событий.

Определение экологического риска по Н.Ф. Реймерсу звучит так: «Экологический риск - вероятность неблагоприятных последствий любых (преднамеренных и случайных, постепенных и катастрофических) антропогенных изменений природных систем, объектов и факторов. Оценивается расчетной величиной вероятности негативного события, например, смертельного исхода при катастрофе, аварии, вероятности заболевания при загрязнении воздуха и т.п. Такой риск считается приемлемым (максимально допустимым, разумным), если число жертв в результате немедленной или отдаленной смерти (при четкой ее связи с рассматриваемым событием), хронического заболевания и т.п. от гипотетической катастрофы или аварии не превышает один случай на 1 млн. (10^-6) жителей в год. Риск 10^-8 (случай на 100 млн. человек в год) считается пренебрежительно малым. Дальнейшие усилия по снижению риска влекут экономические и социально-бессмысленные затраты. Для экосистем максимально допустимым риском считается вероятность гибели 5 % видов, входящих в биоценоз».

Классификация риска, учитывающая взаимосвязи с риском загрязнения окружающей среды, представлена на рис. 3.3. Такая классификация показывает многообразие рисков по природе происхождения, масштабам, видам опасности, характеру воздействия на людей и другим факторам.

Исключить опасность проявления экологического риска или любого другого и тем самым оградить людей от воздействия токсичных веществ, вредных излучений, других неблагоприятных факторов на человека практически невозможно и нереально. Однако, уменьшить эти опасности, другими словами - минимизировать вероятность риска – это реальная задача.

Для решения первой части задачи можно использовать методы теории вероятностей, в соответствии с которой безотказность работы объекта на некотором временном интервале оценивается функцией надежности (безотказной работы) P(t):

(3.14)

Эту зависимость определяет функция , отражающая интенсивность отказов. Она равна вероятности того, что после безотказной работы до момента времени t авария произойдет в следующем малом отрезке времени - . Функцию риска аварии в результате каких-либо нарушений нормального функционирования объекта, которая характеризует вероятность отказа – Н(t), можно найти из выражения:

H(t)=1-P(t). (3.15)

В ряде случаев, как показывает опыт, функция после незначительного по продолжительности начального периода эксплуатации объекта длительное время характеризуется достаточной стабильностью, т.е. =const. Это позволяет получить экспоненциальное распределение:

(3.16)

Если иметь в виду, что математическое ожидание срока службы (ресурса) или средняя наработка на отказ равна , то функция риска может быть представлена в виде

. (3.17)

Заметим, что использование возможностей теории вероятностей для оценки риска плодотворно и эффективно только тогда, когда накоплен определенный фактический материал, отражающий уровень надежности (или аварийности) того или иного производства, объекта и т.п.

Когда отсутствует информация и статистика аварий или эта информация неполноценна, оценку риска осуществляют методом экспертных оценок. Процедура экспертной оценки потенциальной экологической опасности объектов предложена Г.А. Моткиным.

Им же предложена классификация предприятий по степени экологической опасности (табл. 3.9), в основе которой лежит представление о рисках, подразделяющихся на:

• риски, полностью неприемлемые для состояния окружающей среды. Предприятия и объекты, функционирующие с таким риском, относятся к особо опасным предприятиям (ООП);

• риски, приемлемые частично. В этом случае предприятия и объекты соответствуют опасным предприятиям (ОП);

• риски, полностью приемлемые для окружающей среды, позволяют отнести функционирующие в таких условиях предприятия к малоопасным (МП).

При организации производственной деятельности на любом предприятии или объекте важно не только определить вероятность риска экологической аварии, но и оценить величину риска. Эта величина рассчитывается по общепринятой формуле:

, (3.18)

где p_i – вероятность возникновения i-го опасного фактора, воздействующего на природный объект, население; У_i – ущерб от воздействия i-го опасного фактора.

Обычно ущерб связывают с фактическими или возможными экономическими и социальными потерями, обусловленными ухудшением состояния окружающей среды в результате поступления вредных веществ.

Поэтому приведенная выше формула может быть представлена в следующем виде:

, (3.19)

где Х_i – ущерб, связанный с частичным или полным выходом оборудования, зданий, сооружений из эксплуатации; Z_i – ущерб, связанный с расходами на восстановление производства, состояния природной среды, включая расходы на медицинское и социальное обслуживание населения; W_i – ущерб, связанный с упущенной выгодой.

Главным критерием риска считается степень воздействия вредных веществ на здоровье населения. Риск для здоровья – это вероятность того, что в определенной ситуации отдельное лицо или группа лиц будут испытывать неблагоприятные последствия от воздействия химических соединений.

Количественно риск выражается в величинах от 0 (полная уверенность, что риска нет) до 1 (полная уверенность, что ущерб здоровью будет нанесен).

При оценке риска следует различать канцерогенную опасность химических соединений, т.е. способность вещества вызывать онкологические заболевания, и неканцерогенную опасность, т.е. способность веществ оказывать другие, неканцерогенные воздействия, например, изменения в иммунной системе, в ферментативной активности и др.

Неканцерогенные вещества (токсичные) имеют порог воздействия, т.е. уровень, ниже которого эти вещества не оказывают какого-либо воздействия, в отличие от канцерогенных веществ, для которых такого порога нет.