Методы функционального определения критериев экологической безопасности. Закон растущего плодородия. Критерии и методы безопасности
Экологическая безопасность -это состояние защищенности жизненно важных экологических интересов человека и прежде -всего его прав на благоприятную окружающую природную среду.
Научной основой экологической безопасности населения и
рационального природопользования служит теоретическая экология., в«
частности принципы поддержания гомеостаза экологических систем и сохранение экзистенционного потенциала.
Экосистемы имеют следующие пределы такой экзистенции (существования), которые нужно учитывать при антропогенных воздействиях.
Пределы устойчивости:
1)к негативному антропогенному воздействию(например, влиянию
пестицидов)
2) против стихийных бедствий
3) гомеостаза-способности к саморегуляции
4) способность к самовосстановлению.
Для экосферы и ее частей основным критерием
Экологической iбезопасности может служить уровень или степень соответствия общей антропогенной нагрузки на территорию ее экологической техноемкости -предельной выносливости по отношению к повреждающим техногенным воздействиям. Для отдельных экологических систем главными критериями безопасности выступают целостность, сохранность, их видового состава, биоразнообразия и структуры внутренних взаимосвязей.
Для индивидуумов главными критериями безопасности
Являются сохранение здоровья и нормальная жизнедеятельность.
Помимо медико-биологических критериев существуют технические критерии безопасности, определение которых основано на использовании
пространственно-временной функции риска, которая характеризует поле
риска вокруг технического источника.
Экологически приемлемый риск. Оценка экологического риска.
Экологический риск - это оценка на всех уровнях вероятности появления негативных изменений в окружающей среде, вызванных, антропогенным или иным воздействием. Под экологическим риском
понимают также вероятностную меру опасности причинения вреда природной среде в виде возможных потерь за определенное время.
Вред природной среде при различных антропогенных и стихийных
воздействиях неизбежен, однако он должен быть сведен до минимума и быть
экономически оправданным. Любые хозяйственные или иные решения должны
приниматься с таким расчетом, чтобы не превышать пределы вредного
воздействия на природную среду. Хотя пределы эти установить очень сложно.
Поэтому расчеты экологического риска должны быть вероятностными и
многовариантными, с выделением риска для здоровья человека и природной
среды.
Оценка экологического риска-это процесс определения вероятности развития неблагоприятных эффектов со стороны биогеоценозов, в результате изменения среды, происходящих под влиянием хозяйственной деятельности человека. В большинстве случаев оценка экологического риска носит качественный или
описательный характер. План проведения оценки экологического риска включает следующие этапы:
1. Формулировка проблемы
2. Анализ экологической ситуации
3. Обработка данных, формирование выводов. Различают три главные составляющие экологического риска:
Оценку состояния здоровья человека и возможного числа жертв
Оценку состояния биоты по биологическим показателям
Оценку воздействия загрязняющих веществ на человека и окружающую
Помимо оценки риска, необходимо принимать целый комплекс решений (политических, социальных, технических и экономических), направленных" на снижение величины риска до приемлемого уровня. Превышение пределов допустимого экологического риска должны пресекаться по закону.
Фактор экологического, риска существует на любых предприятиях, независимо от мест их расположения. Однако существуют регионы, где, в сравнении с благополучными районами, во много раз превышены вероятность проявления негативных изменений в экосистеме и как следствие, повышаются величины риска потери здоровья и жизни для человека. Эти
регионы получили название зон повышенного экологического риска.
В пределах регионов повышенного экологического риска выделяют зоны:
1) хронического загрязнения окружающей среды
2) повышенной, экологической опасности. 3) чрезвычайной экологической ситуаций и 4)экологического бедствия.
Зонами экологического бедствия называются территории, на которых произошли необратимые изменения окружающей среды, повлекшие за собой существенное ухудшение здоровья населения, разрушение естественных i экосистем, деградацию флоры и фауны.
«Основы медицинской экологии. Человек как экологический фактор. Особенности возникновения и профилактики экологически зависимых
Заболеваний»
1. Известно, что примерно 30% городского населения подвергаются существенному шумовому воздействию (уровень шума 55-70 дБ)
1. Какой предельно допустимый уровень шума в городах (днем и ночью)?
2. Перечислите основные источники шума?
3. Назовите негативные последствия для организма человека, которые может вызвать повышение шума в городах?
4. Какие меры необходимо предпринимать для защиты жителей от шумового воздействия?
2. В летнее время года в крупных мегаполисах, особенно расположенных в низинах, часто возникает так называемый «лос-анжелесский» или фотохимический тип смога.
1. Отметьте причины его возникновения?
2. Укажите его основные компоненты.
3. Каково их патогенное действие на организм человека?
Жители одного из крупных промышленных городов почувствовали недомогание, слабость, сонливость. У некоторых наблюдалась одышка, учащенное сердцебиение. В результате острой дыхательной и сердечной недостаточности 4 тыс. человек погибли, 10 тыс. человек заболели. Причиной таких патологических состояний стал так называемый «лондонский» смог.
1. Назовите причины его возникновения.
2. В какое время года он возникает?
3. Какие вещества наиболее часто входят в его состав?
4. Какое действие оказывает каждый из этих компонентов на организм человека?
4. В связи с бурным развитиемтелевидения, радио, сотовой связи на
организм человека мощное воздействие оказывает электромагнитное
излучение.
1. Какое негативное влияние может оказывать ЭМИ на организм человека?
2. Укажите диапазон, в котором ЭМИ может изменять проницаемость клеточной мембраны?
3. Какие проявления со стороны сердечно-сосудистой, нервной системы и органов зрения характерны для длительного воздействия ЭМИ?
4. Кто наиболее подвержен влиянию этих излучений?
5. Одним из постоянных компонентов дыма ТЭЦ, является пятиокись
ванадия (V2O5). По характеру поражения органов и тканей соединения
ванадия могут быть отнесены к ядам общетоксичного действия.
1. Назовите основные пути поступления этого вещества в организм человека.
2. Отметьте, в каких районах г. Самары его содержание особенно повышено.
3. Какое патогенное действие на организм человека?
6. Одним из основных источников загрязнения
атмосферы в крупных
мегаполисах является автотранспорт.
1. Перечислите основные компоненты выхлопных газов автомобилей.
2. Какое патогенное действие оказывает каждый из этих компонентов на организм человека?
7. Одним из наиболее загрязненных районов г. Самары является
Кировский район.
1. Назовите основные источники загрязнения, сосредоточенные в этом районе.
2. Перечислите основные для этого района экотоксиканты.
3. Каков характер влияния на организм приоритетных ксенобиотиков для данного района?
8. В процессе сжигания топлива на ТЗД в атмосферу выделяется дым,
содержащий продукты неполного сгорания (оксиды углерода, серы, азота,
углеводороды и т.д.) и полного сгорания (диоксид углерода и пары воды).
1. К каким последствиям может привести увеличение содержания этих веществ в атмосфере?
2. Укажите, каким патогенным действием обладает оксид углерода?
3. Возможно ли, что увеличение восприимчивости организма к вирусным и бактериальным инфекциям связана с повышением в атмосфере оксида углерода?
9. Бенз(а)перен относится к веществам обладающим мутагенным и
канцерогенным действием. Среди загрязнителей воздуха его доля
составляет 50%. Основным источником его поступления в атмосферу -
выхлопные газы автомобилей.
1. Укажите другие источники поступления бенз(а)перена в атмосферу?
2. Какие пути поступления бен(а) перена в организм человека?
3. Укажите механизм патогенного действия этого вещества?
10. Известно, что одной из причин развития йоддефицитных состояний
человека является недостаток йода в почве, воде и продуктах питания.
1. Является ли Самарская область йоддефицитной провинцинцией?
2. Какие изменения в организме человека могут быть связаны с недостатком йода?
3. Перечислите продукты питания содержащие йод в большом количестве.
4. Назовите основные меры профилактики йоддефицитных заболеваний у населения.
Экологическая безопасность
Предупр. и устранен. ЧС
3.
Полная безопасность –
Соотношение понятий: экологическая опасность и безопасность.
Экологическая безопасность – сост.защищенности жизнедеятельности, интересов личности, общества, гос-ва в процессе вз-я общества и природы от реальных или потенциальных угроз, созданных антропогенным или естественным воздействием на среду.
Принципы экологической безопасности:
Обязат-ть экол.проверки и экспертизы всех объектов хоз. и иной деят-ти.
Обязат-ть полной компенсации нанесен.вреда
Предупр. и устранен. ЧС
Обеспеч.свободн.доступа к полной и достоверной информации
Переориентир.системы воспит., обр-я, мирровозр.на цели экол.без-ти и развит.международ.безопасн.
Критерии экологической безопасности:
4. Для биосферы, и ее частей экосистем, регионов, ландшафтов, включая административные образования, основной критерий экологической безопасности уровень эколого-экономического и природно-производственного паритета , т.е.степень соответствия общей техногенной нагрузки на территорию ее экологической техноемкости – предельной выносливости по отношению к повреждающим техногенным воздействиям.
5. Для отдельных экологических систем главным критерием безопасности выступают целостность, сохранность их видового состава, биоразнообразия и структуры внутренних взаимосвязей.
6. Для индивидуумов критерием является сохранение здоровья и нормальной жизнедеятельности.
Полная безопасность – риск равен 0 (там, где вероятность опасного воздействия отсутствует, воздействие опасных природных явлений таково, что не вызывает нежелательных последствий, вероятность опасного воздействия велика, но отсутствует объект, на который оно воздействует).
Опасность – возможность наступления обстоятельств, при которых материя, поле, информация или их сочетание могут таким образом повлиять на сложную систему, что это приведет к ухудшению или невозможности ее функционирования и развития.
Мера экологической опасности - экологический риск. Рассматривается в 2 аспектах – вероятное нарушение природн.равновесия, вероятное агрессивное воздействие факторов ОС непосредств.на человека. Экологический риск – вероятность загрязнения ОС или перехода ее в неустойчивое состояние в результате текущей или рланируемой хоз.деят-ти, возможные потери контроля за происходящем экологическим событием.
Экологическое равновесие.
Экологическое равновесие в природе - относительная устойчивость видового состава живых организмов, их численности, продуктивности, распределения в пространстве, а также сезонных изменений, круговорота веществ, и других биологических процессов в любых природных сообществах.
В основе экологического равновесия экосистем лежит постоянство биотического круговорота веществ, который в каждой конкретной экосистеме имеет свои особенности, сязанные с видовым составом и численностью организмов, их типом обмена веществ. Решающее значение при этом имеют соотношение автотрофов (продуцентов) и гетеротрофов (консументов, редуцентов), а также приспособленность организмов друг к другу и к среде обитания. Совокупность этих факторов, сложившаяся в процессе эволюции, обеспечивает устойчивость экосистем, или их гомеостаз. За меру стабильности экосистем часто принимают их видовое разнообразие - чем оно выше, тем надежнее поддерживается экологическое равновесие.
При колебаниях условий среды, выходящих за пределы, обычные для данной экосистемы, возникают нарушения экологического равновесия , приводящие к снижению численности одних и резкому увеличению других видов. Плотность того или иного вида при неблагоприятных условиях снижается, но в оптимальных условиях возрастают плодовитость, скорость роста и развития, и плотность вида восстанавливается.
Часто под нарушением экологического равновесия понимают не только изменения различных биотических факторов, но и значительные колебания газового состава атмосферы, загрязнение вод, глобальное загрязнение окружающей среды, то есть все, что может изменить нормальную жизнь на данной территории живых организмов.
Актуальность сохранения экологического равновесия возросла в XX веке с появлением таких средств воздействия на экосистемы, которые могут привести к их необратимому нарушению.
Закон минимума (Ю. Либих)
Существование и успех любого организма или любой группы организмов зависит от комплекса определенных условий. Любое условие, приближающее к пределу толерантности или превышающее его, называется лимитирующим условием, или лимитирующим фактором. При стационарном состоянии лимитирующим будет то жизненно важное вещество, доступные количества которого наиболее близки к необходимому минимуму. Эта концепция известна ка "закон минимума" Либиха. Она менее применима к "переходным состояниям", когда количества, а следовательно, и эффект многих составляющих быстро изменяются.
Закон растущего плодородия
Агротехнические и другие прогрессивные приемы ведения сельского хозяйства ведут к увеличению урожайности (само плодородие как свойство почв не увеличивается).
Закон оптимальности
Никакая система не может сужаться и расширяться до бесконечности; размер любой системы должен соответствовать ее функциям.
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ
Понятия "энергосбережение" и "энергоэффективность" очень взаимосвязаны. Действительно, само по себе "энергосбережение" в дословном понимании этого слова не является самоцелью. Никто сейчас не ставит задачу сберечь энергию любой ценой, ведь можно было бы ее тогда совсем не тратить, а закрыть все, погасить свет и остановить всю технологию или снизить потребность в энергии до минимума. Это было бы равнозначно призыву к
рекращению развития человечества. А кроме того, если рассматривать энергию с философской точки зрения, то энергия - "...общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи. Энергия не возникает из ничего и не исчезает, она может только переходить из одной формы в другую...". То есть, энергия подчиняется закону сохранения, а, следовательно, ее нельзя сберечь. Тем не менее, понятие "энергосбережение"широко используется в мировой практике – “Energy Saving”, “Energy Conservation” (англ.), “Energieeinsparen” (нем.), но в это понятие вкладывается более общий смысл. Например, снижение удельного расхода твердого топлива на единицу выработанного 1 кВт.ч в обобщенном виде приводит к “сохранению” топлива в недрах земли, которое будет израсходовано для этой же цели, но в более долгосрочной перспективе, тем самым
показывается сохранение этого энергоресурса на определенный период времени.
Показатель Энергоэффективности- абсолютная или удельная величина потребления или потери энергетических ресурсов для продукции любого назначения, установленная государственными стандартами.
60. Эквивалентность преобразования форм энергии. Наиболее распространенные способы преобразования энергии в электрическую форму: гидротурбина, тепловая электростанция на ископаемом топливе, атомная электростанция на ядерном топливе атомная, электростанция на реакторе-размножителе.
При расчете КПД преобразования энергии учитываются показатели эффективности основных процессов и установок преобразования энергии (справочная литература).
Рассмотрим наиболее распространенные тепловые электростанции на ископаемом топливе (ТЭС). Средняя эффективность ВС I) настоящий момент лишь ненамного превышает 30%. Это означает, что только 1/3 тепла, выделяемого в котлах, превращается в электричество, остальное количество энергии теряется в виде отбросного тепла.
Преобразование химической энергии в тепловую в мощных паровых котлах протекает с КПД 88% , в то время как КПД преобразования тепловой энергии в механическую в паровой турбине Вставляет примерно 42%, а КПД преобразования механической энергии в электрическую с помощью электрогенератора - 98%. таким образом, суммарный КПД превращения химической Персии в электрическую в этом цикле составит 36%, так как 88x0.42x0.98=0.362.
Энергосодержание топлива может быть измерено по количеству тепла, выделяемого при сгорании, однако два вида топлива с равной теплотой сгорания не могут быть превращены одно в другое без определенной потери энергии. Так, например, уголь и мазут, взятые в определенном количестве, могут обладать одинаковой теплотой сгорания, и тем не менее они не будут эквивалентными, так как в процессе преобразования угля в синтетический мазут часть энергии теряется. Таким образом, арифметичекую эквивалентность энергии угля и мазута в данном случае не следует отождествлять с эквивалентностью преобразования угля в i патетический мазут. То же самое справедливо при рассмотрении любых форм энергии.
Пример 1.
Определим соотношение между энергией, высвобождаемой при сжигании 1 кг угля, и энергией, потребляемой электроламп! и мощностью 100 Вт.
Решение: 7232 ккал/кг
Теплота сгорания угля составляет 9,35 кВт*ч/кг. ?
1 кг х 9,35 кВт*ч/кг = 9,35 кВт*ч = 9350 Вт*ч - энергия, ко торая выделяется в результате сжигания 1 кг угля.
9350 Вт*ч / 100 Вт = 93,5 ч - время работы лампы.
Арифметическим эквивалентом сжигания 1 кг угля являет1 я энергия, потребляемая 100-ваттной лампой в течении 93,5 часов.
Пример 2.
1 ккал равна количеству энергии, необходимой для нагрева 1 воды на 1 °С. Определим арифметическую эквивалентность, т.е. ее отношение между работой, производимой двигателем мощность 100 л.с., и энергией нагретой воды массой 1 кг.
Решение:
За 1 час двигатель произведет работу, равную 100 л.с., которая эквивалентна:
(100 л.с.*ч) х (2,69 * 10 6 Дж/л.с.*ч) = 2,69 * 10 8 Дж
(2,69 * 10 8 Дж) / (4184 Дж/ккал) = 64197 ккал
Этого количества энергии достаточно для того, чтобы нагреть 64197 кг воды на 1 °С.
Энергосод-ие топлива м.б.измерено по количеству тепла выделяемого при сгорании. Однако 2 вида топлива с равной теплотой сгорания не м.б. превраш. из одно в др.без потери. Арифметически они не будут эквивалентны.
Наиболее распространенная форма преобр-я энергии в электрическую форму (ТЭС на ПР, гидротурбина, АЭС на ядерн. топливе. При расчете КПД преобр-е энергии учитывается показатели эффективности осн. проц. и установок, преобр энергии). Средняя эффективность в ТЭС на ископаем. топливе = 30%=1/3 тепла выделяемая в котлах превращается в электричество, остальное тепло – отбросное тепло. Преобразование хим энергии в тепл. В мощных паровых котлах протек. с КПД=88%, в то время как КПДпреобр.теплов. энергии в механическую в паровой турбине =42%, а КПД преобразования механическ. Энергии в электрическую с помощью электрогенгератора= 98%.Т.обр. суммарн. КПД превращения хим. энергии в механ. в полный цикле составляет 36%. 
Цикл Карно.
Следствием 1 нач.термодинамики является низкая эффективность преобраз-ия энергии в другие формы.1-ое начало утверждает,что внутренняя энергия U системы является постоянной. Её изменения определяются разностью между количеством тепла ∆Q, сообщ. сист.,и раб.∆А, совершённой системой.∆U=∆Q-∆A.
2-ое начало утверждает, что невозможно создать машину-вечный двигатель. Единственным результатом которого было бы создание работы, эквивалентной количеству тепла, полученному от нагревателя.
Предельное соотношение для перехода теплоты в работу вытекает из анализа циклического процесса, совершаемого тепловой машиной Карно.
Здесь тепловая энергия, полученная от нагревателя и преобразованная в работу А и выходящее тепло Q1.Поскольку при техническом процессе двигатель должен вернуться в начальное состояние, след-но ∆U=0,Q2=Q1+A, след-но то тепло, которое выделяется при нагреве образуется суммой отходного тепла и работы. По 2-му началу термодин.∆U≠0, след-но часть энергии неизбежно отдаётся окруж-м телам или поступает в атмосферу.
Анализ циклического процесса машины Карно, находит предельное соотношение для перехода тепла в работу.
Предельное соотношение для перехода тепла в работу вытекает вытекает из анализа циклич. процесса совершаемого тепловой машиной Карно.
В этом процессе рабочее вещество претерпевает последующее 4-х стадийное изменение состояния тепла.
В идеале машина Карно: теплоперенос от источника к рабочему веществу, и от рабочего вещества к стоку теплоты также происходит квазеравновесия (t раб.вещества на неадиабатич.стадиях поддержив-ся близкой к t теплового резервуара).Траектория изменения сост. раб. вещ-ва в цикле имеет форму на плоскости S,T.
S-энтропия Дж∙Кˉ¹,
Т-термодин.t,К.
Ключевым моментом для замыкания траектории явл-ся остановка стадии нетермического сжатия. Необходимым условием производства работы тепловой машины А>0, явл-ся перенос горячей воды к холодному резервуару. Степень преобразования подведенного тепла в работу, характеризуется КПД (η т)
η т =А / Q2 = 1- (Т1/Т2)=Т2 - Т1/Т2
Любая машина, которая преобразует тепло в работу будет иметь иеньше КПД, чем машина Карно.Для повышения КПД тепловой машины Т, при которой она получает энергию, должна быть выше, а Т,при которой тепло отводится ниже.
Верхний предел в настоящее время определяется конструктивной прочностью материалов и составляет 600°,нижний предел – это t окруж воздуха,воды,грунта, куда отводится тепло машины, она не может б.ниже 10-20°. След-но КПД Карно η=0,67
В результате термодинамич. ограничения величины КПД, создается «тепловая ловушка»,кот, невозможно избежать при любой схеме преобразования тепловой энергии.
Тепловой баланс ТС.
Если объект обменивается с др. объект.энергиией только в форме тепла, то соотв-но тепловой баланс в общем виде м.б. выражен:
Qф +Qэ +Qв =Qф` +Qh`
Qф - физическое тепло, введенное в процесс с исходными веществами
Qэ- тепло экзотермич. реакций и физ-х превращений, выделяемое в процессе
Qв – тепло введенное извне в процесс, не приним. участие в химич. реакциях
Qф` - физ тепло, выделенное из процесса с продуктами реакции
Qh` - потери тепла в ОС.
Та часть баланса, которую нельзя или трудно вычислить определяют как неизвестное из уравнения энергетического баланса. В общем виде составление теплового баланса м. б. рассчит:
Qф – физ тепло введенное или выведенное
C – кол-во исходных в-в
m- средняя теплоемкость исх. в-в
t-температура исх.в-в
Тепло экзотермических реакций и физ. превращений исходных в-в из 1го агрегатного состояния в др.берется из эксперимент.данных или определяется путем термохимических расчетов.
Тепло,введенное в аппарат извне расчитывается по теплосодержанию газообразного, жидкого, твердого теплоносителей Qв = m c t
Потери обусловленные теплопроводимостью наружных стенок аппарата, излучением и конвекцией рассчитывают на основании законов теплоотдачи или берут на основе практических данных.
Методы расчета эксергии.
Каждый поток эксергии анализируемой системы изображается полосой, ширина которого прямопропорциональна величине эксергии.
В1956 г Грант ввел термин «эксергия», греч.- работа, сила; лат- внешний.1
Эксергия – мера потенциальных ресурсов любого в-ва и потоков в условиях данной ОС и характеризует их превратимость и след-но возможность использования. Речь идет об энергии, которая может работать в реальных условиях ОС. Все величины эксергии рассчитываются от уровня земной ОС, модель которой была разработана Шаргутом: «Каждый ПР (за искл. солн. энергии поступающем извне),эксергию которой нужно найти, находится внутри ОС и представляет ценность лишь в той степени, в какой он по химическому составу, температуре, давлению отличается от нее
Данная схема – идеализированная модель, нах-ся в состояния равновесия и в природе не сущ-ет. Но если все составные части сущ-но отличаются от нее по составу или др. параметрам (ПР) будут исключ. из расчетов, ее можно считать квазестационарной. Эта модель позволила рассчитать значение эксергии почти всех ПР.
Т.О. можно вычислить эксергию продуктов,получаемых из природного сырья, металлов, хим.соед-й, отдельных элементов.
Эта эксергия равна минимальной работе, которая должна быть затрачена на их извлечение из ПР.
Особенностью энергетического баланса и связ-х с ним превращений энергии в системе применяются диаграммы потоков эксергии. Эти диаграммы ввел Грассман, а потом они были усовершенствованы Шаргутом и Бером.
Характерной особенностью диаграмм явл-ся то, что на них видно, как поток эксергии в отличии от потока энергии сохр. постоянное значение и может уменьшаться или вообще исчезать в результате потерь.
Метод индексов опасности.
Исп-ся для оценки опас-ти, существующей на пром.предприятии, если треб-ся оценить риск интегрально, не вдаваясь в детали производ.проц-в. Осно.идея – оценить некоторым числовым значением (индексом) степень опасности системы – индекс Дау. При вычислении индекса Дау (ИД) отдельным технич.характеристикам ставят в соответ-вие определ.показ-ли, численно характеризующие потенц.опасность отдельных эл-тов ТС, затем показ-ли суммируют, не вдаваясь в особ-ти функцион-ния дан.системы. Индекс Дау формир-ся как произведение 2 интеграл.показ-лей – узлового показателя опасности F и материального ф-ра М (это колич.мера интенс-ти выделения энергии или матриалов из определ.химич.вещ-в, котрые могут находиться или находятся в составе выбранной ед-цы оборудования или части процесса), для определения сост-ся перечень потенц-но опасных химич.вещ-в и матриалов, используемых в системе. Каждому из таких вещ-в ставится в соотв-вие определ.число, характеризующее его опасность.
Шкала таких чисел для химич-ки опас.вещ-в разраб-ся специал.международными или национальными агентствами и приводится в норматив.док-тах. Общий матер.фактор системы опрдел-ся как сумма М всех потенц-но опас.вещ-в, используемых в рассматриваемом процессе с весами, соответствующими их колич-ву.
М = Σ Vi * Ni , где i – номер рассматриваемого опас.вещ-ва, Vi – относит.кол-во вещ-ва в системе (масса или объем), Ni – индекс опас-ти вещ-ва по специал.шкале. Обычно М находится в интервале от 1 до 40.
Узловой показатель F = f1*f2, где f1 – показатель общей опасности, f2 – показ-ль специфич.опасностей. f1 характеризует факторы процесса, способные увеличить объем убытков при наступлении неблагопр.ситуации. f2 характеризует факторы, которые непосредственно увеличивают вероят-ть наступления неблаг.событий.
Грубая качеств.оценка последствий какого-либо события, пожара или взрыва можно определить по шкале индекса Дау:
Основные показатели метода индекса Дау
MY = C* Y RY = CF* MY
Построение полей риска
Некоторые риски имеют территориальное распределение. Это относится, в частности, ко всем природным рискам. Существуют специальные карты, на которых нанесена вероятность возникновения землетрясений, наводнений, оползней и других стихийных бедствий в различных районах земного шара. Существуют такие карты и для территории Российской Федерации. Промышленные риски также могут быть распределены неоднородно по различным территориям. Причем, может быть районирована как вероятность возникновения различных аварий, так и возможный ущерб. Наиболее высокий риск имеют промышленно развитые регионы, в частности, Московская область или Урал, где очень высока концентрация предприятий нефгегазоперерабатывающей, химической промышленности и других опасных производств. Анализ развития неблагоприятной ситуации на предприятии включает в себя в качестве обязательного элемента определение степени воздействия разрушительных факторов на объекты, находящиеся на различном расстоянии от источника опасного воздействия. Эта процедура носит название построения полей (или зон) риска. Таким образом, поле риска - это область на карте или схеме территории, характеризуемая определенной степенью воздействия конкретного разрушительного фактора на объекты и соответственно определенной степенью ущерба от него.
Рисунок 3.5 - Поле потенциального риска
В целом процесс построения полей риска проходит ряд последовательных стадий. Вначале определяются источники опасных воздействий. Ими могут быть: промышленная установка, хранилище опасных веществ, трубопроводы под давлением, паровые котлы и т.д.
Далее разрабатывается физическая модель, в соответствии с которой происходит распространение разрушающего или опасного фактора. Затем вычисляются форма и размеры зон, в которых параметры опасных факторов - температура, плотность лучистой энергии, давление или концентрация - будут иметь значения в определенном диапазоне.
Каждому выделенному диапазону соответствует своя степень поражения. Рассчитанные зоны воздействия затем накладываются на карту местности, на которой отображены объекты относительно источника воздействия. Границы зон воздействия имеют вид замкнутых концентрических кривых, вложенных одна в другую. В центре кривых располагаются источники опасных воздействий. Знание параметров и времени воздействия внутри каждого из полей риска позволяет в дальнейшем с учетом характеристик объектов оценить «натуральный» ущерб от аварии в неденежных единицах: число пострадавших и погибших, степень поражения, площадь выгоревших участков, степень разрушения зданий и т.д.
Далее натуральный ущерб переводится в денежное выражение. Для зданий и сооружений- эта процедура не вызывает особых сложностей. Что же касается нанесения ущерба здоровью людей и окружающей среде, то его выражение в денежных единицах представляет из себя самостоятельную сложную задачу.
Понятие управления риском
Задачи управления:
Стратения управления риском:
· - снижение риска
Принципы управления
· -полнота оценки риска
· Соц-политические решения
· -правовые меры
· -административные
· -организационные
· -экономические
Цикл управления риском:
Величина риска
72. Анализ экологического риска на территории республики Мордовия. Для Республики Мордовия характерны явления, связанные с экзогенными (оползни, эрозии, суффозия, карстообразование) и гидрометеорологическими (весенние паводки, сильный ветер, град, заморозки, сильный снег, сильная метель и др.) процессами.
Проведенная инвентаризация подверженности населенных пунктов воздействию геоэкологических процессов показала, что они активно проявляются в 193 населенных пунктах, в том числе один процесс – в 20, два – в 100, три – в 64, четыре – в 9. Восемь населенных пунктов (города) отнесены к объектам первой очереди строительства противооползневых сооружений. На семи объектах требуется проведение неотложных (аварийных) работ (города Саранск, Краснослободск, Темников, села Булгаково, Большая Елховка, Подгорное Канаково, участок магистрального газопровода Уренгой – Ужгород).
Наиболее уязвимыми по отношению к природным чрезвычайным ситуациям, обусловленных гидрологическими процессами, являются населенные пункты, расположенные по берегам рек Мокша, Инсар, Алатырь, Сура. При прохождении весеннего половодья высокого уровня в бассейне Мокши могут быть затоплены 14 сельских населенных пунктов, 7 автодорог республиканского значения.
На территории республики имеются 8 радиационно опасных объектов, которые лицензируются на право эксплуатации радиационных источников (РИ) и обращения с радиоактивными веществами (РВ), работа которых контролируется органами Ростехнадзора: 1) ГУЗ «Республиканский онкологический диспансер», г. Саранск, IV категория радиационной опасности; 2) ОАО «Электровыпрямитель», г. Саранск, IV категория радиационной опасности; 3) Саранский филиал ФГУП ВНИИТФА, г. Саранск, IV категория радиационной опасности; 4) химико-радиометрическая лаборатория ГУ «Управление гражданской защиты Республики Мордовия», г. Саранск, IV категория радиационной опасности; 5) ФГУ «Мордовская республиканская станция защиты растений», г. Саранск, IV категория радиационной опасности; 6) ФГУП «Саранский объединенный авиаотряд», г. Саранск, IV категория радиационной опасности; 7) ОАО «Саранский завод "Резинотехника"», г. Саранск, IV категория радиационной опасности; 8) ФГУ «Мордовский центр стандартизации, метрологии и сертификации», г.Саранск, IV категория радиационной опасности.
Дозовая нагрузка на население от радиационно опасных объектов IV категории исключена, так как в случаях возникновения аварий радиационное воздействие от этих объектов ограничивается помещениями, где проводятся работы с РИ или РВ. Контроль обеспечения системы государственного учета и контроля радиоактивных веществ и радиоактивных отходов в Республике Мордовия возложен на отдел окружающей среды, обращения с отходами, обеспечения экологической безопасности и гидротехнических сооружений Министерства природных ресурсов Республики Мордовия. В 2007 г. радиационных инцидентов на радиационно опасных объектах не было.
На территории республики имеются 9 химически опасных объектов: ОАО «Биохимик», г. Саранск – 60 т соляной кислоты и 22 т аммиака; ЗАО «Мясоперерабатывающий комбинат "Саранский"», г. Саранск – 20 т аммиака; ОАО «Молочный комбинат "Саранский"», г. Саранск – 20 т аммиака; ООО «Мордовия-Холод», г. Саранск – 20 т аммиака; ОАО «СанИнБев», Саранский филиал – 5 т аммиака; ООО «Мясоперерабатывающий комплекс "Атяшевский", р. п. Атяшево Атяшевского муниципального района – 20 т аммиака; ЗАО МПК «Торбеевский», р. п. Торбеево Торбееевского муниципального района – 30 т аммиака; ГУП «Мясокомбинат "Оброченский"», с. Оброчное Ичалковского муниципального района – 15 т аммиака; ГП «Мясокомбинат "Первомайский"», с. Первомайское Ковылкинского муниципального района – 15 т аммиака. Общий запас веществ составляет 227 т. В 2007 г. аварий и происшествий на химически опасных объектах не было.
Вместе с тем на потенциально опасных объектах сохраняется высокий уровень техногенных опасностей из-за износа технологического оборудования (свыше 60 %). Недостаточно налажено обеспечение предприятий безопасным технологическим оборудованием, приборами контроля и защиты. Слабо решаются вопросы оснащения производств системами автоматического обнаружения веществ. Все это создает возможность возникновения промышленных аварий и чрезвычайных ситуаций.
Понятие управления риском
Управление риском – анализ самой рисковой ситуации, разработка и обоснование управленческого решения, как правило, в форме нормативного акта, направляемого на минимизацию риска, поиск путей сокращения риска.
Стратегия управления риском - аналитически обоснованная программа действий и мер по определению и ограничению риска.
Задачи управления:
· -определение вероятности частоты, степени опасности, воздействие источников на факторы риска
· -снижение уязвимости объектов или увеличение их устойчивости к упомянотому воздействию
Стратения управления риском:
· - снижение риска
· -снижение числа источников и факторов риска
· -снижение подверженности экспозиции объектов по воздействию источников и факторов риска
· -повышение защитных свойств и объектов указанного воздействия
Принципы управления
· -полнота оценки риска
· -реальность целей управления
· -комплекчный учет особенностей источников и факторов риска и взаимодействие специфики объектов
· -планирование исходя из необходимой достаточности и максимально возможного имеющихся сил для снижения или удаления риска
· -заблаговременность действий по снижению риска
· Соц-политические решения
· -правовые меры
· -административные
· -организационные
· -экономические
· -технические меры
Цикл управления риском:
Установление источников и факторов риска: 2 блока – оценка риска и мониторинг риска (оба блока включают программу по снижению риска)
1.Оценка риска (качественные показатели)
Вероятность опасного воздействия
Экспозиция воздействия на человека и о.с.
Величина риска
2.Анализ риска: - матем модели, анализ чувствительности, деревья принятых решений
3.Процедура определения риска: идентификация риска, оценка воздействия, оценка зависимости – доза-эффект, характер риска.
Экологическая безопасность: определение и критерии.
Экологическая безопасность – сост.защищенности жизнедеятельности, интересов личности, общества, гос-ва в процессе вз-я общества и природы от реальных или потенциальных угроз, созданных антропогенным или естественным воздействием на среду.
Принципы экологической безопасности:
Обязат-ть экол.проверки и экспертизы всех объектов хоз. и иной деят-ти.
Обязат-ть полной компенсации нанесен.вреда
Предупр. и устранен. ЧС
Обеспеч.свободн.доступа к полной и достоверной информации
Переориентир.системы воспит., обр-я, мирровозр.на цели экол.без-ти и развит.международ.безопасн.
Критерии экологической безопасности:
1. Для биосферы, и ее частей экосистем, регионов, ландшафтов, включая административные образования, основной критерий экологической безопасности уровень эколого-экономического и природно-производственного паритета , т.е.степень соответствия общей техногенной нагрузки на территорию ее экологической техноемкости – предельной выносливости по отношению к повреждающим техногенным воздействиям.
2. Для отдельных экологических систем главным критерием безопасности выступают целостность, сохранность их видового состава, биоразнообразия и структуры внутренних взаимосвязей.
3. Для индивидуумов критерием является сохранение здоровья и нормальной жизнедеятельности.
Полная безопасность – риск равен 0 (там, где вероятность опасного воздействия отсутствует, воздействие опасных природных явлений таково, что не вызывает нежелательных последствий, вероятность опасного воздействия велика, но отсутствует объект, на который оно воздействует).
Экологические критерии рассматриваются как мера антропогенного воздействия на экосистемы и ландшафты, при которой их основные функционально-структурные характеристики (продуктивность, интенсивность биотического круговорота, видовое разнообразие, устойчивость и др.) не выходят за пределы естественных изменений. Выделяются две основные группы экологических показателей – покомпонентные и комплексные.
К первой группе относятся индикаторы состояния воздуха, вод, почв и биогеоценотического покрова в целом. Особое место в этом ряду занимают биоиндикаторы, по которым можно судить о состоя- нии окружающей среды. В качестве экологических показателей вы- ступают жизненность и продуктивность вида или сообщества, видовое разнообразие, присутствие или отсутствие характерных видов и др. По их колебанию можно с большой достоверностью установить изменения природных комплексов под влиянием естественных и антропогенных факторов.
Ко второй группе экологических критериев относятся суммарные (интегральные) показатели, характеризующие природные системы в целом. Они могут быть получены на основе интеграции покомпонентных нормативов или путем нахождения интегральных ин-дикаторов. Один из способов получения суммарного показателя (Хs)
представляет собой расчет по формуле: Xs= 11 n x ki iin,=∑
где n – число покомпонентных нормативов; xi
– норматив состояния
компонента (в относительных величинах); ki
– весовой коэффициент
норматива.
Поиск интегральных показателей состояния окружающей среды – сложная и еще не решенная задача. К их числу можно отнести:интенсивность биотического круговорота, определяемую как отношение массы ежегодной биологической продукции к общей массе; естественную способность к самоочищению, обусловленную скоростью биотического круговорота; энергетико-вещественный баланс природных систем и другие. Важным показателем состояния среды является здоровье населения: динамика младенческой смертности, врожденные аномалии развития новорожденных, заболеваемость детей и взрослых и др.
Экологические критерии (нормативы, показатели) рассматриваются как мера антропогенного воздействия на экосистемы и ландшафты, при которой их основные функционально-структурные характеристики (продуктивность, интенсивность биологического круговорота, видовое разнообразие, устойчивость и др.) не выходят за пределы естественных - изменений (Современные проблемы..., 1992). Они призваны определить область и границы допустимого состояния природных систем и дозволенного воздействия на них со стороны человека. По мнению Т. Г. Руновой (1986), экологические нормативы должны отражать различные антропогенные изменения в природной среде и природных комплексах как источнике генофонда, хранителя ее эволюции, разнообразия и устойчивости. Поэтому их разработка должна опираться на результаты изучения свойств природных систем, особенно их способности к саморегулированию и сохранению своей структуры.
Экологические показатели выражаются в единицах массы, объема, силы на единицу площади или объема в единицу времени, а также в относительных величинах. В таком виде они могут быть использованы для оценки состояния и антропогенного изменения как отдельных природных компонентов, так и комплексов в целом.
В связи с этим можно выделить две основные группы экологических показателей – покомпонентные и комплексные .
К первой группе относятся индикаторы состояния и изменения отдельных компонентов природы (воздуха, вод, почв, биоты), достаточно репрезентативно характеризующие состояние природной среды. Примерами таких показателей являются состав атмосферы (например, содержание кислорода), радиационный и тепловой балансы земной поверхности, уровень Мирового океана (ля биосферы в целом), колебание стока и концентрации растворенного кислорода в воде рек и озер, содержание гумуса в почве, лесистость территории и другие.
Особое место в этом ряду занимают биоиндикаторы – виды или сообщества живых организмов (чаше всего растений), по состоянию которых можно судить о состоянии природной среды. В качестве важнейших экологических показателей выступают продуктивность вида или сообщества, суммарная биомасса, видовое разнообразие и др. По их колебанию можно с большой достоверностью установить изменения природных комплексов под влиянием как естественных, так и антропогенных факторов.
Ко второй группе экологических критериев относятся суммарные (интегральные) показатели, характеризующие природные системы в целом.
Они могут быть получены на основе интеграции покомпонентных нормативов или путем нахождения общесистемных индикаторов. Один из способов получения суммарного показателя (х s) представляет собой расчет по формуле.
Где n - число покомпонентных нормативов; x i - норматив состояния компонента (в относительных величинах); k i - весовой коэффициент норматива.
Поиск общесистемных индикаторов состояния природной среды – сложная задача. Предложен ряд показателей, количественно характеризующих структуру и функционирование экосистем. Среди них можно выделить интенсивность биологического круговорота веществ (отношение массы ежегодной биологической продукции к общей биомассе), естественную способность к самоочищению (обусловлена особенностями взаимосвязи и скорости биологического круговорота), энергетико-вещественный баланс природных систем и др.
В условиях города показателем состояния среды может служить здоровье населения (изменение младенческой смертности, врожденные аномалии развития новорожденных, заболеваемость детей и взрослых и др.).
Рассмотрены вопросы оценки экологической безопасности, в том числе критерии оценки экологической безопасности. Проанализированы их преимущества и недостатки
Экологическая ситуация в России по данным официальной статистической отчетности в целом продолжает ухудшаться. Это хорошо видно на примере образования отходов в России, количество которых за период с 2005 - 2013 гг. увеличилось в 1.7 раза. В связи с этим, особое внимание важно уделить проблеме оценки уровня экологической безопасности технологий, предприятий и даже целых городов и регионов. Определение уровня экологической безопасности позволит оперативно и взвешенно принимать необходимые управленческие решения по снижению негативного воздействия на окружающую среду.
Существует множество методов оценки экологической безопасности, которые можно разделить условно на 3 подхода: оценка экологической безопасности методом нормирования, методом экологического риска и методом интегрального показателя . Важно отметить, что независимо от выбранного метода оценки экологической безопасности для ее оценки очень важны исходные критерии, по которым будет проходить такая оценка.
Описанные выше методы оценки предполагают использование разных критериев для оценки экологической безопасности: Критерии "нормирования" оценивают экологическую безопасность по следующим показателям: объем выброса, сброса, размещения отходов (и их предельные значения), предельно допустимая концентрация, растительный экоиндикатор, наличие/отсутствие загрязнения почвенного слоя; площадь нарушенных земель;
Критерии "экологического риска" оценивают экологическую безопасность через вероятность возникновения аварии и величину ущерба. Ряд ученых предлагают дополнительные критерии: состояние фауны и изменения генофонда животных как индикатор экологического состояния территории , показатель качества экологического управления, экологическая образованность персонала, критерии основанные на специфике производства, уровень здоровья населения в регионе/стране . Перечисленные выше критерии имеют ряд преимуществ и недостатков.
Критерии "нормирования".
К преимуществам относится: критерии утверждены официально, большой опыт применения, налажена работа контролирующих органов и предприятий. К недостаткам можно отнести: трудоемкость получения необходимой информации, не в полной мере учитывается комплексное воздействие на окружающую среду, не учитывается специфика производства, отсутствие утвержденных нормативов для всех источников загрязнения ОС, несовершенный механизм прогнозирования изменения состояния ОС в среднесрочной и дальнесрочной перспективе.
Критерии "экологического риска".
К преимуществам можно отнести: надежность, простота анализа, обеспечивает наглядность и психологическую приемлемость, 4. Приемлемая достоверность. К недостаткам относится: существует потенциальная возможность упустить из вида какие-либо редко реализующиеся, но важные цепочки событий при развитии аварии, требует большого числа исходных данных, недостаточность сведений по функциям распределения параметров, недостаточная статистика по отказам оборудования, часто приходится полагаться на мнение экспертов, что может повлиять на достоверность полученных оценок.
Дополнительные критерии авторы предлагают разделить на 2 группы по основным преимуществам и недостаткам
Дополнительные критерии. Группа 1.
(Показатель качества экологического управления, экологическая образованность персонала, критерии основанные на специфике производства, уровень здоровья населения в регионе/стране).
Преимущества:
Увеличивают эффективность оценки экологической безопасности. Простота поиска исходной информации. Недостатки:
официально не утверждены, по ряду показателей есть вероятность появления необходимости использования метод экспертной оценки, что несколько понизит точность.
Дополнительные критерии. Группа 2.
(Состояние фауны и изменения генофонда животных).
Преимущества:
Возможность более точно определить влияние на животный мир и спрогнозировать различные биологические процессы. Возможность косвенно определить воздействие на человека. Недостатки:
Высока вероятность ошибки, т.к. численность многих живых организмов подвержена циклическим изменениям; cложность учета, т.к. виды-индикаторы могут по-разному влиять на загрязнение.
Авторами разработан и предлагается для использования метод интегрального показателя экологической опасности (под руководством профессора Хохрякова А.В.) позволяет при необходимости учесть любой из этих критериев. Авторы статьи считают, что кроме критериев нормирования, при оценке негативного воздействия любого объекта очень важно учитывать критерии "экологического риска" и часть "дополнительных критериев", в частности специфику производства и уровень здоровья населения.
Библиографический список
Экологические требования к разработке нормативов
Лекция 3
Тема: Методологические основы экологического нормирования
Нормативно-правовые документы, устанавливающие правила природопользования, должны определять взаимоотношения органов власти и субъектов Федерации, а также права и обязанности граждан, организаций и учреждений, занимающихся природоохранной деятельностью, и содержать общие экологические требования к ведению хоз. и иной деятельности, основные положения по регламентации природопользования. В них определяются:
Принципы природопользования и природоохранной деятельности;
Меры, обеспечивающие природоохранную деятельность;
Ответственность за правонарушения в области ППз и охраны ОС.
Природоохранные нормативные документы, регламентирующие состояние природной среды , должны иметь параметры качества компонентов ОС, определяемые природно-климатическими особенностями территории.
Природоохранные нормативные документы, определяющие воздействия на ОС объектов хоз. и иной деятельности, должны устанавливать масштаб и степень воздействия при строительстве и эксплуатации объекта, а также ПДУ влияния на ОС и её компоненты, исходя их экологического потенциала территории и её ценности.
Нормативы уровней радиации, шума, вибрации и иных физических воздействий должны обеспечивать сохранение здоровья населения, его генофонда. Для особо ценных территорий предельно допустимые показатели воздействия должны обеспечивать отсутствие каких-либо негативных изменений в экосистемах на этих территориях. Для зон ЧЭС и ЭБ нормативы воздействия должны быть направлены на обеспечение улучшения экологического состояния указанных территорий.
Природоохранные нормативные документы, содержащие отраслевые нормативы (т.е. нормативы воздействия объектов конкретной отрасли) на ОС должны регламентировать:
Состав и количество используемых ПР на единицу продукции (удельная ресурсоемкость);
Состав и количество ЗВ, вносимых в ОС, включая отходы(отходность);
Физические воздействия (шумовое, радиоактивное, тепловое, ионизирующее и др.).
При этом должно соблюдаться единство метрологического подхода в определении ЗВ и других видов воздействий.
Экологические критерии – признаки, на основании которых производится оценка, определение или классификация экологических систем, процессов и явлений. Выделяют следующие критерии:
Природозащитные (условие – сохранение целостности э/с, вида);
Антропоэкологические (воздействие на человека);
Эколого-ресурсные (воздействие на ресурсы);
Эколого-социальные (воздействие на социум0;
Эколого-хозяйственные (воздействие на системы природа-население-хозяйство);
Качества ОС – признаки, по которым производится оценка качества природной среды,её компонентов и элементов ландшафта.
При ЭН используют различные критерии. Результатом является установление идеальных и временных норм а/г воздействия на ландшафты и их компоненты. Условие – установление таких нормативов, при которых не происходит структурно-функциональных изменений ландшафтов и э/с.
Экологический стандарт – количественный и качественный показатель состояния природных объектов или процессов. Входит в систему правовых актов, устанавливающих режим использования ПР.
Стандарты качества ОС являются научно обоснованными предельно допустимыми нормативами состояния компонентов природы, превышение которых создает угрозу для человека, биоты и ландшафта в целом.
В РФ существует программа постоянно обновляющихся стандартов: Ландшафты, Недра, Почвы, Земли, Гидросфера, Атмосфера, Биологические ресурсы, Флора, Фауна. Также гостируются радиоактивность и р/акт. загрязнение, шум, вибрация, э/м волны, воздействие транспорта, пром. и бытовые отходы, сточные воды и их осадки, мин. удобрения, безопасность в ЧС, мониторинг, рекультивация и пищевые продукты.
В систему экологических нормативов и стандартов входят:
Нормативы качества ОС;
Нормативы использования ПР;
Нормативы ПДВ на ОС;
Экологические стандарты;
Нормативы санитарных и защитных зон.
