Модели и методы оценки и управления техногенными рисками тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Модели и методы оценки и управления техногенными рисками"

На правах рукописи

Лыкова Юлия Артуровна

Модели и методы оценки и управления техногенными рисками (на примере утилизации боеприпасов с ипритно-люизитными смесями)

Специальность 08 00 13 - математические и инструментальные методы

экономики

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

□03070875

Москва - 2007

003070875

Работа выполнена в Российской экономической академии им Г В Плеханова

Защита состоится 31 мая 2007 года в 13 30 на заседании Диссертационного совета Д 212 196 10 по присуждению ученой степени доктора экономических наук в Российской экономической академии им Г В Плеханова по адресу 115998, г Москва, Стремянный пер , 36, к 3, ауд 353

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российской экономической академии им Г В Плеханова Автореферат разослан «¿6 » апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного

Научный руководитель - доктор экономических наук, профессор

Тихомиров Н П

Официальные оппоненты - доктор экономических наук, профессор

Чепурных Н В

Ведущая организация

- кандидат экономических наук Ионкин А А

- Институт проблем рынка РАН

совета, кандидат экономических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования

Ускорение темпов и расширение масштабов производственной деятельности часто связано со все более возрастающим испочьзованием энергонасыщенных технологий и опасных веществ, увеличивающих риски потерь здоровья и жизни людей, ухудшения качества окружающей природной среды, материальных потерь общества Особо значимы эти риски при проведении широкомасштабных работ по утилизации отходов промышленных производств и уничтожении запасов химического оружия, в том числе снарядов, начиненных ипритом и люизитом, веществами чрезвычайно агрессивными, способными легко проникать практически через любые защитные ткани средств индивидуальной защиты и вызывать необратимые последствия для здоровья человека даже при малых дозах воздействия

В результате утечки ипритно-люизитныч смесей при проведении технологического процесса утилизации боеприпасов возможно увеличение частоты нежелательных для здоровья отрицательных эффектов у персонала предпоиятия Кроме того, существенные по масштабу последствия могут возникнуть в результате аварии, связанной с выбросом значительной массы ипритно-люизитных смесей в атмосферу и дальнейшим их распространением в окружающей среде

В этой связи актуальными являются исследования в области оценки и управления индивидуальным и социальным рисками утилизации таких боеприпасов Их проведение базируется на использовании адекватных возможным рисковым ситуациям моделей и методов, разработке и использованию которых и посвящено данное исследование

Степень научной разработанности проблемы

В научной литературе можно встретить достаточно большое количество публикаций (как зарубежных, так и российских авторов), в которых

рассматриваются различные аспекты вопросов оценки и управления техногенными рисками Внимание общественности к проблеме, связанной с возникновением необратимых губительных для окружающей природной среды изменений, вызванных антропогенным воздействием, пытались привлечь еще в начале прошлого столетия такие ученые, как В И Вернадский, А Л Чижевский, П Тейяр де Шарден и другие Их исследования были продолжены в работах многих отечественных и зарубежных ученых и специалистов-практиков Отметим среди них В А Акимова, В Т Алымова, О Ф Балацкого, В Н Буркого, А А Быкова, В И Вигдоровича, Н В Габелко, Е В Грацианского, В И Данилова-Данильяна, С И Дзюбко, А В Измалкова, В И Измалкова, А А Касьяненко, Е Е Ковалева, А М Козлитина, X Кумамото, С П Левашова, В Маршалла, И В Переездчикова, А И Попова, А Л Рагозина, Г П Серова, Э Дж Хенли, М А Шахрачаньчна, А В Щепкина и ряда других

Значительная часть этих работ была посвящена разработке общих методологических вопросов риск-анализа, рассмотрению отдельных аспектов проблемы оценки и управления рисками, связанных, например, с оценкой рисков деятельности и проживания человека в условиях неблагоприятной окружающей среды, моделированием зависимости состояния здоровья населения от уровня загрязненности атмосферы, оценкой вероятностей техногенных аварий на отдельных производствах

В то же время вопросы научного обоснования методов обеспечения техногеннгй и экологической безопасности реальных работ по разоружению, уничтожению химического оружия, в том числе, снарядов с отравляющими веществами, характеризующихся специфическими рисками для персонала, близко живущего насе тения и окружающей среды еще не получили должного освещения

Нерешенность пробтем разработки подходов и методов оценки и управления рисками процесса уничтожения снарядов с отравляющими веществами и предопределила цель и задачи данного исследования

Цель диссертационного исследования состоит в разработке и совершенствовании подходов и методов оценки индивидуального и социального рисков утилизации авиационных боеприпасов с отравтяющими веществами на реальных производствах и выработке управляющих решений по их снижению

В соответствии с этой целью в работе поставлены и решены следующие задачи

классифицировать факторы риска, обусловленного воздействием ипритно-люизитных смесей на четовека и окружающую среду,

разработать модель оценки рисков утилизации снарядов для персонала предприятия, обусловленных утечкой малых объемов ипритно-люизитных смесей,

разработать подходы к оценке закономерностей распространения газообразных компонентов и паров ипритно-люизитной смеси в атмосфере при аварии на опытной установке,

разработать методы оценки интегрированного риска для здоровья и жизни населения и персонала предприятия в случае аварии, сопровождающейся выбросом значительного объема ипритно-люизитных смесей,

обосновать состав возможных мер по снижению риска утилизации авиационных боеприпасов с ипритно-люизитными смесями и оценить их экономическую эффективность

Объект н предмет исследования

В качестве объекта исследования рассматривается технология уничтожения боеприпасов с ипритно-люизитными смесями и характеристики их антропогенного воздействия на окружающую природную среду

Предметом исследования явчяются модели и методы оценки и управления рисками здоровью и жизни работников предприятия и населения, проживающего на прилегающей к предприятию территории

Теоретической и методологической основой исследования являются работы российских и зарубежных специалистов по проблемам разоружения, вопросам устойчивого развития, оценки воздействия ипритно-люизитных смесей на окружающую среду и отдельные группы реципиентов и связанных с этим воздействием экономических издержек, материалы Конвенции о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и о его уничтожении (1993г), материалы конференции ООН 1992 года по охране окружающей среды и развитию, материалы Всемирного саммита ООП по устойчивому развитию «Рио+10» (Йоханнесбург, 2002г), Федеральный закон РФ «Об охране окружающей среды» (2002г), Экочогическая доктрина Российской Федерации (2002г) и другие нормативные акты, постановления Правительства РФ по вопросам разоружения, охраны окружающей среды и обеспечения устойчивого развития экономики и общества в цетом

В процессе исследования использовались методические и нормативные материалы Министерства природных ресурсов РФ, Министерства обороны РФ, Российского агентства по боеприпасам, Госкомстата России, других министерств и ведомств, отечественных и зарубежных организаций по проблеме уничтожения химического оружия, вопросам экономики природопользования и охраны окружающей среды

Информационную основу исследования составили справочные и статистические материалы, отражающие основные тенденции в области промышленной безопасности, размеры антропогенного воздействия на окружающую природную среду и ее объекты, федеральные законы и нормативные акты, регулирующие выполнение программы уничтожения химического оружия

В ходе выполнения исследования использовались методы системного анализа, сопоставительного экономического анализа, типа «затраты-выгоды», «затраты-риски», методы оценки динамики распределения концентраций отравляющих веществ в трехмерном пространстве, методы

теории вероятностей и математической статистики, методы сбора и обработки экспертной информации

Научная новизна

Научная новизна диссертационной работы заключается в разработке подходов, моделей и методов оценки рисков здоровью и жизни людей при уничтожении боеприпасов с отравляющими веществами, обусловленных их утечкой в производственном помещении и распространением в окружающей природной среде в результате производственной аварии, и обосновании мер по снижению рисков, базирующихся на минимизации объемов утечки, вероятности аварии и повышении защищенности персонала и населения

Наиболее существенные результаты исследования, полученные лично автором и выдвигаемые на защиту, состоят в следующем

- Определены основные пути попадания отравляющих веществ в окружающее пространство при осуществлении процесса утилизации, обусловленные технологическими особенностями установки по уничтожению снарядов и аварий на предприятии, выявлены особенности воздействия ипритно-люизитных смесей на организм человека

- Разработана модель и произведены расчеты рисков смерти, болезни и инвалидности персонала, возникающих в результате утечки ипритно-люизитных смесей на предприятии с учетом конструктивных особенностей установки по уничтожению боеприпасов, базирующиеся на закономерностях «доза-эффект» в об частях малых доз воздействия

Построены пространственные и пространственно-временные распределения концентраций ипритно-люизитных смесей в атмосфере с ипользованием системы нестационарных уравнений Навье - Стокса распределения газа в поле силы тяжести и характера аварийного опорожнения технологического оборудования промышленных установок Сформирована матрица интегрального поля потенциального риска для прилегающей к предприятию территории

Разработан методологический подход к получению оценок

интегрированного риска для здоровья и жизни населения и персонала предприятия в случае аварии на опытной установке, базирующийся на количественных данных распределения концентрации ипритно-люизитных смесей в атмосфере и моделях типа «доза-эффект»

Получены оценки физического и экономического ущербов работникам предприятия по уничтожению боеприпасов и населению, проживающему на прилегающей к предприятию территории, с использованием разработанных модификаций методов оценки экономического ущерба здоровью и жизни персонала и населения, учитывающих информацию о продолжительности заболевания, тяжести и стоимости болезни, стоимости человеческой жизни

- Предложены мероприятия по снижению риска утилизации авиационных боеприпасов с ипритно-люизитными смесями, предполагающие снижение вероятности аварии, уменьшение объемов выделения отравляющих веществ, повышение уровня защищенности персонала и населения и тп и произведена оценка их эффективности с учетом затоат на их проведение и стоимости сохраненного здоровья и жизни персонала и населения

Теоретическая значимость исследования заключается в развитии теории и методологии оценки и управления индивидуальным и социальным рисками производственных процессов с использованием отравляющих веществ, включая риски производства к производственных аварий

Практическая значимость исследования заключается в возможности использования результатов работы в качестве методической основы при оценках риска, обусловленного технологическими процессами уничтожения вооружений с химически активными и отравляющими веществами и обосновании мероприятий по снижению антропогенной нагрузки на окружающ) ю среду

Апробация результатов работы. Основные научные положения и результаты исследования докладывались в 2006 I и получили одобрение на

международной конференции XIX Международные Плехановские чтения (г Москва)

Результаты диссертации были использованы в ОКР по теме «Технико-экономическое обоснование изготовления опытной установки уничтожения авиационных боеприпасов в снаряжении ипритно - люизитными смесями» (Шифр ОКР «Дробилка-СМ»)

Основные результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе в РЭА им Г В Плеханова при чтении лекций и проведении практических занятий по дисциплине теория риска

Публикации По теме диссертационной работы опубликовано 4 печатных работы, в общем объеме которых личный вклад автора составил 2,1 п л , из них 2 работы опубликованы в журналах, входящих в список ВАК

Структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, включающих Й

рисунков, •и таблиц, заключения и списка литературы, содержащего наименований

Введение

Глава I Теоретико-мегодологические пробтемы риск-анализа

1 1 Ге* ногенные риски и глобальные пробтемы экологии на современном этапе 1 2 Техногенные риски как объект экономическою исс!едования и моделирования Основные подходы к оценке рисков

1 3 Методы оценки рисков техногенных объектов

Гтава II Модели оценки техногенного риска утилизации авиационных боеприпасов в снаряжении ипритно-тюизитными смесями

2 I Риск, обусювленный воздействием ипритпо-лгоизигных смесей на человека и окружающую сред) Характеристики ипритно-чкшзнтных смесей

2 2 Характеристика опытной установки и технотогии уничтожения авиационных боеприпасов в снаряжении ипритно-лгоизитными смесями

2 3 Модель оценки техно! енных рисков, обустовленных утечками ипритно-чюизитных смесей внутри рабочей зоны опытной установки

2 4 Моделирование распространения газообразных компонентоо и паров ипритно-люизитных смесей в атмосфере

2 5 Расчет интегрированного риска для здоровья и жизни населения и персонала предприятия при аварии на опытной установке

2 6 Месодологиеские подходы к экономической оценке потерь здоровья и жизни насетения

Содержание

Глава III Управление техногенными риска ми утичизации авиационных боеприпасов в снаряжении ипритно-тюизитными смесями

3 1 Осооенности управления техногенными рисками в современных устовиях 3 2 Общие принципы оценки экономического эффекта от внедряемых мероприятий по управлению рисками

3 3 Оценка эффективности и выбор мероприятий по снижению риска утилизации

авиационных боеприпасов с ипритно-тюизитными смесями

Заключение

Ли»ераг/ра

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В ходе диссертационного исследования были получены следующие основные результаты

1 Охарактеризованы современные тенденции в области промышленной безопасности Отмечено, что с конца 80-х - начала 90-х годов в РФ наметился устойчивый рост числа заболеваний из-за увеличивающегося количества происшествий в техногенной сфере и нарушений производственных технологий В частности, в 2006г возросло количество несчастных случаев и профессион&чьных забочеваний в промышленном, оборонно-промышленном и топливно-энергетическом комплексах С начала 2006 года на предприятиях страны произошло 210 аварий, зарегистрирован 541 несчастный случай со смертельным исходом Только в обрабатывающих производствах погибло 18 человек, что больше уровня 2005 года в 2,6 раза, 44 человека получили тяжелые травмы Количество происшествий увеличилось также на гражданских воздушных судах РФ, на море и внутренних водных путях, на магистральных трубопроводах и внутрипромысловых нефтепроводах и других производствах

Анализ современного состояния производственного сектора РФ позволил сделать вывод о том, что причиной отмеченных кризисных явлений стали такие неблагоприятные тенденции, как ухудшение условий производства, падение производственной и технологической дисциплины, физическое и моральное устаревание производственного оборудования В

частности, степень износа основных фондов на предприятиях машиностроения в 2006 году составила 51,2%

Особую опасность представ тяют производства с возможным высвобождением энергии и поступлением в окружающую среду химически и биологически опасных веществ, в связи с их способностью к мгновенному распространению в окружающем пространстве и токсичностью для организма человека К их числу и относятся предприятия по уничтожению химического оружия, в частности - снарядов с отравляющими веществами Масштабы их деятельности в России определены Конвенцией о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и о его уничтожении (1993г) Причем оружие с кожно-нарывными отравляющими веществами, такими как иприт, люизит и их смеси, согласно Конвенции, должно быть уничтожено в первую очередь

В этой связи возрастает необходимость обеспечения безопасности населения и природной среды на этих производствах Такое обеспечение, на наш взгляд, должно базироваться на концепции риск-анализа, предполагающей оценку уровней рисков и обоснование рациональных мер по их снижению на основе сопоставления их уровней с рискоснижающими затратами

2 Проанализированы существующие определения понятия риска и систематизированы различные подходы к оценке его уровня с учетом различий в степени неопределенности исходной информации, приведены различные варианты классификации рисков

В работе отмечена существующая неоднозначность, множественность в определениях понятия «риск» Риск представляется и как мера опасности, и как вероятность неблагоприятного события, и как деятельность в условиях неопределенности Для целей управления величину риска целесообразно определить уровнем возможного ущерба даже в тех случаях, когда на это нет прямых указаний Такой подход позволяет обосновать эффективность мер по

управлению риском на основе сопоставления стоимости этих мер и стоимостных оценок возможных остаточных потерь (материальных, людских, информационных и т п ) после их внедрения

В качестве количественной меры риска можно использовать показатель среднего риска или квантили его распределения, одновременно учитывающие вероятность наступления неблагоприятного события и величину причиняемого им ущерба

Для техногенных рисков с учетом множества рассматриваемых объектов выражение, оценивающее величину среднего риска, можно представить в следующем виде

R = IIX z^&SJX, (1)

» > /

где Ph¡(i zkl,&Sj)— условная вероятность к-то объекта получить ущерб Хг выраженный в стоимостной форме, в резучьтате отклонения состояния окружающей среды от нормативного состояния на величину AS, вследствие антропогенного воздействия и проведения защитных мероприятий от этого воздействия объемом z^

j — индекс, определяющий характер нарушения состояния окружающей среды,

Р (AS,) — вероятность нарушения окружающей среды объемом AS,

Такое представление техногенного риска позволяет подойти к оценке и управлению уровнями рисков на основе принципа ALARA, т е исходя из экономической целесообразности Реализация этого принципа на практике базируется на минимизации издержек управления рисками, определяемыми как сумма затрат на снижение рисков и риска, оставшегося после их осуществления (см рис 1)

Уровень риска издержки V прав пси ия риском

А

зона менее осторожных затрат

стратегий

Рис 1 Взаимосвязи между риском, затратами на его снижение и издержками управления

Особое внимание в диссертационном исследовании уделено классификациям техногенных рисков С учетом критериев, положенных в основу определения техногенного риска, предложена классификация техногенного риска, учитывающая характер риска, масштаб воздействия риска и реципиентов воздействия (см рис 2)

Рис 2 Классификация техногенного риска

3 В работе выделены основные рисковые события при утилизации боеприпасов с ипритно-люизитными смесями утечка ипритно-люизитных смесей (в данном случае существует риск для здоровья персонала) и авария в ходе технологического процесса, сопровождающаяся значительным выбросом ипритно-люизитных смесей в окружающую среду (риск для персонала и населения, проживающего поблизости от места аварии) Риск для здоровья и жизни персонала и населения, связанный с отмеченными событиями, обусловливается исключительным поражающим воздействием ипритно-люизитных смесей Проведенный анализ поражающих свойств и механизмов токсического действия ипритно-люизитных смесей позвочяет

заключить, что в случае утечки данных отравляющих веществ или аварии, связанной с их выбросом в атмосферу, значительный ущерб может быть нанесен

- окружающей природной среде ипритно-люизитные смеси токсичны для растений и почвы, оказывают влияние на протекание химических процессов в атмосфере, изменяют естественный материальный баланс водной среды,

работникам предприятия и населению, проживающему на прилегающей к предприятию территории ипритно-люизитные смеси являются универсальным клеточным ядом, поражающим при отравлении все ткани, органы и системы организма, последствиями чего являются потери здоровья и гибель людей,

- материально-технической базе производства в случае взрыва химического реактора, что приведет к повреждению или утрате основных фондов предприятия

Основное внимание в работе уделено риску для здоровья и жизни персонала и населения с учетом того, что ипритно-люизитные смеси характеризуются высокой летучестью и не представляют серьезной опасности для окружающей среды производственной зоны, а вероятность взрыва реактора чрезвычайно мала

4 С целью установления источников и объемов утечки отравляющих веществ проведен детальный анализ конструкции опытной установки и технологического процесса утилизации авиационных боеприпасов с ипритно-люизитными смесями Описаны основные технические характеристики и приведена блок-схема опытной установки по уничтожению боеприпасов (рис 3) Установлены потенциальные места утечки ити выброса взрывоопасных и токсичных компонентов в химическом реакторе, трубопроводах и агрегате расснаряжения сильфонные и мембранные узлы герметизации, эластомерные прокладки, уплотнения фланцевых соединений в трубоповодах, соединяющих химический реактор с агрегатом

расснаряжения, хранилищем дчя приема продуктов детоксикации и системой газоочистки

<в. Л^

Г /

[оТс» с? ~

/,__/

Рис 3 Блок-схема опытной установки

В состав установки для детоксикации двойной смеси входят

1 - система хранения и подачи к потребителям инертного газа, азота,

2-расходные емкости для хранения и подачи к потребителям нейтрализующего раствора, дополнительного растворителя N -метилпирроллидона и водного раствора едкого натра,

3- тельфера для перемещения боеприпаса,

4- рольгаш для перемещения боеприпаса в агрегат расснаряжения

5- агрегат расснаряжения,

6- обогреваемый химический реактор, оснащенный лопастной мешалкой и вакуумным насосом, для приема ипритно-люизитной смеси и проведения реакций химической детоксикации двойной смеси,

7-ванна (камера) для промывки водным раствором едкого натра внутреннего объема боеприпаса,

8-печь для термообработки корпуса боеприпаса (входит в оснащение объекта по уничтожению химического оружия),

9,10 - система газоочистки,

11- емкости для приема и временного хранения продуктов детоксикации и отработанных растворов,

12- система электроснабжения,

13-система дистанционного управления и регистрации сигналов от датчиков физических величин и камер визуального наблюдения за работой исполнительных агрегатов, использованных в технологическом процессе,

14-имеющийся на объекте участок разделки корпусов боеприпасов Объемы утечки ипритно-люизитных смесей оценены с использованием

среднестатистических норм удельной утечки, характеризующих объем поступления отравляющих веществ через единицу периметра, либо через единицу площади за единицу времени

Расчеты, основанные на данных об удельной утечке, позволили установить суммарный объем утечек ипритно-люизитных смесей в химическом реакторе, агрегате расснаряжения, и трубопроводах подачи и вывода отравляющих веществ Он находится в следующих пределах 131,94768 10"3 мм3/с <С>< 691,9734 10"3 мм3/с

С учетом того, что плотность ипритно-люизитных смесей равна р =1,6

л

мг/м-5, интенсивность массы утечки стравляющих веществ находится в пределах

211,116288 10"3 мг/с < 0т< 1107,15744 10'3 мг/с Полученные данные об объемах утечки ипритно-люизитных смесей позволили рассчитать концентрацию ипритно-люизитных смесей в производственном помещении

5 Разработана модель оценки риска при малых дозах воздействия отравлгющих веществ с учетом возможного спектра нежелатечьных для здоровья эффектов В их числе выделены

- увеличение частоты заболеваний органов дыхания, сердечнососудистой, периферической и центральной нервной систем, желудочно-кишечного тракта,

- увеличение частоты случаев инвалидности по заболеваниям дыхательной и сердечно-сосудистой систем

- увеличение частоты смертельных случаев

С учетом того, что отмеченные эффекты носят стохастический (вероятностный) характер, в диссертации предложено использовать для оценки вероятностей эффектов малых доз аппроксимацию зависимости эффект-доза из области больших доз с учетом возможного вида этой зависимости

Например, для зависимости, характеризующей связь 1(Ц) -дополнительной частоты возникновения негативных эффектов для здоровья человека и дозой £>, имеющей вид

1(й) = (а„ + 0|£> + а:£>2 )ехр(- - Л2£>2), (2)

где а0, а,, , А,, А, - параметры, для аппроксимации в области малых доз может быть использовано следующее уравнение

/(О) = а0+а,О, (3)

или уравнение вида

/(£>) = а0 + а,О + о. О3 (4)

С учетом этих зависимостей в диссертации разработана модель оценки вероятностей рассматриваемых эффектов при малых дозах воздействия отравляющих веществ, имеющая следующий вид

Р, = (рх (£>) = а0 +а1Б + а2П2, Р2 = г/>2ф) = 60+ Я2,

Р3=<р3(О) = с0+с,В + с2О2, (5)

Д =^(£» = 1 -Р,-Р2-Р3

где £70, а,, а,, Ъа, 6,, Ь2, с0, с,, с, - параметры, О - полученная работником доза отравляющих веществ, Р1 - вероятность смерти от воздействия поглощенной дозы Д Р2 - вероятность выхода работника на инвалидность, РЗ - вероятность возникновения у работника какого-либо из вышепсречисченных заболеваний,

Р4 - вероятность благополучного исхода (работник, получивший дозу отравляющих веществ Д не пострадает)

В работе отмечено, что параметры модели (5) должны определяться совмесшо с использованием статистических данных о дозах и их последствиях для человека Поскольку в области малых и средних доз имеющаяся статистика недостаточна для оценки коэффициентов модели, в диссертации для оценки вероятностей Р¡, 1=1,2, ,п использованы экспертные методы в сочетании с методами теории риска

Значения этих вероятностей приведены в таблице 1

Таблица 1

Вероятности возникновения эффектов для организма человека, вызванных

воздействием ипритно-люизитных смесей

вероятность смерти работника (Р1) вероятность выхода работника на инвалидность (Р2) вероятность болезни работника (Рз) вероягность благополучного исхода (Р4)

0,005 0,02 0,24 0,735

6 С целью получения оценок рисков здоровью и жизни населения при аварии на опытной установке проведено моделирование распространения высвобождающихся в результате аварии газообразных компонентов и паров ипритно-люизитных смесей в атмосферу Для оценки распределения концентрации ипритно-люизитных смесей в произвольной точке окружающей среды во времени использовалась модель сложного турбулентного течения

неизотермического тяжелого газа Такая модель состоит из двух блоков Первый из них описывает динамику концентрации загрязнителя согласно законам распределения облака в атмосфере под действием силы и массы выброса с учетом параметров атмосферы, скорости ветра, рельефа местности, характера теплообмена и ряда других факторов

В общем случае этот блок модели представляет собой полную систему нестационарных уравнений Навье - Стокса распределения газа в поле силы тяжести, которые отражают закон сохранения массы, импульса и энергии Модель включает следующие уравнения уравнения закона сохранения массы

& + СЬУ(тш) = О й

+ сйу(тшр) = сЬу(7гк§га<1р)

а

уравнения закона сохранения импульса

£з±их ¿^(яих) = сЬу(л:к^гас1их) - , Й сх

£2ШХ + сЬу(7гиу) = с11У(л1^гас1иу) - Ё£ , (6)

а оу

съмг + ску^иг) = (Иу^кцгаёиг) -

а с?

уравнения закона сохранения энергии ¿^Н + СПУ(ТГН) = с^у(^гас1Н) -

51 а

Для данных уравнений р = р (х, у, г, Ц - концентрация загрязните тя в момент I после выброса в точке пространства с координатами х, у, г

20

относительно источника выброса

Все остальные параметры уравнения также представляют собой функции этих четырех параметров,

л — плотность газовоздушной смеси, и - скорость выброса и и„ ич, и2 — ее проекция по осям х, у, г соответственно, Р — давление, к — турбулентная вязкость, II — энтальпия, g - ускорение свободною падения, сЬу -дивергенция, grad - градиент

Распределение концентрации загрязнителя вне зоны действия сил выброса подчиняется закону Гаусса, описываемому уравнением, представляющим собой второй блок модели

-Ш-1

2та ах (х)сг_ (х)

ç 2tr(v+x ) 2<Г(Т+Х )

, (7)

где х - расстояние от рассматриваемой точки пространства до источника выброса,

tj их., — величины продольного и поперечного смещения виртуального источника выброса, соотнесенного к определенной точке на границе обтака в вертикальной плоскости, относительно реального источника,

а2у и а: — продольные и поперечные дисперсии распределения загрязнителя в соответству ющих точках пространства,

h0— высота расположения виртуального источника (она равна высоте выброса),

г/о— скорость ветра на высоте z,

M(t) -масса загрязнителя, соотнесенная к виртуальному источнику в момент времени t

Величина массы загрязнителя в момент времени t, M(t), оценивается с учетом величины массового расхода ипритно-люизитных смесей через

сечение разрыва g(t,D), определяемого на основе системы уравнений

где g(tD) - массовый расход двухфазной жидкости, р5- плотность жидкости, D - диаметр аварийного отверстия, Р0 и Р — соответственно атмосферное давление и давление насыщенного пара в трубопроводе или абсотютное давление в емкости, г],у - эмпирические коэффициенты, определяющие условия разгерметизации оборудования, S,D0 - длина и диаметр участка разрушенного трубопровода, t0- время отсечения аварийного участка запорной арматурой, Q„ - масса ипритно-люизитных смесей в отсеченном запорными задвижками аппарате в момент времени tc, A(D) — начальная интенсивность истечения ипритно-люизитных смесей в момент отсечения

С учетом значения g(t) рассчитывается испаряющаяся в атмосферу масса загрязнителя M(t) в каждый данный момент времени M(t)=g(t) t, что, в свою очередь, ка основе выражений (6) и (7), позволяет построить пространственное и пространственно-временное распределение концентрации отравляющих веществ р(х,у) в результате поступления ипритно-люизитных смесей в атмосферу после взрыва, на основе которого могут быть определены уровни социального и индивидуального рисков для персонала и населения

7 Разработан подход к оценке риска для здоровья и жизни персонала предприятия и населения, проживающего на прилегающей к предприятию территории в случае аварии на предприятии, связанной с выбросом значительной массы отравляющих веществ

С учетом полученного распределения концентрации ипригно-

,{npu!<ta)

люизитных смесей в окружающей среде с использованием предпосылок Агентства по окружающей среде (ЕРА) США определены характеристики социального и индивидуального риска Эффект (вероятность смерти индивидуума, находящегося в зоне поражения отравляющими веществами) рассчитан с использованием slope factor - SF - коэффициента пропорциональности между полученной дозой и реакцией человека (усредненной по множеству людей, ее получивших) При этом доза определяется как усредненное количество вещества, попадающего в организм человека (в мг на 1 кг веса в среднем за день) По результатам расчетов был построен график изменения вероятности летальных исходов для индивидуума по мере удаления от источника выброса отравляющих веществ (см рис 4)

О 02

с 01*;

РС-О о oi

о 005

о- о

О ЮОО 2GOO ЗООО 4000

О it 400С1

Рис 4 График изменения вероятности летальных исходов для индивидуума по мере удаления от источника выброса отравляющих веществ Расчеты проведены с учетом того, что степень токсического поражения человека помимо расстояния до места утечки ОВ зависит от целого ряда случайных факторов, определяющими среди которых являются стратификация атмосферы, направление и скорость ветра С учетом этих факторов сформировано интегральное поле потенциального риска для прилегающей к химически опасному объекту территории и оценен уровень социального риска для персонала предприятия и населения, проживающего в зоне возможного воздействия ОВ (табл 2)

Габчица 2

Значения суммарного социального риска, вызванного воздействием ипритно-люизитных смесей, для персонала предприятия и ггаселения, поживающего на прилегающей к предприятию территории

Число летальных исходов за год Число случаев инвалидности за год Число заболеваний за год

8 28 312

8 Произведена оценка экономического ущерба потерь здоровья и жизни населения в результате аварии при выполнении работ но утилизации отравляющих веществ При этом стоимостные оценки потерь в результате заболеваемости и преждевременной смертности населения определялись с использованием двух подходов на основе прямых оценок стоимости дня болезни и на основе оценок стоимости года жизни человека

Экономическая оценка ущерба от увеличения случаев инвалидности и заболеваний с учетом стоимостных оценок дня ботезни, определена на основе следующего выражения

г=Е2>А (9)

' ]

где Гц - показатель ущерба здоровью вследствие 1-й болезни в расчете на одного человека_/-й категории в день (руб /чел -день)

АУч - показатель прироста числа пропущенных по причине г-й болезни дней (для населенияу-й категории)

С учетом оценок величины стоимости года жизни человека в РФ (примерно 5-6 тыс $США), прирост ущерба от смертности населения и персонала предприятия, вызванный ухудшением качества окружающей природной среды из-за утечки ипритно-люизитных смесей и аварии, связанной с выбросом ипритно-люизитных смесей в атмосферу, составил

приблизительно 1 млн долларов США В расчетах предполагалось, что средний возраст человека равен 40 годам и потери его жизни, соответственно, составтяют примерно 25 лет С учетом этих предпосылок, суммарный социальный ущерб от увеличения случаев инвалидности, заболеваний и летальных исходов в результате аварии и утечки ипритно-люизитных смесей на предприятии составил примерно 4,5 млн долларов США Ущерб от инвалидности оценивается величиной примерно в 3,4 млн долларов США, а от заболеваний - в 140 тыс долларов США

9 Разработаны меры по управлению риском утилизации боеприпасов с отравтяющими веществами и произведена оценка эффективности этих мер

Управление риском в работе связывалось с реализацией мероприятий, обеспечивающих выполнение одного или нескольких следствий снижение вероятности проявления, силы события, повышение уровня защищенности объекта, устранение последствий проявления события и т п

В состав этих мер вошли замена и модернизация оборудования опытной установки, замена системы вентиляции, оснащение предприятия современными устройствами противоаварийной автоматики и средствами сигнатазации, повышение квалификации персонала, медицинский контроль персонала обеспечение защиты населения от воздействия аварийных выбросов отрав пяющих веществ, перенос предприятия в незаселенный район

Оценка эффективности рассматриваемых направлений по снижению риска была произведена на основе сопоставления затрат и выгод Данный метод предполагает сравнение сопоставление результатов достишутых при помощи рассматриваемого набора мер, с затратами на них (2) и применяется в тех случаях, когда результаты и затраты могут быть выражены в стоимостной форме В основу экономического обоснования рискоснижающих стратегий был положеи критерий максимизации эффекта от внедряемых мероприятий по снижению риска, определяемого в случае чистых рисков, как разность среднего уровня ущерба до внедрения рискоснижающих мероприятий и

суммарной величины издержек управления риском при их внедрении Величина эффекта от внедрения рискоснижающих мероприятий быта определена согласно следующей формуле

где Х„ - средний уровень ущерба, имевшего место в период до внедрения рискоснижающих мероприятий,

Х„(2) - средний уровень ущерба, определенный (оцениваемый) после их внедрения,

- затраты по у-му направлению рассматриваемых мероприятий в

период /

По результатам произведенных расчетов наиболее эффективной оказалась стратегия, предполагающая частичную замену и модернизацию оборудования опытной установки Стоимость подобных мероприятий оценивается величиной в 50-60 тыс рублей, что увеличивает затраты на создание установки на 0,64 -1,28% В то же время эти проектные изменения позволяют уменьшить социальный риск, создаваемый опытной установкой до величины в 2,5 млн долларов США, т е почти в 2 раза по сравнению с исходным вариантом

Таким образом, результаты проведенных исследований позволили существенно снизить риски утилизации боеприпасов с ипритно-люизитными смесями для персонала предприятия, занятого в процессе утилизации, и проживающего вблизи предприятия населения Разработанные в диссертации подходы, модели и методы оценки и управления рисками могут быть использованы при уничтожении снарядов с отравляющими веществами, что позволит оценить экономическую целесообразность проводимых работ, обосновать рациональные меры по управлению рисками в случае превышения ими допустимых уровней, определяемых нормативами гигиенического состояния окружающей среды, и, в конечном итоге, обеспечить техногенную и экологическую безопасность процесса утилизации

(10)

химического оружия

В заключении работы приведены основные ее результаты и вытекающие из них выводы

Основные положения и результаты диссертации нашли отражение в следующих работах

1 Лыкова Ю А , Тихомиров Н П , Грибов А Ф Оценка рисков уничтожения химического оружия // Экономика природопользования ВИНИТИ РАН, 2004, №3 - 1,0 пл (авторский вкгад - 0,4 п л )

2 Лыкова Ю А , Тихомиров Н П , Грибов А Ф Методы оценки эколого-экономических рисков при уничтожении объектов с отравляющими веществами // Материалы Междунар науч конгресса «Пробчемы качества экономического роста», 27-28 мая 2004, - 1,2 п л (авторский вклад - 0,5 п л )

3 Лыкова Ю А Анализ и управление рисками объектов по уничтожению химического оружия // Экономика природопользования ВИНИТИ РАН, 2005, №2 - 1,2 п л

4 Лыкова Ю А Анализ и управление рисками объектов по уничтожению химического оружия // Сб «Девятнадцатые Плехановские чтения» (Тезисы докладов аспирантов, магистров, докторантов и научных сотрудников), М 2006 - 0,1 п л

Отпечатано в типографии Российской экономической академии им Г В Плеханова Заказ № 84 Тираж 100 экз

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Лыкова, Юлия Артуровна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА1. ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ РИСК- 7 АНАЛИЗА

1.1. Техногенные риски и глобальные проблемы экологии на современном 7 этапе

1.2. Техногенные риски как объект экономического исследования и 17 моделирования. Основные подходы к оценке рисков

1.3. Методы оценки рисков техногенных объектов

ГЛАВА2. МОДЕЛИ ОЦЕНКИ ТЕХНОГЕННОГО РИСКА 73 УТИЛИЗАЦИИ АВИАЦИОННЫХ БОЕПРИПАСОВ В СНАРЯЖЕНИИ ИПРИТНО-ЛЮИЗИТНЫМИ СМЕСЯМИ

2.1. Риск, обусловленный воздействием ипритно-люизитных смесей на 73 человека и окружающую среду. Характеристики ипритно-люизитных смесей

2.2. Характеристика опытной установки и технологии уничтожения 77 авиационных боеприпасов в снаряжении ипритно-люизитными смесями

2.3. Модель оценки техногенных рисков, обусловленных утечками ипритно- 85 люизитных смесей внутри рабочей зоны опытной установки

2.4. Моделирование распространения газообразных компонентов и паров 97 ипритно-люизитных смесей в атмосфере

2.5. Расчет интегрированного риска для здоровья и жизни населения и персонала 101 предприятия при аварии на опытной установке

2.6 Методологические подходы к экономической оценке потерь здоровья и 115 жизни населения

ГЛАВАЗ УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОГЕННЫМИ РИСКАМИ 127 УТИЛИЗАЦИИ АВИАЦИОННЫХ БОЕПРИПАСОВ В СНАРЯЖЕНИИ ИПРИТНО-ЛЮИЗИТНЫМИ СМЕСЯМИ

3.1 Особенности управления техногенными рисками в современных условиях

3.2 Общие принципы оценки экономического эффекта от внедряемых 139 мероприятий по управлению рисками

3.3 Оценка эффективности и выбор мероприятий по снижению риска 145 утилизации авиационных боеприпасов с ипритно-люизитными смесями

Диссертация: введение по экономике, на тему "Модели и методы оценки и управления техногенными рисками"

Актуальность темы исследования

Ускорение темпов и расширение масштабов производственной деятельности часто связано со все более возрастающим использованием энергонасыщенных технологий и опасных веществ, увеличивающих риски потерь здоровья и жизни людей, ухудшения качества окружающей природной среды, материальных потерь общества. Особо значимы эти риски при проведении широкомасштабных работ по утилизации отходов промышленных производств и уничтожении запасов химического оружия, в том числе снарядов, начиненных ипритом и люизитом, веществами чрезвычайно агрессивными, способными легко проникать практически через любые защитные ткани средств индивидуальной защиты и вызывать необратимые последствия для здоровья человека даже при малых дозах воздействия.

В результате утечки ипритно-люизитных смесей при проведении технологического процесса утилизации боеприпасов возможно увеличение частоты нежелательных для здоровья отрицательных эффектов у персонала предприятия. Кроме того, существенные по масштабу последствия могут возникнуть в результате аварии, связанной с выбросом значительной массы ипритно-люизитных смесей в атмосферу и дальнейшим их распространением в окружающей среде.

В этой связи актуальными являются исследования в области оценки и управления индивидуальным и социальным рисками утилизации таких боеприпасов. Их проведение базируется на использовании адекватных возможным рисковым ситуациям моделей и методов, разработке и использованию которых и посвящено данное исследование.

Объект и предмет исследования

В качестве объекта исследования рассматривается технология уничтожения боеприпасов с ипритно-люизитными смесями и характеристики их антропогенного воздействия на окружающую природную среду.

Предметом исследования являются модели и методы оценки и управления рисками здоровью и жизни работников предприятия и населения, проживающего на прилегающей к предприятию территории.

Теоретической и методологической основой исследования являются работы российских и зарубежных специалистов по проблемам разоружения, вопросам устойчивого развития, оценки воздействия ипритно-люизитных смесей на окружающую среду и отдельные группы реципиентов и связанных с этим воздействием экономических издержек; материалы Конвенции о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и о его уничтожении (1993г.); материалы конференции ООН 1992 года по охране окружающей среды и развитию; материалы Всемирного саммита ООН по устойчивому развитию «Рио+10» (Йоханнесбург, 2002г.); Федеральный закон РФ «Об охране окружающей среды» (2002г.); Экологическая доктрина Российской Федерации (2002г.) и другие нормативные акты, постановления Правительства РФ по вопросам разоружения, охраны окружающей среды и обеспечения устойчивого развития экономики и общества в целом.

В процессе исследования использовались методические и нормативные материалы Министерства природных ресурсов РФ, Министерства обороны РФ, Российского агентства по боеприпасам, Госкомстата России, других министерств и ведомств, отечественных и зарубежных организаций по проблеме уничтожения химического оружия, вопросам экономики природопользования и охраны окружающей среды.

Информационную основу исследования составили справочные и статистические материалы, отражающие основные тенденции в области промышленной безопасности, размеры антропогенного воздействия на окружающую природную среду и ее объекты, федеральные законы и нормативные акты, регулирующие выполнение программы уничтожения химического оружия.

В ходе выполнения исследования использовались методы системного анализа, сопоставительного экономического анализа, типа «затраты-выгоды», «затраты-риски», методы оценки динамики распределения концентраций отравляющих веществ в трехмерном пространстве, методы теории вероятностей и математической статистики, методы сбора и обработки экспертной информации.

Научная новизна

Научная новизна диссертационной работы заключается в разработке подходов, моделей и методов оценки рисков здоровью и жизни людей при уничтожении боеприпасов с отравляющими веществами, обусловленных их утечкой в производственном помещении и распространением в окружающей природной среде в результате производственной аварии, и обосновании мер по снижению рисков, базирующихся на минимизации объемов утечки, вероятности аварии и повышении защищенности персонала и населения.

Наиболее существенные результаты исследования, полученные лично автором и выдвигаемые на защиту, состоят в следующем:

- Определены основные пути попадания отравляющих веществ в окружающее пространство при осуществлении процесса утилизации, обусловленные технологическими особенностями установки по уничтожению снарядов и аварий на предприятии, выявлены особенности воздействия ипритно-люизитных смесей на организм человека.

- Разработана модель и произведены расчеты рисков смерти, болезни и инвалидности персонала, возникающих в результате утечки ипритно-люизитных смесей на предприятии с учетом конструктивных особенностей установки по уничтожению боеприпасов, базирующиеся на закономерностях «доза-эффект» в областях малых доз воздействия.

Построены пространственные и пространственно-временные распределения концентраций ипритно-люизитных смесей в атмосфере с ипользованием системы нестационарных уравнений Навье - Стокса распределения газа в поле силы тяжести и характера аварийного опорожнения технологического оборудования промышленных установок. Сформирована матрица интегрального поля потенциального риска для прилегающей к предприятию территории.

- Разработан методологический подход к получению оценок интегрированного риска для здоровья и жизни населения и персонала предприятия в случае аварии на опытной установке, базирующийся на количественных данных распределения концентрации ипритно-люизитных смесей в атмосфере и моделях типа «доза-эффект».

-. Получены оценки физического и экономического ущербов работникам предприятия по уничтожению боеприпасов и населению, проживающему на прилегающей к предприятию территории, с использованием разработанных модификаций методов оценки экономического ущерба здоровью и жизни персонала и населения, учитывающих информацию о продолжительности заболевания, тяжести и стоимости болезни, стоимости человеческой жизни.

- Предложены мероприятия по снижению риска утилизации авиационных боеприпасов с ипритно-люизитными смесями, предполагающие снижение вероятности аварии, уменьшение объемов выделения отравляющих веществ, повышение уровня защищенности персонала и населения и т.п. и произведена оценка их эффективности с учетом затрат на их проведение и стоимости сохраненного здоровья и жизни персонала и населения.

Теоретическая значимость исследования заключается в развитии теории и методологии оценки и управления индивидуальным и социальным рисками производственных процессов с использованием отравляющих веществ, включая риски производства и производственных аварий.

Практическая значимость исследования заключается в возможности использования результатов работы в качестве методической основы при оценках риска, обусловленного технологическими процессами уничтожения вооружений с химически активными и отравляющими веществами и обосновании мероприятий по снижению антропогенной нагрузки на окружающую среду.

Апробация результатов работы. Основные научные положения и результаты исследования докладывались в 2006 г. и получили одобрение на международной конференции XIX Международные Плехановские чтения (г. Москва).

Результаты диссертации были использованы в ОКР по теме «Технико-экономическое обоснование изготовления опытной установки уничтожения авиационных боеприпасов в снаряжении ипритно - люизитными смесями» (Шифр ОКР «Дробилка-СМ»).

Основные результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе в РЭА им. Г.В. Плеханова при чтении лекций и проведении практических занятий по дисциплине теория риска.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 4 печатных работы, в общем объеме которых личный вклад автора составил 2,1 п.л., из них 2 работы опубликованы в журналах, входящих в список ВАК.

Диссертация: заключение по теме "Математические и инструментальные методы экономики", Лыкова, Юлия Артуровна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе диссертационного исследования были получены следующие основные результаты и вытекающие из них выводы:

1. Охарактеризованы современные тенденции в области промышленной безопасности. Отмечено, что с конца 80-х - начала 90-х годов в РФ наметился устойчивый рост числа заболеваний из-за увеличивающегося количества происшествий в техногенной сфере и нарушений производственных технологий. В частности, в 2006г. возросло количество несчастных случаев и профессиональных заболеваний в промышленном, оборонно-промышленном и топливно-энергетическом комплексах. С начала 2006 года на предприятиях страны произошло 210 аварий, зарегистрирован 541 несчастный случай со смертельным исходом. Только в обрабатывающих производствах погибло 18 человек, что больше уровня 2005 года в 2,6 раза, 44 человека получили тяжелые травмы. Количество происшествий увеличилось также на гражданских воздушных судах РФ, на море и внутренних водных путях, на магистральных трубопроводах и внутрипромысловых нефтепроводах и других производствах.

Анализ современного состояния производственного сектора РФ позволил сделать вывод о том, что причиной отмеченных кризисных явлений стали такие неблагоприятные тенденции, как ухудшение условий производства, падение производственной и технологической дисциплины, физическое и моральное устаревание производственного оборудования. В частности, степень износа основных фондов на предприятиях машиностроения в 2006 году составила 51,2%.

Особую опасность представляют производства с возможным высвобождением энергии и поступлением в окружающую среду химически и биологически опасных веществ, в связи с их способностью к мгновенному распространению в окружающем пространстве и токсичностью для организма человека. К их числу и относятся предприятия по уничтожению химического оружия, в частности - снарядов с отравляющими веществами. Масштабы их деятельности в России определены Конвенцией о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и о его уничтожении (1993г.) Причем оружие с кожно-нарывными отравляющими веществами, такими как иприт, люизит и их смеси, согласно Конвенции, должно быть уничтожено в первую очередь.

В этой связи возрастает необходимость обеспечения безопасности населения и природной среды на этих производствах. Такое обеспечение должно базироваться на концепции риск-анализа, предполагающей оценку уровней рисков и обоснование рациональных мер по их снижению на основе сопоставления их уровней с рискоснижающими затратами.

2. Проанализированы существующие определения понятия риска и систематизированы различные подходы к оценке его уровня с учетом различий в степени неопределенности исходной информации, приведены различные варианты классификации рисков.

В работе отмечена существующая неоднозначность, множественность в определениях понятия «риск». Риск представляется и как мера опасности, и как вероятность неблагоприятного события, и как деятельность в условиях неопределенности. Для целей управления величину риска целесообразно определить уровнем возможного ущерба даже в тех случаях, когда на это нет прямых указаний. Такой подход позволяет обосновать эффективность мер по управлению риском на основе сопоставления стоимости этих мер и стоимостных оценок возможных остаточных потерь (материальных, людских, информационных и т.п.) после их внедрения.

В качестве количественной меры риска можно использовать показатель среднего риска или квантили его распределения, одновременно учитывающие вероятность наступления неблагоприятного события и величину причиняемого им ущерба.

Такое представление техногенного риска позволяет подойти к оценке и управлению уровнями рисков на основе принципа ALARA, т.е. исходя из экономической целесообразности. Реализация этого принципа на практике базируется на минимизации издержек управления рисками, определяемыми как сумма затрат на снижение рисков и риска, оставшегося после их осуществления.

Особое внимание в диссертационном исследовании уделено классификациям техногенных рисков. С учетом критериев, положенных в основу определения техногенного риска, предложена классификация техногенного риска, учитывающая характер риска, масштаб воздействия риска и реципиентов воздействия.

3. Выделены основные рисковые события при утилизации боеприпасов с ипритно-люизитными смесями: утечка ипритно-люизитных смесей (в данном случае существует риск для здоровья персонала) и авария в ходе технологического процесса, сопровождающаяся значительным выбросом ипритно-люизитных смесей в окружающую среду (риск для персонала и населения, проживающего поблизости от места аварии). Риск для здоровья и жизни персонала и населения, связанный с отмеченными событиями, обусловливается исключительным поражающим воздействием ипритно-люизитных смесей. Проведенный анализ поражающих свойств и механизмов токсического действия ипритно-люизитных смесей позволяет заключить, что в случае утечки данных отравляющих веществ или аварии, связанной с их выбросом в атмосферу, значительный ущерб может быть нанесен:

- окружающей природной среде: ипритно-люизитные смеси токсичны для растений и почвы, оказывают влияние на протекание химических процессов в атмосфере, изменяют естественный материальный баланс водной среды; работникам предприятия и населению, проживающему на прилегающей к предприятию территории: ипритно-люизитные смеси являются универсальным клеточным ядом, поражающим при отравлении все ткани, органы и системы организма, последствиями чего являются потери здоровья и гибель людей;

- материально-технической базе производства в случае взрыва химического реактора, что приведет к повреждению или утрате основных фондов предприятия.

Основное внимание уделено риску для здоровья и жизни персонала и населения с учетом того, что ипритно-люизитные смеси характеризуются высокой летучестью и не представляют серьезной опасности для окружающей среды производственной зоны, а вероятность взрыва реактора чрезвычайно мала.

4. С целью установления источников и объемов утечки отравляющих веществ проведен детальный анализ конструкции опытной установки и технологического процесса утилизации авиационных боеприпасов с ипритно-люизитными смесями. Описаны основные технические характеристики и приведена блок-схема опытной установки по уничтожению боеприпасов. Установлены потенциальные места утечки или выброса взрывоопасных и токсичных компонентов в химическом реакторе, трубопроводах и агрегате расснаряжения: сильфонные и мембранные узлы герметизации; эластомерные прокладки; уплотнения фланцевых соединений в трубоповодах, соединяющих химический реактор с агрегатом расснаряжения, хранилищем для приема продуктов детоксикации и системой газоочистки.

Объемы утечки ипритно-люизитных смесей оценены с использованием среднестатистических норм удельной утечки, характеризующих объем поступления отравляющих веществ через единицу периметра, либо через единицу площади за единицу времени.

Расчеты, основанные на данных об удельной утечке, позволили установить суммарный объем утечек ипритно-люизитных смесей в химическом реакторе, агрегате расснаряжения, и трубопроводах подачи и вывода отравляющих веществ. Он находится в следующих пределах:

131,94768' 10"3 мм3/с <Q<691,9734-Ю'3 мм3/с.

С учетом того, что плотность ипритно-люизитных смесей равна р =1,6 мг/м3, интенсивность массы утечки отравляющих веществ находится в пределах:

211Д16288-10-3 мг/с < Qm< 1107,15744-Ю"3 мг/с.

Полученные данные об объемах утечки ипритно-люизитных смесей позволили рассчитать концентрацию ипритно-люизитных смесей в производственном помещении.

5. Разработана модель оценки риска при малых дозах воздействия отравляющих веществ с учетом возможного спектра нежелательных для здоровья эффектов. В их числе выделены:

- увеличение частоты заболеваний органов дыхания, сердечнососудистой, периферической и центральной нервной систем, желудочно-кишечного тракта;

- увеличение частоты случаев инвалидности по заболеваниям дыхательной и сердечно-сосудистой систем.

- увеличение частоты смертельных случаев.

Значения индивидуальных рисков, вызванных малыми дозами воздействия ипритно-люизитных смесей, приведены в таблице 2.2.

6. С целью получения оценок рисков здоровью и жизни населения при аварии на опытной установке проведено моделирование распространения высвобождающихся в результате аварии газообразных компонентов и паров ипритно-люизитных смесей в атмосферу.

Построены пространственное и пространственно-временное распределение концентрации отравляющих веществ в результате поступления ипритно-люизитных смесей в атмосферу после взрыва, на основе которого могут быть определены уровни социального и индивидуального рисков для персонала и населения.

7. Разработан подход к оценке риска для здоровья и жизни персонала предприятия и населения, проживающего на прилегающей к предприятию территории в случае аварии на предприятии, связанной с выбросом значительной массы отравляющих веществ.

По результатам расчетов построен график изменения вероятности летальных исходов для индивидуума по мере удаления от источника выброса отравляющих веществ (рис.24).

Расчеты проведены с учетом того, что степень токсического поражения человека помимо расстояния до места утечки ОВ зависит от целого ряда случайных факторов, определяющими среди которых являются стратификация атмосферы, направление и скорость ветра. С учетом этих факторов сформировано интегральное поле потенциального риска для прилегающей к химически опасному объекту территории и оценен уровень социального риска для персонала предприятия и населения, проживающего в зоне возможного воздействия ОВ (табл.2.5).

8. Произведена оценка экономического ущерба потерь здоровья и жизни населения в результате аварии при выполнении работ по утилизации отравляющих веществ. При этом стоимостные оценки потерь в результате заболеваемости и преждевременной смертности населения определялись с использованием двух подходов: на основе прямых оценок стоимости дня болезни и на основе оценок стоимости года жизни человека.

С учетом оценок величины стоимости года жизни человека в РФ (примерно 5-6 тыс. $США), прирост ущерба от смертности населения и персонала предприятия, вызванный ухудшением качества окружающей природной среды из-за утечки ипритно-люизитных смесей и аварии, связанной с выбросом ипритно-люизитных смесей в атмосферу, составил приблизительно 1 млн. долларов США. В расчетах предполагалось, что средний возраст человека равен 40 годам и потери его жизни, соответственно, составляют примерно 25 лет. С учетом этих предпосылок, суммарным социальный ущерб от увеличения случаев инвалидности, заболеваний и летальных исходов в результате аварии и утечки ипритно-люизитных смесей на предприятии составил примерно 4,5 млн. долларов США. Ущерб от инвалидности оценивается величиной примерно в 3,4 млн. долларов США, а от заболеваний - в 140 тыс. долларов США.

9. Разработаны меры по управлению риском утилизации боеприпасов с отравляющими веществами и произведена оценка эффективности этих мер.

Управление риском в работе связывалось с реализацией мероприятий, обеспечивающих выполнение одного или нескольких следствий: снижение вероятности проявления, силы события, повышение уровня защищенности объекта, устранение последствий проявления события и т.п.

В состав этих мер вошли: замена и модернизация оборудования опытной установки; замена системы вентиляции; оснащение предприятия f современными устройствами противоаварийной автоматики и средствами сигнализации; повышение квалификации персонала; медицинский контроль персонала; обеспечение защиты населения от воздействия аварийных выбросов отравляющих веществ; перенос предприятия в незаселенный район.

По результатам произведенных расчетов наиболее эффективной оказалась стратегия, предполагающая частичную замену и модернизацию оборудования опытной установки. Экономический эффект от реализации данной стратегии является максимальным и составляет 4,5 млн. долларов США.

Таким образом, результаты проведенных исследований позволили существенно снизить риски утилизации боеприпасов с ипритно-люизитными смесями для персонала предприятия, занятого в процессе утилизации, и проживающего вблизи предприятия населения. Разработанные в диссертации подходы, модели и методы оценки и управления рисками могут быть использованы при уничтожении снарядов с отравляющими веществами, что позволит оценить экономическую целесообразность проводимых работ, обосновать рациональные меры по управлению рисками в случае превышения ими допустимых уровней, определяемых нормативами гигиенического состояния окружающей среды, и, в конечном итоге, обеспечить техногенную и экологическую безопасность процесса утилизации химического оружия.