Техногенна безпека

                            ТЕХНОГЕННА БЕЗПЕКА                    Суліма О.П.5-ЕП

Час від часу ЗМІ повідомляють про різні аварії на підприємствах, про індустріальні і транспортні катастрофи; цілі регіони оголошуються зонами екологічного лиха. У більшості випадків це пов'язано з техносферою і відбувається в техносфері. За визначенням техносфера – це частина середовища проживання, перетворена за допомогою прямого і непрямого впливу технічних засобів для найкращої відповідності соціально- економічним потребам людства. Техногенна діяльність людини розглядається як гігантська система перетворення, об'єктом перетворення якої є планета Земля. Якщо під середовищем проживання людини розуміти навколишнє його довкілля і системи, створені самою людиною, то в географічній оболонці Землі необхідно враховувати техносферу. Реалізація концепції «Програма дій», прийнятої в Ріо-де-Жанейро, зводиться до ліквідації трьох ймовірних варіантів небезпек: космічної, глобального військового конфлікту, глобальної екологічної катастрофи. Зупинимося на розгляді останньої. Її причиною, перш за все, буде техногенна діяльність людства, при якій «потенційна міць створюваних засобів впливу на середовище існування стає сумірною з могутніми силами природи планети». Якщо стандарти сталого розвитку держави задати у вигляді показників якості життя населення та якості природного середовища, то задачі оптимізації природокористування і охорони навколишнього середовища неможливо вирішити без урахування техногенної безпеки техносфери. Неадекватність становища, що склалося в забезпеченні техногенної безпеки рівня сучасних технологій давно турбувала фахівців. Але, в основному, акцент ставився на охорону праці і техніку безпеки, що серйозно стримувало формування сучасних наукових уявлень про техногенну безпеку.

Пропонується два підходи  у розгляді категорії « техногенна безпека» :

а ) у системі «людина - виробництво - середовище проживання» ;

б) в системі «суспільство - техносфера - природне середовище »[1].

Техногенна безпека в промисловості - сфера людської діяльності, цілісна система зі своєю логікою. Під техногенною безпекою слід розуміти сукупність властивостей технічних засобів (обладнання, технологій, процесів) протистояти спільному впливу всіх факторів, що призводять до погіршення стану здоров'я, травмування або загибелі персоналу, а також шкідливому впливу на природне середовище. У даному випадку передбачається розглядати систему техногенної безпеки, що складається з об'єктів, суб'єктів, процесів, що функціонують в допустимих потоках речовини, енергії та інформації в якомусь просторово-часовому вимірі. При такому підході до системи техногенної безпеки передбачається застосування теорії безпеки та її основних напрямків: теорії термінального управління, теорії аналітичного конструювання регуляторів, теорії надійності і т.д. У зв'язку з проблемами техногенної безпеки варто звернути увагу на наявне досі хибне уявлення про тотожність теорії надійності і теорії безпеки. Основне поняття теорії надійності – відмова, а основне поняття теорії безпеки – аварійна ситуація. Як було зазначено вище, генезис абсолютної більшості проблем екологічних полягає саме в технічній діяльності людства[2]. Існують два шляхи забезпечення техногенної безпеки: по-перше, це запобігання порушень нормальних режимів роботи, захист від шкідливої ​​дії експлуатаційних навантажень запобігання відмов і збоїв у роботі операторів; по-друге, запобігання небезпечного розвитку вже виникли порушень нормальних режимів функціонування, виключення випадків переростання таких порушень в аварійні та катастрофічні ситуації для людини і природного середовища .

Наукова діяльність в сфері  техногенної безпеки повинна здійснюватися у зв'язку з необхідними елементами соціально-економічних наук .

При глобальному підході  сфера техногенних небезпек розділяється

на три показника техногенних  ризиків або три типи:

1) загроза життю і здоров'ю внаслідок аварій, аж до глобальної катастрофи;

2) загроза життю і здоров'ю внаслідок деформації составних компонентів біосфери;

3) загроза життю і здоров’ю людей через нестачу природних ресурсів, аж до глобального їх вичерпання .

Як відомо проблема сталого  розвитку виникла в результаті аналізу  світової економіки природокористування. Проведені дослідження показують, що для вирішення цього завдання екологічний підхід, як і концепція екосистеми або біосфери є непридатними . Тоді необхідно вважати :

1.Конкретной глобальною системою, в межах якої слід реалізовувати ідеї сталого розвитку є соціосфера – сфера виробничої діяльності людства.

2.Решеніе проблеми техногенної безпеки є (точніше, має бути у своєму завершеному вигляді) технологічної складової проблеми сталого розвитку .

3.Реалізація концепції  біотичної регуляції природного  середовища неможлива без дозволу  проблем техногенної безпеки як у глобальному, так і регіональному масштабах. І концептуально важливо зрозуміти, що в силу об'єктивних причин (зростання населення в світі, прагнення всіх «добре» жити) рівень техногенної безпеки визначатиме рівень безпеки екологічної .

Техногенна безпека як сукупність дій по забезпеченню проектування, будівництва і експлуатації складних технічних пристроїв з дотриманням необхідних вимог безаварійної їх роботи і виконання екологічних умов стає все більш значущою у нашому житті. У всьому світі спостерігається феномен зростання числа нещасних випадків, аварій і катастроф, що пояснюється трьома причинами:

• з розвитком техніки небезпека росте швидше, ніж людська 
  здатність протистояти їй;
• зростає ціна помилки;
• люди схильні звикати не тільки до небезпеки, а й до порушення правил.

Незважаючи на помітне  просування в аналізі технологічного ризику і в створенні теорії безпеки технологічних систем і комплексів, нездатність фахівців останнім часом передбачати і запобігати аваріям і катастрофам з регіональними, національними і глобальними наслідками примушує нас засумніватися в спроможності прийнятої в світі філософії забезпечення безпеки. Тривогу громадськості починають розділяти відомі вчені.

Прогнозування, попередження і ліквідація наслідків надзвичайних ситуацій є актуальною проблемою для будь-якої адміністративно-територіальної освіти. У кожному великому або малому районі нарівні з житловою забудовою розташовані різні промислові підприємства, які виробляють, використовують або зберігають шкідливі й небезпечні речовини. У разі аварії на виробництві виявляється дія, як правило, цілого комплексу чинників, оскільки кожний з них ініціює виникнення безлічі інших, нових і небезпечних ситуацій.

Для збереження техногенної безпеки фахівцям пропонуються такі заходи:

• виявлення всіх чинників ризику техногенного характеру, 
  включаючи виявлення небезпеки продукції, що випускається, технологічних процесів, операцій, виробничих об'єктів і об'єктів життєзабезпечення населення на даній території;
• встановлення міри небезпеки об'єктів на основі комплексних 
  методів оцінки з обліком пожежної та вибухової безпеки, 
  електробезпеки, надійності ємностей і судин, що знаходяться 
  під тиском і т.д., а також реальними гідрогеологічними, територіальними і кліматичними умовами, виявлення найбільш небезпечних вузлів і об'єктів, здатних в екстремальних умовах викликати ланцюгову реакцію і найбільш руйнівні наслідки;
• розробка прогнозу наслідків катастроф, розмірів утрат і збитку у всіх виявах цієї проблеми;
• розробка профілактичних заходів з метою стійкої й безаварійної роботи підприємств і збереження екологічної рівно ваги, в тому числі:
• розроблення методів і способів техногенного характеру 
  щодо попередження аварій, які супроводжуються загибеллю людей, виходом із ладу обладнання, забрудненням навколишнього середовища шкідливими викидами і т.д.;
• розроблення технічних і організаційних способів зниження 
  збитків людським, матеріальним і природним ресурсам у разі їх виникнення;
• розробка термінових заходів по захисту від можливих диверсій, включаючи напади й загрози тероризму, особливо на ядерних і хімічних підприємствах, а також об'єктах життєзабезпечення населення;
• розроблення заходів по ліквідації наслідків і відновленню нормального режиму роботи підприємств і адміністративно-територіальних освіт загалом.

Вимальовуються контури нової концепції забезпечення технологічної безпеки - концепції природної (внутрішньо властивої) безпеки. В основі технологічних систем і комплексів, що володіють цією властивістю, лежать фундаментальні закони природи (принцип зміщення рівноваги), принцип ритму і періодичності та ін. Нульовий ризик не забезпечується однак прийнятий рівень безпеки практично здійснено[3].

Природна безпека вже реалізована в дослідницьких енергетичних реакторах на швидких нейтронах і в багаторівневих адаптативних системах автоматичного управління аерокосмічними апаратами. Цей фізично здійснений напрям забезпечення технологічної безпеки, підказаний природою, на думку фахівців, потрібно всіляко підтримувати і розвивати.

Виходячи з вищенаведеного, техногенна безпека в «широкому» (глобальному) сенсі – це стан техносфери як практично замкнутої технологічної системи утилізації та реутилізацію втягуються в господарський оборот природних ресурсів. У завершеному вигляді це максимально ізольовані від природного обміну і зовнішніх джерел енергії виробничо-господарські цикли . Можливо знаходяться навіть за межами планети Земля. Пропоновані вченими моделі розвитку глобальної системи перетворення інтегральних ресурсів природокористування (Федоренко Н.П. і Реймерс Н.Ф.), а також базуються на розумінні двох принципів: «все пов'язано з усім» і «ніщо не дається даром». Центральне місце в моделях ресурсів займають матеріально-енергетичні ресурси живої і неживої матерії. Джерелом матеріальних, а також значної частини енергетичних ресурсів є літосфера. Вона одночасно і об'єкт впливу (операнд системи перетворення) для таких провідних галузей як хімічна, нафтохімічна і нафтопереробна, гірничо-металургійна та паливно-енергетична галузі світового господарства. Ці ж галузі є й основними «шкідниками» довкілля в промислово розвинених регіонах України. Особливо велике кількість накопичених відходів на території Донбасу. Так, у Донбасі розташовується більше 38% порушених земель України. Це відвали і кар'єри, шламо-, шламонакопичувачі і відстійники, полігони твердих побутових відходів, які з урахуванням прилеглих територій забруднюють атмосферу на площі більше 600 000 га, продуктами горіння на відстані до 3 -х км, а пилом до 1км.   Напрямки наукової діяльності щодо зниження техногенної небезпеки, як фактора сталого розвитку, можна сформулювати наступним чином: Забезпечення допустимого рівня техногенного ризику в системі «людина – машина – середовище» на місцевому рівні, особливо в старо-промислових регіонах , таких як Донбас .    Забезпечення мінімального рівня впливу техногенної діяльності на довкілля й населення в регіональному масштабі. Головне тут: мінімізація отримання відходів; утилізація та реутилизация відходів, викидів, скидів, тобто забезпечення замкнутого за матеріалами та енергії виробництва; утилізація відходів, які вже накопичені; ізоляція і безпечне зберігання токсичних та радіоактивних відходів.      Державне регулювання та управління техногенною безпекою, техногенне програмування. Техногенна безпека повинна бути органічно вбудована в соціально-економічну систему держави[4].    Научному співтовариству слід вжити енергійних заходів, щоб ліквідувати «білі плями » в освіті осіб, які приймають рішення на всіх рівнях управління техносферою і техногенною безпекою зокрема.

Техногенний вплив на геологічне середовище на прикладі Донецького басейну

Розвиток сучасної цивілізації  визначається все зростаючою роллю мінерально-сировинних ресурсів. Видобувні корисні копалини на 90-100% забезпечують роботу нафтогазової, вугільної, металургійної та інших галузей індустрії. Техногенний вплив на геологічне середовище, пов'язане з постійно зростаючим обсягом неперероблюючої гірничої маси близько 100 млр.т. щорічно створило в ряді регіонів світу вельми напружену екологічну обстановку. Одним з таких регіонів є Україна, яка займає близько 0,4% поверхні Землі і виробляла до недавнього часу близько 5% світового видобутку корисних копалин. Особливо складна екологічна ситуація, пов'язана з техногенним впливом на середовище проживання, склалася в такому найбільшому гірничодобувному регіоні, як Донецький басейн. Численні шахти, рудники, кар'єри, металургійні, коксохімічні та інші заводи протягом майже двох століть постійно забруднюють грунтовий шар, підземні води і атмосферу Донбасу токсичними хімічними сполуками, металами, пилом і т.д. Порушення природних ландшафтів, все збільшуються забруднення підземних вод і атмосферного повітря досить негативно позначаються на здоров'я населення Донбасу. У цьому регіоні від старості практично вже не вмирають: в 1993 р. причинами смерті на 95 % з'явилися хвороби, пов'язані з погіршенням середовища проживання. З 1990р. природний приріст населення в Донбасі відсутня. Навіть рослини починають відчувати тератогінез, тобто потворність: виявлена ​​трава щириця діаметром 1см з шипами, як у шипшини, у ряді місць зафіксовано всього 20-30% придатної чоловічий пилку рослин замість 95 – 97%. Більше тисячі промислових підприємств тільки в Донецькій області викидають у повітряне середовище понад 3 млн. т. на рік шкідливих домішок і газоутворення, рідкої і твердої фазах. У багатьох містах Маріуполь, Макіївка, Донецьк та ін. забруднення водного та повітряного середовища нітратами, миш'яком, ртуттю, іншими токсичними елементами в 10-30 і більше до 45 - 50 разів  вище гранично допустимих концентрацій ГДК.     За висновком підкомітету економічних проблем колишнього СРСР, які вивчали в 1991 р. екологічну ситуацію в ряді міст Донецької області, цей регіон є зоною екологічного лиха. У ряді населених пунктів населення токсіціровано. Наприклад, в Горлівці Микитівський ртутний комбінат відзначені підвищена збудженість і не аргументована агресивність людей. У Єнакієвому загальний настрій людей характеризується пригніченістю, пригніченістю і малоконтактністю. Не краще йдуть справи, на думку комісії, в Костянтинівці, Краматорську та інших містах. Значною мірою екологічний стан Донецького басейну визначається величезною кількістю відходів гірничого виробництва. За період розробки вугілля тільки в Донецькій області накопичено відходів видобутку і збагачення близько 1,5 млрд. т. Для ДДЗ характерні процеси самозаймання вугілля; тонна вугілля, згораючи, виділяє в атмосферу 60 кг пилу, 50 кг сірчистого ангідриду, 6 кг окислів азоту та інших хімічних сполук, а також цілий набір радіонуклідів у вигляді радону – 222, радію – 226 , торію – 232, полонію – 207 та інших. Вивчення мінералогічних особливостей вугленосних порід, схильних до самозаймання, показало, що цьому сприяє їх висока зольність, обумовлена ​​наявністю у вугіллі глинистих включень з сульфідами заліза, і підвищена пористість. Розкладання піриту та інших сульфідів відбувається на териконах не тільки в результаті їх окислення, а й за широкої участі постійно присутніх в поверхневій зоні вільного водообміну тіонових бактерій, особливо Thiobacillus ferrooxidance. Ці бактерії викликають деструкцію сульфідів, особливо піриту, і окислюють сульфідну сірку до сульфат-іонів на кожну тонну H₂SO₄, що утворюється хімічним шляхом при розкладанні піриту, виникає 4 т цієї ж кислоти під дією бактерій. Виділення тепла внаслідок цих екзотермічних реакцій, що протікають, а пірітомістовні вугленосні породи, призводить до їх розігріву. При нагріванні гірських порід до температур 250 – 260⁰С виділяються пари сірки і сірководень можуть самозайматися. Самонагрівання порід переходить в їх загоряння. Температура в зоні горіння териконів, особливо на глибині, доходить до 800 – 1200⁰С, при цьому породи відчувають термальний метаморфізм аж до їх спікання і часткового плавлення з утворенням при охолодженні своєрідного " ​​базальту ".  У місцях викиду газових струменів на поверхні териконів утворюються різні техногенні мінерали. Найбільш поширені сірка і нашатир у вигляді кірок, нальотів, кристалів і їх зростків. Крім сірки і нашатирю на горищах відвалах деяких вугільних шахт Донецько-Макіївського і Центрального геолого-промислових районів вперше виявлені новостворені техногенні мінеральні види: реальгар, гплотріхіт, піккерінги, масканьї. Повсюдне освіту на горищах териконах нашатирю, а також інших нітратів, наприклад аммоністої селітри, утворює легко рухливий іон NO₃, сприяє забрудненню поверхневих та підземних вод зони гіпергезена токсичними сполуками азоту. Найвищі концентрації нітратів у підземних водах до 2180,0мг/л при ГДК - 45,0 мг/л встановлені захід від Донецька в водах четвертинних алювіальних відкладень. Крім териконів джерелами нітратів у регіоні є сільськогосподарські добрива, продукти життєдіяльності людини, а також процеси дегазації вугленосної товщі, активно протікають по дрібним і великим розломах .