Техническое регулирование безопасности промышленных объектов: определение допустимого риска

1. Введение

Первым этапом в системе менеджмента риска в соответствии с процедурами стандартов серии [1] является определение области применения или фак­тически постановка задачи исследования риска. По­становка предполагает детальное ознакомление с ис­следуемой системой и включает: определение цели исследования риска; описание системы; определение источников информации, необходимой для анализа риска; предварительный анализ опасности; выбор и обоснование применяемых методов анализа риска с учетом цели и особенностей системы; определение допустимого риска.

Определение значений допустимого риска, как критерия при принятии решений, наиболее ответ­ственный этап в системе менеджмента риска. Ошиб­ка в выборе значений допустимого риска может при­вести либо к тому, что система будет недостаточно ^[1]
безопасна, либо к тому, что затраты на снижение риска будут неоправданно высоки. Одной из наи­более распространенных технологий оптимизации затрат на безопасность на основе анализа риска яв­ляется принцип ALARP (as low as reasonably practi­cable) — принцип здравого смысла [2, 3]. Если анализ показывает, что любые дополнительные затраты на снижение риска, создаваемого опасным производ­ственным объектом (далее ОПО), не приводят к сни­жению общего риска объекта заботы, то эти затраты не оправданы.

2. Оценка допустимого индивидуального риска на промышленном объекте на основе принципа ALARP

Рассмотрим это на примере индивидуального риска для человека, проживающего в городе и рабо­тающего на опасном промышленном объекте (ОПО), расположенном вблизи этого города. В соответствии

ис . 1. Смертность от несчастных случаев в быту на 100 тыс. чело­век населения [4]

 

с данными [4, 5] в России смертность от несчастных случаев в быту в течение 1980-2014 гг. колебалась от 100 до 250 человек на 100 тыс. жителей (рис. 1).

Данные на рис. 1 соответствуют колебани­ям индивидуального риска гибели в течение од­ного года в быту (in private life) в диапазоне R^f = 1,0 -10^-3 + 2,5 -10^-3. Такие сильные колебания об­условлены сменой системы управления и социаль­но-экономическими изменениями в стране. Среднее значение индивидуального риска гибели в быту в те­чение одного года от внешних причин примерно со­ставляет Rf = 1,6 ■ 10^-3.

Данные Росстата [5] о гибели от несчастных слу­чаев на производстве в обрабатывающих отраслях промышленности, куда входят химические, нефтехи­мические и нефтеперерабатывающие предприятия, приведены в табл. 1. В соответствии с этими данными индивидуальный риск гибели от несчастных случаев работника на производстве (manufacture) составляет при доверительной вероятности а = 0,95:

R^m = 7,7 -10^-5 ± 8,83 -10^-6.                   (1)

Учитывая, что человека находится в месте прожи­вания 77% времени и на работе 23% времени, и пони­мая, что одновременное появление его в двух местах невозможно, суммарный риск работника составит

R^w = 0,77 Rf + 0,23R^m = 1,25 • 10^-3.        (2)

В соответствии со статистикой человек, отправля­ясь на работу, рискует погибнуть в 20 раз меньше, чем оставаясь дома, а суммарный риск гибели меньше ри­ска гибели человека, непрерывно находящегося в го­роде. Учитывая, что жителей больше, чем количество людей, занятых на производстве, ожидаемое количе­ство погибших в стране в течение года практически не изменится. Безусловно, более низкий, чем в быту, риск гибели на ОПО требует от его владельца боль­ших затрат. Однако, даже если не жалея затрат сделать риск работника на производстве стремящимся к нулю (R^m ^ 0), то суммарный риск его гибели в течение года RW не может быть меньше 1,232 ■ 10^-3. Необходимо по­нимать, что если более низкий риск гибели на произ­водстве обусловлен требованиями правил, то затраты на его обеспечение несут граждане страны, а не биз­нес, так как эти затраты будут учтены в цене выпуска­емой продукции. Завышение затрат на безопасность в большей мере, чем это минимально необходимо, бу­дет снижать конкурентоспособность предприятий на внешних и внутренних рынках. Руководствуясь прин­ципом здравого смысла (ALARP), работники пред­приятия, находясь на работе, должны соглашаться на среднее значение допустимого риска на уровне риска в быту, т.е. Ri ^ 10 ³. В этом случае эксплуатация про­изводства с уровнем индивидуального риска гибели работников в течение одного года R^m > 10^-2 недопусти­ма. В диапазоне значений индивидуального риска ги­бели работников в течение одного года 10^-2 > RR > 10^-4 затраты на охрану труда для его снижения оправда­ны до тех пор, пока они меньше ожидаемого убытка (или выгоды). Если значение индивидуального риска гибели работников в течение одного года R" < 10^-, то любые дополнительные затраты становятся бессмыс­ленными, так как практически не влияют ни на суммарный уровень индивидуального риска работника, ни на уровень смертности в стране.

Иногда возникает необходимость оценить риск гибели работника от определенных несчастных слу­чаев и вид поражений на производстве. Если рас­сматриваются аварии на гидротехнических соору­жениях, создающие угрозу утопления работников, то критерий допустимого риска может выбираться с учетом статистики случайных утоплений (drown­ing) в быту [4, 5] (рис. 2).

В соответствии с этими данными индивиду­альный риск случайного утопления в течение года в быту составляет в среднем Rf^pl = 10^-4. Работники могут согласиться на работу на гидросооружении при условии, что среднее значение допустимого ри­ска утонуть в случае аварии будет на уровне риска случайного утопления в быту, т.е. Ri = 10^-4.

В этом случае в соответствии с принципом ALARP эксплуатация гидросооружения будет не­допустима, когда R^^т > 10^-3. Если индивидуальный риск утопления работника при авариях на гидросо­оружении в течение одного года R^dm < 10^-5, то любые дополнительные затраты становятся бессмысленны­ми. В диапазоне значений индивидуального риска утопления работника 10^-3 > R^dm > 10^-5 затраты на предотвращение и смягчение последствий аварий на гидросооружении оправданы до тех пор, пока они меньше ожидаемого убытка (или выгоды).

Аналогично может быть установлен допустимый индивидуальный риск для работников взрывопожа­роопасных и химически опасных производств. Базой сравнения может быть статистика гибели от пожа­ров в быту, которая включает взрывы бытового газа (рис. 3а). Статистика случайных отравлений в быту (рис 3б) не может быть использована для выбора до­

пустимого риска, так как не аналогична отравлению при распространении токсичных облаков вследствие аварий на ОПО. Выбор допустимого риска с исполь­зованием только статистики гибели от пожаров в быту будет более консервативным.

Видно, что индивидуальный риск гибели от пожа­ров в быту примерно составляет Rp^lf «10^-4.

В этом случае границы допустимого индивиду­ального риска гибели работника в течение года от промышленных аварий (emergency), связанных со взрывами, пожарами и выбросами токсичных ве­ществ, в соответствии с принципом ALARP соста­вят 10^-3 > Rm^e > 10^-5. В указанном диапазоне затраты оправданны, если они меньше ожидаемого убытка. Если индивидуальный риск гибели работника от ава­рий на производстве Rm^e > 10^-3, то эксплуатация ОПО недопустима, а если Rm^e < 10^-5, то затраты не повлия­ют на суммарный риск гибели работника от пожаров, взрывов и токсичных выбросов.

Для населения, в регионе проживания которого расположено ОПО, если среднее значение индиви­дуального риска, обусловленного выходом поражаю­щих факторов аварий за пределы территории пред­приятия, равно индивидуальному риску гибели от пожара в быту, то риск проживания будет удваивать­ся. Если соглашением заинтересованных сторон бу­дет установлено среднее значение допустимого риска гибели в случае аварий на ОПО на порядок меньше, чем риск гибели от пожара в быту, то в соответствии с принципом ALARP границы допустимого риска составят 10^-4 > Rp^le > 10^-6. В указанном диапазоне за­траты на предотвращение аварий и смягчение их по­следствий для населения оправданны только в том случае, если они меньше ожидаемого убытка. Если индивидуальный риск гибели жителя региона от ава  

рий на ОНО ¹ 
™-г ^R^pk> 10^-4                 , то его эксплуатация недопу-

R^ple < 10^-6

стима, а если •                 , то дополнительные затраты

практически не повлияют на суммарный индивиду­альный риск гибели жителя региона.

Видно, что исходя из влияния затрат на суммар­ный индивидуальный риск гибели при пожарах и авариях как работника, так и жителя прилегающих к ОПО населенных пунктов, требования технического регламента [5] избыточны и препятствуют предпри­нимательской деятельности в большей мере, чем это минимально необходимо для целей безопасности.

1. Оценка допустимого риска для окружающей среды на основе принципа ALARP

Если воздействию поражающих факторов аварии на ОПО подвергается окружающая природная среда или имущество, то для определения допустимого ри­ска могут использоваться статистические данные для оценки вероятности и последствий аналогичных воз­действий в регионе размещения ОПО.

В качестве примера рассмотрим определение до­пустимого риска загрязнения при перевалке нефте­продуктов в портах Одесской бухты. Критерием при­нятия решения о допустимых значениях риска могут быть аварийные разливы нефти при ее танкерной перевозке. В соответствии с данными [6] в 2000-2007 гг. среднегодовое количество крупных разливов (>700 т) судов мирового танкерного флота составило 1 = 3,6 год^-1. По данным британского судового агент­ства Clarksons, в мире эксплуатируется 7320 танке­ров. Тогда частота разлива нефти или нефтепродукта более 700 т при движении танкера составит:

X ₇„„ =               ₌        = 4,9210-“ (судно год)^-1.

рт>700    _п        732„

Дуга Одесской бухты ориентировочно соответ­ствует дуге окружности с радиусом =70 км. Можно предположить, что при большем расстоянии танкера от берега загрязнение береговой линии практически не происходит. В случае средней скорости танкера 5-6 узлов или =10 км/ч он выйдет за пределы опас­ной зоны за 7 часов. Одесский торговый порт, вклю­чая Нефтегавань, Илличевский порт и порт Южный, в течение года обслуживают до 1000 нефтеналивных судов. Учитывая, что в году 8760 часов, частота, раз­лива нефти или нефтепродукта более 700 т в аквато­рии Одессы составит: ^ao>700 =                   ^{= 3,9310-4 (го}д^)-1.

       

Полагая, что нефтяное пятно будет распростра­няться в сторону берега бухты только в случаях, ког­да в сторону берега будет направлен ветер, частота загрязнения бухты с выбросом в течение года более 700 т составит

^ = 0,98210-“ (год)^-1,

что практически равно Р_зб > ₇₀₀ вероятности загряз­нения Одесской бухты из-за выброса в течение года более 700 т нефтепродуктов .

В соответствии с данными [7] вероятность аварии с разливом более 160 м³ (100 тонн) на один километр маршрута составляет P_ao > ₁₀₀ = 5,310^-7. Учитывая, что количество заполненных нефтепродуктами или сы­рой нефтью судов, пересекающих акваторию Одессы в течение года, равно 1000, а длина маршрута 70 км, вероятность разлива более 100 т в акватории Одессы составит P_ao>₁₀₀ = 3,710^-2 . Полагая, что нефтяное пят­но будет распространяться в сторону берега бухты только в случаях, когда в сторону берега будет на­правлен ветер, вероятность загрязнения Одесской бухты из-за выброса в течение года более 100 т нефте­продуктов равна Р_зб > ₁₀₀ = 0,92510^-2.

При анализе системы перевалки нефти и нефте­продуктов в портах Одесской бухты для определения достаточности систем предотвращения выбросов в море и смягчения последствий необходимо исхо­дить из того, что если суммарная вероятность выбро­са продукта Р_в > ₁₀₀ > 10^-2 или Р_в > ₇₀₀ > 10^-4, то перевалка грузов недопустима. Если суммарная вероятность выброса нефтепродуктов Р_в > ₁₀₀ < 10^-4 и Р_в > ₇₀₀ < 10^-6, то никакие дополнительные системы безопасности не нужны, так как их применение не повлияет на риск загрязнения Одесской бухты. В диапазоне меж­ду этими значениями затраты на дополнительные системы безопасности будут оправданны до тех пор, пока они меньше ожидаемых убытков.

Аналогичным образом может быть выбран крите­рий достаточной безопасности аварийных выбросов опасного объекта для атмосферного воздуха. В [8] со­держатся данные о выбросах загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников и автотранспорта (передвижных источников). Ста­ционарный источник загрязнения атмосферы — не­передвижной технологический агрегат (установка, устройство, аппарат и т.п.), выделяющий в процессе эксплуатации загрязняющие атмосферу вещества, а также другие объекты (терриконы, резервуары и т.д.). Использовались данные о выбросах от стаци­онарных источников в г. Омске за 1996-2010 гг. В со

ответствии с этими данными в состав выбросов га­зообразных и жидких веществ входят диоксид серы (III класс опасности), диоксид азота (III класс), оксид азота (II класс), оксид серы (III класс), окись углерода (IV класс опасности). При этом в стационарных вы­бросах веществ III и II классов опасности содержится более 50%.

Данные о загрязнении окружающей среды при выбросах от транспортных средств приведены в [8] по РФ в целом. Если предположить, что число транс­портных средств на территории РФ пропорциональ­но численности населения, то количество выбросов от транспортных средств на территории г. Омска бу­дет пропорционально численности его населения: ^Омск ^/ ^Рф.

В табл. 2 приведены статистические данные из [8] для расчета выбросов от транспортных средств в Омске.

Данные о выбросах вредных веществ в атмос­феру в г. Омске за 1996-2010 гг. приведены в табл. 3. Обработка полученной выборки суммарных коли­честв выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в Омске по критерию Стьюдента дала следующие ре­зультаты:

• среднее значение суммарного выброса — 311,2 тыс. т/год;
• доверительный интервал А при доверительной вероятности а = 0,95 составляет 311,2 ± 12,44 тыс. т/год (А = 24,88 тыс. т/год)

 

• Таблица 2 Исходные данные для оценки количества выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта (передвижных источников) в атмосферный воздух в г. Омске Год Выбросы от автотранспорта в РФ, тыс .т/год Численность населения РФ, тыс . чел . Численность населения, тыс чел 1996 11000 148300 1160 1998 11800 147800 1159 1999 12200 147500 1157 2000 13500 146900 1148,9 2001 14200 146300 1138,3 2002 14400 145200 1134 2003 14800 145000 1131 2004 15300 144200 1122 2005 15400 143500 1143 2006 15200 142800 1139 2007 16300 142200 1135 2008 17300 142800 1131 2009 17100 142700 1129 2010 13200 142900 1128