Аналіз техногенних ризиків зберігання та знешкодження небезпечних речовин

За останніми даними матеріалів 9 та 10-го Міжнародного Форуму з пестицидів та хімікатів, кількість непридатних пестицидів на Україні становить більше 37 тис. т. (25 тис. т непридатних пестицидів та понад 11 тис. т гексахлорбензену – промислового відходу із групи стійких органічних забруднювачів (СОЗ), які також належить до непридатних пестицидів).

Заборонені до застосування та непридатні до використання пестициди складають окремий клас високотоксичних відходів, що становлять підвищену небезпеку для здоров'я людини та навколишнього природного середовища, які можна умовно розділити на три групи:

1. Заборонені до застосування.
2. Непридатні до використання.
3. Пестициди невідомого складу.

До непридатних до використання пестицидів відносяться ті, в котрих закінчився термін придатності, гарантійні строки. До пестицидів невідомого складу відносяться ті, для яких неможливо визначити первинний склад та призначення або втрачене маркування і документація.

На даний час відходи у більшості випадків зберігаються в спорудах, що руйнуються, а в окремих випадках - під відкритим небом у мішках, контейнерах або просто насипом. Стан їх зберігання погіршується та не відповідає нормативним вимогам [1-3].

Тому ці токсичні відходи є небезпечними для здоров’я населення та загрожують довкіллю, Незадовільні умови зберігання призводять до того, що токсичні пестициди потрапляють до навколишнього середовища, в тому числі до водних джерел і повітря, і виникає ризик отруєння людей і тварин [2].

Пестициди забруднюють довкілля не тільки у процесі їх використання, але й в процесі виробництва, зберігання, транспортування та знищення. Під впливом кисню, освітлення, вітру, температури, вологи, типу та стану ґрунтів піддаються складним перетворенням, можуть переноситися на значні відстані та накопичуватися в організмах тварин і людей. При розкладі пестицидів у навколишньому середовищі утворюються нові хімічні сполуки, які виявляють інші хімічні та біологічні властивості. У більшості випадків ці речовини більш стійкі та токсичні у порівнянні з вихідними пестицидами. Довготривала стійкість у навколишньому середовищі та здатність СОЗ до міграції - найбільш серйозна загроза від дії пестицидів.

Використання пестицидів у сільському господарстві регулюється низкою Законів України, Постанов Верховної Ради України та Кабінету Міністрів України, а також окремими Наказами Міністерства екології, Міністерства аграрної політики та Міністерства охорони здоров’я. Вирішення проблеми непридатних пестицидів в Україні здійснюється відповідно до Законів «Про відходи», «Про пестициди та агрохімікати», «Про загальнодержавну програму поводження з відходами», «Про пестициди та агрохіміками» та ін.

Поводження з пестицид ними препаратами і питання заборони використання окремих пестицидів регулюється в міжнародному масштабі рядом Конвенцій, угод та договорів, серед яких основними є Стокгольмська Конвенція із стійких органічних забруднювачів та Роттердамська Конвенція з процедури попереднього поінформованого дозволу на міжнародну торгівлю небезпечними хімічними речовинами та пестицидами. Вона спрямована на охорону здоров’я людини та навколишнього середовища від СОЗ, а також скорочення використання та подальшу ліквідацію особливо токсичних стійких органічних забруднювачів. Україна ратифікувала Стокгольмську конвенцію про стійкі органічні забруднювачі у 2007 році і вона є частиною українського екологічного законодавства [1].

1. Методика оцінювання техногенних ризиків, пов’язаних із зберіганням небезпечних речовин

Аналіз та оцінювання ризиків у сфері техногенної безпеки є основою системи управління безпекою технічних і технологічних систем різних типів і рівнів. Вони включають такі основні завдання: об­ґрунтування цілей і завдань аналізу ризику; аналіз технологічних особливостей виробничого об'єкта; виявлення всіх джерел небезпеки; визначення по­дій, здатних ініціювати виникнення аварій; форму­вання ймовірних сценаріїв розвитку аварій; аналіз сценаріїв; оцінювання ймовірності виникнення ава­рії для кожної події, що ініціює аварію; визначення чинників ураження; моделювання і прогнозування масштабів наслідків аварій для персоналу, населен­ня, навколишнього середовища за різними сцена­ріями розвитку аварій; оцінювання ймовірностей впливу зовнішніх чинників, які не залежать від умов експлуатації потенційно небезпечних об'єктів; оці­нювання й аналіз ризику щодо його прийнятності; побудова полів потенційного ризику навколо кож­ного з виділених джерел небезпеки; визначення до­статності превентивних заходів для забезпечення стій­кості об'єктів до внутрішніх і зовнішніх впливів.

Під час аналізу безпечності потенційно небез­печних об'єктів безпеку часто розглядають як на­дійність стосовно здоров'я й життя людей, стану на­вколишнього середовища. По-перше, за певних умов ці поняття тісно пов'язані (наприклад, коли порушення роботоздатного стану об'єкта може призвести до аварійних бо катастрофічних наслідків). По-друге, такий підхід дає змогу використати кількісні показники безпеки, аналогічні в математич­ному відношенні показникам теорії надійності, методи якої розроблені досить повно й широко застосовуються на практиці.

Теорія аналізу ризику створена  відомими вченими: В. Маршалом, Е. Хенлі, Х. Кумамото. Ними запропонована методологія оцінки небезпеки і ризику, що широко застосовується у світовій практиці. Питання оцінки техногенних і екологічних ризиків знайшли також широке відображення в роботах С.Л. Аваліані, П.Г. Бєлова, Г.M. Грея, Ман-Сунга Ім., А.Б. Качинського, А.В. Кісєльова, Д. Маккея, С.М. Мягкова, С.М. Новікова, С.З. Поліщука, М.Ф. Реймерса, Ж.С. Еванса та ін. Однак багатьма авторами визначається, що, незважаючи на велику кількість наукових праць у цьому напрямку, питання, пов'язані з вивченням особливостей і закономірностей небезпечних процесів у навколишньому природному середовищі і розробкою моделей небезпек і ризику, маловивчені [4-6].

Нині в екологічній безпеці важливою науковою задачею є розвиток аналітичних підходів у дослідженнях небезпеки і ризику, а також удосконалення методів оцінки і нормування ризиків. Основою методології оцінки ризику є ідентифікація і визначення рівня небезпеки.

Більшість визначень ризику для здоров'я населення при впливі шкідливих речовин, що забруднюють атмосферне повітря, зводяться до того, що ризик – це ймовірність реалізації потенційної небезпеки, викликаної впливом зовнішніх факторів і діяльністю людини, що сприяє виникненню негативних наслідків. В опублікованій в 1993 р. монографії У. Хелленбека, присвяченій проблемам кількісного оцінювання екологічного ризику та ризику професійних захворювань, термін "ризик" розглядається як синонім термінів "ймовірність" і "частота" [5-6].

У разі визначення безпеки складних систем із великим числом елементів використання запропонованих вище методів не завжди буває ефективним, тому для отримання числових значень показ­ника безпеки (надійності) застосовують метод статистичного моделювання.

Алгоритм отримання оцінок надійності. Аналітично обчислюють імовірності різних типів станів системи:

Н0 — роботоздатність усіх підсистем системи; , H1— відмову рівно однієї підсистеми системи; Нк — відмову рівно к під­систем.
Ймовірність події Нк обчислюють за допомогою біноміаль­ного розподілу:
,                                                                         (1)
де р — ймовірність стану роботоздатності підсистеми (q = 1 - р);  — число сполучень з n по k.

Методом статистичних випробувань знаходять оцінки умов­них імовірностей Фк того, що система, яка знаходиться у стані Нк, роботоздатна. Обчислюють повну ймовірність роботоздат­ності системи:

                                                                         (2)

 Якщо система побудована так, що відмова j будь-яких елементів не призводить до відмови системи загалом, то повну ймовірність роботоздат­ності системи знаходять за формулою:
                                                                             (3)
При цьому чим більше j, тим ефективніший аналітико-статистичний метод оцінювання.

Біноміальний розподіл (1) є унімодальним, тобто має ціл­ком визначений виражений максимум імовірності Рк по k. Якщо q досить мале, то з деякого номера kімовірність Рк починає швидко спадати. Це дає змогу в кожному конкретному (залежно від потрібної точності розрахунку) встановити, для яких значень kможна не знаходити оцінки Фк статистичним моделюванням.

У кількісному плані ризик визначається умовною ймовірністю нанесення шкоди людині (екосистемі) і ймовірністю настання несприятливих подій і розраховується за формулою:
                                                                                  (4)
де  – умовна ймовірність нанесення шкоди людині (біосистемі) у випадку реалізації небезпеки величиною ;  – ймовірність реалізації небезпеки  при настанні несприятливих подій;  – число можливих небезпек одного класу.
В теорії аналізу ризиків прийнято, що ризики при малих значеннях (R<<1) сумуються:
.                                                            (5)
При великих значеннях ризиків ( ) сумарні ризики визначаються відповідно до правила додавання і множення ймовірностей спільної появи незалежних подій [1]:
.                                                             (6)
У теорії аналізу ризику також вважається, що функції ризиків  якісно однакові (описуються однаковими функціональними залежностями) для небезпек одного класу.
Наприклад, в існуючій методології оцінки ризику здоров'ю і життю людини при впливі хімічних речовин нині широко використовують логарифмічно-нормальний розподіл вигляду:
         .                                                       (7)
Верхня межа інтегрування є так званою пробіт-функцією (), що відбиває зв'язок між ймовірністю ураження і поглиненою (впливовою) дозою (концентрацією). Для її обчислення використовується логарифмічна залежність вигляду:
                                                                  (8)
де  і  – параметри, що залежать від токсикологічних властивостей речовини та видів впливів,  – концентрація шкідливої речовини [5-7].

Висновки. Отже, небезпечні речовини становлять підвищену екологічну  небезпеку та потребують ґрунтовного аналізу та оцінки екологічного ризику на локальному і глобальному рівнях.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. www.nbuv.gov.ua/portal/natural/Ekol_bezpeka/2010_2/pdf/43.pdf
2. Закон України «Про ратифікацію Стокгольмської конвекції про стійкі органічні забруднювачі».
3. Акімов В.І., Андрусенко М.І., Голік Ю.С. Проблема накопичення та утилізації непридатних до використання пестицидів у Полтавській області//Світ довкілля. - 2005. – № 5. – С.12-13.
4. Обґрунтування методів оцінки та прогнозування ризику впливів шкідливих речовин при забрудненні атмосфери промислових міст: Автореф. дис. канд. техн. наук: 21.06.01 [Електронний ресурс] / Г.В. Звягінцева; Донец. нац. ун-т. – Донецьк, 2006. – 21 с.
5. Аверин Г.В., Звягинцева А.В. Математические модели опасности и риска в теории техногенной безопасности // Вісник Донецького університету. Сер. природн. наук. – 2005. – № 2. – C. 296 – 302.
6. Природний техногенний та екологічний ризики: аналіз, оцінка, управління: монографія / Г.В. Лисиченко, Ю.Л. Забулонов, Г.А. Хміль; Ін-т геохімії навкол. середовища НАН України. − К.: Наук. думка, 2008. − 542 с.

УДК 502.3

Петрук В. Г. Аналіз техногенних ризиків зберігання та знешкодження небезпечних речовин [Електронний ресурс]  / [Петрук В. Г., Турчик П. М. , Панченко Т. І.] // Збірник наукових статей “ІІІ-го Всеукраїнського з’їзду екологів з міжнародною участю”. – Вінниця, 2011. – Том.1. – С.104–106. Режим доступу: http://eco.com.ua/

Скачати в форматі pdf: