Екологічна безпека та розрахунок ризиків транспортування пестицидних препаратів на основі теорії нечітких множин

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.

Поняття ризику пов'язують з можливістю людських жертв, травм, пошкоджень і матеріальних втрат. На практиці намагаються визначити інтегральний ризик – узагаль­нений показник комплексів загроз, які можуть реалізуватися за певних умов і спричинити надзвичайні ситуації на даній тери­торії, а також масштабність їхніх наслідків (збиток) за певний час внаслідок різних поєднань причин і сценаріїв розвитку аварій.

Визначення оцінки ризиків має ґрунтуватися на результатах контролю технічного стану потенційно небезпечних об'єктів, статистичних даних про відмови, інциденти, аварії і надзвичайні ситуації техногенного характеру, даних моніторингу небезпечних геологічних, гідрометеорологічних процесів, стану природних комплексів тощо, статистичних даних про стихійні природні яви­ща, а також на результатах моделювання і прогнозування від­повідних небезпечних подій, ситуацій.

Ризик у промисловій безпеці часто ототожнюють з імовір­ністю настання негативних подій за деякий період часу (як пра­вило, за рік). Ймовірність у цьому разі є мірою ризику, вона зручна для порівняння ризиків одного об'єкта (суб'єкта) від різних подій чи для різних об'єктів (суб'єктів) у типових для них умовах функціонування (діяльності). Це так званий "технічний ризик". Аналіз сучасних теорій та методів показав, що для кількісної оцінки ризику необхідно визначати ймовірності ви­никнення небезпечних подій і збитки від них за реалізації різних сценаріїв розвитку аварій, спричинених цими подіями.

Кількісна оцінка природних, техногенних, екологічних ри­зиків створює сприятливе і необхідне підґрунтя для класифікації всіх господарських об'єктів і ранжування територій країни за ступенем небезпеки. Така оцінка дає можливість застосовувати до них правові норми й державні механізми адміністративного та економічного впливу пропорційно створюваній ними небезпеці з метою забезпечення прийнятного рівня ризику для досягнення безпечної життєдіяльності суспільства. Це потребує розробки і застосування відповідного науково-методологічного апарату оці­нювання ризиків. Дослідження у цій сфері активно розвивають­ся [2]. Прогнозування небезпечних подій і ситуацій здебіль­шого є основою запобігання надзвичайним ситуаціям.

У рамках технічної (технократичної) концепції після ідентифіка­ції джерел небезпеки або виявлення можливих загроз необхідно оцінити їх рівень і наслідки, до яких вони можуть призвести, тобто ймовірність відповідних подій і пов'язаний з ними по­тенційний збиток. Для цього застосовують методи оцінювання ризику, які в загальному випадку поділяються на феномено­логічні, детерміністичні та ймовірнісні.

Найпоширенішими вітчизняними методиками аналізу небез­пеки й оцінювання ризиків є: "Методика прогнозування нас­лідків виливу (викиду) небезпечних хімічних речовин при ава­ріях на промислових об'єктах і транспорті", "Методика визна­чення ризиків та їх прийнятних рівнів для декларування безпеки об'єктів підвищеної небезпеки", "Методика оцінки збитків від надзвичайних ситуацій техногенного та природного характеру", які затверджені нормативно-правовими актами України, а також застосовувані багатьма науковцями і фахівцями при ана­лізі інтегральних рівнів небезпеки територій "Методика оцінки ризику техногенної та природної небезпеки в регіональному ви­мірі", "Методика оцінки безпеки складного об'єкта в умовах невизначеності" [2].

Сучасний світ відкинув концепцію “абсолютної безпеки” та втілює концепцію “прийнятого ризику” потенційної небезпеки промислових підприємств. Для України визначено базові показники ризику: незначний ризик, прийнятий ризик, граничнодопустимий та недопустимий ризик. При цьому, прийнятим ризиком, вважається “ризик, який забезпечується повною відповідністю умов і безпеки праці вимогам нормативно - правових актів з охорони праці, але допускає наявність тяжких і шкідливих умов праці, робота в яких винагороджується пільгами та компенсаціями згідно з чинним законодавством” [3].

Для небезпечних об’єктів “прийнятий ризик ” визначається з урахуванням:
- чинних нормативних актів;
- економічних та соціальних умов регіону;
- угод між власниками та страховими компаніями;
- досвіду інших областей.
Сумарний ризик аварій на ОПН рекомендовано розглядати абсолютно прийнятим для таких значень:
- територіального ризику R < 10-7;
- індивідуального ризику R < 10-8;
- соціального ризику R < 10-7.

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.

Аналіз та оцінювання ризику аварій разом із превентивними заходами безпеки є основою системи управління безпекою техногенних об’єктів різних типів. Аналіз та оцінювання ризику включає такі основні завдання: обґрунтування цілі та завдань аналізу ризику; аналіз технологічних особливостей виробничого об’єкта, виявлення всіх джерел небезпеки; визначення подій, що можуть ініціювати виникнення аварій; визначення небезпечних чинників, що виникають під час аварій; кількісне оцінювання ймовірностей виникнення аварій; формування імовірних сценаріїв розвитку аварій; моделювання і прогнозування імовірних наслідків аварій для персоналу, населення і навколишнього середовища за різними сценаріями розвитку подій; оцінювання ймовірностей впливу зовнішніх чинників на об’єкт; розрахунок ризику аварій; аналіз ризику щодо його прийнятності; розробка заходів зі зменшення ризиків аварій у разі перевищення прийнятного рівня; в іншому випадку, якщо ризик не перевищує прийнятний рівень, – формування звіту й обґрунтування безпеки промислового об’єкта; визначення необхідної кількості превентивних заходів безпеки для забезпечення стійкості об’єкта до внутрішніх та зовнішніх впливів [2-4].

У сучасній практиці для формалізації ризику R широко вико­ристовують модель, яка пов'язує між собою ймовірність виник­нення негативних подій Рі (аварій, катастроф) і ймовірність можливих збитків Wі у результаті цих подій:

                                                                                       (1)
За формулою (1) можна пояснити як невизначеність мож­ливої появи події, що призводить до небажаних наслідків, так і величину цих наслідків.
Оцінка ризику має передбачати розвиток несприятливих по­дій за різними сценаріями, що потребує узагальнення формули (1):
                                                                                     (2)
де індекс і стосується події, індекс j – відповідного сценарію [2].

На сьогодні відповідно до Методики визначення ризиків і їх прийнятих рівнів для декларування безпеки небезпечних об’єктів, затвердженої наказом Мінпраці від 14.12.2002 року № 637 ризик прописується ймовірним методом “дерева відмов” та “дерева подій”.

Методи "дерево відмов" і "дерево подій" дають змогу визначити функціональні взаємозв'язки елементів системи у вигляді логічних схем, що враховують взаємозалежність відмов елементів або груп елементів. У загальному випадку як "дерево відмов", так і "дерево подій" є лише ілюстрацією логіко-ймовірнісних моделей. Однак вони дуже цікаві фахівців, пов'язаних з експлуатацією, обслуговуванням і наглядом за технічними об'єктами. Маючи таку схему, фахівець може не тільки знайти найкритичніший варіант розвитку подій, а й оцінити очікуваний ризик, якщо відповідне "дерево подій" або "дерево відмов" доповнене статистичними даними.

За допомогою аналізу "дерева відмов" фактично робиться спроба кількісно виразити техногенний ризик дедуктивним методом. "Дерево відмов" ідентифікує подію або ситуацію, що створює ризик, після чого ставиться питання: як могла виникнути така подія? Відповідь полягає в тому, що до такої події могла привести множина шляхів. Більшість безпосередніх причин верхніх подій можна вивчати, начебто вони самі є верхніми подіями. Теоретично такий аналіз можна проводити дуже детально на багатьох рівнях.

Найдоступніші для дослідження причини – це відмови компонентів, щодо яких є достатня кількість статистичних даних. Оскільки в такому дедуктивному методі процес деталізації може перериватися довільно, аналіз можна закінчувати на компонентах, по яких є достатньо даних, необхідних для точного визначення ймовірності відмови такого компонента.

Під час розрахунків імовірності виникнення аварії у "дереві відмов" необхідно враховувати застосовувані логічні символи. Ймовірність S(A) вихідної події А в разі незалежності вхідних подій А1,А2,…,An визначають за формулами:

для знака І:                                                                 (3)
для знака АБО:                                                                  (4)
де — ймовірність події Ai.
Цінність методу "дерева відмов" полягає в такому:

  • аналіз структури системи орієнтується на виявлення відмов системи;
  • можливість формалізації й автоматизації обліку впливу відмов елементів на роботоздатність системи на різних рівнях деталізації;
  • метод дає змогу інженерові проникати в сутність функціонування системи, аналізувати ланцюжки причинних взаємозв'язків відмов, переглядати вплив відмов на роботоздатність інших підсистем;
  • можливість здійснення кількісного аналізу й побудови кількісних оцінок важливості кожного елемента в системі, критичності елементів, оцінок надійності системи, подачі наочного графічного матеріалу, що є як вихідним документом, так і засобом для спілкування фахівців.

Метод “дерева відмов” базується на використанні складної суб’єктивної логіки. Також відсутня наявна повна інформація про частоту первинних відмов, взаємних впливів відмов елементів для реальних виробничих об’єктів. Ступінь адекватності методу в реаліїї прямо пропорційний досвіду, інтуїції та кваліфікації дослідника.

До зазначених переваг можна також додати й те, що для систем із великим числом елементів результати аналізу "дерева відмов" і виявлення найважливіших елементів дають змогу вказати напрями вдосконалення системи (заміни елементів або їх вдосконалення).

Через вказані недоліки метод оцінки ймовірності аварій не знаходить широкого практичного застосування при аналізі ризику експлуатації потенційно-небезпечних об’єктів. Як альтернатива заміни методу “дерева відмов” рекомендується для визначення частоти небажаних подій використовувати імітаційне моделювання виникнення аварій та їх розвитку в людино-машинній системі.

Практичною реалізацією такого підходу може стати використання експертної системи оцінки ризику потенційно небезпечних об’єктів. Залучення знань, інтуїції та досвіду висококваліфікованих фахівців-експертів з наступною обробкою отриманих експертних оцінок на основі сучасних методів прикладної математики, зокрема за допомогою статистики об’єктів нечислової природи, дозволить отримати максимальний результат при відсутності статистики аварій, тобто в умовах цілковитої невизначеності [2-4].

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

  1. Петрук В. Г., Яворська О. Г., Ранський А. П. та ін. Екологічні аспекти термічного знешкодження непридатних отрутохімікатів. Монографія - Вінниця: УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2006. – 254 с.
  2. Природний техногенний та екологічний ризики: аналіз, оцінка, управління: монографія / Г.В. Лисиченко, Ю.Л. Забулонов, Г.А. Хміль; Ін-т геохімії навколиш. середовища НАН України. − К.: Наук. думка, 2008. − 542 с.
  3. Аверін Г. В. Оцінка ризику виникнення аварій на об’єктах підвищеної небезпеки / Г.В. Аверін,

    В.М. Москалець // Охорона праці. – 2008. – № 6. – С. 17 – 21.
  4. Орлов А.И. Статистика объектов нечисловой природы и экспертные оценки / А. И. Орлов // Экспертные оценки. Вопросы кибернетики. – М.: Научный совет АН СССР по комплексной проблеме “Кибернетика”, 1979. – С.17 – 33. – (выпуск 58).

УДК 620.26:504.054
Турчик П. М. Екологічна безпека та розрахунок ризиків транспортування пестицидних препаратів на основі теорії нечітких множин [Електронний ресурс]  / [Турчик П. М., Сушинська М. М., Нагорна К. В. ] // Збірник наукових статей “ІІІ-го Всеукраїнського з’їзду екологів з міжнародною участю”. – Вінниця, 2011. – Том.1. – С.108–111. Режим доступу: http://eco.com.ua/

Скачати в форматі pdf:

Оцінка: 
0
No votes yet