Принципы априорной оценки техногенного ущерба

Диаграмма, иллюстрирующая способы и формы причинения техногенного ущерба одновременно несколькими производственными объектами, приведена на рис. 3.1. На ней в различных сочетаниях показаны людские, материальные и природные ресурсы конкретного региона, подвергнутые разрушительному воздействию их вредных выбросов и получившие определенные степени повреждения.

Общая модель. Следуя логике диаграммы, априорная оценка риска (математического ожидания суммарного ущерба) какому-либо региону за время t может проводиться в общем случае по формуле:

R _{t р} = M _t [ Y ] = C _ш ^в Q ^в (1- Q)^ш-в × (Q _фн Р_фн Y _фн), (3.1)

Рис. 3.1. Диаграмма причинения техногенного ущерба объектам и ресурсам региона

где в=1...ш -соответственно число предприятий региона с имевшими место аварийными или систематическими вредными выбросами и общее количество расположенных в нем предприятий;

C _ш ^в -число сочетаний из ш  по в;

Q -вероятность появления происшествий (аварийных выбросов) на одном предприятии за время t;

ф=1...я -число форм причинения ущерба ресурсам региона, вызванного вредными материальными и энергетическими выбросами;

Q _фн -условные вероятности воздействия таких выбросов на людские, материальные и природные ресурсы региона;

Р_фн -условные вероятности причинения ущерба определенной степени соответствующим объектам;         

Y _фн -размеры такого ущерба от каждого вредного выброса.

Изучение только что перечисленных параметров общей модели прогноза техногенного риска показывает, что рассмотренные ранее подходы пока не позволяют определить формы и размеры ущерба от аварийных происшествий и непрерывных вредных выбросов - Y _фн. Для этого требуется дополнительная информация о закономерностях, связанных с их поглощением и разрушительным воздействием на людские, материальные и природные ресурсы.

Закономерности появления ущерба. Для априорной оценки техногенного ущерба удобно пользоваться зависимостями между вероятностями вывода из строя учитываемых нами ресурсов и полученной ими мощностью дозы вредных факторов - D Р. Такие зависимости, называемые " доза-эффект " - R (D Р), могут иметь различный характер: как простой (линейно-беспороговый), так и более сложный (нелинейно-ступенчатый) - см. рис. 3.2а (линии 1 и 2 на графиках).

Например, с помощью кривой 2 можно выделить четыре способа влияния дозы поглощенного поражающего фактора: 1)при малых ее значениях, принадлежащих отрезку [ 0... D Р₁ [, иногда наблюдается так называемый гормезис - благотворное влияние вредных факторов на живые организмы при незначительных дозах и вредное - при больших; б)в диапазоне [ D Р₁... D Р₂ [ может существовать область безразличия или нейтральной реакции живых организмов; 3)при достижении дозой значений [ D Р₂... D Р₃ [, имеет место нелинейное, монотонное возрастание разрушительного эффекта; 4)после превышения ею величины D Р₃, наблюдается гибель всех объектов, подвергшихся столь интенсивному воздействию каких-либо поражающих факторов.

Иллюстрацией подобного характера биологической реакции организма человека, например, на радиоактивное облучение могут служить приведенные в табл. П4.1 пороговые мощности поглощенных им доз D Р, соответствующих конкретным разрушительным эффектам. 

Зеркальным отображением функций "доза-эффект" - точнее отрезка кривой 2, соответствующего дозам ] D Р_1… D Р₂ ], является зависимость между риском (вероятностью) причинения конкретного ущерба - R и удаленностью поражаемых ресурсов от места разрушительного выброса энергии или вредного вещества - Х (см. рис. 3.2б). Например, для взрыва облака углеводородного газа массой 32 т, эта зависимость проявляется между радиусом смертельного поражения (<140 м) и радиусом безопасных удалений (³250 м).

 

а)Зависимости "доза-эффект"             б)Кривая "риск-удаленность"

Рис. 3.2. Графики параметрических законов поражения

Чаще всего мы будем пользоваться нелинейно-ступенчатым представлением функции R (D Р) и монотонным - R (Х). При этом, на отрезках значений мощности дозы поражающего фактора, меньших D Р₂ и больших D Р₃, следует исходить из предположения соответственно о полной безвредности и абсолютной губительности соответствующих мощностей доз для рассматриваемых нами ресурсов. Внутри интервала [ D Р₂... D Р₃ ] будет подразумеваться вероятностный характер причинения им ущерба конкретной степени тяжести.

Частные модели. Анализ приведенных выше сведений свидетельствует о сложности и громоздкости априорной оценки техногенного ущерба, даже при допущении о равенстве в формуле (3.1) как вероятностей случайных и систематических вредных выбросов на всех предприятиях региона, так и условных вероятностей их воздействия и причинения ущерба различным ресурсам. Выходом из создавшегося положения может быть введение понятия "средний ущерб" от одного вредного выброса конкретного типа, возможного при проведении данного производственного или транспортного процесса, а также оперирование вероятностью появления хотя бы одного (любого) такого разрушительного выброса.

    С учетом сделанных допущений, величина риска R _{t В} (среднего социально-экономического ущерба людским, материальным и природным ресурсам, оказавшимся под воздействием случайных и непрерывных вредных выбросов отдельного предприятия), может быть рассчитана по такой формуле:

R _{t В} = M _t [ Y ] = Q_{k с} Y_kc + (Q_{l н} =1) Y_{l н},             (3.2)

где k =1... m -число типов происшествий (аварийных вредных выбросов), возможных при функционировании данного предприятия;

Q_{k с}, Y_kc  -вероятности возникновения происшествия каждого типа за время t и размеры обусловленного ими среднего ущерба;

l =1... n -число типов непрерывных энергетических (шум, вибрации, тепло...) и материальных (дым, шлаки...) вредных выбросов;

Q_{l н} =1, Y_{l н} - вероятности появления за время t выбросов каждого типа и размеры обусловленного ими среднего ущерба.

     В последующем будем также использовать термин " зона поражения ", понимая под ним объем пространства или площадь поверхности, в пределах которых располагаются людские, материальные и природные ресурсы, подвергнутые воздействию вредных выбросов предприятия и получившие дозы большие, чем D Р₂. В этом случае априорную оценку величины риска (среднего ущерба таким ресурсам) удобно рассчитывать по следующей формуле:

R _{t Y} = M _t [ Y ] = (Q_kq × S_kq × F_k × C_k)+ (S_kd × F_k × C_k),         (3.3)

где Q_kq -вероятность причинения людским, материальным и природным ресурсам ущерба заданной степени тяжести за время t;

  S_kq, S_kd  -соответственно площади зон вероятного и достоверного уничтожения рассматриваемых ресурсов поражающими факторами;

  F_k, C_k - средние плотность и стоимость единицы каждого ресурса в зонах вероятного и достоверного поражения.