Прогнозирование экологической безопасности населения в штатной ситуации и при пожарах

Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий Академия государственной противопожарной службы Кафедра процессов горения и экологии Курсовая работа По дисциплине:

Экология пожаров и чрезвычайных ситуаций Тема:

Прогнозирование экологической безопасности населения в штатной ситуации и при пожарах Москва, 2014 год

Введение

Расчетная часть работы

1. Расчет показателей состояния ЭБ в N-ском поселении в штатной ситуации

2. Расчет показателей состояния ЭБ N-ского поселения при пожарах

3. Расчет размеров эколого-экономических ущерба при выбросах загрязняющих веществ в штатной ситуации и при пожарах Заключение Литература Приложения

В соответствии с природоохранительным законодательством Российской Федерации нормирование качества окружающей природной среды производится с целью установления предельно допустимых норм воздействия, гарантирующих экологическую безопасность населения, сохранение генофонда, обеспечивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности. При этом под воздействием понимается антропогенная деятельность, связанная с реализацией экономических, рекреационных, культурных интересов и вносящая физические, химические, биологические изменения в природную среду.

Определенная таким образом цель подразумевает наложение граничных условий (нормативов) как на само воздействие, так и на факторы среды, отражающие и воздействие, и отклики экосистем. Принцип антропоцентризма верен и в отношении истории развития нормирования: значительно ранее прочих были установлены нормативы приемлемых для человека условий среды (прежде всего, производственной). Тем самым было положено начало работам в области санитарно-гигиенического нормирования. Однако человек не самый чувствительный из биологических видов, и принцип «Защищен человек — защищены и экосистемы», вообще говоря, неверен.

Производство затрагивают окружающую среду, когда оно имеет прямое или косвенное воздействие на экологию и населенные пункты, которое проявляется в значительно более широких масштабах в сравнении с немедленными мерами реагирования гуманитарного характера. Изменение экологических условий может провоцировать чрезвычайные ситуации из-за одновременного увеличения давления на окружающую среду. Предотвращение чрезвычайных ситуаций и смягчение последствий бедствий являются главными компонентами в глобальных усилиях по обеспечению безопасности окружающей среды. Предотвращение загрязнения путем экологически чистого производства — это процесс, когда более чистые, безопасные и экологически благоприятные технологии применяются на протяжении всего процесса производства и потребления, от эксплуатации ресурсов до удаления отходов, при полном использовании материалов, предотвращающих загрязнение и сокращающих риск для людей и окружающей среды. Экологически чистое производство — это основополагающий подход к предотвращению и уменьшению риска чрезвычайных экологических ситуаций, особенно техногенных чрезвычайных ситуаций.

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Исходные данные

Исходная информация об экологической, демографической обстановке и состоянии здоровья жителей N-ского поселения представлены в таблицах.

Экологическая обстановка в поселении в результате штатной хозяйственной деятельности

Исходные данные для расчета экологических последствий выбросов продуктов горения при пожарах в N-ском поселении

Примечание. На здания жилого сектора приходится (72,8−75)% учтенных пожаров, 90,3% погибших при них людей и 58,2% прямого материального ущерба [4, 5]

1. Расчет показателей состояния ЭБ в N-ском поселении в штатной ситуации

При штатной ситуации концентрация некоторых загрязняющих веществ (СО и C₆H₅OH) в воздухе равна или меньше их ПДКсс.

Расчет значений индексов загрязнения атмосферы ИЗАi, и ИЗАm

Определим класс опасности вещества по ГН 2.1.6.1338−03

Затем рассчитываем отдельно значения ИЗАi для каждого загрязняющего вещества, присутствующего в воздухе поселения и указанного в задании:

(1)

Значения Сi для различных классов опасности загрязняющих веществ берем из таблицы Значение Сi для различных классов опасности загрязняющих веществ

Затем выбираем вещества, имеющие наибольшие значения индексов и рассчитываем суммарный индекс загрязнения атмосферы ИЗАm.(1−5)

(2)

Уровень загрязнения атмосферного воздуха определяем по значениям ИЗАm в соответствии с четырьмя установленными категориями: низкой, повышенной, высокой и очень высокой.

Оценка степени загрязнения атмосферы по ИЗА

Заполним таблицу и проведем соответствующие вычисления.

Результаты расчета индексов загрязнения атмосферы ИЗАi и ИЗАm

Удельные показатели загрязнения атмосферы всеми источниками в расчете на одного жителя N-ского поселения

(3)

Удельные показатели загрязнения атмосферы всеми источниками в расчете на один га территории N-ского поселения составят:

(4)

Экологический риск для населения N-ского поселения при загрязнении атмосферы в штатной ситуации:

(5)

2. Расчет показателей состояния ЭБ N-ского поселения при пожарах

Число пожаров в жилом секторе N-ского поселения:

(7)

Масса сгоревшей нагрузки на одном пожаре в жилье

Учитывая, что вид и количество материалов в ее составе не отличается от типового случая (табл.4,5 «Приложения»), масса сгоревшей нагрузки на одном пожаре в жилье составит:

(8)

Количество материалов, сгоревших в жилье за год:

/год (9)

Годовая масса выбросов продуктов горения (табл. 5 «Приложения»):

т_пг/год (10)

Если размер зоны, куда поступают продукты горения, ограничен концентрацией 50 ПДК, и она в 11 раз больше очага самого пожара [6, 7, 11−13], то вся площадь населенного пункта, загрязненная продуктами горения в течение года:

= 11· 1,21 = 13,31 га/год. (11)

где

(12)

Потенциальное число людей, которые в течение года могли оказаться на территории, загрязненной продуктами горения:

=

(13)

Удельный выброс продуктов горения в расчете на одного человека и на один га в зоне загрязнения при пожарах в жилом секторе:

(14)

(14а) Примечание. Можно видеть, что удельные выбросы при пожарах (2,3т_пг/чел год и 13,09 т_пг/га год) больше удельных выбросовот источников загрязнения атмосферного воздуха в штатной ситуации (0,25 т/чел. год и 4,67 т/га год). Поэтому в зоне загрязнения продуктами горения возникает более опасная экологическая ситуация, чем на всей остальной территории населенного пункта.

Вклад пожаров в загрязнение атмосферы населенного пункта по отношению ко всем источникам, % составит:

Вклад_{пож.загр.атм}, [%]=

Полагая, что число погибших на пожарах на жилом секторе составляет 90% жертв всех пожаров (табл. 2 «Задания», [5]), в жилье погибает:

Так как на пожарах в жилом секторе 80% людей гибнет от отравления [6,7,8], число «экологических» жертв:

(17)

Полагая, что 80% людей, находившихся в зоне загрязнения при пожарах в жилье [6,7], заболевают от отравления, число «экологических» больных:

(18)

Экологический риск смерти и заболеваний населения в результате загрязнения атмосферы при пожарах в жилье составит:

а) по отношению ко всем жителям населенного пункта

(19)

(20)

по отношению жителям в зоне загрязнения продуктами горения:

(19а)

(20а) Примечание. По отношению к жителям, оказавшимся в зоне загрязнения продуктами горения, потенциальные риски оказались больше (умереть — 0,29, заболеть — 0,8), чем для жителей всего остального поселения как в случае пожаров (соответственно умереть и заболеть: 7,32· 10^-5 и 1,98· 10^-4., так и при загрязнении атмосферного воздуха источниками выбросов в штатной ситуации (умереть — 3,06· 10^-3, а заболеть — 17,6 10^-2)

Эти результаты находятся в полном соответствии с тем, что в зоне загрязнения продуктами горения возникает более опасная экологическая ситуация, чем на всей остальной территории населенного пункта

3. Расчет размеров эколого-экономических ущерба при выбросах загрязняющих веществ в штатной ситуации и при пожарах

Эколого-экономический ущерб (У^а_ээ) от загрязнения атмосферы различными источниками выбросов в штатных ситуациях [14]составляет:

=1,4· 1,2·2,26·[520·NO₂/0,04 + 12 040· NH₃/0,04 + 62 000· CO/3 + 23 000

взв.в-ва/0,15 + 70 000· С₆H₅СH₃/0,6+600·С₂₀H₁₂/0,1] =

3,8· 600 604 665 ~2,2 млр. руб./год (21)

Примечание. При выбросе загрязняющих веществ в атмосферный воздух городов применяется с дополнительным коэффициентом 1,2 [14]

Размер ущерба ниже фактического в силу того, что в табл. 1 «Задания» Mi указаны не для всех ЗВ.

Эколого-экономического ущерб (У^а*_ээ) от загрязнения атмосферы выбросами продуктов горения при пожарах[1,4], составляет:

=

= 25· 1,4·1,2·2,26·268·1,3·5,8·10³·(7,33·10^-6+7,5·10^-6 +1,83· 10^-6 +90· 10^-6 +

192· 10^-6) = ~ 57,2 тыс. руб./год (22)

Справка. При выбросе продуктов горения в атмосферный воздух городов применяется с дополнительным коэффициентом 1,2 [14]

Примечание:

Эколого-экономического ущерб (У^а*_ээ) от загрязнения атмосферы выбросами продуктов горения при пожарах может быть рассчитан по другой формуле:

=

=25· 1,4·1,2·2,26·348,4·(0,042+0,043+0,011+0,522+1,114) = ~ 57,2тыс.

руб./год (23)

Примечание. Площадь пожара, масса горючей нагрузки, коэффициент полноты горения, объем и масса удельных выбросов продуктов горения взяты из табл. 5 «Приложения», так как в табл. «Задания» указаны данные, отвечающие условиям «типовых» пожаров.

Эколого-экономического ущерб (У^а*_ээпож) от загрязнения атмосферы выбросами продуктами горения по отношению к ущербу (У^а_ээ) от загрязнения атмосферы выбросами различных источников в штатных ситуациях составляет:

100% (У^а*_ээпож/ У^а_ээ) =100%· 57,2 тыс./ 2,2 млр. руб./ ~ 2,6%

экологический безопасность выброс пожар

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сравнительная оценка рисков и ущербов для населения, обусловленных загрязнением ОС при штатных ситуациях и пожарах

Таблица 1

«Результаты расчетов». Влияние выбросов ЗВ в штатных ситуациях на ОС и здоровье населения

Таблица 2

«Результаты расчетов». Влияние пожаров на здоровье населения и экологическую обстановку населенного пункта

Анализ данных таблиц 1 и 2 «Результаты расчетов»

— В наибольшей степени на здоровье населения при штатной ситуациии пожарах могут влиять диоксины, так как они обладают в очень низких концентрациях канцерогенной, тератогенной, мутагенной активностью, а также оксид углерода, вследствие значительного количества, образующегося при горении.

-Уровень экологического риска при загрязнении атмосферного воздуха в результате пожаров непримлем для населения, тогда как при штатной хозяйственной деятельности и его можно считать приемлемым.

— Рассчитанный уровень экологического риска заболеваний и смерти населения при пожарах требует поведения плановых мер по уменьшению числа пожаров (мониторинг ОС и состояния здоровья населения, прогнозирование вероятности развития пожара, предсказания уровней рисков, уменьшение числа экспонируемых лиц, способы быстрого реагирования на возникновение опасной ситуации, др.)

— Эколого-экономический ущерб от загрязнения атмосферного воздуха при пожарах значительно меньше, чем ущерб от выбросов стационарных и передвижных) объектов в штатной ситуации и составляет 2,6%. Этот факт можно объяснить несовершенством нормативной базы, применяемой в расчетах, в частности, низким значение К_а не отражающим опасность присутствия в атмосферном воздухе ЗВ в концентрациях, на порядки превышающих ПДК.

Основная

1. Исаева Л. К. Экология пожаров, техногенных и природных катастроф: Учеб. пособие //М.: Академия ГПС МВД России. — 2001.

2. Исаева Л. К. Основы экологической безопасности при техногенных катастрофах // М.: Академия ГПС МЧС России. — 2003.

3. Исаева Л. К. Пожары и окружающая среда //М.: Издательский дом" Калан. — 2001. — С. 103−112.

4. Брушлинский Н. Н., Шебеко Ю. Н. Пожарные риски. Динамика, управление, прогнозирование // М.: ФГУ ВНИИПО. — 2007. — 370 с.

5. Алехин Е. М. и др. Пожары в России и в мире // Статистика. Анализы, прогнозы. — М.: академия ГПС. — 2002. — 158 с.

Дополнительная

6. Исаева Л. К. Экологические последствия пожаров: Автореф. дис. … докт. техн. наук. — М.: АГПС МВД России, 2001. — 107 с.

7. Сулименко В. А. Экологические последствия пожаров в жилой застройке городов. Автореф. дис. … канд. техн. наук. — М.: Академия ГПС МЧС России, 2004. — 24 с.

8. Пожары и пожарная безопасность: Ежегодный статистический сборник. — М.: ВНИИПО.

9. Ежегодные государственные доклады МЧС России «О состоянии защиты населения и территорий РФ от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».

10. Ежегодные Государственные доклады о состоянии окружающей природной среды в субъектах РФ.

11. Руководящий документ РД 52.04.667−2005

12. Методические рекомендации по определению количества пострадавших при чрезвычайных ситуациях техногенного характера // Акимов В. А., Быков А. А., Востоков В. Ю. и др. // Проблемы анализа риска. — 2007. — Т. 4. — № 4. — С. 347−367.

13. Иванников В. П., Клюс П. П. Справочник руководителя тушения пожара. — М.: Стройиздат, 1987. — 288 с

14. Андросов А. С., Бегишев И. Р., Салеев Е. П. Теория горения и взрыва: Учебное пособие. — М.: Академия ГПС МЧС России, 2007. — 240

15. Абдурагимов И. М., Андросов А. С., Исаева Л. К., Крылов Е. В. Процессы горения. — М.: ВИПТШ, 1984. — 268 с.

Нормативная

16. Постановления Правительства РФ от 28 августа 1992 г. № 632 «Определение платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов, другие виды вредного воздействия».

17. Постановления Правительства РФ от 12 июня 2003 г. № 344 «О нормативах платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сброса загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления».

18. Требования к выполнению работ по оценке риска для здоровья населения, обусловленного воздействием химических факторов среды обитания. — М.: Департамент госсанэпиднадзора Минздрава России, 2003. — 22 с.

19. ГН 2.1.6.1338−03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.

20. ГН 2.1.6.1339−03 Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.

21. ГН 2.1.6.1014−94 Предельно допустимые концентрации (ПДК) полихлорированных дибензодиксинов и полихлорированных дибензофуранов в атмосферном воздухе населенных мест (действующий)

22. ГОСТ 12.1.007−76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

23. ГН 2.2.5.1313ГН 2.2.5.1313−03 Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны

ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица 1

Показатели класса опасности вредных загрязняющих веществ [22]

Примечание Пояснение терминов, встречающихся в стандарте (ГОСТ 12.1.007−76) дано в табл. 1 а.

Таблица 1 а Термины, встречающиеся в ГОСТ 12.1.007−76.

Таблица 2

Значение Сi для различных классов опасности загрязняющих веществ

Таблица 3

Оценка степени загрязнения атмосферы по ИЗА

Таблица 4

Состав типовой горючей нагрузки жилья и объем образующихся продуктов горения* [6,7, 13−15]

*) При условии, что вид и количество материалов горючая нагрузка отличны от типовой (табл. 4,5 «Приложения»), удельную массу всех сгоревших материалов на пожаре в жилье следует рассчитать по образцу табл. 4 «Приложения»:

где — j, м и з соответственно вид, доля материала в составе нагрузки и коэффициент полноты горения Таблица 5

Среднестатистические данные о пожарах в жилых зданиях в РФ [6]

Примечание

Обращайте внимание на значения площади пожара, удельной горючей нагрузки и коэффициента полноты горения, которые используются в табл. 5 и в конкретных расчетах.

Если площади пожара, массы горючей нагрузки и коэффициента полноты горения, приведенные в табл. 5, отличаются от данных, приведенных в табл. 2 «Задания», то объем продуктов и удельная масса выброса продуктов горения должны быть пересчитаны пропорционально фактическим значениям площади пожара, состава горючей нагрузки и коэффициента полноты горения.

Таблица 6

Состав продуктов горения, образующихся при сгорании типовой горючей нагрузки в жилье [3,6, 19−21]

* Согласно ГН 2.2.5.2100−06 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» и Дополнению № 2 к ГН 2.2.5.1313−03, ПДК углерода диоксида составляет: максимальная разовая — 27 000 мг/м³, среднесменная — 9000 мг/м³.** 1пг=10^-12 г.

Таблица 7

Классификация уровней риска («Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы» СанПиН Минздрава России, Москва, 2003[18])^*

Таблица 8

Коэффициент экологической ситуации и экологической значимости состояния атмосферного воздуха (К_э^а) [16,17]

Примечание

При выбросе загрязняющих веществ в атмосферный воздух городов применяется с дополнительным коэффициентом 1,2.

Таблица 8а Приложение. Коэффициенты, учитывающие экологические факторы (состояние атмосферного воздуха и почвы), по территориям экономических районов Российской Федерации[17] (Приложение № 2 к Постановлению Правительства Российской Федерации от 12 июня 2003 г. № 344 в ред. Постановлений Правительства РФ от 01.07.2005 № 410, от 08.01.2009 № 7)]

(*) Применяется с дополнительным коэффициентом 1,2 при выбросе загрязняющих веществ в атмосферный воздух городов (письмо Ростехнадзора от 31.08.2006 № 04−10/609).

(**) Применяется при определении платы за размещение отходов производства и потребления.

Таблица 9

Приложение. Удельный экономический ущерб от загрязнения ОС (У_уд., руб./т) с учетом коэффициентов индексации цен *

*Примечание Нормативы платы за негативное воздействие на окружающую среду, установленные в 2003 году, применяются в 2011 году с коэффициентом индексации 1,93, а нормативы, установленные в 2005 году, — с коэффициентом индексации 1,58 (ст. 3 Федеральный закон от 13.12.2010 года № 357-ФЗ «О Федеральном бюджете на 2011 год и на плановый период 2012 и 2013 годов»)

Нормативы платы за негативное воздействие на окружающую среду, установленные Правительством Российской Федерации в 2003 году и в 2005 году, применяются в 2012 году с коэффициентом соответственно 2,05 и 1,67. (Федеральный закон РФ от 30 ноября 2011 г. № 371-ФЗ «О федеральном бюджете на 2012 год и на плановый период 2013 и 2014 годов»)

Нормативы платы за негативное воздействие на окружающую среду году, установленные Правительством Российской Федерации в 2003 году и в 2005 году, применяются в 2013 году с коэффициентом соответственно 2,20 и 1,79. Федеральный закон Российской Федерации от 3 декабря 2012 г. № 216-ФЗ «О федеральном бюджете на 2013 год и на плановый период 2014 и 2015 годов»

Нормативы платы за негативное воздействие на окружающую среду, установленные Правительством Российской Федерации в 2003 году и в 2005 году, применяются в 2014 году с коэффициентом соответственно 2,33 и 1,89. Федеральный закон от 02.12.2013 № 349-ФЗ «О федеральном бюджете на 2014 и на плановый период 2015 и 2016 годов. принят ГД 22.11.2013