Мониторинг безопасности конспект лекций
..pdfродной среды (атмосферного воздуха, почвы и биосферы, и поверхностных и подземных вод), составляется оперативный или среднесрочный прогноз дальнейшего изменения экологической ситуации как на самом полигоне, так на прилегающих к нему территориях.
Функции системы мониторинга безопасности полигона при ЧС:
1.Информационная основа для определения эффективности проведенных экологических мероприятий по предупреждению ЧС.
2.База данных для разработки технических и технологических решений по совершенствованию эксплуатации полигона.
Возможные аварийные ситуации на полигонах ТБО. К основ-
ным возможным авариям и ЧС на полигоне относятся:
•опасная санитарно-эпидемиологическая обстановка на полигоне;
•пожары, воспламенения тела полигона;
•взрыв метана с возгоранием при разложении отходов;
•повреждение противофильтрационного экрана полигона, проникновение фильтрационных вод полигона в почвенно-грунтовый слой, загрязнения грунтовых вод вредными компонентами фильтрата.
Наличие в твердых бытовых отходах, размещаемых на полигонах, компонентов, подвергающихся биоразложению, делает эксплуатацию полигона пожароопасной.
При разложении отходов образуется большое количество метана, которое может привести к самовозгоранию места захоронения отходов. На полигоне предусмотрены противопожарные мероприятия. Биохимическое разложение повышает температуру отходов до 40–70 °С, что активизирует процессы химического окисления и ведет к дальнейшему повышению температуры [20]. Зачастую отток тепла из толщи свалки недостаточен, что приводит к самовозгоранию отходов. Горение может происходить как на поверхности (открыто), так и в толще отходов (скрытое, пиролитическое горение). При скрытом горении происходит разогрев поверхностных горизонтов отходов до 155 °С. Распространение газа и неприятного запаха происходит на расстояние до 300–400 м. Вызываемые газом свалок нагрузки от запаха обусловлены наличием примесей таких компонентов, как сероводород, органические соединения серы (меркаптаны), различные эфиры, алкинбензолы и др. Эти вещества с интенсивным запахом часто в малых количествах оказывают вредное действие на самочувствие жителей близлежащих районов. При горении ТБО дымовые газы и запах распространяются на расстояние до нескольких километров. Прогнозирование и предупреждение пожаров
231
крайне затруднено, так как трудно определить возможные очаги повышения температур из-за различной удельной теплоемкости отходов. Пока огонь или дым не вышли на поверхность, обнаружить очаг возгорания визуально практически невозможно. Под толщей отходов выгорают большие пустоты, что приводит к просадкам слоев отходов. Следует учитывать также, что продукты горения высокотоксичны. Задача ликвидации таких очагов сложна и требует больших затрат.
При горении отходов выделяется целый комплекс особо опасных веществ. Поэтому неорганизованное сжигание отходов представляет собой чрезвычайную опасность. Наряду с прямой угрозой человечеству
ивсему живому на планете, вещества, выделяющиеся при разложении
исгорании ТБО, уменьшают толщину озонового слоя Земли, усиливают «парниковый эффект» и ухудшают экологическую ситуацию в целом. Территории, непосредственно прилегающие к полигонам, подвергаются усиленному воздействию вредных веществ. В продуктах сгорания отходов опасных металлов в некоторых случаях в тысячи раз больше, чем в «обычном» воздухе. Токсичные металлы выбрасываются в форме солей или оксидов, т.е. в устойчивом виде, и могут лежать неопределенное число лет, накапливаясь постепенно и с пылью попадая в организм человека.
Малые концентрации оксида углерода вызывают блокаду гемоглобина и обусловленное этим кислородное голодание тканей, к которому, как известно, наиболее чувствительна центральная нервная система. Это вызывает прежде всего изменение функционального состояния коры головного мозга, что в большей или меньшей степени отражается на состоянии внутренних органов. Кроме вышеперечисленных веществ, отдельную опасность представляют твердые остатки горения. Они в больших количествах содержат канцерогены и другие вредные вещества, которые приводят ксерьезным заболеваниям, в томчисле онкологическим.
При пожарах и взрывах в программу оперативного мониторинга на полигонах ТБО входит:
•непрерывное определение площади возгорания, направления пламени с помощью средств ГИС, космической съемки и авиатранспорта МЧС;
•определение скорости и направления ветра, а также температуры
ивлажности воздуха для прогнозирования дальнейшего развития чрезвычайной ситуации;
232
• постоянное определение уровня загрязнения атмосферного воздуха (по основным определяемым показателям) с учетом силы и направления ветра, в зависимости от места возгорания и близости к населенным пунктам силами химической лаборатории МЧС.
География возгорания свалок и полигонов ТБО достаточно широка, поэтому актуально разрабатывать новые оперативные подходы, средства и методы оперативного мониторинга полигонов ТБО.
При выявлении повреждения противофильтрационного экрана по-
лигона ТБО в программу оперативного мониторинга входит постоянный контроль состояния грунтовых вод по показателям программы мониторинга полигона ТБО (гидрологические показатели, физико-химический состав, микробиологический состав, паразитологический состав).
9.4.2. Мониторинг ЧС на объектах хранения твердых радиоактивных отходов
Факторы риска: внешние природные явления; внутренние явления; внешние явления, вызванные деятельностью человека.
Возможные аварийные ситуации:
1.Образование опасных газов в результате химических и радиолитических реакций (например, образование газообразного водорода в результате радиолиза) и нарастание избыточного давления.
2.Образование горючих или коррозийных веществ.
3.Коррозия металлов (например, углеродистой стали).
4.Деградация формы отходов.
5.Выброс радиоактивного материала.
При оценке ситуации в хранилище радиоактивных отходов (ТРО) следует учитывать типы, количества и физические и химические характеристики отходов. Например, ТРО, которые были кондиционированы (например, переведены в твердую, забетонированную форму), вероятно, будут иметь более низкий коэффициент повреждения во многих аварийных условиях, чем отходы в некондиционированной форме. Коэффициент повреждения – это параметр, который используется для учета наличия материала в аварийных условиях [9].
До момента устранения ЧС проводится оперативный мониторинг объекта размещения ТРО, включающий в себя постоянное определение параметров, согласно «Основным требованиям к объему радиационного контроля при захоронении радиоактивных отходов в могильник» (приложение 7).
233
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.Какие основные процессы происходят в теле полигона?
2.Что включает в себя система мониторинга безопасности полигона в штатном режиме?
3.Перечислите функции системы мониторинга безопасности по-
лигона.
4.Назовите цель мониторинга фильтрата полигона.
5.Сколько раз в год рекомендуется проводить наблюдения за составом фильтрата полигона?
6.Какую сеть наблюдательных скважин предусматривает система мониторинга безопасности состояния подземных? С какой периодичностью и в какой период отбираются пробы подземных вод?
7.Перечислите основные параметры, характеризующие качество подземных вод вблизи полигона.
8.По каким показателям исследуются пробы, отобранные из поверхностных водоисточников выше и ниже полигона?
9.В какой зоне полигона отбираются пробы для анализа атмосферного воздуха? В каком документе обосновываются определяемые показатели и периодичность отбора проб атмосферного воздуха?
10.Что включает в себя мониторинг почвы в зоне возможного влияния полигона?
11.По каким показателям контролируется качество почвы в зоне возможного влияния полигона?
12.Какие отходы III, IV классов опасности и в каких количествах разрешается складировать на полигонах ТБО?
13.Назовите отходы, складирование которых строго запрещено на полигонах ТБО.
14.Приведите примеры зафиксированных аварийных и чрезвычайных ситуаций на полигонах промышленных и бытовых отходов.
15.Какие меры по предупреждению чрезвычайных ситуаций на полигоне вы знаете?
16.Какой контроль проходят отходы при поступлении на полигон для исключения несанкционированного складирования отходов, содержащих радионуклиды?
17.Какие требования предъявляются к отходам IV класса опасности, принимаемые без ограничений в количественном отношении и используемые в качестве изолирующего материала?
234
18.В каком соотношении с ТБО по массе принимаются промышленные отходы IV и III классов опасности для складирования совместно с бытовыми?
19.Какая инстанция оповещается в первую очередь при возникновении аварийной или чрезвычайной ситуации на полигоне?
20.Чем должен быть оснащен полигон для предотвращения проникновения вредных химических и биологических веществ в грунтовые воды?
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ
1.Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов / М-во стр-ва РФ; Акад. коммун. хоз-ва им. К.Д. Памфилова. – М., 1998.
2.Об отходах производства и потребления: Федер. закон от 24
июня 1998 г. №89-ФЗ.
3.СанПиН 2.1.7.722–98. Гигиенические требования к устройству
исодержанию полигонов для ТБО / Минздрав РФ. – М., 1999.
4.СНиП 2.01.28–85. Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. Основные положения по проектированию / Госкомитет СССР по делам стр-ва. – М., 1985.
5.Методические рекомендации по разработке программ мониторинга источников антропогенного воздействия на окружающую среду: утв. начальником Главного управления природных ресурсов и охраны окружающей среды М-ва природных ресурсов РФ по Пермской области
05.11.2003.
6. Об обращении с радиоактивными отходами: Федер. закон от
11 июля 2011 г. № 190.
7. МУ 2.1.7.001–00. Общие требования к правилам контроля и отбору проб фильтрата мест складирования и полигонов захоронения твердых бытовых отходов: утв. постановлением глав. гос. сан. врача по Перм. обл. от 15 февр. 2000 г. № 2.
8.НП 020–2000. Сбор, переработка, хранение и кондиционирование твердых радиоактивных отходов. Требования безопасности: утв. постановлением Госатомнадзора России от 27 сент. 2000 г. № 8.
9.Серия норм МАГАТЭ по безопасности № WS-G-6.1. Хранение радиоактивных отходов: руководство по безопасности / Междунар. агентство по атом. энергии. – Вена, 2008.
10.ОСТ95 10517–95. Хранилища твердых радиоактивныхотходов.
235
11.ОСТ 95 10516–95. Площадки накопительные для временного хранения твердых радиоактивных отходов. Общие требования.
12.РД 07-04–94. Инструкция по надзору за радиационной безопасностью при производстве, обращении и использовании радиоактивных веществ, изделий на их основе и обращении с радиоактивными отходами / Росэнергоатом. – [Приложение к Приказу № 1 концерна «Рос-
энергоатом» от 07.02.2005 г. № 89].
13.РБ 003–98. Требования к программе обеспечения качества при обращении с радиоактивными отходами: утв. постановлением Госатомнадзора РФ от 29 дек. 1998 г. № 5.
14.НП 069–06. Приповерхностное захоронение радиоактивных отходов. Требования безопасности.
15.ГОСТ Р 52037–2003. Могильники приповерхностные для захоронения радиоактивных отходов. Общие требования.
16.ГОСТ 17.0.0.01–76. Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов. Основные положения.
17.ГОСТ Р 50888–96. Радиоэкологический паспорт специализированного предприятия по обращению с радиоактивными отходами. Основные положения.
18. О радиационной безопасности населения: Федер. закон от
9янв. 1996 г. № 3-ФЗ.
19.ГОСТ 12.1.048–85. Контроль радиационный при захоронении радиоактивных отходов. Номенклатура контролируемых параметров.
20.Вайсман Я.И., Коротаев В.Н., Петров Ю.В. Полигоны депонирования твердых бытовых отходов / Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2001. –
150 с.
Тема 10. МОНИТОРИНГ БЕЗОПАСНОСТИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ
10.1. Объектымониторингаиобщиерекомендации поегоорганизации
На гидротехнических сооружениях (ГТС) должен вестись мониторинг безопасности в соответствии с «Инструкцией о порядке ведения мониторинга безопасности гидротехнических сооружений предприятий, организаций, подконтрольных органам Госгортехнадзора России» (РД 03-259–98, утв. Приказом Ростехнадзора от 28.07.2011 г. № 435).
К гидротехническим сооружениям относятся:
1.Промышленные ГТС (накопители промышленных отходов): хво-
стохранилища, шламохранилища, гидроотвалы, пруды – отстойники, накопители технических, дренажных и шламовых вод, технологические водохранилища, выведенные из эксплуатации накопители жидких промышленных отходов, используемые как техногенные месторождения полезных ископаемых или находящиеся в нестабильном состоянии.
2.Водоподпорные гидротехнические сооружения – плотины.
Мониторинг безопасности осуществляется в пределах границ земель-
ного участка, предоставленного для возведения гидротехнического сооружения (земельного отвода). В случаях, когда вредное влияние сооружения распространяется за границы земельного отвода, сфера действия мониторингабезопасности должна быть расширена до границ влияния.
К объектам мониторинга безопасности ГТС относятся:
1)гидротехнические сооружения: намывные и насыпные ограждающие и подпорные дамбы и плотины; системы гидротранспорта и оборотного водоснабжения, включая пруды-отстойники; основное технологическое оборудование;
2)природоохранные сооружения, предназначенные для предотвращения вредного влияния накопителя;
3)грунты основания гидротехнического сооружения взоне влияния;
4)проектная и эксплуатационная документация вышеуказанных объектов;
5)подготовка эксплуатационного персонала.
К основным технологическим процессам, на которые распространяется мониторинг безопасности ГТС, относятся:
• технология складирования (намыва) шламов в накопители промышленных отходов;
237
•технология осветления и оборота технической воды;
•технология гидротранспорта;
•технология рекультивации и вывода из эксплуатации (ликвидации) накопителей промышленных отходов;
•технология повторной разработки и извлечения шламов из законсервированного накопителя;
•осушение накопителей промышленных отходов;
•технология промышленной переработки токсичных отходов.
Мониторинг безопасности ГТС также распространяется:
•на осуществление мероприятий по обеспечению устойчивости гидротехнических сооружений и элементов конструкции накопителя;
•на анализ изменения химического состава складируемых отходов (класс токсичности) и характер его влияния на состояние конструкций ГТС.
Для обоснования системы мониторинга безопасности для любого ГТС необходимо знать класс гидротехнического сооружения (табл. 10.1).
Таблица 1 0 . 1
Состав основных технических и программных средств систем мониторинга ГТС согласно классу
№ |
Технические и программные средства мониторинга ГТС |
Класс со- |
||
оружения |
||||
п/п |
|
|
|
|
|
I |
II |
III |
|
|
|
|||
1 |
Системы мониторинга |
+ |
+ |
+ |
1.1 |
Правила (инструкция) мониторинга ГТС |
+ |
+ |
+ |
1.2 |
Средства инструментальных наблюдений |
+ |
+ |
+ |
1.3 |
Компьютерные средства |
+ |
+ |
+ |
2 |
Средства инструментальных наблюдений |
+ |
+ |
+ |
2.1 |
Дистанционная контрольно-измерительная аппаратура, со- |
+ |
+ |
* |
|
вместимая с автоматизированными информационно- |
|
|
|
|
измерительными диагностическими системами |
|
|
|
2.2 |
Средства геодезического контроля, пьезометры, мерные водо- |
+ |
+ |
* |
|
сливы, средства химического анализа и другие измерительные |
|
|
|
|
устройства, требующие участиячеловека впроцессе измерений |
|
|
|
2.3 |
Переносные средства измерения, дефектоскопы, средства аку- |
+ |
+ |
* |
|
стического, электрометрического и радиолокационного зонди- |
|
|
|
|
рования, тепловизорыидругиесредстваизмеренияииндикации, |
|
|
|
|
используемыеприинспекционныхобследованиях |
|
|
|
3 |
Выносныемодулииавтономныетерминалыавтоматизированных |
+ |
* |
* |
|
информационно-измерительных систем, обеспечивающие авто- |
|
|
|
|
матизированныйсборинформацииосостоянииГТС |
|
|
|
238
|
Окончание табл. |
1 0 . 1 |
|||
№ |
Технические и программные средства мониторинга ГТС |
Класс со- |
|||
оружения |
|||||
п/п |
|
|
|
|
|
|
I |
II |
|
III |
|
|
|
|
|||
4.1 |
Программное обеспечение автоматизированного ввода |
+ |
* |
|
* |
|
данных измерений |
|
|
|
|
4.2 |
Программное обеспечение первичной обработки данных |
+ |
+ |
|
* |
|
измерений |
|
|
|
|
4.3 |
Программное обеспечение формализации отчетных мате- |
+ |
+ |
|
* |
|
риалов и графического оформления результатов измерений |
|
|
|
|
|
и анализа данных наблюдений |
|
|
|
|
5 |
Программное обеспечение базы данных (БД) |
+ |
+ |
|
* |
5.1 |
Информация о сооружениях гидроузла (текстовая, графи- |
+ |
+ |
|
* |
|
ческая, табличная) |
|
|
|
|
5.2 |
Инструкция о составе наблюдений, установленной КИА и |
+ |
+ |
|
* |
|
системе мониторинга ГТС |
|
|
|
|
5.3 |
Данные наблюдений ирезультаты ихпервичной обработки |
+ |
+ |
|
* |
5.4 |
Данные диагностики и прогноза состояния сооружений |
+ |
+ |
|
* |
5.5 |
Результаты анализа риска аварии (уровня безопасности) |
+ |
+ |
|
* |
6 |
Интерфейс пользователя информации БД |
+ |
+ |
|
* |
6.1 |
Ввод, редактирование, корректировка информации БД |
+ |
+ |
|
* |
6.2 |
Просмотр результатов измерений |
+ |
+ |
|
* |
6.3 |
Представление отображенной информации |
+ |
+ |
|
* |
6.4 |
Диагностирование состояния сооружений |
+ |
+ |
|
* |
6.5 |
Создание отчетных материалов |
+ |
+ |
|
* |
7 |
Программные средства диагностирования |
+ |
+ |
|
* |
7.1 |
Регрессионный анализ результатов наблюдений |
+ |
* |
|
* |
7.2 |
Детерминистические модели работы сооружений |
+ |
* |
|
* |
7.3 |
Оценка риска аварии (уровня безопасности) |
+ |
+ |
|
* |
Условные обозначения: «+» – обязательное требование; «*» – рекомендованное требование.
Класс гидротехнического сооружения должен устанавливаться субъектом, разрабатывающим проектную документацию и должен приниматься равным наиболее высокому значению (в соответствии с таблицами приложения 8). Класс второстепенных ГТС надлежит принимать на единицу ниже класса основных сооружений данного гидроузла, но не выше III класса. Временные сооружения должны относиться к IV классу. В случае, если разрушение этих сооружений может вызвать последствия катастрофического характера или значительную задержку возведения основных сооружений I и II классов, они должны быть отнесены к III классу.
239
Вследствие аварий на гидротехнических сооружениях из-за их разрушения (прорыв) возникают гидродинамические аварии (ГА) и
связанные с ними ЧС. Они несут разрушения и затопления обширных территорий.
10.2.Мониторинг безопасности накопителей жидких отходов
ВРоссии 748 комплексов ГТС жидких промышленных отходов. Из них в Пермском крае находится: 6 прудов-отстойников, 9 хвостохранилищ, 63 шламонакопителей.
По отраслям промышленности в России комплексы ГТС распределяются следующим образом:
•хвостохранилища и шламохранилища в горнодобывающей промышленности – 330;
•хранилища отходов предприятий химической, нефтехимической
инефтеперерабатывающей промышленностях – 262;
•накопители отходов металлургической промышленности – 100;
•хранилища отходов прочих предприятий промышленности – 31. По классам комплексы ГТС в России распределяются следующим
образом: I класс – 16 (2,2 %); II класс – 59 (8,2 %); III класс – 136 (18,8 %); IV класс – 512 (70,8 %).
Около 22 % ГТС в России находится в аварийном и предаварийном состоянии. Аварийность гидротехнических сооружений в России в 2,5 раза превышает среднемировые показатели.
Для обеспечения безаварийной эксплуатации ГТС накопителя должны быть разработаны критерии безопасности, которые утверждаются Госгортехнадзором России, а также организован мониторинг безопасности за показателями состояния ГТС.
Основные функции системы мониторинга безопасности накопителей жидких отходов предприятий:
1)наблюдения за устойчивостью (статической, динамической, сейсмической и фильтрационной) ограждающих дамб и других сооружений (элементов конструкции) накопителей промышленных отходов;
2)наблюдения за уровнями воды, глубиной, мутностью, химсоставом и объемами воды в прудках-отстойниках;
3)наблюдения за фильтрацией из накопителя;
4)учет сбросов (баланс) дренажных вод и выбросов загрязняющих веществ (в том числе пыли) в окружающую среду;
5)учет объемов и динамики складирования шламов;
240