ТАКСОНОМИЯ ХИМИЧЕСКИХ ОПАСНОСТЕЙ

4.6. ТАКСОНОМИЯ ХИМИЧЕСКИХ ОПАСНОСТЕЙ

"Таксономия" - слово греческого происхождения (taxis - расположение по порядку + nomos - закон) - определяется в словаре иностранных слов как "теория классификации и систематизации сложноорганизованных областей действительности, имеющих обычно иерархическое строение ..."

Таксономии играют очень важную роль в науке. Особенно это относится к наукам о жизни (биология, география, геология, этнография и т. д. - Перев.), которые не могли бы развиваться без классификации объектов их исследования. В химии периодический закон Д. И. Менделеева оказался решающим для становления химии как науки. История науки демонстрирует, что построение таксономии рождает новые подходы; например, открытие периодического закона позволило взглянуть на всю химию по-новому.
4.6.2. ТАКСОНОМИЯ ОПАСНОСТЕЙ

Автор убежден, что построение таксономии опасностей также может привести к появлению в этой области новых подходов к задачам их описания, введения количественных характеристик и управления ими. Автор убежден также, что одно из наиболее существенных затруднений в обсуждении проблемы опасностей связано с отсутствием аналитического подхода. Ранее внимание читателя уже обращалось на трудности использования термина "риск" для обозначения ряда совершенно разных понятий. Кроме того, неспособность осознать, что опасности могут существовать во многих формах и проявлять свой (разрушительный) потенциал разнообразными способами, также приносит вред. Нам представляется важным рассматривать химические опасности как единую группу опасностей среди многих других групп. Хотя опасности и обсуждались в целом ряде работ, таких, как [Lowrance,1976; Rowe.1977; CS&S.1977; RS,1981; Griffiths,1981], ни в одной из них не было сделано попытки систематизации и классификации опасностей. По существу методология цитированных работ была такова, что изучались отдельные явления без попытки структурного анализа природы опасности этих явлений. Хотя автор не может указать на законченные примеры построения таксономии опасности, это не свидетельствует, конечно, о том, что вообще ничего не было сделано в данном направлении. Однако можно утверждать, что приводимая ниже таксономия не содержится целиком ни в одной предшествующей работе, ставящей те же цели.

Обсуждение будет ограничено только опасностями для человека и не будут затрагиваться опасности для окружающей среды.

Рис. 4.4. F/N-диаграмма из работы [Rasmussen,1975].

Даже беглый взгляд на опасности показывает, что нельзя охарактеризовать их единственным параметром - в отличие, например, от разнообразных типов электромагнитного излучения. Очень скоро выясняется, что проблема имеет много аспектов и что возможно введение многих (и разумных) переменных для классификации опасностей. В случае реализации одни опасности связаны с высокими температурами, другие - с большими давлениями или значительными концентрациями опасных веществ. Какие-то из опасностей обусловливают единственный смертельный случай, другие способны погубить сотни людей. Время поражающего действия некоторых опасностей составляет доли секунды, но встречаются и опасности, поражающие свои жертвы через годы. Часть опасностей имеет природное происхождение, другая часть порождена деятельностью человека. Еще более запутывает дело то, что опасности могут одновременно принадлежать разным категориям. Обсуждение не может охватывать все известные случаи, однако оно призвано обозначить главные типы опасностей, существенных для предмета изучения данной монографии.

4.6.4. ТИПЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

4.6.4.1. ОБЩИЕ ЭФФЕКТЫ ИЗМЕНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩИХ УСЛОВИЙ

Любое заметное отклонение от привычных, определившихся в ходе длительной биологической эволюции условий существования человека приводит к травмам или заболеваниям. Наиболее существенные параметры среды обитания человека, имеющие значение для рассматриваемого круга вопросов, таковы:

а) температура; б) давление окружающего атмосферного воздуха; в) внешнее давление, оказываемое на отдельные участки тела; г) концентрация кислорода;

д) концентрация токсичных или коррозионно-активных веществ; е) концентрация болезнетворных микроорганизмов; ж) плотность потока электромагнитного излучения; з) уровень ионизирующих излучений; и) разность электрического потенциала; к) звуковые нагрузки.

а) Воздействия, связанные с повышением или понижением температуры человеческого тела (как изнутри, так и снаружи) могут приводить к травмам или смертям. К таким воздействиям относятся тепловое излучение, конвекция и прямая теплопередача с кожного покрова или к нему, вдыхание чересчур холодного или горячего воздуха, употребление внутрь слишком холодных или теплых жидкостей или твердых веществ.

б) Внезапные изменения давления окружающего воздуха, обусловленные действием воздушных ударных волн, могут приводить к травмам или смерти. Эффекты ударных нагрузок будут подробно рассматриваться в соответствующем разделе настоящей монографии.

в) Механические травмы возникают из-за приложения чрезмерного давления к отдельным участкам человеческого тела. Механические травмы - это рваные и резаные раны, раздавления и ушибы, переломы. Наиболее серьезные из них те, которые затрагивают жизненно важные органы - мозг, сердце или легкие - или вызывают обильные кровотечения; такие механические травмы могут привести к быстрой смерти или длительной потере трудоспособности.

г) Снижение концентрации кислорода в воздухе приводит к травмам и смертям. Перерыв в дыхании возникает, например, если человек тонет или погребен под твердыми материалами. С другой стороны, и избыток кислорода опасен. При концентрации кислорода свыше 25% пожарная опасность резко возрастает; искра способна поджечь одежду и даже само человеческое тело.

д) Хорошо известно, что присутствие определенных веществ в окружающей среде приводит к заболеванию или смерти. Механизм этих явлений для ряда веществ подробно рассмотрен ниже.

е) Не менее хорошо известно, что избыточная концентрация болезнетворных микроорганизмов вредна и приводит к инфекционным заболеваниям.

ж) Для всех длин волн электромагнитного излучения существуют пределы интенсивности, за которыми их воздействие на человеческий организм становится опасным для здоровья и даже жизни.

з) Человеческий организм приспособился к существованию в условиях естественного радиоактивного фона, а вклад относительно небольшой техносферной составляющей (ядерной энергетики в нормальных условиях эксплуатации, медицинской диагностики и т. д.) можно считать безвредным. Повышенный уровень дозовых нагрузок приводит к хроническим заболеваниям, значительные дозы вызывают острую лучевую болезнь и смерть.

и) Человеческий организм чувствителен к разности потенциалов порядка десятков вольт. Разность потенциалов в сотни вольт (безразлично - постоянного или переменного напряжения) вполне может привести к гибели.

к) Звуковые нагрузки лишь предположительно могут приводить к хроническим заболеваниям несмертельного характера.

4.6.4.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ВРЕМЕНИ РЕАЛИЗАЦИИ

В медицине издавна используются термины "острый" и "хронический" для описания характера заболевания: быстро возникающую и бурно протекающую болезнь называют "острой", медленно развивающаяся и долго текущая болезнь обозначается как "хроническая". В медицине никогда не придавалось точного значения понятиям "быстро" и "медленно". С медицинской точки зрения понятия "острый" и "хронический" никоим образом не связывались с тяжестью заболевания, такое понимание этих терминов будет сохранено ниже при рассмотрении опасностей.

Легко видеть, что термины "острый" и "хронический" отвечают противоположным полюсам некоего диапазона значений; провести строгую разделительную черту между ними весьма непросто. В рамках данной работы термин "острая" будет относиться к опасностям, для которых время проявления действия не превышает часа. Опасность будет называться "хронической", если её реализация занимает более месяца. Опасности, срок действия которых находится внутри обозначенного интервала, будут рассматриваться как нечто среднее между острыми и хроническими опасностями. Табл. 4.6 иллюстрирует использование терминов "острая" и "хроническая" опасность. Под временем действия опасности понимается период, в течение которого возникает травма или смерть.

ТАБЛИЦА 4.6. Временной масштаб опасных событий

Время действия опасности	Тип и последствия опасного события
0,01с	Взрыв конденсированного ВВ
1-30 с	Огневой шар
2 -3 мин	Удушье, утопление
10 - 60 мин	Отравление хлором
Сутки	Возникновение поражения, обусловленного действием диоксина (хлоракне)
Месяцы или годы	Развитие хлоракне; Отравление свинцом или другими ядовитыми металлами; Силикоз; Асбестоз.

4.6.4.3. КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ЧИСЛУ ПОРАЖЕННЫХ

Даже крайне малая опасность может в определенных обстоятельствах привести к смертельному исходу. Например, маленький пузырек воздуха, попав в кровь, приводит к смерти; известны случаи, когда люди тонули на десятисантиметровой глубине. С другой стороны, иногда даже крупные пожары, взрывы и токсические выбросы обходятся без человеческих жертв.

Это свойство опасностей порождает массу затруднений при обсуждениях опасностей общественностью, поскольку возможна аргументация в терминах "худшего из возможных случаев" как меры опасности. Такая аргументация, по нашему мнению, абсурдна и заводит в тупик. Ведь люди никогда не рассчитывают в жизни на то, что возможные последствия их действий будут самыми худшими из мыслимых; тем более нет оснований руководствоваться такой логикой в социальной сфере.*

____________________________________________________________

*В действительности столь краткое замечание никак не исчерпывает этого по-настоящему сложного вопроса и не закрывает темы. Давно подмечен интерес и обострение внимания общественности и «рискующих» к авариям наиболее серьезными последствиями, так называемый синдром «наихудшего сценария» [Wilmot, 1981]. Однако до сих пор нет однозначного ответа на вопрос: допустима ли возможность катастрофической аварии, если ее вероятность мала? Часто , что если риск крупной аварии промышленного предприятия достаточно мал (иногда даже указываются некие пороговые значения риска, например 10-3 год-1 для индивидуального риска и 10-3∙N2год-1, где N – число погибших в аварии, для социального риска[Versteeg, 1987]), то такой риск приемлем и промышленное предприятие считается допустимым эксплуатировать. В случае же возникновения на таком промышленном предприятии (с малым риском аварии) предлагается считать человеческие жертвы естественными. Такая позиция представляется спорной. Более того , в настоящее время не является доказанным (или хотя бы общепризнанным), что именно индивидуальный или социальный риск есть именно те величины, на основании которых человек (или группа людей) принимает решение о приемлемости той или иной технологии с позиции безопасности.

Легко видеть, однако, что определенные опасности могут служить причиной крупных аварий. С другой стороны, многие опасности, сопряженные с гибелью людей, не лежат в основе групповых несчастных случаев (т. е. ситуаций, в которых несчастных случаев со смертельным исходом более одного). В большинстве своем примерами опасности, влекущей за собой не более одного несчастного случая со смертельным исходом, являются нарушения правил техники безопасности при работе с машинами и механизмами на рабочем месте:

единственной жертвой оказывается, как правило, сам нарушитель.

Табл. 4.7 и 4.8, основанные на данных работы [Nash,1976], иллюстрируют сказанное так же, как и табл. 4.9.
4.6.4.4. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ И ГРУППОВЫЕ ОПАСНОСТИ

Классификация предыдущего раздела содержит идею принципиально иной, качественной классификации опасностей- на индивидуальные и групповые. Значительность качественных различий между этими классами опасностей (несмотря на существование количественной близости между ними) отражена в табл. 4.9. Эти различия могут быть положены в основу регулирования основных опасностей - в отличие от прочих опасностей. Табулированные детали этих различий подробно обсуждаются в соответствующих разделах книги.

Опасности весьма существенно различаются по уровням связанного с ними риска. Можно считать взаимосвязь опасности и риска обратно пропорциональной, однако только в обыденном, а не точном математическом смысле этого слова (см. разд. 4.5.1). Поэтому серьезные опасности (мерой серьезности опасности служит здесь возможность поражения определенного числа людей) часто ассоциируются с низким уровнем риска, и наоборот. Этот вопрос весьма подробно обсуждается ниже.

Существуют опасности, весьма специфичные по способу оказания поражающего воздействия. Например, некоторые яды при попадании в организм человека вызывают вполне определенную цепь взаимосвязанных нарушений и поражают вполне определенный орган или их группу. Характерным примером служит хлор, который поражает легкие или дыхательные пути и вызывает смертельный отек, когда жертва буквально "тонет" в жидкости, заполняющей легкие. Справедливо, конечно, что при происходивших в действительности токсических выбросах люди погибали по другим (отличным от отравления) причинам во время попыток спасения, однако такое случалось очень нечасто.

ТАБЛИЦА 4.7. Крупнейшие техногенные катастрофы XX в.

Тип технологии или вид транспорта	Число жертв	Место и время происшествия
Воздушный транспорт	583	Тенерифе, Канарские острова, 27 марта 1977 г.
Пожары и взрывы	2000	Ланьчжоу (Китай)
Сжиженные газы	свыше 500	Сан-Хуан-Иксуатепек (Мексика) 19 ноября 1984 г.
Железные дороги	600	Мексика
Токсические выбросы	свыше 2500	Бхопал (Индия) 3 декабря 1984 г.
Аварии на шахтах	3000	Манчжурия
Морской транспорт	6000	Манчжурия
Ядерная энергетика	32	Чернобыльская АЭС (СССР) 26 апреля 1986 г.

ТАБЛИЦА 4.8. Относительный масштаб жертв

6 По определению Нэша [Nash,1976].

несчастных случаев

Некоторые исследователи в области промышленной безопасности акцентируют внимание на различиях между опасностями, наличие которых принимается добровольно, и опасностями, которые вводятся принудительно. Так, например, работа шахтера рассматривается иногда как акт добровольного принятия опасности в отличие от расположения АЭС вблизи жилых домов, когда население начинает подвергаться опасности принудительно. Эти вопросы составляют существенную часть гл. 17, и в данном разделе они более не обсуждаются.

Можно учитывать различия между опасностями на рабочем месте (понимаемом в широком смысле этого слова) и прочими опасностями. В законодательстве Великобритании, например, юридически регулируется защита населения от промышленной деятельности. Так, определенные опасности признаются производственными, даже если подвергаемые им люди не заняты на производстве. Примерами служат несчастные случаи в домашних условиях, причиной которых послужил взрыв на близлежащем промышленном предприятии, и несчастные случаи на улицах, причиной которых послужило падение кирпича со строящегося здания.

Однако это не везде так. В той же Великобритании дорожно-транспортное происшествие с общественным транспортом не рассматривается законодательством как несчастный случай, связанный с производственной деятельностью. Подобные происшествия регулируются специальным транспортным законодательством.

Только малая часть смертельных случаев в авариях в Великобритании приходится на аварии промышленных предприятий (табл. 4.10). Среди последних также лишь малая часть обусловлена химическими опасностями.

Подробное обсуждение связи между несчастными случаями на производстве и несчастными случаями, обусловленными промышленной деятельностью и происшедшими вне промышленной площадки, составляет существенную часть работы и содержится в соответствующих разделах монографии.
4.6.4.9. ОПАСНОСТИ СТАЦИОНАРНЫХ И

ТРАНСПОРТНЫХ УСТАНОВОК

Железнодорожные и авиационные катастрофы, дорожно-транспортные происшествия являются проявлениями опасностей перевозок. Однако обсуждение транспортных опасностей в настоящей работе будет в основном ограничено кругом вопросов перевозок опасных химических веществ. Обоснованно можно считать, что реализация таких опасностей на путях сообщения сопряжена со значительно большими человеческими жертвами, нежели их реализация в условиях промышленного предприятия.
ТАБЛИЦА 4.10. Статистика отдельных видов несчастных случаев

со смертельным исходом в Великобритании

4.6.4.10. СКОНЦЕНТРИРОВАННЫЕ И РАССЕЯННЫЕ ОПАСНОСТИ

По-видимому, имеется всего лишь несколько опасностей (если они вообще существуют), способных охватить своим (поражающим) действием все население Земли целиком. Первое, что приходит на ум, - это фоновая радиоактивность, обусловленная действием космических лучей, однако этой опасностью, как правило, пренебрегают. Тем не менее существуют очевидные и значительные различия в величине индивидуального риска в зависимости от степени близости к химической опасности.

Ниже еще будет обсуждаться особенность проблемы безопасности, заключающаяся в том, что выгоды технологической цивилизации предназначены для самых широких кругов населения, тогда как связанные с их получением опасности технологий подчас концентрируются и затрагивают далеко не всех.

4.6.4.11. ГЛАВНЫЕ ВЫВОДЫ

Производственные опасности - многоаспектное явление, и трудно, а подчас и невозможно, рассматривать одни аспекты в отрыве от других. Необходимо иметь представление о том, каких несчастных случаев следует ожидать, насколько велика угроза для общества, каков риск реализации опасности и т. д.

Рис. 4.5, построенный на основе данных работы [Marshall,1979a], представляет взаимосвязь между временным масштабом опасностей техносферы и числом несчастных случаев. Его можно рассматривать как наглядную иллюстрацию различий между одиночными и групповыми несчастными случаями, групповыми профессиональными заболеваниями. Видно, например, повышение значения медицинского вмешательства с увеличением временного масштаба. Рис. 4.5 одновременно показывает связь опасностей и риска. Опасность одиночных несчастных случаев низка (поскольку пострадавший всегда один), однако риск велик. Для групповых несчастных случаев имеет место противоположная закономерность. Аналогично одиночные заболевания (когда заболевает лишь малая доля зараженных) присущи малым опасностям с высоким риском, тогда как для групповых заболеваний опасность велика, а риск мал (из-за длительности периода заражения).

На рис. 4.6 представлены виды опасностей, которым человек подвергается на протяжении рабочей недели. Обращает на себя внимание то обстоятельство, что даже для проживающих в непосредственной близости от промышленного предприятия химические опасности являются всего лишь одной группой опасностей среди большого количества прочих. Рисунок, однако, не показывает действительных значений индивидуального риска; этот вопрос рассматривается в гл. 17 при обсуждении проблем законодательного регулирования основных химических опасностей.

Рис. 4.5. Таксономия опасностей.

Рис. 4.6. Подверженность опасностям по дням недели.

ОПАСНОСТЕЙ

4.6.5.1. ОСНОВНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ОПАСНОСТИ - ОСОБАЯ КАТЕГОРИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОПАСНОСТЕЙ

Предыдущий раздел был посвящен классификации производственных опасностей в целом. Остается только охарактеризовать основные химические опасности среди общей категории производственных опасностей.

Несчастные случаи при реализации основных химических опасностей могут быть вызваны перегревом, переохлаждением, избыточным внешним давлением или механическими травмами. Возможны случаи кислородного голодания (удушья) или массового возгорания при избыточной концентрации кислорода. Возможны также токсические нагрузки на кожу или дыхание. Для основных химических опасностей несчастные случаи, связанные с действием неионизирующих излучений, обусловлены исключительно тепловым излучением, т. е. пожарами. Все другие опасные для человека изменения параметров среды обитания, хотя и вызываются производственными опасностями, в данной работе не обсуждаются.

Реализация основных химических опасностей - типичный пример острого события. Это очевидно для взрыва; однако для пожаров, которые могут длиться днями, такое утверждение требует обоснования. Хорошо известно, впрочем, что подавляющее большинство несчастных случаев приходится на начальную стадию пожара (на первые несколько минут), особенно если пожар обусловлен воспламенением облака горючих паров.

В определенных случаях, примером которых служит подробно обсуждаемая в гл. 15 авария в Севезо, в ходе реализации острой опасности могут возникать устойчивые и вредные вещества, которые являются причиной заболеваний при их длительном воздействии на человеческий организм.
4.6.5.4. КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ЧИСЛУ ПОРАЖЕННЫХ

По определению основными химическими опасностями называются опасности, способные привести к возникновению крупных аварий на промышленных предприятиях. Автор называет аварию крупной, если в ходе реализации опасности, как правило, происходит более десяти несчастных случаев. Правомерность такого определения обсуждается далее в гл. 18.

Основные химические опасности очевидным образом относятся к категории групповых опасностей.

Риск основных химических опасностей мал; даже в мире в целом частота их реализации составляет порядка 20 случаев в год.

Среди основных химических опасностей есть специфические, например токсические выбросы, и неспецифические, например пожары и взрывы. Несчастные случаи при реализации неспецифических опасностей могут быть вызваны и огнем, и удушьем, и воздействием токсичных веществ, или некоторой комбинацией названных причин.

4.6.5.8. ДОБРОВОЛЬНЫЕ И ПРИНУДИТЕЛЬНЫЕ ОПАСНОСТИ

Риску воздействия основных химических опасностей можно подвергаться как добровольно, работая на промышленном предприятии, так и принудительно, находясь вблизи места событий в момент реализации опасностей. Такой подход дает ответ на вопрос: являются ли основные химические опасности производственными или непроизводственными опасностями? Они могут быть и теми и другими.

ТРАНСПОРТНЫХ УСТАНОВОК

Принимаемый Европейским экономическим сообществом подход к правовому регулированию основных химических опасностей определенных промышленных производств закреплен в национальных законодательствах и имеет ограниченную сферу действия. И хотя имеются веские основания особо выделять промышленные предприятия при правовом регулировании обусловливаемых ими опасностей, различия (между промышленными предприятиями и перевозками опасных химических веществ) с точки зрения обсуждающихся физико-химических и инженерных аспектов основных химических опасностей, вообще говоря, малозначимы. И поэтому несмотря на то, что эта монография посвящена в первую очередь основным опасностям промышленных предприятий, здесь также будут рассмотрены вопросы, связанные с опасностями перевозок, и изучены случаи химических аварий на транспорте.
4.6.5.10. СКОНЦЕНТРИРОВАННЫЕ И РАССЕЯННЫЕ ОПАСНОСТИ

Основные химические опасности сконцентрированы. Даже самые серьезные по тяжести проявления ограничены в пространстве сотнями метров, а обусловленные ими несчастные случаи редко происходят более чем за десять километров от места реализации опасности.

ХИМИЧЕСКИХ ОПАСНОСТЕЙ

Суммируя все вышесказанное, можно определить основные химические опасности как опасности, присущие условиям и промышленного предприятия, и транспорта; быстроразвивающиеся (острые) и дающие в типичных своих проявлениях свыше десяти несчастных случаев, обусловленных действием поражающих факторов явлений аварии - пожаров, взрывов или токсических выбросов. В определенных условиях (например, при вовлечении в реализацию опасности достаточно большого количества опасных веществ) возможно появление и других поражающих факторов - переохлаждения, удушья, интенсивного горения в перенасыщенном кислородом воздухе или рассеяния разъедающих ткани веществ.

Риск основных химических опасностей мал, хотя размер опасности значителен. Пожары и взрывы являются неспецифическими опасностями, несчастные случаи обусловлены в них действием разнообразных механизмов. Другие типы основных химических опасностей специфичны и характеризуются вполне определенными механизмами поражения.

Реализация основных химических опасностей приводит к групповым несчастным случаям, жертвой которых может стать как персонал промышленных предприятий, так и население.