CC BY
100
УДК 338.46:504.75:502.3 АСПЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И ТЕХНИЧЕСКОГО СЕРВИСА В СИСТЕМЕ «ЧЕЛОВЕК - СРЕДА ОБИТАНИЯ»
1 -Л -2
О.И. Рябченко , Я.В. Зачиняев , И.Х. Эмиров
Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики (СПбГУСЭ),
191015, Санкт-Петербург, ул. Кавалергардская, 7
Аннотация - Рассмотрены вопросы производственной безопасности и технического сервиса, а также вредных воздействий на человека и защиты окружающей среды. Представлены термические методы анализа и калориметры в качестве практических инструментов для оптимизации технологических процессов и определения термической опасности.
Ключевые слова: производственная безопасность, технический сервис, вредные воздействия, защита окружающей среды, калориметрия.
ASPECTS OF INDUSTRIAL SAFETY AND TECHNICAL SERVICE IN «HUMAN - ENVIRONMENT» SYSTEM
O.I. Ryabchenko, Ya.V. Zachinyaev and I.Kh. Emirov
St.-Petersburg state university of service and economy (SPb SUSE), 191015, St.-Petersburg, streetKavalergardsky,7 The Summary - The problems of industrial safety and technical service, deleterious impacts on people and environmental protection are considered in the article. Thermal methods and calorimeters have been presented as practical tools for technological processes for optimization and determination of thermal hazards.
Keywords: industrial safety; technical service; deleterious impacts; environment conservation; calorimetry.
Эпоха научно-технического прогресса и бурный рост техносферы, сопровождающийся внедрением в производственную среду все более мощных технических систем и технологий, привели к тому, что масштабы ущерба от технологических катастроф стали уже сопоставимы с последствиями стихийных бедствий. Большую опасность представляет и повседневная деятельность промышленных предприятий, выбрасывающих вредные вещества в атмосферу и гидросферу, загрязняющих землю захоронением токсичных отходов.
Принятие концепции устойчивого развития в качестве основы государственной политики РФ свидетельствует о необходимости комплексного рассмотрения проблем экономического развития страны, защиты человека и окружающей природной среды.
Важная роль при решении этих вопросов отводится организации производственного технического сервиса.
В условиях появления современных технологий и значительного усложнения производственных процессов, разветвленной сети энергетических сетей и транспортных коммуникаций человечество вынуждено отказаться от концепции абсолютной безопасности, т.е. нулевого риска, на которых до недавнего времени строились нормативы техногенной безопасности, и перейти к более реальной концепции приемлемого риска.
Возникновение опасностей в технической системе или технологическом процессе (внутренние угрозы техногенного происхождения) может быть связано с «человеческим фактором», а также иметь организационные или технические причины. К группе «человеческого фактора» относят недостатки в профессио-
нальной подготовке и недисциплинированность операторов, допускаемые ими отклонения от нормативных требований в проведении технологического процесса, слабый контроль за проведением регламентных испытаний оборудования и состоянием контрольно-измерительной аппаратуры, наличие дискомфорта в работе и неиспользование необходимых средств индивидуальной защиты человека.
Для устранения организационных причин совершенствуется технологический процесс, уточняются процедуры контроля и подготовки операторов.
Большой вклад в техногенные факторы риска вносят опасности технического характера (несовершенство конструктивного замысла и изготовления оборудования, неисправность технических средств, отсутствие или неисправность контрольно-измерительной аппаратуры и средств сигнализации).
Грамотно спланированный сервис позволяет снизить уровень производственного технического риска и повысить эффективность производства как за счет создания благоприятных условий трудового процесса, так и повышения производительности труда. Технический сервис обеспечивает длительную безотказную работу технических систем в гарантийный и постгарантийный периоды эксплуатации. Этот сервис включает в себя транспортировку и складирование оборудования на территории Заказчика; установку, монтаж технических систем и контрольно-измерительной аппаратуры; их наладку, настройку и текущий ремонт; поддержание внешнего вида оборудования в соответствии с требованиями эргономики производства.
Данный вид сервиса обеспечивает услуги в виде технической подготовки оборудования к вводу его в эксплуатацию (устранение внешних и внутренних дефектов, появившихся при транспортировке с завода-изготовителя; наладка, настройка, регулировка), а также услуги по поддержанию технико-эксплуатационных характеристик технической системы в пределах параметров, установленных для
нее в нормативно-технической документации. Постгарантийный сервис обеспечивает полный комплекс мероприятий для эффективной работы технических систем до выработки ими положенного ресурса.
Важное место отводится решению вопросов оценки надежности технологического оборудования, его текущего технического состояния и работоспособности. Все технические средства при вводе в эксплуатацию и в процессе эксплуатации проверяются на соответствие предъявляемым к ним в технической документации требованиям, а контрольноизмерительная аппаратура периодически поверяется в специальных метрологических центрах. Это позволяет оценить срок службы оборудования, по окончании которого техническое средство выработает свой ресурс и должно подвергнуться капитальному ремонту, модернизации или замене [1]. При оказании таких услуг должны учитываться экологические аспекты утилизации отработанных технических средств.
С течением времени количество воздействующих на техническую систему или технологический процесс факторов возрастает, увеличивается и степень их влияния. Все это приводит к снижению надежности и возрастанию степени опасностей в цепочке «человек - техническая система - окружающая среда», что делает задачу обеспечения безопасности технических систем и технологических процессов чрезвычайно сложной.
На производстве в течение рабочего дня концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны обычно не бывают постоянными. Они либо нарастают к концу смены, либо резко колеблются, оказывая на человека непостоянное действие, что обычно оказывается более вредным, чем непрерывное, так как частые и резкие колебания раздражителя ведут к срыву формирования адаптации [2]. Кроме того, в производственных условиях редко встречается изолированное действие токсического вещества, обычно ра-
ботающий подвергается их сочетанному воздействию.
Для снижения уровня вредного воздействия на организм человека все технологические процессы с использованием или возможностью образования токсичных продуктов желательно проводить в герметичном оборудовании и непрерывном режиме, чтобы устранить или резко сократить выделение вредных веществ на промежуточных этапах процесса. Режим работы технологического оборудования целесообразно поддерживать таким, чтобы он не способствовал усилению выделений вредных веществ. Наилучший эффект обычно дает поддержание некоторого разряжения в аппаратах и коммуникациях, при котором даже в случае нарушения герметичности воздух из цеха будет всасываться в них и препятствовать выделению токсичных веществ. Особое внимание, с гигиенической точки зрения, следует уделять вновь разрабатываемым технологическим процессам и вновь получаемым химическим веществам, поскольку среди них могут оказаться и высокотоксичные, способные вызывать профессиональные отравления. Вредные технологические процессы должны быть максимально автоматизированы, а в случае необходимости иметь дистанционное управление, что позволит свести к минимуму воздействие токсичных веществ на обслуживающий персонал [3].
В тех случаях, когда не удается полностью устранить источники выделения вредных веществ, должна использоваться местная вытяжная вентиляция, удаляющая токсичные вещества непосредственно от места их выделения и не допускающая распространения загрязненного воздуха по всему помещению. Если имеются рассеянные источники вредных выделений, которые трудно полностью оборудовать местными отсосами, в дополнение к местной вентиляции часто применяется общеобменная вентиляция.
Для защиты человека в условиях производства используются разнообразные средства, не допускающие или сни-
жающие до допустимого уровня воздействие вредных и опасных факторов. Так для защиты от поражения электрическим током применяются методы защитного заземления, зануления и защитного отключения электроустановок. Оградительные устройства служат для ограждения движущихся частей машин и механизмов, зон воздействия высоких температур и вредных излучений. Вибродемпферы и виброизоляторы предохраняют человека от вредного воздействия вибрации, а звукоизолирующие и звукопоглощающие материалы защищают от источников повышенного уровня шума. Пневмоглушители из пористого полиэтилена снижают шумы всасывания воздуха и выхлопа. Широко используются на производстве и такие средства индивидуальной защиты как каски, защитные очки, щитки, маски, респираторы, противогазы, наушники, а также спецодежда и спец-обувь.
Необходимый уровень безопасности технических систем и технологических процессов устанавливается системой стандартов безопасности труда (ССБТ). Государственные стандарты, входящие в эту систему, формулируют общие требования безопасности, а также требования безопасности к различным группам оборудования, технологическим процессам и средствам обеспечения безопасности труда [2]. Нормативные показатели безопасности, вводимые ГОСТами, разрабатываются в соответствии с санитарными нормами, правилами и другой нормативно-технической документацией.
Необходимо отметить, что технические системы и технологические процессы представляют опасность для человека не только своим прямым, но и опосредованным действием, поскольку современное производство сопровождается значительным загрязнением окружающей среды, которая является составной частью системы «человек-среда обитания».
Предупредительный контроль за состоянием окружающей среды осуществляется с помощью экологической экс-
пертизы. При государственной экологической экспертизе рассматривается и оценивается проектная документация, новая техника, технологии, материалы с позиции их соответствия экологическим нормативам. Проводится данная экспертиза государственными экспертными комиссиями, заключение которых предшествует принятию и осуществлению хозяйственного решения, способного оказать негативное воздействие на окружающую природную среду. Помимо государственной экспертизы может проводиться и общественная экологическая экспертиза по инициативе научных коллективов или общественных организаций.
Основными экологическими нормативными показателями предприятий являются предельно допустимые выбросы (ПДВ) в атмосферу и предельно допустимые сбросы (ПДС) вредных веществ в водные объекты. Критерием оценки загрязненности почв является установление нормативов предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных химических, бактериальных, паразитарнобактериальных и радиоактивных веществ в почве.
ПДВ в атмосферу устанавливают при условии, что выбросы вредных веществ от данного источника не создадут приземную концентрацию, превышающую их ПДК для населения, растительного и животного мира. Нормы ПДС веществ в водный объект устанавливаются с учетом ПДК веществ в местах водопользования, ассимилирующей способности водного объекта и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями. За загрязнение окружающей природной среды для каждого предприятия устанавливаются платежи как в пределах утвержденных лимитов вредных выбросов и сбросов, так и за сверхнормативные загрязнения окружающей среды по повышенным тарифам.
С целью обеспечения экологической безопасности технических систем и технологических процессов предприятия
используют различную экобиозащитную технику, т.е. средства защиты человека и природной среды от воздействия вредных и опасных производственных факторов. Технический сервис необходим на всех стадиях производственного цикла. Защита атмосферы от вредных веществ осуществляется с помощью очистки производственных воздушных выбросов от пыли, тумана, вредных газов и паров. Для этого применяются различные пылеуловители, фильтры, сорбционные методы. Сточные воды очищаются на очистных сооружениях сначала механическими методами (отстаиванием, фильтрованием и др.), а затем подвергаются воздействию комплекса физико-химических и биохимических методов.
Серьезной экологической проблемой является размещение большого количества отходов предприятий. Решить эту проблему позволит переход к малоотходным и безотходным технологиям с использованием технологического оборудования с замкнутыми циклами движения веществ. Так технологии с рециркуляцией газов позволяют резко сократить выбросы вредных веществ в атмосферу.
Целью обеспечения безопасности является не только защита здоровья человека, но и защита окружающей природной среды, оценка степени близости состояния экосистем к границе их устойчивости, где будет потеряна предсказуемость изменений экосистем. В связи с этим большое внимание уделяется экологизации хозяйственной деятельности.
Введенный в действие ГОСТ Р ИСО 14001-2007, соответствующий международному стандарту ИСО 14001:2004 «Системы экологического менеджмента. Требования к руководству по применению», установил требования, позволяющие организации разработать и внедрить у себя экологическую политику и программу экологического менеджмента, способствующие решению природоохранных задач предприятия. Экологические требования для каждого предприятия конкретизируются в его экологиче-
ском паспорте - документе, включающем данные по использованию предприятием различных видов ресурсов и определению влияния его деятельности на окружающую среду.
Наличие потенциальных источников техногенной и экологической опасности на части территорий РФ требует введения особого правового режима производственной деятельности, природопользования, охраны окружающей среды, обеспечения безопасности [4]. Так, например, большую озабоченность вызывала хозяйственная деятельность предприятий, расположенных вблизи озера Байкал. Федеральным законом от 01.05.1999 г. № 94-ФЗ «Об охране озера Байкал» и Постановлением Правительства РФ от 30.08.2001 г. № 643 оговорены условия природопользования на Байкальской природной территории и утвержден перечень видов деятельности, запрещенных в центральной экологической зоне Байкальской природной территории без положительного заключения государственной экологической экспертизы.
В связи с ощущаемым в мире в последнее время дефицитом сырья и энергоресурсов, а также возрастанием цен на них, большое внимание уделяется оптимизации как действующих, так и вновь проектируемых предприятий. Современный уровень электронновычислительной техники позволяет применять различные методы моделирования наиболее оптимальных путей протекания технологического процесса и вероятных опасных ситуаций, поскольку возможность неконтролируемого выхода энергии, накопленной в материалах и технических системах, значительно усиливает их опасность. Моделирование технологического процесса и технических систем на стадии проектирования производства позволяет значительно повысить их безопасность.
Практический интерес представляет, например, построение «дерева причин и опасностей» или «дерева отказов» для сложных технических систем, в которых диаграмма показывает события и условия как логические следствия других событий и условий. Достоинством такого моделирования опасностей являются простота, наглядность, легкость математического описания и расчетов исследуемых производственных процессов.
В последние десятилетия за рубежом в качестве эффективного и доступного метода для разработки экономичных, экологически чистых и безопасных технологических процессов применяется метод реакционной калориметрии [5]. Аппаратуру для этих целей выпускает, например, французская фирма «Сетарам» (калориметр типа DRC) и швейцарская фирма «Меттлер» (более широко используемый калориметр типа RC1).
Реакционный калориметр RC1 представляет собой автоматический лабораторный реактор, позволяющий осуществлять химические процессы или их отдельные стадии в литровых объемах. С его помощью можно моделировать протекание технологических процессов и оптимизировать их режимы для непосредственного переноса на промышленные установки. Прибор позволяет исследовать причины, обусловливающие сбои процесса; возможности обеспечения безопасности и надежности; получать необходимую информацию для оценки стоимости затрат на оптимизацию и конкурентоспособность конечного продукта; выявлять экологические недостатки данной технологии и возможности их устранения. Предусмотрены измерение и регулирование основных параметров технологического процесса (давления, температуры, рН), определение тепловых эффектов химических и физических пре-
вращений и теплопередачи; управление процессами нагрева, охлаждения, дозирования и перемешивания в широком диапазоне температур. Обработка всей получаемой информации осуществляется с помощью ЭВМ по заранее заданной программе.
К инновациям в сфере производственного сервиса [6] относят создание специального технологического оборудования, средств диагностики и контрольно-измерительных приборов (КИП), позволяющих оптимизировать протекание технологического процесса.
Общепризнанно, что за химическими процессами с выделением тепла внутри реактора, который может взорваться, лучше следить непрерывно в режиме «on-line», чем периодически направлять пробы в лабораторию [7]. Кроме того, необходим оперативный контроль не только за тепловыделениями в реакторе, но и за химическим составом реакционной среды. Для непрерывного контроля за степенью прохождения реакции обычно используют промышленные проточные калориметры. Контроль за выделением тепла широко используют при протекании ферментативных процессов, а также в красильной промышленности, когда надо остановить реакцию в нужный момент времени. Известно также
о применении метода проточной калориметрии для отслеживания концентрации щелочи и диоксида хлора с целью оптимизации технологических процессов целлюлозно-бумажного производства [8].
В заключение необходимо отметить, что в основе обеспечения производственной безопасности лежит создание комплексной системы менеджмента безопасности, включающей в себя сервис технических систем, априорный анализ вредных и опасных производственных факторов, моделирование опасных ситуаций и путей их предотвращения, а также разработку эффективных управленческих механизмов.
Литература
1. Воскобоев В.Ф. Надежность технических систем и техногенный риск. Часть I. Надежность технических систем (учебное пособие). -М.: ООО ИД «Альянс». 2008, ООО Издательство «Путь». 2008.
2. Белов С.В., Ильницкая А.В., Козьяков А.Ф. и др. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов.- М.: Высшая школа. 2006.
3. Кукин П.П., Лапин В.Л., Подгорных Е.А. и др. Безопасность технологических процессов и производств. Охрана труда. - М.: Высшая школа.
1999.
4. Серов Г.П., Серов С.Г. Техногенная и экологическая безопасность в практике деятельности предприятий: Теория и практика. - М.: Изд-во «Ось-89». 2009.
5. Regenass W. The development of stirred-tank heat flow calorimetry as a tool for process optimization and process safety // Chimia. 1997. V. 51. № 5.
6. Карнаухова В.К., Краковская Т.А. Сервисная деятельность: учеб. пособие / Под общ. ред. Ю.М. Краковского. - М.: ИКЦ «МарТ»; Ростов н/Д: Изд. центр «МарТ». 2008.
7. Золотов Ю.А. Химический анализ и проблема химической безопасности // Журн. аналит. хим.
2000. Т. 55. № 8.
8. Hultman B., Dalborg A., Uhlin L. Kalorimetrisk mätteknik för cellulosaindustrin // Svensk papperstidning. 1975. № 13.
1 Рябченко Ольга Игоревна - кандидат химических наук, старший научный сотрудник, доцент кафедры «Экономика природопользования и сервис экосистем» СПбГУСЭ, тел.: (812) 706-12-35, e-mail: [email protected];
2 Зачиняев Ярослав Васильевич - доктор химических наук, профессор кафедры «Экономика природопользования и сервис экосистем» СПбГУСЭ, академик Петровской академии наук и искусств, тел.: (812) 706-12-35, e-mail: [email protected];
3 Эмиров Игорь Халилович - доцент кафедры «Экономика природопользования и сервис экосистем» СПбГУСЭ, тел.: (812) 706-12-35, e-mail: [email protected]
