Причины (этиология) опасностей

Как уже отмечалось, опасности носят потенциальный, скрытый характер. Чтобы опасность реализовалась и стала причиной ущерба здоровью людей, необходимы определенные условия. Эти условия будем называть причинами, или этиологией (от греч. aitia — причина и …логия).

Если происходит несчастный случай, авария или любое другое опасное событие, то всегда следует установить, выявить причины. Это необходимо для того, чтобы предотвратить в дальнейшем возникновение подобных событий. Наблюдениями установлено, что каждый опасный случай имеет не одну, а несколько причин. Другими словами, реализующиеся опасности многопричинны. При этом причины образуют иерархическую структуру, то есть каждая причина в свою очередь имеет свою причину. Таким образом образуется цепочка причин. Причины имеют ключевое значение в решении проблем безопасности.

Анализ реализовавшихся опасностей и построение адекватных деревьев опасностей и причин (ДОП) позволяет наиболее полно расследовать обстоятельства событий и выявить все актуальные причины. Под актуальными для данного уровня управления понимаются причины, устранение которых возможно при помощи превентивных мероприятий. Еще раз необходимо обратить внимание на принцип многопричинности реализующихся опасностей. Если в результате расследования установлено менее четырех причин, то это однозначно свидетельствует о поверхностном анализе случившегося события. Чтобы убедиться в принципе многопричинности, достаточно к каждой установленной причине поставить вопрос «почему?». В результате такого последовательного анализа образуется иерархическая (соподчиненная, уровневая) цепочка причин.

Цепочка причин может быть очень длинной, если не ставить реальных ограничений. Анализ события и выявление причин следует заканчивать по мере снижения актуальности и уменьшения возможности влияния на устранение причин. Практически достаточно рассмотреть 5–6 причинных уровней.

В иерархической цепочке причин можно различить триаду «потенциальная опасность – причины – последствия». Элементы триады образуют логическую цепь событий. Как правило, происходит взаимопереход элементов триады: последствия могут стать причиной опасностей другого уровня, которые в свою очередь под влиянием причин вызовут новые последствия и т. д. (рис. 1.3).

автоРис. 3 Рис. 1.3

Триада «потенциальная опасность – причины – последствия»

В основе профилактики несчастных случаев по существу лежит поиск причин.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение безопасности жизнедеятельности.

2. Определите понятия деятельности, безопасности и опасности.

3. Перечислите основные опасности, присущие тому или иному виду деятельности.

4. Укажите, в чем разница между фактором и опасностью.

5. Перечислите свойства опасностей.

6. Укажите классификацию опасностей по происхождению, характеру воздействия на человека, по локализации в пространстве.

7. Что понимается под идентификацией опасностей?

8. Как можно трактовать аксиому о потенциальной опасности деятельности?

Квантификация опасностей

Понятие о риске

Для оценки сложных, качественно определяемых понятий применяется квантификация, то есть использование количественных показателей.

В определении опасности подчеркивается ее потенциальный характер. Отсюда естественным образом следует, что квантификация опасности должна обязательно включать вероятность или частоту события как элемент предсказательного описания для еще не произошедшего события.

Каждая опасность имеет свой характерный временной интервал — время воздействия. Опасности, связанные с факторами среды обитания или вредными производственными факторами, часто имеют большое время воздействия. С другой стороны, опасности, связанные с неконтролируемыми нежелательными событиями, такими как несчастные случаи и аварии, характеризуются очень короткими временами воздействия. Во многих случаях они могут рассматриваться как мгновенные.

Применяются численные, балльные и другие приемы квантификации. Наиболее распространенной оценкой опасности является риск.

Риск — это количественная мера опасности, понимаемая как сочетание двух элементов: 1) частоты или вероятности опасного или неблагоприятного события и 2) тяжести (серьезности) его последствий. Потребность в таком универсальном определении в настоящее время диктуется тем, что предложено множество разновидностей и концепций риска для применений к различным аспектам проблемы безопасности жизнедеятельности.

Прямой ответ на вопрос, как рассчитывать риски, дают методы теории надежности. Эти методы основываются на объединении блок-схем сложных технических устройств и теории вероятностей, при этом учитывается человеческий фактор. Среди других возможных методов оценки риска следует упомянуть матрицы риска, деревья причин, деревья событий и др.

В качестве иллюстрации перечислим лишь некоторые наиболее употребительные концепции риска и соответствующие показатели, широко обсуждаемые в последнее время: страховой риск, профессиональный риск, индивидуальный риск, коллективный или групповой риск, потенциальный территориальный риск, социальный риск или F/N-кривая (кривая Фармера), ожидаемый ущерб или F/G-кривая, коэффициент риска (Hazard Coefficient), индекс риска (Hazard Index), классы условий труда по степени вредности и опасности, классы профессионального риска предприятий, категории доказанности риска и т. д.

В этом обилии концепций проявляется тенденция к возможно более тонкой дифференциации понятий и показателей риска.

Риск R можно описать как обычное произведение частоты опасного события P _{опас.соб} на тяжесть последствия S _послед: R = P _{опас.соб}× S _послед.

Концепция тяжести (серьезности) последствия в определенном смысле может включать и ущерб данного последствия, выраженный в денежном эквиваленте.

Индивидуальный риск — это частота поражения отдельного человека в результате воздействия опасного фактора за определенный период времени.

Как и всякий вид риска, индивидуальный риск дифференцируется по характеру или тяжести поражения. Например, различают индивидуальный риск общего травматизма и риск травматизма с летальным исходом, причем каждый из этих видов риска дополнительно дифференцируется по отраслям экономики и т. д.

Показатель индивидуального риска наиболее часто используется при анализе рисков благодаря простоте и наглядности данной концепции. Приведем примеры расчета индивидуального риска.

Пример 1. Определим риск R _пр гибели человека на производстве в нашей стране за 1 год, если известно, что ежегодно погибает около n = 7 тыс. человек, а численность работающих составляет примерно N = 70 млн человек:

Пример 2. Ежегодно в России вследствие различных опасностей неестественной смертью погибает около 500 тыс. человек. Принимая численность населения страны равной 145 млн человек, определим риск гибели R _стр жителя страны от опасностей:

Пример 3. Определим, используя данные предыдущих примеров, риск R _д попадания в фатальный несчастный случай, связанный с ДТП, если ежегодно погибает в этих происшествиях 35 тыс. человек:

Риск смерти в различных отраслях промышленности варьирует в очень широких пределах. От 1×10^–2 на человека в год при производстве горчичного газа до 1×10^–6…1×10^–5 в швейной и обувной промышленности. Если же взять все отрасли промышленности, то средний риск смерти от профессиональной деятельности практически не изменился за последние 50–60 лет и составляет в настоящее время около 6×10^–4 на человека в год. Это значит, что ежегодно из 1 млн работающих в разных отраслях 600 умирают за счет воздействия факторов производственной деятельности.

Таким образом, оставшийся практически неизменным в течение продолжительного времени уровень риска, обусловленный суммой производственных факторов, несмотря на расширение производства, можно рассматривать как социально приемлемый. Иначе говоря, на данном этапе общество может мириться с уровнем риска 6×10^–4 на человека в год, учитывая пользу, которую оно извлекает от производственной деятельности. Приведенные выше значения соответствуют риску смерти от болезней в возрасте 30 лет, то есть когда он минимален.

Что же касается риска смерти, обусловленного внутренней средой обитания, то есть в результате различного вида заболеваний и старения, то он составляет в среднем на планете 1×10^–2 на человека в год. Это значит, что из 1 млн человек, включающих все возрастные группы, ежегодно умирает от болезней и старости 10 тыс. Следует отметить, что риск смерти от злокачественных новообразований различных органов и тканей составляет 2×10^–3 на человека в год, а ведущим является риск смерти от сердечно-сосудистых заболеваний, который равен 5×10^–3.

В процессе жизнедеятельности человек подвержен воздействию факторов естественной среды обитания. К ним относятся землетрясения, наводнения, ураганы, грозы и т. д. Они являются причиной смерти 10 человек из 10 млн ежегодно. Таким образом, риск смерти, обусловленный естественной средой обитания, составляет примерно 1×10^–6 на человека в год.

Численные значения индивидуальных рисков для населения РФ и США представлены в табл. 1.2 и 1.3, соответственно.

автоТабл. 2 Табл. 1.2

Индивидуальный риск общего травматизма (R _травм) и травматизма с летальным исходом (R _см) по отраслям экономики РФ в 2003 г.

Отрасли экономики	R травм, 1/год	R см, 1/год
Сельское хозяйство	7,2×10–3	2,0×10–4
Авиационный транспорт	6,8×10–3	3,1×10–4
Промышленность	5,0×10–3	1,2×10–4
Строительство	5,0×10–3	3,2×10–4
Автомобильный транспорт	2,1×10–3	2,0×10–4
Связь	2,1×10–3	5,0×10–5
Железные дороги	7,5×10–4	1,0×10–4
Транспорт (весь)	3,7×10–3	1,6×10–4
Всего по России	4,5×10–3	1,4×10–4

автоТабл. 3 Табл. 1.3

Индивидуальный риск (R _см) летального исхода в год, обусловленный различными причинами, для населения США

Причины	R см, 1/год
Автомобильный транспорт	3×10–4
Падение	9×10–5
Пожар и ожог	4×10–5
Утопление	3×10–5
Отравление	2×10–5
Огнестрельное оружие	1×10–5
Станочное оборудование	1×10–5
Водный транспорт	9×10–6
Воздушный транспорт	9×10–6
Падающие предметы	6×10–6
Электрический ток	6×10–6
Железная дорога	4×10–7
Молния	5×10–7
Ядерная энергия	2×10–10
Все прочие	4×10–5
Общий риск	6×10–4

Коллективный, или групповой, риск — это ожидаемое количество пораженных в единицу времени в результате воздействия опасного фактора.

Коллективный риск простым образом связан с индивидуальным риском: то есть коллективный риск для группы людей равен индивидуальному риску (для одного человека), умноженному на число N людей в группе.

Пример 4. Индивидуальный риск летального исхода при курении (одна пачка в день) составляет 3,6×10^–3 1/год. Необходимо найти коллективный риск летального исхода при курении в стране с населением 145 млн человек, если доля курящих составляет 0,4 всего населения. Согласно определению коллективного риска, для этой группы людей имеем:

R _кол = 0,4×145×10⁶×3,6×10^–3» 210×10³,

то есть более 210 тыс. человек может ежегодно умирать от рака легких, вызванного курением.

Для характеристики условий труда (факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса), не отвечающих нормативным требованиям, целесообразно ввести понятие производственного риска (не путать с профессиональным риском, который определяется отношением финансовых показателей возмещения вреда и фонда зарплаты за определенный период).

Для упрощения можно учитывать наличие хотя бы одного вредного или опасного производственного фактора, не соответствующего требованиям нормативных документов. Наличие такого фактора может способствовать возникновению производственно обусловленного заболевания, привести со временем к профзаболеванию, стать предпосылкой для общих заболеваний либо спровоцировать несчастный случай на производстве.

Пример 5. По данным официальной статистики, в 2003 г. в России в промышленности, в строительстве, на транспорте и на предприятиях связи в условиях, не отвечающих требованиям санитарно-гигиенических норм, было занято 2,4 млн человек (n). Общая численность работающих в этих отраслях (тоже по статистическим данным) составляла 10,3 млн человек (N _раб). Производственный риск в 2003 г. в соответствии с этими данными равнялся

R _пр = n / N _раб = 2,4×10⁶/(10,3×10⁶) = 0,23.

Заметим, что R _пр = 0, если все рабочие места соответствуют нормативным условиям труда, и R _пр = 1, если ни одно рабочее место не удовлетворяет санитарно-гигиеническим нормам хотя бы по одному параметру.

Потенциальный территориальный риск — это частота реализации поражающих факторов аварии, катастрофы, экологического бедствия в рассматриваемой точке территории.

Распределение потенциального территориального риска для данного опасного события напоминает топографическую карту, на которой с помощью изолиний и соответствующих цифр показаны максимальные значения частоты смертельного поражения человека за один год для каждой точки площадки объекта и прилегающей территории. Частота или риск смертельного поражения человека определяется при условии его постоянного местонахождения в данной точке.

Такие распределения потенциального территориального риска широко используются при анализе чрезвычайных ситуаций и проектировании мероприятий по их предотвращению. В случае взрывов и выбросов при авариях такие распределения риска должны включать как сценарии аварии с одинаковой массой выброса по всем направлениям ветра, так и зону поражения для отдельного сценария при заданном (предпочтительном) направлении ветра.

Пример 6. Эпицентр взрыва имеет радиус r ₀ = 2,3 м — это зона 100%-го поражения. Предполагая изотропность взрыва и нормальное распределение поражающих факторов, необходимо найти радиусы изолиний для значений потенциального территориального риска 10^–3 1/год и 10^–6 1/год. Нормальное распределение R (r) потенциального территориального риска как функции от расстояния до эпицентра взрыва имеет вид

где e = 2,718 — основание натурального логарифма. Вычисление коэффициента a дает: a = 0,04 1/м². Подставляя значения заданных территориальных рисков при двух неизвестных радиусах изолиний, находим r ₁ и r ₂: R ₁ = 10^–3 = r ₁ = 8,7 м, R ₂ = 10^–6 = r ₂ = 12,2 м. Таким образом, в радиусе 9 м от эпицентра вероятность поражения человека остается очень высокой.

Социальный риск характеризует тяжесть или катастрофичность последствий реализации опасного события. Известный специалист в области безопасности и теории рисков Б. Маршалл определяет социальный риск как «зависимость риска (частоты возникновения) событий, состоящих в поражении определенного числа людей, подвергаемых поражающим воздействиям определенного вида при реализации определенных опасностей, от этого числа людей; социальный риск характеризует масштаб катастрофичности опасности». Часто для анализа социального риска используются методы теории вероятностей, так как социальный риск представляет собой дискретное распределение вероятности опасного события по числу пострадавших N.

Социальный риск, как частоту аварий и катастроф, не следует путать с коллективным или групповым риском, рассмотренным выше.

Пример социального риска приведен на рис. 1.4. Показаны сравнительные уровни социального риска для России и других стран мира — частоты возникновения аварий или чрезвычайных ситуаций с гибелью людей в зависимости от числа погибших.

автоРис. 4 Рис. 1.4

Частота возникновения аварий или чрезвычайных ситуаций с гибелью людей в зависимости от числа погибших, не менее N человек:

1 — Россия; 2 — США; 3 — Великобритания; 4 — Нидерланды

Следует обратить внимание на логарифмический масштаб по оси ординат. Следовательно, рис. 1.4 демонстрирует, что аварийность в РФ в 10 раз больше, чем в США, и в 100 раз больше, чем в Великобритании.

Пример 7. Используя линейную интерполяцию, графики на рис. 1.4 можно представить в следующем виде:

где R ^соц₁ — социальный риск при одном пострадавшем, а b — неизвестный коэффициент, описывающий наклон линий на рис. 1.4. Очевидно, что наклон одинаков для всех линий, и b = 2,3. Отсюда

что еще раз подчеркивает принципиальное различие между социальным и коллективным рисками. Значение R ^соц₁ для разных стран различается примерно в 10 раз.

Пример 8. На основе данных предыдущего примера можно найти ожидаемое полное число жертв в год от всех аварий в РФ. Интерполяция данных рис. 1.4 приводит к следующему результату:

N _полн = 7×10³ чел/год.

Полное число работающих в РФ равно 70 млн человек. Отсюда индивидуальный риск погибнуть в результате аварии на производстве есть

что сравнимо с индивидуальным риском летального исхода при несчастном случае (см. данные в табл. 1.2).

Ожидаемый ущерб — это математическое ожидание величины ущерба при возникновении опасного события за определенный период времени.

Ожидаемый ущерб обычно выражается в денежном эквиваленте и чаще всего учитывает ущерб материального имущества. Он подлежит обязательному страхованию, так как включает не только ущерб на производственном объекте, но и возможный экологический ущерб. В любой организации осуществляется также обязательное социальное страхование от несчастных случаев на производстве.

Ожидаемый ущерб, как и социальный риск, — нетривиальная характеристика опасного события с точки зрения теории вероятностей, допускающая тонкую дифференциацию при анализе причин и последствий.

В табл. 1.4 приведены размеры социально-экономического ущерба от развития наиболее опасных природных процессов и явлений на территории России, рассчитанные на начало XXI в.

автоТабл. 4 Табл. 1.4

Ориентировочный социально-экономический ущерб от опасных природных процессов и явлений на территории России, приводящих к гибели людей

Процессы	Количество городов, подверженных воздействию	Ориентировочный ущерб, трлн руб/год,
возможный разовый	средний многолетний
Наводнения		7,2	13,5…14,63
Ураганные ветры, смерчи		0,135	0,36
Цунами		0,675	0,203
Оползни и обвалы		0,135	0,1…13,5
Землетрясения			6,75…10,35
Лавины		3,375	0,0675
Сели		0,675	0,00675

Для сравнения риска и выгод многие специалисты предлагают ввести экономический эквивалент человеческой жизни. Такой подход вызывает возражения определенного круга лиц, которые утверждают, что человеческая жизнь свята и не подлежит денежной оценке.

Однако на практике с неизбежностью возникает необходимость в такой оценке именно в целях безопасности людей, если вопрос ставится так: «Сколько надо израсходовать средств, чтобы спасти человеческую жизнь?» По зарубежным исследованиям человеческая жизнь оценивается от 650 тыс. до 7 млн долларов США.

Концепция приемлемого риска

Традиционная техника безопасности базируется на категорическом императиве — обеспечить безопасность, не допустить никаких аварий. Как показывает практика, такая концепция неадекватна законам техносферы. Требование абсолютной безопасности, подкупающее своей гуманностью, может обернуться трагедией для людей потому, что обеспечить нулевой риск в действующих системах невозможно.

Современный мир отверг концепцию абсолютной безопасности и пришел к концепции приемлемого (допустимого) риска, суть которой в стремлении к такой безопасности, которую приемлет общество в данный период времени.

Восприятие риска и опасностей общественностью субъективно. Люди резко реагируют на события редкие, сопровождающиеся большим числом единовременных жертв. В то же время частые события, в результате которых погибают единицы или небольшие группы людей, не вызывают столь напряженного отношения. Ежедневно на производстве погибает 40–50 человек, в целом по стране от различных опасностей лишаются жизни более 1000 человек в день. Но эти сведения менее впечатляют, чем гибель 5–10 человек в одной аварии или каком-либо конфликте. Это необходимо иметь в виду при рассмотрении проблемы приемлемого риска. Субъективность в оценке риска подтверждает необходимость поиска приемов и методологий, лишенных этого недостатка. По мнению специалистов, использование риска в качестве оценки опасностей предпочтительнее, чем использование традиционных показателей.

Приемлемый риск сочетает в себе технические, экономические, социальные и политические аспекты и представляет некоторый компромисс между уровнем безопасности и возможностями ее достижения.

Прежде всего нужно иметь в виду, что экономические возможности повышения безопасности технических систем небезграничны.

Затрачивая чрезмерные средства на повышение безопасности, можно нанести ущерб социальной сфере, например, ухудшить медицинскую помощь.

При увеличении затрат технический риск снижается, но растет социальный. Суммарный риск имеет минимум при определенном соотношении между инвестициями в техническую и социальную сферы. Это обстоятельство и нужно учитывать при выборе риска, с которым общество пока вынуждено мириться.

В некоторых странах, например в Голландии, приемлемые риски установлены в законодательном порядке. Максимально приемлемым уровнем индивидуального риска гибели обычно считается 10^–6 в год. Пренебрежительно малым считается индивидуальный риск гибели 10^–8 в год.

Максимально приемлемым риском для экосистем считается тот, при котором может пострадать 5% видов биогеоценоза.

На самом деле приемлемые риски на 2–3 порядка «строже» фактических. Следовательно, введение приемлемых рисков является акцией, прямо направленной на защиту человека.

Безопасности достигают путем снижения уровня риска до допустимого. Допустимый риск представляет оптимальный баланс между безопасностью и требованиями, которым должны удовлетворять продукция, процесс или услуга, а также такими факторами, как выгодность для пользователя, эффективность затрат и др. Допустимого риска достигают с помощью итеративного процесса оценки и уменьшения риска.

Теперь настало время спросить: что же такое безопасность? Понятно, что это желанная цель. Но достижима ли она? Ведь существует аксиома о потенциальной опасности любой деятельности. Мы не должны входить в противоречие с общепринятыми положениями.

Исходя из того, что было написано выше, можно дать такое определение понятия «безопасность». Безопасность — это опасность, риск, которые являются приемлемыми (допустимыми). Проще говоря, под безопасностью следует понимать незначительную опасность, которой можно пренебречь. Таким образом, безопасность — понятие условное, относительное. Обеспечить безопасность — это значит достичь допустимого риска.

Итак, нулевой риск недостижим. Всегда остается остаточный или допустимый риск, который может реализоваться (проявиться) в форме аварий, пожаров, взрывов, обрушения зданий и других опасных событий. Практическая деятельность показывает, что даже при самом внимательном подходе к обеспечению безопасности (например, в космонавтике), катастроф с человеческими жертвами избежать не удается. Поэтому, разрабатывая и внедряя защитные меры, следует предусматривать действия в возможных чрезвычайных ситуациях, которые возникают из-за остаточного риска.

Для обеспечения заданного уровня безопасности необходимо решить три задачи: 1) идентифицировать опасности; 2) разработать защитные меры; 3) предусмотреть действия на случай реализации остаточного риска, то есть в условиях чрезвычайных ситуаций.

В процессе идентификации выявляются: номенклатура опасностей, вероятность их проявления, пространственная локализация (координаты), возможный ущерб, риск и другие параметры, необходимые для решения второй задачи, то есть разработки защитных и профилактических мер.

Полностью идентифицировать опасности невозможно. Поэтому необходимо рассмотреть потенциальные проявления остаточного риска и разработать соответствующие мероприятия.

Следует отметить, что процедура определения риска весьма приблизительна. Можно выделить четыре методических подхода к определению риска:

1. Инженерный, опирающийся на статистику, расчет частот, вероятностный анализ безопасности, построение деревьев опасности.

2. Модельный, основанный на построении моделей воздействия вредных факторов на отдельного человека, социальные, профессиональные группы и т. п. Эти методы основаны на расчетах, для которых не всегда есть данные.

3. Экспертный, когда вероятность событий определяется на основе опроса опытных специалистов, то есть экспертов.

4. Социологический, основанный на опросе населения.

Перечисленные методы отражают разные аспекты риска. Поэтому применять их необходимо в комплексе.

Управление риском

Как повысить уровень безопасности?

Это основной вопрос теории и практики безопасности. Очевидно, что для этой цели можно расходовать средства по трем направлениям: 1) совершенствование технических систем и объектов; 2) подготовка персонала; 3) ликвидация последствий.

Априорно трудно определить соотношение инвестиций по каждому из этих направлений. Необходим специальный анализ с использованием конкретных данных и условий. Использование понятия риска открывает принципиально новые возможности повышения безопасности техносферы. К техническим, организационным, административным добавляются экономические методы управления риском. К последним относятся: страхование, денежная компенсация ущерба, платежи за риск и др. Специалисты считают целесообразным в законодательном порядке ввести квоты за риск. Такой подход лежит в основе Киотского протокола, по которому установлены квоты для развитых стран по выбросу в атмосферу «парниковых» газов.

Для расчета риска необходимы обоснованные данные. Острая потребность в данных в настоящее время признана во всем мире на национальном и международном уровне.

Необходима тщательно аргументированная разработка базы и банков данных и их реализация в условиях предприятия, региона.

В основе управления риском лежит методика сравнения затрат и получаемых выгод от снижения риска.

Последовательность изучения опасностей:

Стадия I — предварительный анализ опасности.

Шаг 1. Выявить источники опасности.

Шаг 2. Определить части системы, которые могут вызвать эти опасности.

Шаг 3. Ввести ограничения на анализ, то есть исключить опасности, которые не будут изучаться.

Стадия II — выявление последовательности опасных ситуаций, построение дерева событий и опасностей.

Стадия III — анализ последствий.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается концепция приемлемого (допустимого) риска?

2. Каково численное значение общепринятого приемлемого риска гибели человека?

3. Какие последовательные стадии выделяют при изучении опасностей?

4. Какие методы анализа безопасности системы существуют и в чем их разница?

5. Дайте определение риска и приведите несколько примеров его количественной оценки.