Стартовая >> Архив >> Генерация >> Размещение энергетических объектов

Количественная оценка воздействий на здоровье и безопасность людей - Размещение энергетических объектов

Оглавление
Размещение энергетических объектов
Предисловие редактора
Предисловие
Проблема размещения
Роль ЛПР в проблеме размещения
Общие вопросы в проблеме размещения
Факторы, усложняющие проблему размещения
Необходимость формализации проблемы размещения
Основные проблемы
Методология размещения
Процедуры, используемые при выборе площадок
Основные особенности метода выбора площадки на основе анализа решений
К вопросу об объективности и беспристрастности анализа
Исследование размещения АЭС для энергосистемы WPPSS
Определение целей и критериев размещения АЭС для энергосистемы WPPSS
Описание возможных воздействий АЭС для энергосистемы WPPSS
Оценка воздействий АЭС для энергосистемы WPPSS
Анализ и сравнение возможных площадок под АЭС
Оценка анализа размещения АЭС
Идентификация возможных площадок
Недостатки стандартных методов отбора
Модели отбора с анализом решений
Применение моделей отбора с анализом решений
Определение целей и критериев при выборе площадок
Выбор целей для исследования
Выбор критериев для целей
Естественные и искусственные шкалы для измерения критериев
Свойства набора критериев
Возможные воздействия энергетического объекта
Количественное описание воздействий на окружающую среду
Примеры оценки воздействия на окружающую среду
Количественная оценка экономических воздействий
Количественная оценка социально-экономических воздействий
Количественная оценка воздействий на здоровье и безопасность людей
Количественное описание общественного мнения
Построение модели возможной аварии на примере с оползнем
Построение модели общественных рисков на примере порта по приему сжиженного газа
Оценка воздействия энергетического объекта при выборе площадок
Преимущества формализации структуры ценностей
Квантификация стратегий поведения в условиях риска
Искусство оценивания предпочтений
Анализ и сопоставление возможных площадок
Оценка анализа
Проблемы, сопутствующие размещению энергетических объектов

Строительство и эксплуатация энергетического объекта могут вызывать болезни, травмы и даже гибель людей. Так как нельзя уменьшить вероятность таких событий до нуля, они должны быть учтены при рассмотрении и оценке возможных площадок.
Воздействия на здоровье и безопасность людей часто рассматриваются с использованием замещающих критериев. Вероятность столкновения поездов, подвозящих к станции уголь, с автомобилями определяется проще, чем количество людей, которые могут пострадать в этой аварии.
Распространение загрязнителя определить легче, чем выяснить, сколько заболеваний оно вызовет. Вероятность аварии определить проще, чем смертность в результате ее. Это происходит вследствие того, что общественность, правительство и многие компании предпочитают рассматривать такие вероятности эвфемистически. Однако такие вероятности составляют важную часть проблем размещения и должны определяться точно. Полноценный подход к оценке не только должен облегчить решение проблемы размещения, но может действительно привести к снижению количества несчастных случаев. Склонность общества лишь умозрительно решать вопрос о вероятности несчастных случаев в настоящее время является важным фактором, ограничивающим качество анализа этой проблемы. Можно ожидать, что возможность решения вопроса резко возрастет в следующем десятилетии.

  1. Измерение воздействия на здоровье и безопасность людей.

Эти воздействия независимо от площадки или методологии исследования всегда касаются травм, болезней и смертей. Механизм, вызывающий воздействия, напротив, меняется от площадки к площадке, от объекта к объекту и от исследования к исследованию.
Измерение воздействия на здоровье и безопасность людей можно .производить исходя из механизма воздействий. Например, возможно использование трех критериев: количества заболеваний, количества травм и количества смертей в результате несчастных случаев, связанных со строительством и эксплуатацией объекта. При этом должны быть приняты исходные предположения, например:
болезни и травмы могут быть идентифицированы;
все болезни равны.
Однако при этом возникает ряд вопросов. Например, считать ли болезнью раздражение глаз? Вероятно, раздражение глаз в течение одного дня не эквивалентно длительной госпитализации человека при респираторном заболевании. Должна ли учитываться в анализе тяжесть болезни? Это может быть сделано путем использования, в качестве критерия не количества заболеваний, а числа дней болезни. В любом случае при выборе показателя (или показателей) болезни должна быть выработана ценностная установка. Это должно быть сделано по отношению к травмам. Оценка смертельных случаев имеет свои трудности, но их учет в принципе проще, поскольку смерть всегда однозначна.
Тяжесть болезни может быть различной, так же как различна общественная ценность больного. Смерть в результате несчастного случая на производстве оценивается иначе, чем смерть вообще, а смерть пожилого человека, прикованного болезнью к постели, не так, как смерть здорового ребенка.
При использовании в качестве критериев смертей, травм и болезней не предполагается, что их количество, вызванное энергетическим объектом, точно известно. Этим критериям присуща неопределенность,
обусловленная несколькими причинами. Прежде всего, поскольку выбор площадки производится до строительства и эксплуатации объекта, ожидаемые воздействия должны быть оценены заранее. Но, во-первых, здесь возможны большие ошибки. Во-вторых, трудно установить причинно-следственную связь между уровнем загрязнения как фактором и смертью. Вследствие этого невозможно точно прогнозировать смертность, вызванную распространением загрязнения от энергетического объекта.
Если критерии, используемые для оценки здоровья и безопасности людей, определяются механизмом воздействий, то такие критерии обычно являются замещающими. Для электростанции, работающей на угле, одним из таких критериев может быть выброс двуокиси серы. Его можно использовать для расчета заболеваний и смертности вследствие загрязнения атмосферы.

Протяженность пути перевозки угля может быть другим замещающим критерием, используемым для оценки травм и смертен в результате столкновений поездов, например, с автомобилями. В этих случаях при оценке функции полезности соотношения между прямыми и замещающими критериями как бы держатся в уме.

Модели воздействий на здоровье и безопасность людей

Общая модель воздействий загрязнения на здоровье и безопасность людей идентична модели воздействия на окружающую среду (см. рис. 6.5). Уровни концентрации загрязнителя зависят от погодных условий. Заболеваемость от загрязнителя и возможная смертность зависят от его взаимодействия с организмом человека. Для различных загрязнителей необходимо знание соотношений «доза — последствие». Возможны либо формализованное моделирование этих соотношений и оценка предпочтений по уровню смертности, либо оценка предпочтений по уровням выброса загрязнителя.

Рис. 6.7. Соотношение доза — последствие для однократного облучения:
1 — минимальная терапия; 2 — поддерживающая терапия; 3— максимальная комплексная терапия (I Дж/кг — 100 бэр)
В большинстве исследований по размещению используется последний метод, имеющий ряд преимуществ. Он прямо дает интересующую информацию, не является трудным для ее умозрительной обработки, позволяет привлекать для экспертизы специалистов различных дисциплин (инженеров, метеорологов, физиологов, медиков) и логически обобщать полученную от них информацию. Трудной задачей является определение соотношений доза — последствие, хотя для некоторых загрязнителей воздуха эти соотношения хорошо известны. Соотношения «доза — последствие» для радиационного облучения также хорошо изучены. На рис. 6.7 иллюстрируется соотношение между дозой одноразового облучения и вероятностью смертельного исхода при различных интенсивностях лечения. Преимущество моделирования соотношений «доза — последствие» в исследованиях по размещению заключается в том, что подобные модели могут использоваться во всех исследованиях.
Одним из преимуществ использования замещающих критериев для оценки воздействий на здоровье и безопасность людей является экономия времени и усилий для выбора площадки. С этой же целью может быть использован опыт предыдущих исследований. Второе преимущество (психологическое) связано с отсутствием необходимости указывать точное число несчастных случаев. Однако учет последних является важной частью проблемы размещения. Поэтому более подробное обсуждение этого вопроса сделано в § 7.5.
Таблица 6.5. Ожидаемое ежегодное число смертей для КЭС на угле и АЗС мощностью 800 МВт*


Компоненты топливного цикла

Персонал

Население

В результате аварии

В результате болезни

В результате аварии

В результате болезни

КЭС на угле

 

 

 

 

Добыча угля (шахты, рудники и т. д.)

0,3—0,0

0-7

Переработка угля

0,04

10

Производство энергии

0,01

3—100

Хранение угля

Транспортировка угля

1,2

Обработка золы

 

 

 

 

Всего

0,35-0,65

0-7

1,2

13-110

АЭС

 

 

 

 

Добыча урана (шахты, рудники и т. д.)

0,2

0,038

~0

0,023

Переработка урана

0,005

0,042

0,002

Производство энергии

0,01

0,061

0,04

0,011

Хранение топлива

-0

— 0

Транспортировка

 

-0

0,01

~0

Переработка топлива

0,003

0,050

Обработка отходов

0

0,001

Всего

0,22

0,14

0,05

0,087

* Данные взяты из (37).
Примечание. Прочерк означает отсутствие данных в настоящее время.

Для нормальной эксплуатации энергетических объектов имеются обширные статистические данные, описывающие воздействия на здоровье и безопасность людей. Имеются все виды данных по несчастным случаям на рудниках, морском и наземном транспорте и т. д. В качестве примера некоторые сравнительные данные по ожидаемой смертности на производствах, связанных с КЭС на угле и АЭС, иллюстрируются табл. 6.5.
К другой группе относятся несчастные случаи, необходимые данные по которым могут отсутствовать из-за того, что каждый случай уникален. Например, может быть неизвестно среднее число смертельных случаев, вызванных разрушением плотины.
Для таких аварий могут оказаться неприемлемыми даже данные по их статистической вероятности, так как безопасность плотины в основном определяется специфическими условиями. Для исследования вероятности несчастных случаев, связанных с относительно новыми типами энергетических объектов (например, АЭС или солнечными электростанциями), статистические данные в достаточном количестве пока отсутствуют.

В таких ситуациях должна строиться специальная модель несчастного случая, возможные бедствия должны учитываться и в исследованиях по размещению. Примером может служить модель частоты и масштабов землетрясений, рассматриваемая в § 6.7.
Когда имеется большая серия событии, которые должны привести к несчастному случаю, приемлемым инструментом для определения отношения событии к несчастному случаю может быть построение дерева событий. Дерево событий, во-первых, показывает логические соотношения между отдельными событиями и несчастным случаем, а во-вторых, содержит данные для вычисления вероятности несчастного случая. Возможно, наиболее широко известным примером анализа дерева событий является исследование по реакторной безопасности, в котором приведены вероятности несчастных случаев на коммерческой АЭС.
Анализ возможных несчастных случаев с использованием дерева событий для порта по приему импортируемого сжиженного природного газа приведен в § 6.8.
Саботаж или любые преднамеренные повреждения или разрушения энергетического объекта также должны рассматриваться по крайней мере в предварительном анализе размещения. Во многих случаях такая вероятность может существовать независимо от площадки и соответственно не влияет на ее выбор. Если это не так, то можно, хотя и очень трудно, построить модели инцидентов такого рода с использованием вероятностных оценок. Можно также рассмотреть такую вероятность качественно и попытаться объединить такой неформализованный анализ с результатами формализованного анализа.

Примеры оценок воздействия на здоровье и безопасность людей

Имеется мало исследований по размещению, в которых достаточно полно рассматривалось бы воздействие на здоровье и безопасность людей для каждой из рассматриваемых площадок. Возможно, это объясняется трудностью задачи и ее этическими аспектами.
Для моделирования может оказаться полезным разделить воздействия на здоровье и безопасность людей на две группы в зависимости от того, когда они имеют место: при нормальной эксплуатации или при аварии. За исключением случаев, оцениваемых вероятностно (например, расплавление активной зоны реактора или разрушение дамбы), большая часть информации, касающейся воздействии на здоровье и безопасность людей, для предполагаемого энергетического объекта детерминирована. Это означает, что дается одна оценка воздействия: больше или меньше среднего значения. Более того, воздействие обычно вычисляется с использованием усредненных данных, касающихся состава и вида топлива, метеорологии, демографии и т. д. Такая информация по воздействиям включена в табл. 6.5. Она может быть полезной в моделях национального планирования и проверки правильности национальной или региональной энергетической политики. Однако она не очень помогает в оценках различий в воздействиях на здоровье и

1 Обычно предполагается, что с учетом членов семей и работников сферы обслуживания  полный прирост населения района п 4 и 5 раз превышает число прибывших рабочих.

безопасность людей между площадками. Для этого должны создаваться специальные модели площадок.
В некоторых случаях можно объединить воздействия на здоровье и безопасность людей при авариях и нормальной эксплуатации и не строить для тех и других воздействий собственные модели.

Рис. 6.8. Схема модели для определения воздействия энергетического объекта на здоровье людей
Такой подход используется в исследовании размещения АЭС, обсуждавшемся в гл. 3. Индексом служил фактор населенности возможных площадок, подверженных воздействиям. Однако этим индексом не учитывалась вероятность воздействия, метеорологические эффекты или последовательность воздействий. В исследовавшемся случае, однако, было установлено, что учет этих факторов не повлияет на ранжирование площадок.
Аварии. Для определенного вида аварий общие модели могут использоваться и для специфической модели площадки. Например, при сравнении площадок для АЭС одного типа и конструкции вероятность расплавления активной зоны можно предположить одинаковой во всех случаях. Затем необходимо рассмотреть вероятности высвобождения различных уровней радиоактивности, неопределенности метеорологических условий во время высвобождения радиоактивности, характеристики населенности района и неточность соотношений «доза — последствие».
Два исследования возможных аварий рассматриваются в § 6.7 и 6.8. Первое касается вероятности оползня в районе предполагаемой геотермальной электростанции. В этом частном случае район оползня был необитаем. Используемый для оценки вероятности подход полезен для оценки несчастных случаев, вызванных стихийными событиями.
В § 6.8 вероятности различных аварий учитываются в расчетах рисков от предполагаемого порта по приему импортного сжиженного газа. В этом случае учитываются те аварии, которые являются следствием человеческой деятельности или неполадок в работе оборудования: авиационные и морские катастрофы. После того как с использованием имеющихся данных описываются метеорологические и демографические характеристики района и оценивается воздействие на организм человека в различных условиях (например, в районе пожара на топливном складе), производятся оценки возможных несчастных случаев.
Если рассматривается несколько площадок, подобные исследования должны проводиться для каждой возможной площадки.
Нормальная эксплуатация. Для рассмотрения возможных воздействий выбросов загрязнителя на здоровье и безопасность людей, используем модель, упоминавшуюся в п. 6.2.3. В модели учитываются все неопределенности во входных данных (например, процент различных примесей в угле) рассчитываются ожидаемые неопределенности в последствиях. Схема модели для определения воздействия на здоровье приведена на рис. 6.8. В каждой операции модели используются данные по площадке и экспертные оценки.
С помощью модели рассматривалась ежегодная смертность среди населения в условиях нормальной эксплуатации электростанции мощностью 1900 МВт, работающей на битумном угле из Вирджинии. Высота трубы принималась равной 235 м, предварительная очистка угля или скрубберы не применялись, коэффициент использования мощности станции 70%. Учитывались плотность населения вблизи станции, метеорологические условия и принималось, что между заболеваемостью и уровнем загрязнения существует линейная и аддитивная зависимость.
Таблица 6.6, а. Распределение ежегодной смертности среди населения от КЭС на угле мощностью 1900 МВт

Таблицa 6.6, б. Влияние различных загрязнителей на неопределенность в воздействиях


Загрязнитель

Процент
общей
неопределенности

Загрязнитель

Процент
общей
неопределенности

Никель

64,0

SO

2,9

Бериллий

22,1

Мышьяк

1,1

Твердые частицы

5,1

Уран/радий

0,6

NO

3,2

 

 

Помимо распределения вероятностен возможных смертей с выхода модели выдавался список загрязнителей, за счет которых неопределенность увеличивается в наибольшей степени. Результаты расчета приведены в табл. 6.6, а, б.
Неопределенности воздействия от содержания никеля и бериллия отчасти являются следствием неопределенностей содержания этих элементов в угле и главным образом неопределенности поведения этих элементов в процессе сгорания угля.



 
« Развитие электростанций с поршневыми двигателями за рубежом   Разработка и реализация методов вибродиагностики статоров турбогенераторов »
электрические сети