1

RYZYKO ZAGROŻEŃ CHEMICZNYCH

1. POJĘCIE RYZYKA

Zagrożenia chemiczne wymagają wprowadzenia ścisłych metod i środków

zapewnienia bezpieczeństwa. Stan bezpieczeństwa zwykle jest akceptowany, jeśli
dany obiekt lub działalność spełnia wymagania bezpieczeństwa sformułowane
w przepisach prawnych i normach. Istnieją więc liczne wymagania zarówno ogólne
dotyczące przestrzegania zasad bhp, jak i bardzo szczegółowe, np. w zakresie
prowadzenia operacji ciśnieniowych czy magazynowania substancji toksycznych.
Ich przestrzeganie pozwala w dużej mierze zapewnić bezpieczne prowadzenie
procesów.

Dla rozwiązania tych problemów, a w szczególności dla efektywnego

podejmowania decyzji dotyczącej działalności przemysłowej, wprowadzono
koncepcję ryzyka i techniki jego określenia. Proces podejmowania decyzji w obszarze
ryzyka, a więc efektywny dobór środków zabezpieczeń i ochrony dla zapobiegania
awariom lub wypadkom, nazywamy zarządzaniem ryzykiem.

Termin „ryzyko” jest szeroko stosowany zarówno w normalnym życiu każdego

człowieka, jak i w świecie nauki.
Institution of Chemical Engineers w Anglii w odniesieniu do instalacji procesowych
podaje następującą definicję ryzyka:

„ryzyko to

możliwość wystąpienia

niepożądanego skutku w określonym czasie lub w określonych okolicznościach”.
We wszystkich podanych definicjach występują dwa elementy składowe:

-

występowanie niepożądanych skutków,

-

niepewność

(możliwość)

czy

takie

skutki

wystąpią,

czyli

prawdopodobieństwo ich występowania.

Matematycznym najprostszym wyrażeniem określającym ryzyko jest kombinacja tych
dwóch składników w postaci ich iloczynu:

Ryzyko = prawdopodobieństwo (niepewność)



wielkość niepożądanych skutków

Ryzyko może być wyrażone w postaci częstości (liczba zdarzeń niepożądanych
występujących

w

jednostce

czasu)

lub

w

postaci

prawdopodobieństwa

(prawdopodobieństwo specyficznego zdarzenia wynikające z wcześniej zaszłego
zdarzenia). Ryzyko zależy nie tylko od zagrożeń, ale także od środków
bezpieczeństwa i ochrony. Można zdefiniować ryzyko jako:

ochrony

Środki

Zagrozenia

Ryzyko 

Powyższe równanie wprowadza proces decyzyjny, w którym można wpływać na
poziom ryzyka.
Jest to proces zarządzania ryzykiem, w którym wprowadza się odpowiednie środki
bezpieczeństwa i ochrony dla danego zagrożenia, tak aby poziom ryzyka był
wystarczająco niski.

2

Zagrożenie to naturalna właściwość niebezpiecznej substancji i/lub sytuacja fizyczna
o potencjalnych właściwościach powodowania urazów dla ludzi, niszczenia majątku
i degradacji środowiska naturalnego.
Ryzyko to możliwość powstawania specyficznego niepożądanego skutku w pewnym
okresie czasu i w określonych okolicznościach.

2. ŹRÓDŁA I RECEPTORY RYZYKA

Rozpatrując źródła ryzyka można rozróżnić dwie główne kategorie ryzyka:
-

ryzyko naturalne,

-

ryzyko technologiczne.

We wczesnych latach rozwoju ludzkości występowało jedynie ryzyko naturalne.
Ludzie walczyli z nieprzyjaznymi atrybutami natury i byli narażeni na różne
zagrożenia, np. dzikie zwierzęta, złe warunki pogodowe – powodzie, pożary. Obecnie
natura, choć zbadana w dużym zakresie, pozostaje również źródłem ryzyka. Trzęsienia
ziemi, powodzie czy tajfuny są dalej trudne do przewidzenia i powodują niepożądane
i nawet katastroficzne skutki.
Jednakże, znacznie częstsze i niekiedy poważniejsze niż naturalne zagrożenie są
źródła ryzyka, wytworzone przez samego człowieka, tj. ryzyko technologiczne.
Jednym z pierwszych takich źródeł ryzyka było odkrycie spalania paliwa,
w konsekwencji czego mogą powstawać liczne zagrożenia pożarowo-wybuchowe.
Obecnie ryzyko technologiczne jest związane praktycznie ze wszystkimi rodzajami
ludzkiej aktywności, np.: przy produkcji energii, produkcji przemysłowej, technologii
chemicznej, transporcie, budownictwie czy mieszkalnictwie.
Dla przemysłu chemicznego i pokrewnych elementami składowymi ryzyka
technologicznego są: ryzyko procesowe i ryzyko zawodowe. Pierwsze z nich związane
jest z możliwością powstawania zagrożeń chemicznych, natomiast ryzyko zawodowe
dotyczy bezpośrednio pracownika wykonującego konkretne zajęcie, np.: spawanie.
Wszystko zależy od receptorów ryzyka, czyli odbiorców powstałych zagrożeń.
Najważniejsze z nich to ludzie, środowisko naturalne i środowisko pracy człowieka.
Receptorami może być też zakład pracy, czyli budynki i aparatura i wówczas mówimy
o ryzyku finansowym lub ekonomicznym.
Zagrożenia i ryzyko zależą od wielu różnych współzależnych czynników, których
często dopiero złożona kombinacja prowadzi do powstawania awarii czy katastrof
przemysłowych. Niektóre z nich samodzielnie nie stanowią zagrożenia, a dopiero
w połączeniu z innymi znacznie zwiększają lub nawet powodują ryzyko.
Sekwencja powstawania ryzyka rozwija się sukcesywnie, od potrzeb człowieka do
możliwych niepożądanych skutków dla niego. Zasadniczym punktem modelu jest
utrata kontroli nad przepływem energii lub materiału, co powoduje wypływ substancji
i/lub energii. To zdarzenie szczytowe rozwija się jednocześnie w szereg różnych
zagrożeń, np.: elektrownia może powodować zanieczyszczenie powietrza, powodując
ryzyko zdrowotne, podobnie jak pyły węglowe; wydzielana energia oddziałuje na
wodne ekosystemy; emitowany dwutlenek węgla przyczynia się do zmiany klimatu,
a obecność różnych zagrożeń, głównie energii powoduje wypadki i awarie.

3

Wypływ

CO

2

Skutki

zmiana
klimatu

Wypływ

SO , NO

X

X

Skutki

efekty
zdrowotne

Wypływ

Skutki

Wypływ

Skutki

Wypływ

Skutki

ciepła

zmiany
ekologiczne

energii
kinetycznej

wypadki

pyłu
węglowego

choroby
płuc

Ludzkie
potrzeby

żywność,
ciepło etc.

Zaspokojenie
potrzeb

energia
elektryczna

Wybór
technologii

węglowa

Rys. 1. Widlasta struktura powstawania ryzyka [1]

Konkretnym czynnikiem decydującym o rodzaju i wielkości poziomu ryzyka będzie
rodzaj technologii wytwarzania, a ryzyko tam występujące nazywane jest ryzykiem
technologicznym lub ryzykiem procesowym.
W przypadku instalacji procesowych istnieje duża liczba różnych czynników
decydujących o poziomie ryzyka procesowego. Spośród różnych czynników specjalne
znacznie posiadają:

 ilość substancji niebezpiecznych znajdujących się w danym procesie,
 rodzaj substancji i ich inherentne niebezpieczne właściwości,
 warunki realizacji procesu.

Ilości materiałów, jak i ich właściwości, są podstawą do uznania danej instalacji, jako
instalacji o potencjalnych „poważnych zagrożeniach”, podlegających Dyrektywie Unii
Europejskiej – COMAH.

4

Zestawienie właściwości substancji chemicznych, które mają znaczenie dla oceny
poziomu ryzyka:

Tabela 1. Właściwości substancji niebezpiecznych [1]

Ogólne informacje

Nazwa chemiczna i wzór
Struktura chemiczna
Czystość,
zanieczyszczenia

Dane istotne dla transportu
i składowania

Dane istotne dla stosowania
i wytwarzania
Postępowanie przy
uwolnieniu

Ogólne fizyczne właściwości

Masa molowa
Gęstość. Gęstość względem
powietrza.
Lepkość. Lotność

Punkt topnienia, punkt
wrzenia, średnica, kształt,
wielkość rozkładu cząstek

Rozpuszczalność w wodzie
lub innych rozpuszczalnikach
Temperatura i ciśnienie
krytyczne

Właściwości palne i wybuchowe

Punkt zapłonu i zapalenia.
Granice wybuchowości.
Ciepło spalania
Reaktywność z wodą i innymi
środkami gaśniczymi

Minimalna temperatura
zapłonu i samozapłonu
Minimalna energia zapłonu
Współczynnik wybuchowości
K

S

Temperatura inicjacji
egzotermiczności

Prężność pary
Przewodnictwo elektryczne
Zdolność do samozapłonu
i samoogrzewania

Reaktywność

Stabilność termiczna:
- dane DTA i DSC,
- kalorymetria,
- reakcyjna,
- kalorymetria ARC.

Czułość na wstrząsy

Ciepło tworzenia
Bilans ciepła
Adiabatyczna temperatura
rozkładu
Warunki propagacji wybuchu

Toksyczność

Toksyczność ostra:
- inhalacyjna,
- drażniąca skórę,
- drażniąca spojówkę

i rogówkę oka.

Typy efektów:
- tetragoniczne,
- mutagenność,
- kancerogenność.
Standardy NDS

Dawka śmiertelna, LD

50

Stężenie śmiertelne LC

50

Stężenia progowe dla
przeciwdziałania awaryjnego:
EPRG, IDLH

Ekotoksyczność

Czas aktywności stężenia
Bioakumulacja (BCF)

Dopuszczalne
zanieczyszczenie powietrza
oraz dawki i stężenia
toksyczne dla organizmów
zwierzęcych i roślinnych

Toksyczność (na szczurach)
LD

50

Ostra

toksyczność

wodna

96 godz. LC

50

Chroniczna toksyczność
wodna LC

50

Szczególnie wysoki poziom ryzyka występuje przy następujących operacjach:

5

 operacjach, w których występują niestabilne materiały.
 procesy fizyczne i reakcje chemiczne silnie egzotermiczne.
 operacje, w których produkty chemiczne są bardzo wrażliwe na zakłócenia

procesowe.

 operacje z dużą ilością łatwopalnych (wybuchowych), toksycznych

materiałów w temperaturach powyżej temperatury wrzenia.

 złożoność i awaryjność sprzętu.

3. MIARY RYZYKA

Brak jest jednej uniwersalnej miary ryzyka. Można wyróżnić:
 ryzyko indywidualne,
 ryzyko grupowe,
 ryzyko obszarowe.

Ryzyko indywidualne odnosi się do pojedynczego człowieka, znajdującego się
w określonej lokalizacji w strefie występowania zagrożenia.
Ta miara uwzględnia rodzaj skutków dla pojedynczego człowieka, możliwość
wystąpienia tych skutków i czas, w którym te skutki mogą wystąpić. W przypadku
skutków śmiertelnych mówi się o ryzyku indywidualnym śmiertelnym, jeśli powstają
urazy, to mówimy o ryzyku indywidualnym urazowym lub jeśli receptor jest narażony
na określone stężenie substancji toksycznej w określonym czasie (dawka) to można
mówić o indywidualnym ryzyku narażenia na dawkę toksyczną.
Bardziej szczegółowo, ryzyko indywidualne jest prawdopodobieństwem wystąpienia
niepożądanych

skutków

w

wyniku

określonego

zdarzenia

wypadkowego,

poniesionych przez indywidualnego człowieka, znajdującego się w punkcie (x, y)
strefy zagrożenia. Typowa wartość liczbowa akceptowanego ryzyka indywidualnego
wynosi 10

-6

I/rok.

Os. mieszk.

Os. mieszk.

Przemysl

Mag.
petrochem.

Rzeka

Przemysl

Przemysl

Mag.
petrochem.

10 /rok

-8

10 /rok

-7

10 /rok

-6

Rys. 2. Ryzyko indywidualne [1]

6

Ryzyko grupowe jest prawdopodobieństwem powstawania określonych skutków, na
które narażona jest grupa osób wskutek wystąpienia określonego scenariusza danego
zdarzenia awaryjnego. Jest przedstawiane w postaci zależności między częstością
określonego scenariusza wypadkowego (F) i liczbą osób (N) narażonych na dany
rodzaj urazu spośród danej populacji. Poziom ryzyka grupowego nie zależy tylko od
występujących zagrożeń, tj. instalacji, rodzaju substancji chemicznych, czyli rodzaju
zagrożenia, ale również od rozkładu populacji wokół instalacji.
Ryzyko obszarowe – miara ta jest użyteczna, kiedy więcej niż jedno źródło zagrożeń
ma wpływ na ryzyko globalne w danym obszarze geograficznym. Wtedy poszczególne
wartości ryzyka z różnych źródeł winny być połączone, aby otrzymać rozkład ryzyka
w danym obszarze geograficznym.

100000

10000

1000

100

10

1

1E-4 - 1E-3

1E-5 - 1E-4

1E-6 - 1E-5

1E-7 - 1E-6

1E-8 - 1E-7

<1E-8

Ryzyko indywidualne

L

i

c

z

b

a

o

s

ó

b

n

a

ra

ż

o

n

y

ch

n

a

śm

ie

rć

Rys. 3. Histogram ryzyka obszarowego [1]

Inne kategorie ryzyka:
-

ryzyko ochotnicze i ryzyko wymuszone,

-

ryzyko rzeczywiste i ryzyko postrzegane,

-

ryzyko zawodowe.

4. KRYTERIA AKCEPTACJI RYZYKA

Podstawą akceptacji ryzyka jest zgodność wznoszonych i projektowanych

obiektów z istniejącymi normami, standardami i prawem. Wpływ władz
administracyjnych na ten proces nie jest bezpośredni, a zawiera się w uzgodnieniach
lokalizacyjnych, a następnie w weryfikacji i sprawdzeniu czy wykonawstwo jest
zgodne z obowiązującymi wymaganiami.

Oto zasady praktyczne, które można stosować jako podstawę akceptacji ryzyka

i które zapewniają interpretację podstawowych reguł:

1. Zakład (instalacja) może być zatwierdzony na podstawie porównania

z podobnym zakładem.

7

2. Zakład może być zatwierdzony, jeżeli spełnia odpowiednie standardy

i wymagania.

3. Zakład może być zatwierdzony, jeżeli charakteryzuje się wysokim stopniem

bezpieczeństwa wyrażonym odpowiednią liczbą środków bezpieczeństwa
w stosunku do ciągu zdarzeń, które mogą spowodować wypadek.

4. Zakład może być zatwierdzony, jeżeli dokładnie i dobrze przeprowadzona

analiza ryzyka wykazała, iż poziom ryzyka jest akceptowany lub
dostatecznie niski.

5. Zakład może być zatwierdzony, jeśli korzyści płynące z jego użytkowania

są większe niż ponoszone ryzyko.

6. Zakład może być zatwierdzony, jeżeli stosuje się możliwie najlepszą

technologię i technikę.

Sformułowanie kryteriów ilościowych akceptacji ryzyka wymaga dokonywania
porównań względem aktualnie istniejących poziomów ryzyka. Mogą to być dane
określające ryzyko zagrożeń naturalnych lub ryzyko różnych aktywności zarówno
przemysłowych, jak i socjalnych. Zestawienie niektórych danych dotyczących ryzyka
indywidualnego, przedstawionego w postaci wskaźnika śmiertelności FAR, podaje
tabela 2.

Tabela 2. Ryzyko indywidualne [1]

Aktywność

FAR

Przemysł chemiczny

4,0

Przemysł stalowy

8,0

Rolnictwo

10,0

Przemysł węglowy

40,0

Budownictwo

67,0

Zagrożenia naturalne

0,4

Pobyt w domu

1,0

Podróż pociągiem

5,0

Podróż samochodem

57,0

Palenie papierosów

400,0

Alpinizm

4000,0

Boks zawodowy

5000,0

Wartość ryzyka akceptowanego ustala się zwykle przez wadze państwowe i wyboru
dokonuje się między dwiema granicami:

-

maksymalnie akceptowany poziom ryzyka, który nie powinien być
przekroczony bez względu na korzyści ekonomiczne lub socjalne, jakie
może przynieść ta działalność,

-

minimalny poziom ryzyka, zwany również pomijalnym poziomem ryzyka.

Między tymi dwiema granicami leży tzw. „szara strefa ryzyka”, w którym ryzyko
winno być ograniczone zgodnie z zasadą ALARP.

8

POZIOM RYZYKA

POZIOM NIETOLEROWANY
maksymalny

RYZYKO NIEAKCEPTOWALNE

ZAKRES ALARP

RYZYKO TOLEROWANE

POZIOM RESZTKOWY
minimalny

CELE BEZPIECZEŃSTWA

Rys. 4. Poziomy ryzyka [1]

Wartość maksymalnego poziomu ryzyka różni się w poszczególnych krajach i zależy
od rodzaju aktywności. W większości europejskich krajów, np. w Holandii,
maksymalnie akceptowane indywidualne ryzyko wynosi 10

-6

na rok, natomiast ryzyko

grupowe 10

-5

na rok lub nawet 10

-4

na rok. Aktualnie wartość ryzyka 10

-8

jest prawie

niemożliwa do osiągnięcia chociaż dana instalacja odpowiada wszystkim wymogom
standardowym.

5. INTEGRALNOŚĆ BADAŃ RYZYKA W PROCESACH

PRZEMYSŁOWYCH

Wypływ substancji chemicznej i/lub energii do otoczenia może powodować

różne możliwości powstawania strat. Może być zagrożone bezpieczeństwo
pracowników majątku i produkcji, mogą powstawać skutki środowiskowe oraz
negatywne oddziaływanie na zdrowie ludzi, szczególnie przy dłuższych czasach
eksploatacji.
Wyróżnia się trzy odrębne, uprawiane niezależnie, kategorie ryzyka:

-

ryzyko procesowe (a szczególnie ryzyko nadzwyczajnych zagrożeń),
obejmujące zagadnienia bezpieczeństwa (S), zdrowia (H) i środowiska (E),

-

ryzyko zdrowotne (niebezpieczne substancje i/lub energia dla człowieka),
dotyczące zagadnień zdrowia (H),

-

ryzyko zawodowe, w związku z wykonywaniem danego zawodu, w miejscu
pracy, czyli dotyczące bezpieczeństwa i higieny pracy (S, H).

Istnieje naturalna zależność między tymi trzema kategoriami ryzyka. Gwałtowny
pożar stanowi o ryzyku bezpieczeństwa a w dłuższym okresie czasu będzie
oddziaływał na środowisko. Przeciek toksycznego i palnego materiału w instalacji
chemicznej spowoduje nie tylko ryzyko pożaru ze skutkiem dla pracowników
i otoczenia, ale również ryzyko życia oraz ryzyko skażenia środowiska.
W nadzwyczajnych zagrożeniach, ryzyko bezpieczeństwa, ryzyko zdrowotne i ryzyko
środowiskowe winno być rozpatrywane integralnie.
Zintegrowana ocena ryzyka, jako proces podejmowania decyzji, jest szczególnie
istotna w projektach inwestycyjnych, a mianowicie w następujących typach decyzji:

9

-

decyzja zasadnicza co do podjęcia nowej lub rozszerzenia istniejącej
działalności,

-

decyzja

lokalizacyjna

dotycząca

wyboru

lokalizacji

obiektu

i rozmieszczenia aparatów oraz odległości od zabudowań lub specyficznych
ekosystemów,

-

decyzja transportowa dotycząca selekcji tras przejazdu dla transportu
materiałów niebezpiecznych,

-

decyzja finansowa podejmowana przez zarząd, uruchamiająca finansowanie
inwestycji; jest podejmowana po badaniach ryzyka zintegrowanego SHE.

Tabela 3. Charakterystyka różnych kategorii ryzyka [1]

Ryzyko procesowe (SHE)

Ryzyko zdrowotne (H)

Ryzyko zawodowe (SH)

- niskie

prawdopodobieństwo,
duże skutki,

- domena inżynierów i

naukowców,

- zagrożenia związane z

incydentalnym
wypływem
toksycznych lub
palnych substancji i/lub
energii,

- zdarzenie inicjujące nie

akceptowalne,

- dotyczy złożonych

procesów i zagrożeń,

- potencjalne ryzyko dla

ludności i środowiska,

- wymagana często

ilościowa ocena
ryzyka,

- stosowane metody

(HAZOP, FMEA, FTA,
ETA, CCA, HRA)

- narażenie ciągłe lub

związane z
wykonywaną pracą na
czynniki niebezpieczne,

- domena toksykologów,

lekarzy i higienistów
przemysłowych,

- państwowe standardy

toksykologiczne,

- często skutki występują

po długim czasie,

- kluczowy problem to

ocena ekspozycji
(monitoring, analityczne
urządzenia),

- nacisk na preferowaną

hierarchię kontroli,

- cel główny to obniżenie

narażenia NDS, NDN

- domena inżynierów

bhp,

- ocena zarówno zagrożeń

bezpieczeństwa, jak i
zdrowia,

- ocena substancji/energii

niebezpiecznej dla
zdrowia,

- szeroki wachlarz

różnych aktywności
zawodowych,

- jakościowa analiza

oparta o opinię
ekspercką,

- konieczność udziału

wszystkich
pracowników w ocenie
ryzyka (wymagane
szkolenie)

10

Problemy i kontrowersje

- dane wyjściowe dla

oceny niezawodności
niepewne,

- ograniczenia

metodologiczne,

- ocena często

uwzględniająca idealne
warunki a nie
rzeczywiste,

- trudności w

rozróżnieniu danych o
tolerowanym ryzyku,

- opinia publiczna o

akceptacji ryzyka inna
niż opinia ekspercka,

- złożoność procesów i

metodologii barierą dla
kontroli uzyskanych
wyników oceny ryzyka

- niedostępność danych

standardowych
toksykologicznych,

- brak danych o wielu

substancjach,

- standardowe dane

często mało racjonalne,

- zwracanie zbytniej

uwagi na monitoring
narażenia, a nie na
szybkie wprowadzenie
środków kontroli
/redukcji ryzyka,

- przecenianie znaczenia

osobistych środków
ochrony jako
preferowane
rozwiązanie kontroli,

- brak kompetentnych

specjalistów,

- oceny często ignorują

wypływ i zgromadzenie
niebezpiecznych
substancji

- proces oceny ryzyka

często nie rozumiany i
nie doceniany,
szczególnie przez
właścicieli małych firm
i farm (zrutynizowanie
oceny),

- dokonanie oceny nie

jest konsekwentnie
zakończone przez
odpowiednie działania
naprawcze,

- częsty konflikt między

wynikami oceny i
tradycyjnymi
standardami (np.
ochrony maszyn),

- subiektywny osąd przez

eksperta,

- brak kompetentnych

specjalistów oceny
ryzyka

6. OGÓLNY MODEL ZARZĄDZANIA RYZYKIEM PROCE-

SOWYM

Proces zarządzania ryzykiem składa się z trzech zasadniczych części:
 analizy ryzyka,
 oceny ryzyka,
 kontroli ryzyka.

W analizie ryzyka, identyfikuje się potencjalne zagrożenia chemiczne i oblicza się
ryzyko powstawania niepożądanych skutków w wyniku ich występowania. Ocena
ryzyka dotyczy podjęcia decyzji co do akceptacji lub nie akceptacji obliczonego
poziomu ryzyka względem wybranych kryteriów akceptacji ryzyka. Kontrola ryzyka
obejmuje wprowadzenie dodatkowych środków bezpieczeństwa i ochrony dla
uzyskania akceptowanego poziomu ryzyka.
Zarządzanie ryzykiem jest ciągłym cyklicznym procesem podejmowania decyzji,
w którym dokonuje się optymalnej kombinacji technicznych, organizacyjnych
i ludzkich decyzji dla spełnienia kryteriów akceptacji ryzyka, które mogą stanowić

11

zarówno wymagania formalno-prawne lub też być celem bezpieczeństwa określonym
w systemie zarządzania bezpieczeństwem funkcjonującym w danym zakładzie.

Bazy danych o
właściwościach
substancji

Bazy danych
o awariach

Charakterystyka
instalacji

Identyfikacja
źródeł zagrożeń

Scenariusze
zdarzeń wypadkowych
i ich skutków

Prawdopodobieństwo
wystąpienia
skutków

Analiza efektów
fizycznych
i skutków

Obliczanie
ryzyka

Kontrola
ryzyka

Kryteria
akceptacji

Ryzyko
resztkowe

Globalna
ocena ryzyka

Zarządzanie
ryzykiem

Analiza
ryzyka

Identyfikacja
zagrożeń

Rys. 5. Metodyka oceny procesu zarządzania ryzykiem [1]

12

Tabela 4. Lista metodyczna zadań realizacyjnych dla wykonania oceny ryzyka
instalacji procesowej [1]

Etap analizy

Charakterystyka zadania realizacyjnego

Charakterystyka instalacji

Opis instalacji, lokalizacji, stosowanych substancji,
procesów i rozwiązań aparaturowych i kontrolno-
pomiarowych
Wyciąg z baz danych o wypadkach i awariach, danych
niezawodnościowych, meteorologicznych i
populacyjnych

Identyfikacja źródeł
zagrożeń

Identyfikacja stanów eksploatacyjnych instalacji z
punktu widzenia bezpieczeństwa
Identyfikacja źródeł zagrożeń zewnętrznych
Identyfikacja zdarzeń inicjujących sekwencję zdarzeń
wypadkowych
Identyfikacja funkcji bezpieczeństwa realizowanych
przez systemy bezpieczeństwa, ochrony i
przeciwdziałania ratowniczego
Identyfikacja zdarzeń wypadkowych (zdarzenia
szczytowe – wypływ)
Wybór reprezentatywnych zdarzeń wypadkowych
(RZW)

Scenariusz awaryjny

Opracowanie modeli niezawodnościowych powstawania
zdarzeń wypadkowych (modele uszkodzeń i błędów
ludzkich)
Opracowanie modeli ciągów zdarzeń po wystąpieniu
zdarzeń wypadkowych z uwzględnieniem
występujących funkcji bezpieczeństwa, warunków
meteorologicznych oraz charakterystyk środowiskowych

Prawdopodobieństwo
występowania określonych
skutków

Określenie eksperckie prawdopodobieństwa wystąpienia
danego RZW lub jego modelowanie poprzez:
- określenie prawdopodobieństwa pozytywnego lub

negatywnego działania funkcji bezpieczeństwa,

- określenie funkcji środowiskowych i ich

prawdopodobieństwa występowania,

- określenie ciągu zdarzeń wyjściowych,
- określenie przypadków zdarzeń wypadkowych,

określających ciągi powstawania zagrożeń
chemicznych.

Określenie prawdopodobieństwa występowania zapłonu
jako źródła zagrożeń pożarowo-wybuchowych
Określenie prawdopodobieństwa powstawania skutków
zagrożeń chemicznych
Ocena niepewności

13

Analiza efektów fizycznych
i skutków

Określenie charakterystyki źródła wypływu
Określenie charakterystyk dyspersji
Przyjęcie kryteriów progowych dla narażenia człowieka,
majątku i środowiska
Określenie efektów fizycznych zagrożeń
Określenie stref zagrożeń i wrażliwych obiektów
Obliczenie skutków
Ocena niepewności

Obliczenie ryzyka dla
każdego zdarzenia
wypadkowego, RZW

Obliczenie iloczynu prawdopodobieństwa powstawania
konkretnych skutków i wielkości tych skutków dla
danego zdarzenia wypadkowego
Określenie ryzyka indywidualnego
Określenie ryzyka grupowego
Ocena niepewności

Ocena ryzyka globalnego

Przyjęcie kryteriów akceptacji
Ocena ryzyka globalnego poprzez uwzględnienie analiz
cząstkowych dotyczących zdrowia i środowiska
Ocena uzyskanych wyników względem kryteriów
akceptacji i wyznaczenie jakościowych wskaźników
ryzyka

Kontrola ryzyka

Zaproponowanie dodatkowych środków bezpieczeństwa
dla uzyskania akceptowanego poziomu ryzyka i
ponowne sprawdzenia tego poziomu

6.1. CHARAKTERYSTYKA INSTALACJI

Jest to etap może najprostszy, ale stanowiący podstawę dalszych obliczeń

i analiz. Należy zebrać tu liczne dane i informacje dotyczące:

 właściwości substancji niebezpiecznych, zwykle podanych w kartach

charakterystyki,

 chemizmu i technologii procesu wraz z parametrami operacyjnymi

i wpływem ich odchyleń na przebieg procesu,

 lokalizacji instalacji, rozmieszczenia aparatów i urządzeń,
 schematów technologiczno-pomiarowych wraz ze specyfikacjami aparatów

i urządzeń kontrolno-pomiarowych, ze szczególnym zwróceniem uwagi na
te urządzenia, które spełniają określone funkcje bezpieczeństwa,

 procedur operacyjnych i instrukcji ruchowych,
 zasad zarządzania bezpieczeństwem,
 danych o dotychczas zaistniałych awariach i wypadkach,
 danych niezawodnościowych dla poszczególnych urządzeń, operacji

i błędów ludzkich,

 danych meteorologicznych i populacyjnych w otoczeniu instalacji.

14

6.2. IDENTYFIKACJA ŹRÓDEŁ ZAGROŻEŃ

Jest to najważniejszy etap analizy, obejmujący i ustalenie wszystkich

czynników posiadających potencjalną możliwość powodowania zagrożeń dla samego
obiektu, jego personelu oraz otoczenia. Lista źródeł zagrożeń określa listę
potencjalnych źródeł wypływu substancji niebezpiecznych oraz przyczyn, które to
powodują.
Jako rezultat identyfikacji źródeł zagrożeń otrzymuje się listę zdarzeń wypadkowych,
np. „wypływ LPG wskutek nieszczelności na połączeniu kołnierzowym w rurociągu,
który może spowodować pożar strumieniowy”. Przykład ten wskazuje, że można
w tym zakresie podać nieskończoną listę zdarzeń, które mogą powodować taki
wypływ LPG do otoczenia i w konsekwencji określone straty.
Na podstawie danych historycznych oraz opinii eksperckiej można wymienić
następujące zdarzenia wypadkowe RZW, które winny być brane pod uwagę
w przypadku instalacji LPG:

Przeciek lub pęknięcie połączenia elastycznego cysterna-kolektor rurociągowy,

Przeciek lub pęknięcie rurociągu transportowego LPG,

Przeciek w części parowej zbiornika LPG (powyżej lustra cieczy),

Przeciek w części ciekłej zbiornika (poniżej lustra cieczy),

Katastroficzne pęknięcie zbiornika,

Wypływ LPG przez otwarty spust, próbnik lub zawór,

Wypływ LPG przez zawór bezpieczeństwa.

Identyfikacja źródeł zagrożenia, oparta na opinii eksperckiej lub bardziej na
sformalizowanych technikach podlega wielu teoretycznym i praktycznym
ograniczeniom i niepewnościom, a mianowicie:

 kompletność; nigdy nie można być pewnym, że zidentyfikowano wszystkie

źródła zagrożeń i ich potencjalne skutki,

 powtarzalność wyników; ze względu na duży udział subiektywizmu przy

stosowaniu różnych technik, wyniki różnych ekspertów mogą być różne,

 zbyt duże oparcie się na doświadczeniu analityka wykonującego analizę,

np. przy zastosowaniu list kontrolnych,

 bazowanie na zbiorowej mądrości, np. w technice HAZOP, które mogą być

także subiektywne,

 tworzenie obszernej dokumentacji pisemnej.

15

6.3. SCENARIUSZ AWARYJNY

Scenariusz awaryjny to mechanizm powstawania ciągów zdarzeń awaryjnych

rozpoczynających się od zdarzeń inicjujących, aż do konkretnych skutków zagrożeń
chemicznych. Aby móc określić taki mechanizm, konieczne jest określenie rozwoju
zdarzenia inicjującego względem systemów bezpieczeństwa, spełniających określone
funkcje bezpieczeństwa. Funkcje te stanowią odpowiedź obiektu na występujące
zakłócenia w postaci zdarzenia inicjującego, np. alarm wysokociśnieniowy sygnalizuje
przekroczenie dopuszczalnego ciśnienia nastawy. Rozwój zdarzeń jest zdefiniowany
jako ciąg kolejno po sobie następujących zdarzeń po zdarzeniu inicjującym. Każde
zdarzenie łatwo powiązać z wypełnieniem lub niewypełnieniem zadań funkcjonalnych
przez systemy bezpieczeństwa. Są to tzw. funkcje bezpieczeństwa.
Konstrukcję drzew zdarzeń musi poprzedzić identyfikacja zbioru wszystkich zadań
funkcjonalnych, ważnych dla bezpieczeństwa obiektu, czyli funkcji bezpieczeństwa.
Często zbiór ten nazywa się zbiorem funkcji bezpieczeństwa.

6.3.1. CIĄG ZDARZEŃ PRZED WYSTĄPIENIEM ZDARZENIA

SZCZYTOWEGO

Wystąpienie danego zdarzenia inicjującego wywołuje również natychmiastową

reakcję określonych systemów kontroli oraz funkcji systemów bezpieczeństwa, np.
w przypadku wystąpienia zablokowania rurociągu, na którym zainstalowano pomiar
ciśnienia z alarmem i blokadą działania pompy oraz zawór bezpieczeństwa, mogą
powstać różne scenariusze awaryjne w zależności od pozytywnego lub negatywnego
działania funkcji bezpieczeństwa.

Zdarzenie
podstawowe

Zdarzenie
wyjściowe
ZWY

Wewnętrzne funkcje bezpieczeństwa (bariery)

Alarm

Wyłączenie
pompy

Zawór
bezpieczeństwa

Przerwa w pracy

Upust ciśnienia
przez zawór

Pęknięcie rurociągu
zdarzenie szczytowe

Upust ciśnienia
przez zawór

Pęknięcie rurociągu
zdarzenie szczytowe

Zablokowanie

rurociągu

Tak

Nie

Tak

Tak

Tak

Nie

Nie

Nie

1 zdarzenie podstawowe

5 zdarzeń wyjściowych w tym 2 zdarzenia szczytowe

Rys. 6. Drzewo zdarzeń przed wystąpieniem zdarzenia szczytowego [1]

16

6.3.2. CIĄG ZDARZEŃ PO WYSTĄPIENIU ZDARZENIA

SZCZYTOWEGO

Po wystąpieniu zdarzenia szczytowego rozpoczyna się wypływ substancji

niebezpiecznej do otoczenia.
Każde zdarzenie wypadkowe rozwija się w szereg różnych przypadków zdarzeń
wyjściowych (ZWY) w zależności od systemów bezpieczeństwa i ochrony oraz
warunków zewnętrznych. Wyrazem funkcjonowania systemów przeciwdziałania jest
efektywny czas zatrzymania wypływu, który wynika z analizy całego systemu
technicznego i ratowniczego.
Po uwolnieniu substancji następuje dalszy rozwój zdarzeń w zależności od prędkości
i kierunku wiatru oraz stabilności atmosferycznej. Określa to kombinacja klas
stabilności i prędkości, np. określaną jako D5 i F2, gdzie Di F oznaczają klasy
stabilności, a 5 i 2 wyraża prędkość wiatru w m/s.

Zdarzenie
szczytowe

Zdarzenie
wyjściowe
ZWY

Funkcje bezpieczeństwa

Alarm

Odcięcie
dopływu

Zatrzymanie wypływu
sukces

Tak

Nie

1 zdarzenie podstawowe

4 zdarzenia wyjściowe w tym 3 zdarzenia wypadkowe

Detektor
przecieku

Awaria gazowa

Awaria gazowa

Awaria gazowa

Tak

Tak

Nie

Nie

Wypływ
substancji

toksycznej

Rys. 7. Drzewo zdarzeń po wystąpieniu zdarzenia szczytowego [1]

17

Zdarzenie
szczytowe
ZWY

Warunki zewnętrzne

Czas
wypływu
30 min

1 zdarzenie szczytowe
2 zdarzenia wyjściowe

Czas
wypływu
10 min

Tak

Nie

Wypływ
substancji

toksycznej

Warunki F5 Warunki D2

Przypadki
PZWY

1 Wypływ 10 min F5

2 Wypływ 10 min D2

3 Wypływ 10 min
Inne niż D2 i F5

4 Wypływ 30 min F5

5 Wypływ 30 min D2

4 Wypływ 30 min F5

6 Wypływ 30 min
Inne niż D2 i F5

7 Wypływ > 30 min F5

8 Wypływ > 30 min D2

9 Wypływ > 30 min
Inne niż D2 i F5

9 przypadków zdarzeń wyjściowych

Rys. 8. Drzewo zdarzeń dla sformułowania przypadków zdarzeń wyjściowych
(PZWY) [1]

Wynikiem zastosowania technik drzew zdarzeń i drzew błędu jest uzyskanie
możliwych ciągów zdarzeń, które łącznie tworzą scenariusz awaryjny.
Scenariusze awaryjne lub scenariusze skutków powstają jako konsekwencja zdarzeń
inicjujących (IE), które w niekorzystnych sytuacjach, np. w przypadku niesprawnych
systemów bezpieczeństwa rozwijają się do zdarzenia szczytowego (TE), jakim jest
wypływ substancji niebezpiecznej i/lub energii do otoczenia. Mechanizm tego rozwoju
jest pokazany za pomocą drzewa błędu, który modeluje logiczne związki między
uszkodzeniami elementarnych składowych systemu, błędami operatorskimi oraz
niesprawnościami systemów bezpieczeństwa zainstalowanych na danym obiekcie.
Po rozpoczęciu wypływu wchodzą w akcję systemy przeciwdziałania w postaci
różnych systemów techniczno-ratowniczych. Każdy z tych systemów funkcjonuje
z określonym prawdopodobieństwem, oddziaływując na rozwój zdarzenia TE.
Pozytywne ich działanie może skutecznie zlikwidować skutki wypływu natomiast
nieskuteczne prowadzi do zagrożeń chemicznych, np. chmury toksycznej lub chmury
palnego gazu.

18

Dobrze przygotowany scenariusz awaryjny może dostarczyć kompletny obraz

wszystkiego co może się zdarzyć w instalacji chemicznej i jakie mogą być
spodziewane skutki dla pracowników, ludności, majątku i środowiska naturalnego.

6.4. PRAWDOPODOBIEŃSTWO WYSTĘPOWANIA

OKREŚLONYCH SKUTKÓW

Istnieją dwie metody określania prawdopodobieństwa określonych scenariuszy

awaryjnych:

1. Wykorzystanie tzw. danych generycznych.
2. Zastosowanie ilościowej analizy drzew zdarzeń i drzew uszkodzeń (błędu)

do modeli sekwencji zdarzeń awaryjnych.

Tabela 5. Dane niezawodnościowe generyczne [1]

Częstotliwość awarii [ilość/rok] (dla rurociągów [ilość/m*rok])

Rurociągi

Średnica
rurociągu [mm]

25

50

100

300

Pęknięcie

10

-6

10

-6

7

10

3





10

-7

Duży przeciek
(0.1A)

10

-5

10

-5

-6

10

6 

6

10

3





Mały przeciek
(0.01A)

10

-4

10

-4

5

10

3





10

5

Połączenia kołnierzowe

Zawory

Pęknięcie

---

10

-5

Duży przeciek
(0.1A)

10

-4

10

-4

Mały przeciek
(0.01A)

10

-3

10

-3

Zbiornik

Średnica
otworu [mm]

15

50

80

150

Króćce

10

-6

10

-6

10

-6

-7

10

3

Otwór w
ściance
Zawór
bezpieczeństwa
(



80)

Pęknięcie
zbiornika

-4

10

0,9 

-2

10

1,8 

10

-5

19

Dane generyczne to dane ogólne, określające prawdopodobieństwo danego RZW na
podstawie publikowanych danych literaturowych, uzyskanych w wyniku uśrednienia
zdarzeń historycznych odnotowywanych w bazach danych.

Innym istotnym elementem wpływającym na występowanie konkretnych zagrożeń
chemicznych jest prawdopodobieństwo wystąpienia zapłonu.

Tabela 6. Prawdopodobieństwo wystąpienia zapłonu [1]

Prawdopodobieństwo zapłonu (dla LPG)

natychmiastowy

0,2

opóźniony

0,5

bez zapłonu

0,3

Oprócz prawdopodobieństwa występowania źródeł zapłonu innymi takimi
parametrami będą:

 prawdopodobieństwo występowania kierunku wiatru przemieszczającego

chmurę gazu w obszary, na których znajdują się wrażliwe obiekty, np.
ludzie lub różne ekosystemy,

 oraz prawdopodobieństwo, że chmura ta napotka na swojej drodze

wspomniane obiekty, a przede wszystkim ludzi.

Stąd prawdopodobieństwo lub częstość występowania określonych skutków awarii

s

f

można określić jako:

- dla zagrożeń palno-wybuchowych:

p

z

ZW

s

P

P

f

f







gdzie:

ZW

f

- częstość występowania określonego rodzaju awarii (np. pęknięcie

zbiornika, rurociągu),

z

P

- prawdopodobieństwo zapłonu natychmiastowego lub

opóźnionego,

p

P - prawdopodobieństwo pobytu w strefie zagrożenia.

- dla zagrożeń toksycznych:

p

W

ZW

s

P

P

P

f







gdzie:

ZW

f

- częstość występowania określonego rodzaju awarii (np. pęknięcie

zbiornika, rurociągu),

W

P

- prawdopodobieństwo kierunkowe, zgodne z różą wiatru,

p

P

- prawdopodobieństwo pobytu w strefie zagrożenia.

Drugą drogą uzyskania wiedzy na temat prawdopodobieństwa występowania
określonych skutków jest zastosowanie ilościowej analizy drzew zdarzeń i drzew
uszkodzeń (błędu) do modeli sekwencji zdarzeń awaryjnych. Analizy te oparte są na
teorii logiki Boole’a, stanowiącej dziedzinę matematyki opisującą zachowanie się
zmiennych funkcji liniowych, które mają charakter binarny: np. otwarty – zamknięty,
wejście – wyjście, sukces – niepowodzenie, tak – nie.

20

Prawdopodobieństwo występowania określonego scenariusza skutków

s

f może być

określona jako:

i

oc,

i

o,

i

s

P

P

F

f







6.5. ANALIZA EFEKTÓW FIZYCZNYCH I SKUTKÓW

Analiza efektów fizycznych i skutków polega na określeniu skutków

poszczególnych efektów fizycznych zagrożeń chemicznych:

1. toksyczności substancji chemicznych,
2. promieniowania cieplnego emitowanego w czasie pożaru,
3. nadciśnienia powstającego w czasie wybuchu,
4. odłamków powstających w czasie wybuchu.

Dla ludzi skutki narażenia określa się jako obrażenia, dla instalacji i majątku jako
uszkodzenia oraz dla środowiska jako zniszczenia.

Wypływ ze zbiornika
lub rury

Katastroficzna
awaria zbiornika

Wypływ
gazu

Wypływ
dwufazowy

Wypływ
cieczy

Strumień (jet)

Utworzenie
rozlewiska

Utworzenie
chmury
(obłoku)

Dyspersja chmury
toksycznej i/lub
palnej

Wybuch w przestrzeni
nieograniczonej

Wybuch BIEVE
Pożar kulisty

Efekt
toksyczny

Fala
ciśnienia

Promieniowanie
cieplne

Odłamki

Rys. 9. Model powstawania efektów fizycznych zagrożeń chemicznych [1]

21

1

2

3

4

5

Ź r ó d ł o

zagrożenia

Dyspersja

w

środowisku

Efekty

(Ekspozycja)

Zależność

Ekspozycja-
ryzyko

Skutki

Rys. 10. Modelowanie efektów fizycznych i skutków [1]

Charakterystyka źródła wypływu obejmuje:

 określenie warunków fizycznych w jakich znajduje się dany materiał: gaz,

gaz skroplony, lub jako ciecz w równowadze z parą;

 określenie miejsca wypływu substancji: ponad lub pod poziomem cieczy –

dotyczy zbiornika, wypływ z rury;

 obliczenie ilości wypływającej substancji w funkcji czasu (gaz, para lub

ciecz), w przypadku wypływu cieczy możliwy jest wypływ dwufazowy;

 określenie szybkości odparowania z powierzchni rozlanej cieczy

(rozlewiska).

6.5.1. DYSPERSJA CHMUR GAZOWYCH LUB PAROWYCH

W ATMOSFERZE

Są to dane wyjściowe do obliczania efektów fizycznych. Dla ich określenia

należy odróżnić substancje toksyczne od substancji palnych. W przypadku wypływu
gazu toksycznego wystarczy obliczyć stężenie chmury gazowej w funkcji czasu
i położenia, która jest dyspergowana do otoczenia.
Obliczenia dla substancji palnych dokonuje się dla dwóch następujących sytuacji:

 zapłonu natychmiastowego,
 zapłonu opóźnionego.

Dla obliczenia rozkładu stężenia gazu w środowisku stosuje się różne modele
dyspersji:

1. Modele wynikające z zachowania się chmury parowej/gazowej tj.:

 dyspersję gazu neutralnego,
 dyspersję gazu ciężkiego,
 dyspersję gazu unoszącego się.

2. Modele oparte o czas wypływu, tj.:

 modele dyspersji ciągłej,
 modele dyspersji chwilowej.

3. Modele oparte o obliczenia dynamiki płynów, tzw. modele 3D.

6.5.2 EFEKTY FIZYCZNE I EKSPOZYCJA

Efekt fizyczny jest charakterystyczną wielkością dla danego zagrożenia

chemicznego:

 dla pożaru efektem fizycznym jest natężenie promieniowania cieplnego,
 dla wybuchu – wielkość nadciśnienia i w niektórych przypadkach

odłamkowanie,

22

 dla uwolnień toksycznych – stężenie substancji toksycznej.

Każdy efekt fizyczny w danym scenariuszu awaryjnym charakteryzuje się określoną
wielkością oddziaływania w postaci strefy zagrożenia. Można wyróżnić:

 strefę zagrożenia toksycznego,
 strefę promieniowania cieplnego niebezpiecznego dla zdrowia i otoczenia,
 strefę nadciśnienia.

Rodzaj efektu fizycznego zależy od właściwości substancji, natomiast wielkość strefy
zagrożenia zależy od ilości substancji oraz kryteriów progowych, charakteryzujących
negatywne oddziaływanie poszczególnych efektów fizycznych na człowieka, majątku
i środowiska naturalnego. Drugim istotnym parametrem jest czas ekspozycji lub
inaczej czas narażenia na działania danego efektu fizycznego. Kombinacja tego czasu
oraz wielkości charakteryzujące dany efekt fizyczny, np. natężenie promieniowania
cieplnego i czas przebywania w obrębie tego efektu określa tzw. dawkę. Wyróżnia się
dawkę cieplną, dawkę toksyczną i dawkę związaną z nadciśnieniem. Wielkość tej
dawki decyduje o powierzchni stref zagrożenia.

6.5.3 ZALEŻNOŚĆ NARAŻENIE-RYZYKO

Narażenie w postaci dawki może być przeniesiona na wielkość

prawdopodobieństwa odniesienia określonych obrażeń, czyli ryzyka za pomocą tzw.
funkcji probitowych. Funkcja ta określa poziom skutków wyrażony w % względem
populacji, która może ulec określonemu rodzajowi skutków, np. śmierci, w wyniku
narażenia na daną dawkę. Funkcja probitowa jest liczbą zawartą od 2,5 do 7,5 i jest
definiowana następująco:

BIn(dawka)

A

Pr







6.5.4 SKUTKI

Uzyskana w poprzednim punkcie wielkość skutków odnosi się do jednostki

populacji. Znając strefę zagrożenia i wielkość występującej tam populacji ludzkiej,
można określić globalne skutki określonego efektu fizycznego.

6.5.5 OBLICZENIE RYZYKA

Obliczenie ryzyka polega na połączeniu skutków i prawdopodobieństwa dla

wszystkich wytypowanych wiarygodnych zdarzeń wypadkowych RZW lub
scenariuszy skutków. Poziom ryzyka wyznacza się za pomocą ryzyka indywidualnego
i ryzyka grupowego.

6.5.6 RYZYKO INDYWIDUALNE

Dla obliczenia ryzyka indywidualnego w danej lokalizacji (x, y) należy

zsumować ryzyko dla wszystkich potencjalnych zdarzeń, które mogą wystąpić w tej
lokalizacji:

23







n

I

i

i

y,

x,

i

y,

x,

RI

RI

gdzie ryzyko

i

y,

x,

RI

oznacza prawdopodobieństwo występowania określonych

skutków, np. śmiertelnych i obliczane jest następująco:

i

f,

s

i

y,

x,

P

f

RI





gdzie:

s

f - prawdopodobieństwo występowania danego scenariusza skutków

s

f ,

i

f,

P - prawdopodobieństwo, że dany scenariusz skutków PZWY wywoła skutki

śmiertelne w lokalizacji (x, y).

Parametr

I

F,

P - wartość tego parametru zależy od wielu różnych czynników,

a mianowicie:

1. kierunku wiatru; jeśli wiatr nie przemieszcza strefy efektu toksycznego

w kierunku osiedli czy zabudowań ludzkich, to nie będzie skutków
śmiertelnych,

2. możliwości zastosowania środków zmniejszających skutki, np. maski

gazowe, możliwości schronienia się czy wczesnej ewakuacji ludzi
z zagrożonego terenu,

3. indywidualnej odporności osobniczej człowieka,
4. prędkości wiatru i stabilności atmosferycznej.

W większości przypadków przyjmuje się, że wartość

I

F,

P zależy jedynie od dwóch

parametrów:

i

r,

i

w,

i

f,

p

p

P





gdzie:

i

w,

p

- prawdopodobieństwo, że wiatr wieje z określonego kierunku (sektora

róży wiatru); sektor ten wynosi 30

0

i jest w przybliżeniu zgodny z kątem

rozwarcia strefy toksycznej,

i

r,

p - prawdopodobieństwo, że dany osobnik będzie narażony na efekt

toksyczny, tzn. nie uda mu się opuścić zagrożonej strefy lub uniknąć
narażenia na stężenie toksyczne.

Do prezentacji ryzyka indywidualnego na mapie danego terenu służy izolinia ryzyka,
łącząca

punkty

ryzyka

indywidualnego

o

jednakowej

wartości.

Jeśli

prawdopodobieństwo kierunkowe wiatru jest równomierne i warunki stabilności
atmosferycznej są stałe, to izolinie stanowią okręgi wokół źródła wypływu
o promieniu odpowiadającym zakresowi strefy zagrożenia. Każdy z nich reprezentuje
inną, zmniejszającą się od źródła wypływu wartość prawdopodobieństwa.

W celu obliczenia izolinii ryzyka indywidualnego stosuje się poniższy algorytm

postępowania.

1. Wybór przypadku o największym zasięgu strefy zagrożenia.
2. Obliczenie wartości

24

i

r,

i

w,

i

f,

p

p

P





: ponieważ

I

p

i

r,

 czyli

i

w,

i

f,

p

P 

;

3. Obliczenie pierwszego konturu ryzyka (położonego jak najdalej od źródła

wypływu):

i

f,

i

i

y,

x,

P

F

IR





4. Obliczenie następnych konturów ryzyka według wzoru:

f,2

2

y,1

x,

y,2

x,

P

F

IR

IR







...................... ‘’

n

f,

n

1

n

y,

x,

n

y,

x,

P

F

IR

IR









5. Wykreślenie okręgów (kontury ryzyka) na mapach danego zakładu

o promieniu równym zasięgowi stref zagrożeń dla każdego przypadku
i utworzenie w ten sposób mapy konturu; zakłada się przy tym, że przypadki
zdarzeń nie wykluczają się wzajemnie.

6. Obliczenie konturu ryzyka indywidualnego dla danego zdarzenia

wypadkowego przez dodanie konturów poszczególnych przypadków:







n

1

i

i

y,

IRx,

y

IRx,

6.5.7. RYZYKO GRUPOWE

Ryzyko grupowe bierze pod uwagę liczbę ofiar śmiertelnych występujących

w każdym zdarzeniu wypadkowym, zachodzącym z prawdopodobieństwem
(częstością) F. Ryzyko to jest przedstawiane w postaci zależności F – N, gdzie F
oznacza kumulatywną wartość częstości wystąpienia grupowych ofiar śmiertelnych
(częstość na rok), a N oznacza liczbę tych ofiar. Zwykle określa się to krzywą F – N
która jest przedstawiana w układzie dwulogarytmicznym.
Dla obliczenia ryzyka grupowego wykorzystano następujące zależności:







y

x,

i

f,

y

x,

p

n

Ni







n

1

i

i

N

F

F

gdzie:

i

N - liczba ofiar śmiertelnych, która powstanie w danym przypadku i;

y

x,

n

- liczba osób znajdujących się w danej lokalizacji x, y;

i

f,

p - prawdopodobieństwo, że dany przypadek i spowoduje skutek śmiertelny

25

w lokalizacji x, y;

N

F - skumulowana częstość występowania wszystkich przypadków końcowych

danego zdarzenia wypadkowego;

i

F - częstość występowania i – tego przypadku końcowego.

Obliczenia ryzyka grupowego są niezwykle czasochłonne ponieważ muszą być
wykonane dla każdego zdarzenia wypadkowego, które rozwija się w szereg
przypadków, a te z kolei w przypadki końcowe.

Dla wykonania uproszczonych obliczeń ryzyka grupowego można przyjąć

następujące założenia upraszczające:

1. prawdopodobieństwo występowania skutku śmiertelnego w strefie

toksycznej (LC50) wynosi

1

P

i

 ,

2. poza strefą toksyczną nie ma skutków śmiertelnych, czyli

0

p

i

f,

 ,

3. rozpatruje się wyłącznie warunki F2, dla których są najdłuższe strefy

toksyczne, czyli najgorsze warunki,

4. przyjmuje się 8 – sektorową różę wiatru (każdy sektor 45

0

), wówczas

prawdopodobieństwo kierunkowe wynosi

0.125

Pw 

,

5. powierzchnię każdego sektora kierunkowego oblicza się na podstawie

długości strefy toksycznej (przy LC50),

6. liczbę osób narażonych (populacja) przyjmuje się jako liczbę osób

znajdujących się na powierzchni każdego sektora,

7. wartości częstości skumulowanej

N

F oblicza się kolejno dla poszczególnych

przedziałów populacyjnych, zaczynając od przedziału największej populacji
do najmniejszej; poza przedziałem największej populacji wartość

0

F

N

 .

10

0

10

1

10

2

10

3

10

4

10

-3

10

-4

10

-5

10

-6

10

-7

10

-8

10

-9

Liczba ofiar śmiertelnych N

C

F

z

ęs

to

ść

Rys. 11. Ryzyko grupowe F – N

26

7. JAKOŚĆ ANALIZY RYZYKA

Dobra jakość analizy charakteryzuje się wykorzystaniem właściwych metod,

dających nowe spojrzenie na występujące zagrożenie oraz pozwala na
zaproponowanie efektywniejszych i tańszych środków redukcji ryzyka.
Analizy bezpieczeństwa są wykonywane dla różnych potrzeb:

 projektowych, w celu identyfikacji i oceny potencjalnych zagrożeń dla ich

eliminacji lub kontroli,

 certyfikacji, celem wydania znaku bezpieczeństwa i demonstracji, że

maszyny i urządzenia zapewniają właściwe warunki pracy,

 kierowania procesami i operacjami produkcyjnymi, dla poprawy poziomu

bezpieczeństwa istniejących aparatów i maszyn.

Każda z tych potrzeb posiada typowe wymagania, które winny zapewnić

analizy bezpieczeństwa, wiedza o zagrożeniach i ocena ryzyka to główne zadania
stawiane przed analizami, natomiast dla operacji produkcyjnych najważniejsze jest
wspomaganie kierowania w przypadku zakłóceń oraz wsparcie przy wprowadzeniu
zmian.

Analiza ryzyka jest prowadzona na podstawie informacji zarówno niepewnych

jak i niepełnych, dlatego analizy te muszą być uzupełnione analizą niepewności
i analizą wrażliwości. Pierwsza z nich określa błąd prognozy ze względu na
ograniczoną, w sensie dokładności, znajomość zmiennych wejściowych, np.: danych
określających właściwości ośrodka w którym następuje proces dyspersji, analiza
wrażliwości pozwala ustalić wielkość wpływu każdej ze zmiennych wejściowych na
ogólną niepewność produkcyjnego modelu oceny ryzyka.

LITERATURA

1. Markowski A.S. (red.): Zapobieganie stratom w przemyśle, część III,

Zarządzanie bezpieczeństwem procesowym.

2. Markowski A.S. (red.): Zarządzanie ryzykiem w przemyśle chemicznym

i procesowym.

3. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 16 sierpnia 2001 r. w sprawie

wymagań, jakim powinien odpowiadać raport bezpieczeństwa oraz
szczegółowych zasad jego weryfikacji. Dz. U. Nr 97, poz. 1058.

4. Podręcznik ICLEI w Zakresie Ochrony Środowiska, tom V, Środki

i instrumenty.

27

Faza 1
Opis systemu M-T-E
człowiek (M),
technika (T),środowisko (E)

Dominujące klasy
niepewności

(NM)

Właściwości, parametry,
aparatura, lokalizacja,
ilość

Włączone w zakres
analiz bezpieczeństwa

Tak

Nie

Ograniczony zakres analiz

Poza granicami analizy

Poza obliczeniami analizy

Faza 2
Identyfikacja zagrożeń

Faza 3
Obliczenie ryzyka

(NS)

(NC, NS)

(NK)

(NC, NS, NK)

Uwzględnione przez
zastosowanie metody
identyfikacji zagrożeń

Tak

Nie

Ograniczenia dotyczące metod

Nie zidentyfikowane
stosowanymi metodami

Ograniczenia czasowe
oraz finansowe

Ograniczenia
informacyjne

Identyfikacja zdarzeń
wypadkowych

Tak

Nie

lub

Nie uwzględnione w
obliczeniach ryzyka

Wytypowane
zdarzenia wypadkowe
do obliczeń ryzyka

Tak

Tak

Nie

Zdarzenia wypadkowe
rozważane jako pomijalne

Tak

Nie

Poprawne obliczenie
ryzyka

Niedokładne dane
publicystyczne

Niedokładne modele
skutków

lub

Niewłaściwa podstawa do
podejmowania decyzji

Właściwa podstawa do
podejmowania decyzji w
zakresie oceny ryzyka

Rys. 12. Główne źródła niepewności w analizie ryzyka [1]