Научно-методические основы обоснования рациональных параметров системы технических средств для предупреждения чрезвычайных ситуаций на промышленном объекте тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Гарелина Светлана Александровна

• Гарелина Светлана Александровна
• доктор наук
• 2024

Оглавление диссертации доктор наук Гарелина Светлана Александровна

Оглавление

Список сокращений

Введение

Глава 1. Анализ состояния научных и технических вопросов мониторинга производственного процесса, прогнозирования чрезвычайных ситуаций и переработки отходов на промышленных объектах

1.1. Технические средства для предупреждения взрывопожаробезопас-ности на промышленных объектах

1.1.1. Пирометры

1.1.2. Газоанализаторы

1.2. Технические средства для мониторинга изменения гидрогеохимического режима водорастворимых оснований плотин гидротехнических сооружений

1.3. Система радиационного контроля движущегося автотранспорта

1.4. Актуальность прогнозирования чрезвычайных ситуаций, обусловленных выбросом и распространением опасных веществ в замкнутых помещениях (метрополитен и защитные сооружения гражданской обороны)

1.5. Состояние и основные тенденции в области накопления отходов на промышленных объектах и их переработки

1.5.1. Переработка органических галогенсодержащих соединений

1.5.2. Актуальность оценки радиационной безопасности приповерхностных хранилищ на атомных электростанциях

1.6. Основные требования к техническим средствам для мониторинга и

контроля чрезвычайных ситуаций

Выводы по первой главе

Глава 2. Научно-методический аппарат обоснования технического оснащения системы технических средств для предупреждения чрезвычайных ситуаций на промышленном объекте

2.1. Концепция создания и применения системы технических средств для предупреждения чрезвычайных ситуаций техногенного характера

на промышленном объекте

2.1.1. Оценка ущерба от ошибок обнаружения техногенных происшествий первого и второго рода

2.2. Методика выбора комплекта технических средств для мониторинга

из потенциально возможных, которые предлагает рынок

2.2.1. Оценка эффективности применения методики выбора комплекта технических средств для мониторинга промышленных объектов (на

примере металлургического комбината)

2.3. Методика оптимального проектирования технических средств для мониторинга производственного процесса

2.3.1. Метод оптимального расходования бюджетных средств, выделяемых на закупку технических средств

2.3.2. Примеры реализации методики оптимального проектирования

технических средств

Выводы по второй главе

Глава 3. Научно-методический аппарат управления риском чрезвычайных ситуаций на промышленном объекте

3.1. Метод управления риском при обращении с отходами на промышленном объекте

3.2. Системы мониторинга и контроля производственного процесса, методы прогнозирования чрезвычайных ситуаций для потенциально опасных объектов

3.2.1. Метод прогнозирования распространения опасных веществ при

их поступлении в замкнутые пространства

3.2.2. Метод контроля фильтрационных процессов в водорастворимых основаниях плотин гидротехнических сооружений

3.2.3. Математическая модель системы радиационного контроля движущегося автотранспорта

3.3. Метод прогнозирования безопасности приповерхностных хранилищ эксплуатационных радиоактивных отходов атомных

электростанций

Выводы по третьей главе

Глава 4. Обоснование рациональных параметров технических средств

для мониторинга промышленных объектов

4.1. Кондуктометр для мониторинга изменения гидрогеохимического режима водорастворимого основания плотины гидротехнического сооружения

4.1.1. Математическое моделирование трансформаторного кондуктометра

4.1.2. Реализация трансформаторного кондуктометра

4.1.3. Канал измерения температуры двухканального скважинного кондуктометра

4.2. Оптико-акустический газоанализатор

4.2.1. Математическое моделирование оптико-акустического газоанализатора

4.2.2. Устройство и технические характеристики газоанализатора «Мегакон 10К»

4.2.3. Исследование влияния неинформативных параметров на показания газоанализатора «Мегакон 10К»

4.2.4. Многокомпонентный инфракрасный газоанализатор

4.3. Семейства пирометров для измерения температуры пламени и объектов, маскируемых пламенем

4.3.1. Математическое моделирование энергетического пирометра

4.3.2. Реализация энергетического пирометра

4.3.3. Проектирование энергетического пирометра с логарифматором

4.4. Математическое моделирование дозиметрических приборов для

радиационно опасных промышленных объектов

Выводы по четвёртой главе

Глава 5. Обоснование рациональных параметров реактора по

переработке органических галогенсодержащих соединений

5.1. Устройство и принцип работы реактора плазмохимической переработки органических галогенсодержащих соединений

5.2. Математическое моделирование разрядного устройства плазмохимического реактора

5.3. Обоснование технологических и конструктивных параметров основных узлов плазмохимического реактора

5.4. Переработка полимерных отходов с энергоэффективным

получением водорода

Выводы по пятой главе

Заключение

Список литературы

Список публикаций

Акты о внедрении

Список сокращений

АКБ - авария, катастрофа и иные бедствия

АСУ ТП - автоматизированная система управления технологическим

АСУ ТП процессом

АУПП - автоматическое устройств подготовки проб

АХОВ - аварийно химически опасные вещества

АЦП - аналого-цифровой преобразователь

АЭС - атомная электростанция

ГТС - гидротехническое сооружение

ГЭС - гидроэлектростанция

ЗАТО - закрытое административное территориальное образование

ЗС - защитное сооружение

ИИС - информационно-измерительная система

ИП - измерительный преобразователь

МАИ - метод анализа иерархий

МВИ - методика выполнения измерений

НАО - низкоактивные отходы

НД - нормативный документ

НТД - нормативно-техническая документация

ОА - оптико-акустический

ОАГ - оптико-акустический газоанализатор

ОВ - опасное вещество

ОГС - органические галогенсодержащие отходы

ОПО - опасный производственный объект

ОС - окружающая среда

ОТ - обращение с отходами

ОХВ - опасное химическое вещество

ПДК - предельно допустимая концентрация

ПИП - первичный измерительный преобразователь

ПО - полимерные отходы

ПОБ - промышленный объект

ПП - производственный процесс

РАО - радиоактивные отходы

САО - среднеактивные отходы

СИ - средство измерений

СК - средство контроля

СКП - средняя квадратическая погрешность

СТС - сложная техническая система

ТКО - твёрдые коммунальные отходы

ТМХ - точностные и метрологические характеристики

ТОСКО - отходы смешанного класса опасности

ТРО - твёрдые радиоактивные отходы

ТП - технологический процесс

ТС - техническое средство

ТТХ - тактико-технические характеристики

ТУ - технические условия

УЭП - удельная электрическая проводимость

ЧДД - чистый дисконтированный доход

ЧС - чрезвычайная ситуация

ЭФС - электрофизические свойства

Введение

Проблема предупреждения чрезвычайных ситуаций (ЧС) приобретает всё большее значение в связи с возрастающим количеством ежегодно возникающих ЧС техногенного характера, увеличением их масштабов, ростом потерь и ущерба (табл. 1) не только в России, но и во всём мире. В «Стратегии национальной безопасности РФ» [1] отмечается, что в РФ «сохраняются угрозы, связанные с возникновением ЧС природного и техногенного характера, в том числе вследствие изменения климата, лесных пожаров, наводнений и паводков, износа инженерно-технической и транспортной инфраструктуры...», обеспечению государственной и общественной безопасности способствует «повышение эффективности мер по предупреждению и ликвидации ЧС природного и техногенного характера».

Таблица 1 - Данные о ЧС природного и техногенного характера, имевшие место на территории РФ в 2019 - 2023 годах [2 - 6]

Год Количество ЧС Погибло людей Материальный ущерб, тыс. руб.

Всего Техногенного характера Природного характера Техногенного характера Природного характера Техногенного характера Природного характера

2019

2020

2021

2022

2023

Увеличение масштаба последствий происходящих техногенных аварий, катастроф и иных бедствий (АКБ) - результат особенностей научно-технического прогресса на современном этапе. Хорошо известно, что техногенные АКБ сами по себе могут нанести значительный ущерб населению, окружающей среде (ОС) и технологической инфраструктуре, но они в определённых условиях могут стать причиной природных ЧС, которые в свою очередь могут

явиться источником опасности как для населения, так и для техногенных объектов (например, [7]). Согласно Указу Президента РФ от 11.01.2018 № 12 [8], возникновение новых угроз для населения и территорий связано, в т.ч. с негативным изменением ОС, а также усложнением технологических процессов (ТП).

Анализ ЧС техногенного характера показывает, что значительные поражения людей и большие материальные потери возникают в результате АКБ/ЧС на промышленных объектах (ПОБ) [2 - 6, 9, 10]. В настоящее время человечество всё больше зависит от ПОБ: доля промышленного производства в совокупном ВВП государства составляет примерно 33 % [11]. В то же время многие эксперты отмечают устаревание основных фондов крупных ПОБ [12]. Например, по данным Росстата, в 2018 г. степень износа всех основных фондов составила 46,6 %, в 2019 - 37,8 % [13]. Стоит отметить, что критическое значение степени износа основных фондов составляет 40 % [14]. Устаревшее оборудование негативно сказывается на надёжности производственного процесса (ПП), ведёт к возрастанию риска техногенных происшествий на ПОБ.

Согласно Указу Президента РФ от 06.05.2018 № 198 [15], в государственном реестре опасных производственных объектов (ОПО) зарегистрировано более 170 тыс. объектов, из них:

а) 2 тыс. объектов чрезвычайно высокой опасности (I класс опасности);

б) более 7,5 тыс. объектов высокой опасности (II класс опасности);

в) более 90 тыс. объектов средней опасности (III класс опасности);

г) 71 тыс. объектов низкой опасности (IV класс опасности). При этом 60 - 70 % оборудования, которое используют на ОПО, отработало нормативные сроки службы.

При таких условиях социально-экономический ущерб от ЧС оценивают в 600 - 700 млрд рублей в год, что негативно сказывается на экономической стабильности РФ. В зонах возможного воздействия поражающих факторов

при авариях на критически важных и потенциально опасных объектах проживает свыше 90 миллионов человек (60 процентов населения страны) [16].

Производственный объект - предприятия различных отраслей промышленного и сельскохозяйственного назначения, в т.ч. склады, объекты инженерной и транспортной инфраструктуры (железнодорожного, автомобильного, речного, морского, воздушного и трубопроводного транспорта), объекты связи, коммунальные объекты [17].

Промышленный объект - предприятие, цех, участок, агрегат и другие производственные подразделения, используемые для осуществления промышленной деятельности [18]. Деятельность в сфере промышленности - совокупность видов экономической деятельности, относящихся к обрабатывающему производству, обеспечению электрической энергией, газом и паром, кондиционированию воздуха, водоснабжению, водоотведению, организации сбора и утилизации отходов, ликвидации загрязнений, складскому хозяйству и вспомогательной транспортной деятельности, научным исследованиям и разработкам для целей внедрения в производство, промышленному дизайну, разработке компьютерного программного обеспечения [19].

Сохранение высокого уровня рисков возникновения АКБ/ЧС на ПОБ прежде всего обусловлено: внедрением современных технологий и интенсификацией производства [20, 21]; износом производственных фондов, недостатком средств на обслуживание оборудования, его своевременный ремонт и замену [20, 21]; недостатком средств на подготовку высококвалифицированного обслуживающего персонала [20, 21]; увеличением количества ПОБ, и, как следствие, их вынужденным размещением на территориях, всё ближе расположенных к населённым пунктам [22] и неблагоприятных с точки зрения риска ЧС (например, [23]); накоплением опасных отходов [24]. Согласно [25], многие современные ПОБ спроектированы так, что вероятность крупной аварии и ЧС на них весьма высока и оценивается величиной более 10 %. По другим данным [26], Вероятность крупной аварии на современных потенциально

опасных объектах оценивается величиной порядка 10-4, т.е. если их число близко к десяти тысячам, то статистически ежегодно один из них может быть источником аварии.

Хорошо известно (например, [9, 20]), что наибольшую угрозу для жизни людей представляют химически опасные, пожаро-, взрыво-, радиационно опасные объекты и гидротехнические сооружения (ГТС), которые относят к потенциально опасным объектам [27].

Согласно Указу Президента РФ от 11.01.2018 № 12 [8], приоритетной тенденцией в области защиты населения и территорий от ЧС является обеспечение предупреждения ЧС и совершенствование способов управления рисками в ЧС. При этом к приоритетным задачам относят совершенствование организационного, технического и методического обеспечения мониторинга и прогнозирования ЧС, повышение эффектности управления рисками в ЧС с учётом современных угроз природного, техногенного и иного характера.

Таким образом, далее в диссертационном исследовании рассмотрено предупреждение ЧС техногенного характера на ПОБ. Основное внимание уделено разработке мер предупреждения ЧС, представляющих наибольшую угрозу для жизни людей, таких как пожары, взрывы, прорывы плотин, радиационные и химические аварии.

ПП, как правило, сопровождается образованием отходов. Деятельность по обращению с отходами (ОТ) содержит множество факторов риска, связанных с их опасными свойствами (токсичностью, пожароопасностью, взрыво-опасностью, высокой реакционной способностью) [28]. ПОБ является собственником своих отходов производства и несёт ответственность, в т.ч. и материальную, за весь их жизненный цикл [29]. Полигоны и хранилища отходов ПОБ - объекты повышенной техногенной опасности [30, 31].

В общем случае риски АКБ/ЧС в ТП и деятельности по ОТ надо рассматривать в комплексе в условиях ограниченных финансовых ресурсов на выполнение мероприятий по предупреждению ЧС техногенного характера на ПОБ.

На современном этапе развития технических наук можно отметить значительный рост числа исследований, посвящённых различным аспектам техногенной безопасности. Крупные коллективы учёных в государственных и научных организациях (ВНИИ ГОЧС, АГЗ МЧС России, Академия ГПС МЧС России и др.) занимаются оценками рисков в различных сферах деятельности. Широкое разнообразие научных работ объясняется тем, что каждый отдельный ПОБ уникален по сфере своей деятельности, т.е. в настоящее время преимущественно разрабатывают методы решения частных задач оценки рисков. Однако, основные методы выбора и применения технологий оценки риска в рамках процесса управления ими основываются на ГОСТР 58771-2019 [32]. ГОСТ Р 22.2.06-2016 [33] посвящён вопросам оценки риска ЧС при разработке паспорта безопасности критически важного объекта и потенциально опасного объект. Согласно [33], оценка риска включает анализ вероятности (или частоты), анализ последствий и их сочетания. Рекомендации по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий для обеспечения требований промышленной безопасности при проектировании, строительстве, капитальном ремонте, реконструкции, техническом перевооружении, эксплуатации, консервации и ликвидации опасных производственных объектов содержатся в [34].

Исходя из выбранной для исследования проблематики были изучены труды специалистов, заложивших теоретико-методологический основы изучения вопросов анализа и оценки дисков в природе, техносфере, обществе и экономике, в т.ч. научные, правовые и организационные аспекты управления рисками. К числу такого рода учёных можно отнести Акимова В.А. [35], Фалеева М.И [36], Радаева Н.Н. [37] и др. Все методы анализа риска модно разделить на три группы:

1) расчётно-аналитические (аналитические, теоретические);

2) статистические (математико-статистические, вероятностные);

3) эвристические (экспертные).

В рамках каждой из трёх групп выделяют методы, способы и методики, которые адаптированы для конкретных условий.

Вероятностный анализ безопасности рассматривают в качестве основного подхода для оценки рисков технологического происхождения, он основан на моделировании опасностей и сценарном подходе. Актуальность использования этого аппарата особенно важна для новых технологий, для которых отсутствуют статистические данные.

Значительный вклад в теорию оценки техногенного риска внёс Острей-ковский В.А. [38], в т.ч. в разработку математических методов и моделей сложных динамических систем. В качестве одного из основных показателей безопасности сложных систем он рассматривает риск от их эксплуатации, равный произведению вероятности исходного события (отказа, аварии, катастрофы) на последствия (ущерб) от исходного события и время эксплуатации системы. Работы таких учёных, как Арефьева Е.В. [39 - 41], Рыбаков А.В. [39 - 43], Воскобоев В.Ф. [43, 44], Быков А.А. [26, 45, 46] и др. отличает решение задач по управлению техногенными рисками различных видов ПОБ за счёт использования разнообразного математического аппарата. Стоит отметить, что модели не всегда корректно описывают реальные системы, что требует тщательного анализа по их выбору для конкретных видов ПОБ.

Формирование и развитие комплексного подхода к повышению безопасности ПОБ требует учёта не только технологического, но и экологического риска. В этой связи были изучены труды следующих специалистов: Яковлева В.В. [47], Ваганова П.А. [48], Шмаль А.Г. [49], Дмитриева В.Г. [50] и др. Анализ показал, что в настоящее время отсутствует общепринятая классификация и системный подход к анализу экологических рисков. Для снижения экологических рисков наиболее часто используют их страхование, т.е. финансовый инструмент.

Таким образом, анализ научной литературы показал, что к настоящему времени не существует общепринятой терминологии и единой теории риска.

Рассматривается два принципиально разных подхода к его трактовке: детерминированный и вероятностный. Наилучшим образом достоверность оценки риска обеспечивает второй подход, при котором риск рассматривается как случайная величина (вероятностного распределения степени вреда/ущерба). К преимуществам второго подхода относят возможность учёта накапливаемого эффекта множественных источников неопределённости. Но в отличие от первого, при котором риск рассматривается как детерминированная величина (чаще всего, ожидаемого ущерба), применение второго подхода требует дополнительных знаний и данных.

В научной литературе особое внимание уделяется проблеме обеспечения пожарной безопасности ПОБ, в т.ч. за счёт совершенствования мониторинга и систем обнаружения пожара, при этом подчёркивается актуальность её решения для ОПО. Например, в работах таких учёных, как Зыков В.И. [51, 52] Пузач С.В. [53, 54] изучены объекты энергетики, исследования Смирнова А.С. [55, 56] посвящены объектам нефтегазовой отрасли и полигонам твёрдых коммунальных отходов. Т.е. механизмы организации и проведения мониторинга рассматривается в рамках конкретных видов промышленных объектов.

В настоящее время можно найти большое количество публикаций, по-свящённых вопросам разработки методов и ТС для мониторинга, что, безусловно, доказывает актуальность решения этих вопросов, в т.ч. в связи с постоянным развитием научно-технического прогресса и современных реалий, связанных с необходимостью импортозамещения. Значительное внимание уделяется вопросам численного моделирования ТС. Например, работы учёных Нуреева И.И. [57 - 59], Виноградова В.Ю. [59, 60] и др. посвящены вопросам численного моделирования ТС для различных видов мониторинга, их отличает разнообразие рассматриваемого спектра ТС. Однако, в научной литературе не удалось найти единой методики проектирования ТС для мониторинга, в т.ч. ПП ПОБ.

Несмотря на значительный интерес и вклад учёных в теорию и методологию техногенной безопасности, вопрос об оценке рисков техногенных ЧС и процесса управления ими стоит остро, исходя из статистики по техногенным АКБ/ЧС. Следует отметить наличие определённых пробелов в разработке методологии и инструментария развития комплексного подхода, учитывающего не только риск техногенных ЧС в ТП, но и в деятельности по ОТ, а также отсутствие единой методики проектирования ТС для мониторинга ПП.

Мониторинг производственного процесса и прогнозирование ЧС

Современная концепция обеспечения безопасности на ПОБ основана на методологии расчёта риска ЧС и оптимальном подборе превентивных мер обеспечения безопасности, что предусматривает использование многочисленных исходных данных (например, [21]). Повышение эффективности принятия управленческих решений связана с повышением достоверности прогноза возникновения ЧС и, как следствие, с совершенствованием систем мониторинга ПОБ.

Мониторинг позволяет выполнить выработку безопасных и экономически эффективных решений по предупреждению ЧС за счет получения, обработки, хранения и отображения (передачи) информации, которая лежит в основе прогнозов. Мониторинг и прогнозирование направлены на максимально возможное уменьшение риска возникновения ЧС, сохранение жизни и здоровья людей, снижение размеров ущерба ОС и материальных потерь в случае их возникновения. Важность этого направления в деле защиты населения и территорий от природных и техногенных ЧС нашла своё отражение в распоряжении Президента РФ от 23.03.2000 № 86-рп [61], определившим необходимость и порядок создания в стране системы мониторинга и прогнозирования ЧС. В РФ организационной основой мониторинга является Концепция федеральной системы мониторинга критически важных объектов и (или) ОПО инфраструктуры РФ и опасных грузов, введённая в действие распоряжением Правительства РФ от 27.08.2005 № 1314-р [62], закрепившая распределение функций

между центральными органами федеральной исполнительной власти - министерствами и ведомствами.

Таким образом, деятельность по мониторингу и прогнозированию ЧС приобрела в настоящее время характер актуальной проблемы государственного масштаба, от эффективности и качества проведения которой во многом зависит эффективность и качество разрабатываемых программ, планов и принятия решений по предупреждению и ликвидации ЧС.

Деятельность по мониторингу и прогнозированию ЧС ввиду их большого разнообразия весьма многопланова и осуществляется многими организациями (учреждениями), при этом используют различные методы и средства [63]. В настоящее время существует широкий спектр методов прогноза рисков, в т.ч. связанных с ЧС техногенного характера. Анализ литературы (например, [64 - 66]), показал, что на сегодняшний день отсутствуют научно обоснованные подходы, касающиеся совершенствования процессов мониторинга и прогнозирования ЧС. При этом одной из причин возникновения проблем при прогнозировании и мониторинге ЧС является слабое оснащение аналитическим оборудованием и адаптированными к нему современными методиками контроля химических, биологических и физических факторов воздействия на природные и антропогенные экосистемы.

Таким образом, современная система мониторинга ЧС техногенного характера не обладает необходимыми ресурсами для наблюдения, оценки и прогноза всего спектра угроз и опасностей, которые характерны для ОПО РФ.

Рис. 1 иллюстрирует обоснование актуальности разработки научно обоснованного подхода, касающегося совершенствования мониторинга ПП и прогнозирования ЧС на ПОБ (например, [67, 68]).

Государственная политика РФ в области ГО направлена на предупреди? ЧС

В основе концепции предупреждения ЧС лежит методология расчёта риска ЧС к оптимальный подбор превентивных мер обеспечения безопасности ПОБ

Повышение эффективности принятия управленчески* решений в деятельности органов и подразделений по ЧС связана с повышением достоверное™ прогноза возникновения ЧС и, и

следствие, с совершенствованием систем _мониторинга_

Распоряжение Президента РФ N8 86-РП о необходимости и порядке создания в стране системы мониторинга и протезирования ЧС

Примеры ЧС на ПОБ вследствие несовершенства их систем мониторинга

Разгерметизация резервуара АО НТЭК, утака более 20000 тонн дизельного топлива На ТЭЦ не было системы мониторига, отслеживающей появление треи^ин в резервуарах

Выброс радиоактивного рутения-10В комбинатом "Маяк" (обнаружен в воздухе в нескольких странах Европы) в 2017 гиспользует методы и средства наблюдений, которые не могут быть ислопьзованы для оценки радиационной обстановки, не внедряет современные автоматические средства наблюдений

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Научно-методические основы обоснования рациональных параметров системы технических средств для предупреждения чрезвычайных ситуаций на промышленном объекте»

Актуальность

Разработка научно обоснованного подхода, касающегося совершенствования процессов мониторинга и прогнозирования ЧС на ПОБ

_за счет_

обоснования рациональных параметров ТС мониторинга ПП ПОБ

Рисунок 1 - Актуальность разработки научно обоснованного подхода, касающегося совершенствования мониторинга ПП и прогнозирования ЧС на ПОБ

Эффективность системы мониторинга ПОБ, т.е. совокупность технических средств (ТС), которые в неё входят, определяется многими факторами, но к основным следует отнести следующие: метрологические и эксплуатационные характеристики, стоимость. Предложено два способа повышения эффективности мониторинга ПОБ:

1. Разработка новых ТС мониторинга, во-первых, обладающих улучшенными метрологическими, эксплуатационными и стоимостными характеристиками, во-вторых, обеспечивающих мониторинг новых технологических решений, физических величин и их параметров.

Например, для функционирования строящейся Рогунской гидроэлектростанции (ГЭС) потребовалась разработка нового решения для мониторинга водорастворимого основания плотины [69]. Стоимость зарубежного пирометра «Metis MB39» для измерения температур пламени и (или) объектов, маскируемых пламенем, составляет порядка 7000 евро. Т.е. существует потребность в разработке пирометров в условиях санкций с тождественными или лучшими метрологическими характеристиками, но меньшей стоимостью по сравнению с зарубежными аналогами [70].

2. Обоснование выбора комплекта ТС для мониторинга ПП из потенциально возможных, которые предлагает рынок.

Деятельность по обращению с отходами промышленных объектов

Согласно источнику [71], объёмы промышленных и бытовых отходов, накопленных в России за период с 2003 по 2017 гг., выросли более чем вдвое (рис. 2). По другим данным, в РФ ежегодно образуется около 100 млн т опасных отходов, существенная часть которых не обезвреживается и не утилизируется [24].

Рисунок 2 - Объёмы промышленных и бытовых отходов, накопленных в РФ с 2003 по 2017 г.

При выявлении и оценке рисков необходимо рассматривать всю цепочку «жизненный цикл» отходов от их образования, перемещения до ликвидации, т.е. переработки во вторично используемый продукт или возвращение в ОС в твёрдой, жидкой или газообразной форме [29].

Таким образом, актуальной проблемой, связанной с образованием отходов ПОБ, является проблема их утилизации и переработки.

На рис. 3 представлены диаграммы по соотношению количеств образования отходов по классам их опасности [72].

Шклассопасноста

опасности

0.4%

III класс

0.01%

Рисунок 3 - Образование отходов по классам опасности на 2016 г.

Вопросы переработки и утилизации отходов за последние годы приобретают исключительно важное значение во всём мире. В России решение этого вопроса отражено в «Стратегии развития промышленности по обработке, утилизации и обезвреживанию отходов производства и потребления на период до 2030 года» [73] за счёт применения мирового принципа 3R.

В РФ по состоянию на январь 2019 года в государственный реестр были включены 5526 объектов размещения отходов, их общая вместимость превышает 1,7 млрд т, при этом ежегодно площадь свалок в России увеличивается на 0,4 млн га [74].

Процесс переработки отходов содержит множество факторов риска, которые могут привести к пожару на самой начальной стадии. Большинство материалов легко воспламеняются, при этом они перемещаются в различных направлениях по территории предприятия. При воспламенении огонь может распространяться подобно лесному пожару. ЧС при ОТ возможны при их размещении или накоплении и могут быть вызваны нарушением правил обращения с опасными отходами (возгорание отходов, разрушение ртутных ламп, разрушение аккумуляторов, разлив электролита аккумулятора, разлив нефте-содержащих отходов, антисанитарная обстановка в местах хранения отходов и пр.).

В РФ многие крупные ПОБ являются источниками накопленного вреда ОС. По оценке экспертов [74], на 2020 год в реестр объектов накопленного

вреда ОС входит 207 объектов, содержащих от 40 до 100 млрд т отходов, негативному влиянию которых подверглись более 17 млн человек. Ликвидация объектов накопленного экологического вреда ОС входит в число приоритетных мер, указанных в Государственной программе РФ «Охрана окружающей среды» от 15.04.2014 № 362 [75].

Таким образом, актуальность темы диссертационного исследования обусловлена необходимостью разработки научно обоснованного подхода, касающегося совершенствования стратегии управления рисками в области обращения с размещёнными на ПОБ отходами, и прежде всего с их переработкой (рис. 4) (например, [76 - 79]).

ПОБ является собственником своих ощкв цюиадстга и несет ответственность за весь и* жизненный цикл

В РФ модно образуется около

ЮОмлнтопасныхгщаов. существенная часть которых не обезвреживается н не утилизируется

Уровень полезного использования промышленных синодов, относящихся к V классу опасности, вырос с 40% в 2006 г. до 60% в 2016 г

Утилизация отходов потребления составляет «е более 10 -30% в зависимости 0ï ценности фракции для рынка

Переработа > утилизация отходов (Стратегия развития промышленности по обработке, утилизации и обезвреживанию отходов производства и потребления на период до 2030 года»

ПОБ по обезвреживанию отходов В РФ в 2019 г в государственный реестр были включены 5 гас 626 объектов размещения отходов: их общая остатсиная вместимость превышает 1,7 млрд т. Ежегодно площадь свалок в России увеличивается на 0,4 мпн га

< Выюз отходов

< Хранение 01X0006 В РФ на 2020 г в реестр объектов накопленного вреда ОС входит 20/ объектов, содержащих от 40 до 100 мпрдтотходое негативному влиянию которых подверглись более 17 млн человек

т

Ликвидация объектов накопленного экологического вреда ОС входит в число приоритетных мер, указанных в Государственной программе га «Охрана окружающей среды» № 352

\ Захоронение отходов

Примеры НС на ПОБ при обращении с отходами

Пожары иа полигонах ТКО составляют около 14 % от общего количества пожаров в РФ. Они трудно псодакпся тушению и прогнозированию

Прюиглощадка ОАО 'Усольехимпром" ("Сибирский Чернобыль*) Стоиомсть работ по ликвидации мопскжкого ущерба 2 млрдруб

Отравление акватории Ашнсюго

залива на Камчатке - утечка ядохимикатов Одна из возможных причин: повреждение защитной мембраны на Козельском полигоне ("полигон находится без присмотра")

Рост объёмов накопленных отходов показывает нехватку обшивных и централ изованн ых методов управления их утилизацией и эффективных способов« реализации

Актуальность

Разработка научно обоснованного пмхода, касающегося совершенствования стратегии управления рисками в области обращения с размещенными на ПОБ отходами

за смет

обоснования допустимого времени функционирования полигонов и рациональных параметров ТС по

Рисунок 4 - Актуальность разработки научно обоснованного подхода, касающегося совершенствования стратегии управления рисками в области ОТ ПОБ

В соответствии с ГОСТ Р 22.0.05-2020 [80], для ЧС техногенного характера можно записать следующий функционал

Техн. ЧС = f (АКБ, N, УЗЛ, УОС, ЗМП, НУЖЛ),

(1)

где АКБ - авария, катастрофа или иное бедствие на ПП; N - человеческие жертвы; УЗЛ - ущерб здоровью людей; УОС - ущерб ОС; ЗМП - значительные материальные потери; НУЖЛ - нарушение условий жизнедеятельности людей.

Таким образом, АКБ является необходимым условием возникновения техногенных ЧС.

Проведённый анализ тенденций в области предупреждения ЧС техногенного характера позволил сделать вывод о наличии проблемной ситуации, которая заключается в возрастании риска ЧС техногенного характера и увеличении масштаба их последствий вследствие недостаточной эффективности мер по предупреждению ЧС на ПОБ в силу несовершенства существующих систем мониторинга ПП и прогнозирования ЧС и стратегий управления рисками при ОТ.

О важности и актуальности решения данной проблемной ситуации свидетельствуют следующие нормативные правовые акты Президента РФ:

а) Указ Президента РФ «Об утверждении Основ государственной политики Российской Федерации в области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций на период до 2030 года» от 11.01.2018 № 12 [8] одним из приоритетных направлений государственной политики в области защиты населения и территорий от ЧС определяет совершенствование организационного, технического и методического обеспечения мониторинга и прогнозирования ЧС, а также разработку и внедрение инновационных технологий в области раннего обнаружения источников ЧС;

б) Указ Президента РФ «О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года и на перспективу до 2036 года» от 07.05.2024 № 309 [81] одной из целевых задач определяет ликвидацию до конца 2030 года не менее чем 50 опасных объектов накопленного вреда окружающей среде, утилизация и обезвреживание к 2036 году не менее чем 50 процентов общего объёма отходов I и II классов опасности.

В диссертационном исследовании за количественный показатель риска ЧС на ПОБ принят материальный риск [82, 83]. При анализе мониторинга ПП рассмотрен материальный риск, связанный с ошибками обнаружения АКБ/ЧС вследствие несовершенства ТС мониторинга ПП

Ям = £;=1(Р;;^;АКБ/ЧС + — Pí;)^¿;неАКБ/чc), (2)

где Ям/ - материальный риск для /-го физического параметра мониторинга; р/ - вероятность реализации у-го сценария авариной ситуации при выходе значения /-го параметра за нормативное значение; УунеАКБ/ЧС, У//акб/чс - стоимостная оценка материального ущерба соответственно от выполнения превентивных мероприятий при раннем (ошибка первого рода) и от ликвидации последствий ЧС при позднем (ошибка второго рода) обнаружении АКБ/ЧС при реализации у-го сценария авариной ситуации [84].

Опасность возникновения АКБ/ЧС на полигонах отходов связана не только с возможностью выхода значений параметров за предельные значения, но и существенного увеличения объёма отходов, расширения их морфологического состава [31]. В ходе реализации деятельности по ОТ может быть оказано негативное воздействие на ОС. Большинство существующих методов оценки ущерба от ЧС рассматривают одномоментные последствия, хотя для социально-экономических и экологических систем возможны долговременные (отдалённые последствия) [85]. В диссертационном исследовании за количественный показатель риска ЧС на ПОБ принят материальный риск за год.

Направления разрешения проблемной ситуации:

1. Совершенствование системы мониторинга ТП и прогнозирования аварий, катастроф, ЧС на ПОБ.

2. Совершенствование системы мониторинга и прогнозирования АКБ/ЧС при накоплении, хранении и захоронении отходов на ПОБ.

3. Совершенствование стратегий по управлению производственной безопасностью.

Таким образом, актуальность выбранной темы исследования обусловлена следующим объективным противоречием:

с одной стороны, реализация рассмотренных направлений позволит снизить материальный риск ПОБ;

с другой стороны, реализация этих направлений потребует значительных финансовых, материальных, временных и других ресурсов, объём которых ограничен.

В качестве инструментария для снижения риска ЧС техногенного характера, источником которых являются АКЮ/ЧС на ПП, рассмотрены системы ТС для предупреждения ЧС техногенного характера на ПОБ, включающие ТС мониторинга ПП и ТС для переработки отходов.

Материальный риск ПОБ может быть снижен за счёт обоснования рациональных параметров системы ТС для предупреждения ЧС на ПОБ в условиях ограниченных финансовых ресурсов на выполнение мероприятий по предупреждению ЧС техногенного характера на ПОБ.

Выделенное противоречие обозначило научную проблему: разработка научно-методических основ обоснования рациональных параметров системы технических средств для предупреждения ЧС техногенного характера, применение которой на промышленном объекте позволит снизить его техногенную опасность, и, как следствие, повысить техногенную безопасности страны, что имеет важное хозяйственное значение.

Объект исследования - меры по предупреждению ЧС техногенного характера, включающие мониторинг производственного процесса и прогнозирование ЧС на промышленном объекте, управление риском при обращении с отходами и их переработку.

Предмет исследования - параметры системы технических средств для предупреждения ЧС техногенного характера на промышленном объекте.

Цель исследования - снижение материального риска за счёт обоснования рациональных параметров системы технических средств для предупреждения ЧС техногенного характера на промышленном объекте.

Под параметрами системы ТС для предупреждения ЧС техногенного характера на ПОБ понимается:

1) распределение выделенных финансовых ресурсов на модернизацию системы ТС для предупреждения ЧС между ТС мониторинга ТП и ОТ, на переработку отходов;

2) комплект ТС, составленный из имеющихся на рынке с известными тактико-техническими характеристиками (ТТХ) и стоимостью;

3) ТТХ и стоимость ТС, требующих разработки;

4) оптимальное время применения ТС для переработки отходов, равное оптимальному времени жизни полигона отходов.

Под рациональными параметрами системы ТС для предупреждения ЧС техногенного характера на ПОБ понимаются параметры, при реализации которых будет достигнуто максимальное уменьшение материального риска при модернизации этой системы ТС.

Исходя из цели, были определены задачи исследования:

1. Предложить и обосновать концепцию создания и применения системы технических средств для предупреждения ЧС техногенного характера на промышленном объекте.

2. Разработать методику выбора технических средств из потенциально возможных, которые предлагает рынок.

3. Разработать методику оптимального проектирования технических средств для мониторинга производственного процесса с учётом оптимизации расходования бюджетных средств, выделяемых на их закупку.

4. Разработать метод управления риском при обращении с отходами на промышленных объектах.

5. Предложить актуальные системы мониторинга и контроля производственных процессов, методы прогнозирования ЧС для потенциально опасных объектов.

6. Теоретически обосновать и экспериментально подтвердить рациональные параметры технических средств с улучшенными метрологическими и эксплуатационными характеристиками, которые расширяют возможности мониторинга и контроля производственного процесса для широкого спектра потенциально опасных объектов.

7. Предложить метод и технические средства для переработки органических галогенсодержащих соединений, представляющих источник глобального антропогенного химического загрязнения окружающей среды.

Для решения поставленных задач были использованы следующие группы методов исследования: теоретические (изучение и анализ нормативно-технической документации (НТД), теоретико-методологический анализ литературных источников, системный анализ, выдвижение гипотез, математическое моделирование, методы оптимизации; численные, классические и современные имитационные методы; методы расчёта систем дифференциальных уравнений; классические положения теории автоматизации; вычислительный эксперимент); экспериментальные (натурный эксперимент по исследованию метрологических характеристик ТС предупреждения ЧС); статистические (методы измерения и математической обработки экспериментальных данных, их качественный и количественный анализ).

Научная новизна диссертационного исследования:

1. Впервые разработана структура и содержание научно-методических основ (рис. 5) обоснования рациональных параметров системы технических средств для предупреждения ЧС техногенного характера на промышленном объекте, включающие:

Научно-методические основы

обоснования рациональных параметров системы технических средств для предупреждения ЧС на промышленном объекте

Концепция создания и применения систем — технческих средств для предупреждения _ ЧСна промышленных объектах

Научно-методический аппарат технического — оснащения систем технических средств — для предупреждения ЧС на на _ промышленных объектах

Принцип; зависимость обнаружения техногенных происшествия/ЧС от неопределённости измерений фи-зического параметра производственного процесса при мониторинге

Математическая модель ущерба от ошибок обнаружения техногенного проишествия

Принцип: пропорциональность распределения финансовых ресурсов между мониторингом технологического рроцесса и полигонов, переработкой отходов величине соответствующего ожидаемого ущерба, к которому может привести действие деструктивного фактора при

выполнении соответствующего вида деятельности

Принцип: взаимосвязь материального риска ЧС и параметров системы техничсеких средств для предупреждения ЧС на прмышленных

объектах

Принцип: своевременность применения технического срдества по переработки отходов, соответствующая оптимальному распределению финансовых ресурсов на меры по обеспечению безопасности полигона и компенсацию возникающего ущерба окружающей среде

Методика оптимального проектирования технических средств для предупреждения ЧС

Математические модели метрологических характеристик технических средств, мониторинга широкого спектра потенциально опасных объектов

Метод определения оптимального расходования бюджетных средств, выделяемых на закупку технических средств

Методика выбора комплекта технических средств из потенциально возможных для мониторинга производственного процесса

Метод повышения достоверности и снижения ►(неопределенности измерений концентрации опасных химических вещств при анализе проб почвы

Алгоритм пробоп од готовки почвы, структуры и математические модели автоматических устройств пробоподготовки проб почвы на наличие опасных _, _х__ _химических веществ_

Метод переработки органических галогенсодержащих соединений |—► Математическая модель плазмохимического реактора

Метод энергоэффективной переработки органических галогенсодержащих соединений

Научно-методический аппаратуправления рисками ЧС на промышленных объектах

Метод управления рисками при обращении с отходами на промышленых объектах

Метод прогнозирования распространения опасных веществ _. при их поступлении в замкнутые пространства Математическая модель динамики изменения концентрации опасных веществ в замкнутых помещениях при различных режимах вентиляции Алгоритмы функционирования системы прогнозирования развития ЧС при поступлении опасных вещества замкнутые помещения и системы вентиляции в защитных сооружениях ГО

Метод контроля водорастворимых _. оснований ГТС Математическая модель метрологических характеристик кондуктометрческих датчиков для системы мониторинга гидрогеохимического режима в основании плотины ГТС

Математическая модель системы радиационного контроля движущегося автотранспорта

Метод прогнозирования безопасности приповерхностных хранилищ эксплуатационных радиоактивных отходов АЭС

Математические модели измерительных каналов технических средств этой системы

Математическая модель расчета концентрации радионуклидов 14С02 и 14СН4 в зоне над приповерхностных хранилищах эксплуатационных радиоактивных отходов АЭС

Рисунок 5 - Структура и содержание научно-методических основ обоснования рациональных параметров системы технических средств для предупреждения ЧС на промышленном объекте

концепцию создания и применения системы технических средств для предупреждения ЧС техногенного характера на промышленном объекте, особенность которой состоит в комплексном подходе к учёту материального риска в контексте всего производственного процесса, включающего технологический процесс и деятельность по обращению с отходами;

научно-методический аппарат обоснования технического оснащения системы технических средств для предупреждения ЧС на промышленном объекте за счёт создания технических средств с рациональными параметрами или их оптимального выбора из имеющихся на рынке, обеспечивающих максимальное снижение материального риска в условиях ограниченных финансовых ресурсов на модернизацию этой системы;

научно-методический аппарат управления риском ЧС на промышленном объекте, включающий метод управления риском при обращении с отходами для обоснования оптимального времени жизни полигонов отходов и актуальные системы мониторинга и контроля производственного процесса, методы прогнозирования ЧС для потенциально опасных объектов.

2. Обоснована авторская концепция создания и применения системы технических средств для предупреждения ЧС техногенного характера на промышленном объекте, включающая разработку новых технических средств с улучшенными метрологическими характеристиками и систем мониторинга на их основе или их оптимальный выбор из имеющихся на рынке с целью повышения качества мониторинга производственного процесса, а также управление риском при обращении с отходами для обоснования оптимального времени функционирования полигонов отходов и технические средства для их энергоэффективной переработки.

В основу разработанной концепции положены следующие новые принципы:

1) зависимость ошибки обнаружения техногенного происшествия/ЧС от неопределённости измерений физического параметра производственного процесса при мониторинге;

2) прямая пропорциональность распределения финансовых ресурсов между мониторингом технологического процесса и полигонов отходов, переработкой отходов величине соответствующего ожидаемого ущерба, к которому может привести воздействие деструктивного фактора при выполнении соответствующего вида деятельности;

3) взаимосвязь материального риска и параметров системы технических средств для предупреждения ЧС на промышленном объекте;

4) своевременность применения технических средств для переработки отходов, соответствующая оптимальному распределению финансовых ресурсов на меры по обеспечение безопасности полигона отходов и компенсацию возникающего ущерба окружающей среде.

Обоснован подход, позволяющий выбрать технические средства для мониторинга производственного процесса, обеспечивающие заданное значение материального риска.

Для решения актуального вопроса повышения достоверности и снижения неопределённости измерений концентрации опасных химических веществ при анализе проб почвы вблизи широкого спектра промышленных объектов предложен алгоритм пробоподготовки почв на наличие опасных химических веществ, на основе которого разработано два автоматических устройства про-боподготовки почв в полевых условиях.

3. Разработана методика выбора комплекта технических средств мониторинга из потенциально возможных, которые предлагает рынок, в основе которой лежит ранжирование измеряемых физических параметров по величине наносимого ущерба в случае выхода их за нормативные значения, дерево событий выбора технических средств и выбор варианта, обеспечивающего наибольшее уменьшение ущерба в условиях ограниченных финансовых ресурсов, и проведена её валидация.

4. Разработана методика оптимального проектирования технических средств для мониторинга производственного процесса, заключающаяся в аргументированном выборе метода измерений, структурной и параметрической оптимизации, в основу которых положен критерий минимума средней квадра-тической погрешности измерения физического параметра, включающей погрешности технических средств для мониторинга и пробоподготовки. Разработанная методика успешно и многократно реализована на практике.

5. Разработан метод оптимального расходования бюджетных средств, выделяемых на закупку технических средств, учитывающий неопределённость результатов измерений и оценку экономического эффекта от их закупки, новизна которого заключается в сочетании «ресурсного» метода расчета частных показателей экономической эффективности приобретения технических средств и метода принятия решения в условиях неопределённости, основанного на критерии Гурвица.

6. Разработан и апробирован метод управления риском при обращении с отходами на промышленных объектах для оценки оптимального времени жизни полигона отходов, новизна которого заключается в оптимальном распределении финансовых ресурсов на обеспечение безопасности полигона отходов и на компенсацию возникающего ущерба окружающей среде при его функционировании, позволивший минимизировать материальный риск.

7. Теоретически обоснован и экспериментально подтверждён метод прогнозирования распространения опасных веществ при их поступлении в замкнутые пространства, в основу которого положено итерационное определение времени достижения критического значения концентраций этих веществ на основании данных мониторинга качества воздуха и вычисления производной концентрации по времени в конечных разностях, и проведена его валиа-ция. А также математическая модель динамики изменения концентрации опасных веществ в замкнутых помещениях при различных режимах вентиляции, позволяющая установить безопасное время нахождения укрываемых в защитных сооружениях ГО при поступлении опасных веществ, предельное значение их концентрации для обеспечения заданного значения времени укрытия. Разработана блок-схема информационно-измерительной системы прогнозирования развития ЧС при поступлении в замкнутые помещения опасных веществ и системы управления режимами работы защитных сооружений ГО.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Гарелина Светлана Александровна, 2024 год

Список публикаций

Основные материалы, отражающие результаты диссертации, опубликованы в следующих работах

Публикации в рецензируемых научных журналах и изданиях, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней кандидата и доктора наук

1. Гарелина, С.А. Снижение риска чрезвычайных ситуаций на производственных объектах / С.А. Гарелина // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. - 2023. - № 4 (59). - С. 30 - 42.

2. Гарелина, С.А. Математическая модель пирометра для измерения температуры пламени и объектов сквозь пламя / С.А. Гарелина, Р.А. Горбунов, К.П. Латы-шенко и др. // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. - 2020.

- № 2 (45). - С. 98 - 103.

3. Гарелина, С.А. Практическая реализация пирометров для измерения температуры пламени и объектов сквозь пламя / С.А. Гарелина, Р.А. Горбунов, К.П. Ла-тышенко и др. // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. -2020. - № 2 (45). - С. 110 - 115.

4. Латышенко, К.П. Алгоритм функционирования системы контроля при прогнозировании развития ЧС, обусловленных выбросом и распространением опасных веществ в замкнутом пространстве / К.П. Латышенко, С.А. Гарелина, Р.С. Малинин и др. // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. - 2020. - № 1.

- С. 17 - 24.

5. Сергеев, И.Ю. Математическое моделирование дозиметрических систем контроля / И.Ю. Сергеев, С.А. Гарелина, К.П. Латышенко и др. // Научно-аналитический журнал «Сибирский пожарно-спасательный вестник». - 2020. - № 1. - С. 60

- 64.

6. Гарелина, С.А. Математическое моделирование трансформаторного кондуктометра для мониторинга основания Рогунской ГЭС / С.А. Гарелина, С.К. Давлатшоев // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. - 2019.

- № 2 (41). - С. 3 - 9.

7. Гарелина, С.А. Метрологические характеристики трансформаторного кондуктометра и реализация технических средств мониторинга основания Рогунской ГЭС / С.А. Гарелина, С.К. Давлатшоев, М.М. Сафаров // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. - 2019. - № 2 (41). - С. 10 - 14.

8. Гарелина, С.А. Автоматические устройства пробоподготовки для анализа проб на наличие опасных химических веществ / С.А. Гарелина, К.П. Латышенко, А.А. Миронов и др. // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты.

- 2017. - № 4. - С. 111 - 115.

9. Гарелина, С.А. Математическое моделирование и оптимизация автоматических устройств пробоподготовки / С.А. Гарелина, К.П. Латышенко, А.А. Миронов и др. // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. - 2017. - № 2.

- С. 68 - 72.

10. Гарелина, С.А. Подготовка проб на наличие химически опасных веществ / С.А. Гарелина, К.П. Латышенко, А.А. Миронов и др. // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. - 2017. - № 1. - С. 46 - 50.

11. Гарелина, С.А. Оценка перспективности применения нового газоанализатора «Мегакон-10К» в МЧС России / С.А. Гарелина, А.Л. Гусев, Р.А. Захарян и др. // Альтернативная энергетика и экология. - 2014. - № 22 (162). - С. 24 - 29.

12. Латышенко, К.П. Экологические и энергетические проблемы современности / К.П. Латышенко, С.А. Гарелина // Известия МГМУ «МАМИ». - 2013. - № 3 (17). -2013. - С. 55 - 62.

13. Гарелина, С.А. Рациональный способ утилизации полимерных отходов / С.А. Гарелина // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. - 2011. -№ 3. - С. 44 - 47.

14. Васильева, Н.Н. О новом способе производства химически чистого водорода из полимерных отходов и токсичных органических соединений вещества / Н.Н. Васильева, С.А. Гарелина, И.И. Климовский // Альтернативная энергетика и экология.

- 2009. - № 3. - С. 84 - 95.

15. Гарелина, С.А. Угроза глобальной химической интоксикации окружающей среды в России. Условия её ликвидации / С.А. Гарелина, И.И. Климовский // Альтернативная энергетика и экология. - 2007. - № 4 (48). - С. 136 - 140.

16. Гарелина, С.А. Аналитическое представление констант равновесия, скоростей термической диссоциации и трёхчастичной ассоциации для двухатомных молекул и радикалов в диапазоне температур от 500 до 5000 К / С.А. Гарелина, И.И. Климовский // Альтернативная энергетика и экология. - 2007. - № 5 (49). - С. 73 -85.

17. Васильева, Н.Н. Универсальный плазмохимический способ переработки ТОС в водород и другие нетоксичные вещества / Н.Н. Васильева, С.А. Гарелина, И.И. Климовский // Альтернативная энергетика и экология. - 2007. - № 11 (55). -С. 85 - 98.

18. Васильева, Н.Н. Газофазный реактор по переработке галогенсодержащих ТОС в водород и другие нетоксичные вещества / Н.Н. Васильева, С.А. Гарелина, И.И. Климовский // Альтернативная энергетика и экология. - 2007. - № 11 (55). -С. 98 - 108.

Публикации в журналах, включенные в базу данных Scopus

1. Гарелина, С.А. Динамика концентрации газообразных радионуклидов 14СО2 и 14СН4, выделяющихся над местом захоронения эксплуатационных радиоактивных отходов на атомных электростанциях / С.А. Гарелина, Г.Б. Григорян, Р.А. Захарян и др. // Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. - 2024. -№ 1. - С. 107 - 118.

2. Гарелина, С.А. Экологический риск и оптимальное время функционирования полигонов твёрдых коммунальных отходов / С.А. Гарелина, М.В. Глубоков, К.П. Латышенко, А.И. Мазаник // Безопасность труда в промышленности. - 2022. - № 6.

- С. 20 - 26.

3. Hunda, L. Estimation of Rate Constants of Thermal Dissociation of Two-Atomic Compounds and Three-Particle Association in the Temperatures Range from 500 to 5000

K / L. Hunda, A.S. Averyushkin, S.A. Garelina и др. // Bulletin of the Lebedev Physics Institute. - 2018. - Volume: 45 (5). - Pages: 149 - 152.

4. Lyabin N.A., Kazaryan M.A., Grigoriants A.G., Morozova E.A., Shiganov I.N., Garelina S.A., Sachkov V.I. Characteristics of copper vapor laser output with radiation power 30 - 100 W // Conference: XIV International Conference on Pulsed Lasers and Laser Applications (AMPL-2019) (11 December 2019). - Текст: электронный // Re-searchGate Logo - ResearchGate - научно-информационная социальная сеть и средство сотрудничества учёных всех научных дисциплин. - URL: https://www.re-searchgate.net/publication/368086643_Characteristics_of_copper_vapor_laser_out-put_with_radiation_power_30-100_W (дата обращения: 20.31.2023). Патенты

1. Патент на полезную модель RU 205 509 U1. Газоанализатор пирометрический (с твёрдотельным датчиком): № 2020138144: заявл. 2020.11.20: опубл. 2021.07.19 / Р.А. Захарян, Е.Е. Остапчук, С.А. Гарелина и др.; заявитель, патентообладатель ФГБВОУ ВО АГЗ МЧС.

2. Патент на полезную модель RU 222 304 U1. Многокомпонентный инфракрасный газоанализатор: № 2022130434: заявл. 2022.11.23: опубл. 2023.12.19 / Р.А. Захарян, В.В. Сарасеко, С.А. Гарелина и др.; заявитель, патентообладатель ФГБВОУ ВО АГЗ МЧС.

3. Патент на изобретение RU 2 209 104 C1. Способ уничтожения токсичных га-логеносодержащих органических соединений: №2 2002118589/12: заявл. 2002.07.12: опубл. 2003.07.27 / Н.Н. Васильева, С.А. Гарелина, И.И. Климовский; заявитель, патентообладатель Н.Н. Васильева, С.А. Гарелина, И.И. Климовский.

4. Патент на полезную модель RU 94 508 U1. Реактор для производства водорода из полимерных отходов и токсичных органических соединений: № 2010101835/22: заявл. 2010.01.21: опубл. 2010.05.27 / Н.Н. Васильева, С.А. Гарелина, И.И. Климовский; заявитель, патентообладатель Н.Н. Васильева, С.А. Гаре-лина, И.И. Климовский.

5. Патент на полезную модель RU 53 180 U1. Реактор для переработки токсичных галогеносодержащих органических соединений: № 2005133573/22: заявл. 2005.11.01: опубл. 2006.05.10 / Н.Н. Васильева, С.А. Гарелина, И.И. Климовский; заявитель, патентообладатель Н.Н. Васильева, С.А. Гарелина, И.И. Климовский.

6. Патент на полезную модель RU 33 538 U1. Реактор для переработки пластмассовых отходов и токсичных галогеносодержащих органических соединений (варианты): № 2003118842/20: заявл. 2003.06.27: опубл. 2003.10.27 / Н.Н. Васильева, С.А. Гарелина, И.И. Климовский; заявитель, патентообладатель Н.Н. Васильева, С.А. Гарелина, И.И. Климовский.

Монографии

1. Гарелина, С.А. Информационные системы предупреждения чрезвычайных ситуаций техногенного характера: монография / С.А. Гарелина, К.П. Латышенко. -Химки: АГЗ МЧС России, 2024. - 126 с.

2. Гарелина, С.А. Научно-методический аппарат разработки и применения технических средств предупреждения техногенных ЧС: монография / С.А. Гарелина. - Химки: АГЗ МЧС России, 2021. - 136 с.

3. Гарелина, С.А. Повышение безопасности гидротехнических сооружений. Ч. 1. На примере Рогунской ГЭС на реке Вахш: монография / С.А. Гарелина, С.К. Давлатшоев, К.П, Латышенко. - Химки: АГЗ МЧС России, 2021. - 156 с.

4. Гарелина, С.А. Методы и средства измерений температуры. Пирометры. Исследование и разработка: монография / С.А. Гарелина, К.П, Латышенко, А.В. Фрунзе. - Химки: АГЗ МЧС России, 2021. - 160 с.

5. Гарелина, С.А. Переработка полимерных отходов с получением водорода и другой ликвидной продукции: монография / С.А. Гарелина. - Химки: АГЗ МЧС России, 2021. - 138 с.

Публикации в следующих научных изданиях

1. Гарелина, С.А. Совершенствование системы мониторинга металлургического производства / С.А. Гарелина, К.П. Латышенко, У.У. Умбетов // Вестник Карагандинского государственного индустриального университета. - 2023. - .№3. - С. 28 - 34. - Текст: непосредственный.

2. Гарелина, С.А. Оценка ущерба от ошибок обнаружения чрезвычайных ситуаций на промышленных объектах на примере пожара / С.А. Гарелина, К.П. Латышенко // Предотвращение. Спасение. Помощь: сборник трудов XXXIII Международной научно-практической конференции (секция 9). - Химки: АГЗ МЧС России, 2023. - С. 43 - 48. - Текст: непосредственный.

3. Гарелина, С.А. Методика выбора технических средств для системы мониторинга промышленных объектов / С.А. Гарелина, К.П. Латышенко // Предотвращение. Спасение. Помощь: сборник трудов ХХХШ Международной научно-практической конференции (секция 15). - Химки: АГЗ МЧС России, 2023. - С. 16 - 20. -Текст: непосредственный.

4. Гарелина, С.А. Мониторинг состояния окружающей среды с использованием газоанализатора «Мегакон» / С.А. Гарелина, Р.А. Захарян, К.П. Латышенко // Предотвращение. Спасение. Помощь: сборник трудов ХХХШ Международной научно-практической конференции (секция № 10). - Химки: АГЗ МЧС России, 2023. - С. 66 - 72. - Текст: непосредственный.

5. Гарелина, С.А. Оценка экономической эффективности закупки технических средств мониторинга промышленных объектов / С.А. Гарелина, М.В. Глубоков, К.П. Латышенко // Предотвращение. Спасение. Помощь: сборник трудов ХХХШ Международной научно-практической конференции (секция № 15). Химки: АГЗ МЧС России. - 2023. - С. 26 - 34. - Текст: непосредственный.

6. Гарелина, С.А. Экономический анализ эффективности производства оптико-пирометрических газоанализатора для нужд МЧС России / С.А. Гарелина, М.В. Глубоков, Р.А. Захарян и др. // Гражданская оборона на страже мира и безопасности: материалы VI Международной научно-практической конференции, посвященной Всемирному дню гражданской обороны. - М.: АГПС МЧС России, 2022. - С. 132 - 137. - Текст: непосредственный.

7. Гарелина, С.А. Математические модели для управления риском чрезвычайных ситуаций на промышленных объектах / С.А. Гарелина, К.П. Латышенко, С.П. Монтвила. - Текст: непосредственный // Предотвращение. Спасение. Помощь:

сборник трудов XXXIII Международной научно-практической конференции (секция 14). - Химки: АГЗ МЧС России, 2022. - С. 11 - 18.

8. Гарелина, С.А. Разработка оптико-акустических газоанализаторов для нужд МЧС России / С.А. Гарелина, М.В. Глубоков, Р.А. Захарян. - Текст: непосредственный // Гражданская оборона на страже мира и безопасности: материалы VI Международной научно-практической конференции, посвященной Всемирному дню гражданской обороны. - М.: АГПС МЧС России, 2022. - С. 127 - 132.

9. Гарелина, С.А. Разработка семейства энергетических пирометров на основе их математической модели / С.А. Гарелина, К.П. Латышенко, А.В. Фрунзе // Промышленная безопасность и охрана труда: практика, обучение, инновации: сборник материалов Международной заочной научно-практической конференции. - Минск: УГЗ, 2019. - С. 60 - 62. - Текст: непосредственный.

10. Гарелина, С.А. Сравнительный анализ газоанализаторов Колион 1В и Ме-гакон для нужд МЧС / С.А. Гарелина, Р.Р. Гасымов, Д.В., Пинтус // Предотвращение. Спасение. Помощь: сборник трудов XXIX Международной научно-практической конференции (секция 16). - Химки: АГЗ МЧС России, 2019. - С. 10 - 13. -Текст: непосредственный.

11. Гарелина, С.А. Влияние изменения напряжения питания на показания газоанализатора «Мегакон» / С.А. Гарелина, Р.А. Захарян, К.П. Латышенко // Предотвращение. Спасение. Помощь: сборник трудов XXIX Международной научно-практической конференции (секция 16). - Xимки: АГЗ МЧС России, 2019. - С. 26

- 32. - Текст: непосредственный.

12. Гарелина, С.А. Разработка канала измерения температуры двуканального скважного кондуктометра / С.А. Гарелина, С.К. Давлатшоев, М.М. Сафаров. -Текст: непосредственный // Исторические аспекты, актуальные проблемы и перспективы развития гражданской обороны: сборник тезисов и докладов VII МНПК «Исторические аспекты, актуальные проблемы и перспективы развития гражданской обороны». - Кокшетау, РГУ «КТИ КЧС МВД Республики Казахстан», 2019. -С. 59 - 61.

13. Гарелина, С.А. Анализ микроклимата учебной аудитории на содержание диоксида углерод / С.А. Гарелина, Р.А. Захарян, К.П. Латышенко и др. - Текст: непосредственный // Предотвращение. Спасение. Помощь: сборник трудов XXIX Международной научно-практической конференции (секция 16). - Xимки: АГЗ МЧС России, 2019. - С. 24 - 28.

14. Гарелина, С.А. Алгоритм проектирования модельного ряда пирометров / С.А. Гарелина, К.П. Латышенко, А.В. Фрунзе. - Текст: непосредственный // Мониторинг, моделирование и прогнозирование опасных природных явлений и чрезвычайных ситуаций: материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции.

- Железногорск: СПСА, 2018. - С. 173 - 177.

15. Гарелина, С.А. Чрезвычайные ситуации, обусловленные распространением опасных веществ в Московском метрополитене / С.А. Гарелина, К.П. Латышенко.

- Текст: непосредственный // Мониторинг, моделирование и прогнозирование опасных природных явлений и чрезвычайных ситуаций: материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Железногорск: СПСА, 2018. - С. 71 - 74.

16. Гарелина, С.А. Система мониторинга защиты пласта соли основания плотины Рогунской ГЭС / С.А. Гарелина, С.К. Давлатшоев, М.М. Сафаров // Предотвращение. Спасение. Помощь: сборник трудов ХХУШ Международной научно-практической конференции (секция 16). - Химки: АГЗ МЧС России, 2018. - С. 26 - 28. - Текст: непосредственный. Учебные пособия

1. Гарелина, С.А. Автоматизация измерений, испытаний и контроля / С.А. Гарелина, К.П. Латышенко, И.Ю. Сергеев. - Железногорск: СПСА, 2021. - 486 с. -Текст: непосредственный.

2. Гарелина, С.А. Методы и средства измерений в МЧС России. Ч.1. Технические средства мониторинга и контроля чрезвычайных ситуаций / С.А. Гарелина, Е.С. Дементьев, К.П. Латышенко. - Химки: АГЗ МЧС России, 2019. - 124 с. -Текст: непосредственный.

3. Гарелина, С.А. Математическое моделирование метрологических характеристик оптико-акустических газоанализаторов: учебное пособие / С.А. Гарелина, К.П. Латышенко. - Химки: АГЗ МЧС России, 2018. - 104 с. - Текст: непосредственный.

Акты о внедрении

УТВЕРЖДАЮ Председатель Совета депутатов ЗАТО

г. .Жекезногорск

А

С.Д. Проскурнин

202 г.

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

Математическое моделирование системы радиационного контроля движущегося транспорта, выполненное в диссертационной работе к.т.н., доцента Академии гражданской защиты МЧС России Гарелиной С.А., послужили теоретическим фундаментом, и во многом практическим руководством для совершенствования системы СИММЕТ, которую планируется использовать с целью обнаружения источников радиации при въезде и выезде с территории ЗАТО г. Железногорска.

Проведены испытания усовершенствованной системы СИММЕТ. Достигнуты хорошие результаты: за счёт расчётов по данным четырёх датчиков в режиме реального времени определяются координаты и интенсивность источника радиации, что значительно сокращает время на поиски этого источника.

Члены комиссии: 1. Заместитель Главы ЗАТО г. Железногорс

по безопасности и взаимодействию правоохранительными органами

2. Руководитель МКУ «Управление по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и режима ЗАТО Железногорск»

А.В. Шевченко

ГРУППА КОМПАНИЙ УПРАВЛЯЮЩАЯ КОМПАНИЯ

г. УЗЛОВАЯ

= Утверждаю^

»ектор

Кошин А.В.=

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

Настоящим актом удостоверяем, что научные разработки доцента Академии гражданской защиты МЧС России Гарелиной Светланы Александровны, а именно: элементы теории принятия управленческих решений по обеспечению безопасного функционирования промышленных объектов вследствие накопления отходов и расчета экологического риска полигонов твердых коммунальных отходов, применяются для оценки и планирования деятельности ООО «УК г. Узловая» при эксплуатации полигона ТКО Узловского районаТульской области.

Рассматривается вопрос о разработке на основе теории принятия управленческих решений по обеспечению безопасного функционирования "ромышлешух объектов Гарелиной С.А. рекомендаций для оценки и планирования деятельности промышленных предприятий и их внедрения в другие полигоны ТКО Тульской области.

Ч ;ны комиссии:

!. Заместитель генерального директора 2. Инженер-эколог

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

Настоящий акт составлен о том, что при активном личном участии Гарелиной С.А. было разработано математическое моделирование кондуктометров «КАЛЬМАР» и «ИЕЬТ». Эти приборы предназначены для измерения электропроводности подземных минерализованных вод и используются в пьезометрической сети основания плотины Рогунской ГЭС.

Холов И. М.

Начальник отдела

Ибрагимов М. М. М.н.с.

«УТВЕРЖДАЮ»

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

Настоящий акт составлен о том, что при участии Гарелиной С.А. было разработано математическое моделирование системы мониторинга концентрации диффундирующих веществ в заданной точке на основании матрицы расположения кондуктометрических измерителей. Система контролируя гидрогеохимический режим в основании плотины, позволяет своевременно корректировать проект и принимать оперативные мероприятия по ликвидации аварийных ситуаций.

Холов И. М.

Начальник отдела

Ибрагимов М. М. М.н.с.

Автономная йекизчмерческая организация ио исследованию, разработке и внедрению научно-техническн* приборов

«ТЕРМОКОНТ»

(AHO НТП кТе|>мокРн №)_

Юр, 111, г. Mmiaa, ул. Üjepuiue, J.42. ГЮЙЧЛИЙнис IV, iHtYHrru I, UrtpKtHL 2п.

ИНН97Ж716Й6, ГСП Г 777УС'НН;|. IVPH 1 :S770000?lbt, DK ПО 7 тсМ$5-943Ш*. 90J-6785732

в.maiI.imeKrSüiiitos.rj. frkskjr ччьу.Г!-: hrtp:.'--A-+>v.pvroine-.i:r.XL, luin ■7->кчУстсг.п1

Настоящие актом удостоверяем, что научйые разработки доцента Академий фажцййскйй зашито МЧС Ро&сии Гирслиной Светланй Александровны, выполненные S 2 (Л 7 - 2 ГШ г .г., исиодьтваны AIIO ЕГП &Термоконт» при проектиров^иц и оыйусве четырех семейств пирометров:

- для измерении тсмиерйур® пламещ «Термоколт ТНЭ/С02»; перенеся^ к семейства ТШЩ;С02, стационарных еемейс-тва THXbt/CÖft

для тмеренил температуре ооьйктси сквозь пламя «Термуконт— ТВД/ЧЩЪ: пфеноиЕшх семейства ТНЗПх/ЧЛл, стиционарньШ семейства

I HJCK-ЧПЛ.

Указанные. пирометры- з настоящее прсип ьнссекы в Государственный ptnuj'."1 C'pt.acTR Измерений РФ.

Акт corтлнле!1 j д.im i(ридставденЕИ в цисеертациойжй совет по месту требования.

АКТ ВНЬДРШИЯ

Мвнйсйц Ь О.

Фруше А.В,. д.т.н.

УТВЕРЖДАЮ

ШСГГЖ ' -7-

Ч' _2023 г.

АКТ

внедрения результатов диссертационной работы Гарелиной С.А. на тему «НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБОСНОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ ТЕХНОГЕННОГО ХАРАКТЕРА»

Предложенная Гарелиной С.А. методика выбора технических средств для системы мониторинга чрезвычайных ситуаций техногенного характера промышленных объектов используется для преподавания курсов «Охрана труда» и «Безопасность жизнедеятельности», для групп образовательных программ: В057 Информационные технологии, В060 Химическая инженерия и процессы, В061 Материаловедение и технологии, В062 Электротехника и энергетика, В063 Электротехника и автоматизация и В064 Механика и металлообработка.

Предложенная Гарелиной С.А. методика позволила усовершенствовать учебный материал, организовать реальные практические и лабораторные работы, повысить квалификацию и компетенции специалистов. С использованием предложенных Гарелиной С.А. методик защищено 7 дипломных работ и три магистрских диссертации.

Экспертная оценка повышения методической обеспеченности представленных выше курсов составила 23%.

Проректор по учебной работе

Сивякова Г.А.

Директор департамента по академическим вопросам

Харченко Е.М.