Klíčová slova Riziko, průmyslová zóna, požární ochrana, nebezpečné látky, voda

Metody hodnocení rizika průmyslových zón Michail Šenovský, VŠB – TUO, FBI, katedra Ochrany obyvatelstva Pavel Šenovský, VŠB – TUO, FBI, katedra Ochrany obyvatelstva Abstarkt Článek se zabývá problematikou hodnocení rizika v průmyslových zónách. Je poukázáno na problematiku komplexního hodnocení celé průmyslové zóny z pohledu požární ochrany. V další části se pak autoři věnují podlimitním haváriím s nebezpečnými látkami. Dále je řešena problematika metod analýzy rizika. V závěru je pak poukázáno na konkrétní výsledek bezpečnostního výzkumu, kdy vznikla sada kontrolních seznamů pro hodnocení rizik průmyslové zóny. Klíčová slova Riziko, průmyslová zóna, požární ochrana, nebezpečné látky, voda. Úvod Samotný pojem „průmyslová zóna“ je v literatuře1 [6] vysvětlován jako ucelený soubor kompaktních univerzálních objektů pro lehkou, hygienicky nezávadnou výrobu s účelně vyřešenou dopravou a velkým podílem zeleně mezi objekty. Provoz je kompletně situován uvnitř objektů, bez oplocených dvorů s možností volného pohybu návštěvníků mezi objekty. Průmyslová zóna je ucelenou jednotkou s řadou integrovaných funkcí odborného charakteru. Je to komplex moderního městského průmyslu a služeb, který maximálně využívá synergie, tj. vzájemné podpory jednotlivých firem ve výměně informací, poradenství, společné prezentace a využívání mezinárodních kontaktů. O výstavbu nových průmyslových zón bojuje zpravidla místní samospráva, pro niž průmyslová zóna znamená vznik nových pracovních míst, přináší investice do městského rozpočtu a zvyšuje prestiž města. Lokality průmyslových zón jsou lákadlem hlavně pro zahraniční, ale i pro české investory, kteří využívají jak vzájemné podpory jednotlivých firem ve výměně informací, poradenství, společné prezentace a mezinárodních kontaktů, tak i vybudované ucelené sítě infrastruktury. S rostoucím počtem průmyslových oblastí roste i otázka, zda jsou tyto lokality dostatečně zabezpečeny z hlediska požární ochrany, ochrany obyvatelstva a krizového řízení. Touto problematikou se mimo jiné zabývá i výzkumný projekt VD20062010A06, kterého je autor spoluředitelem. Projekt se snaží nalézt cestu k zhodnocení rizik ne jednotlivých objektů uvnitř zóny, ale průmyslové zóny jako celku. Zhodnocení možných rizik V průmyslovém provozu sledujeme zpravidla množinu jevů/událostí. Pouze některé prvky této množiny mají charakter nežádoucí události. S každou nežádoucí událostí je spojen nějaký nepříznivý následek. Lze říci, že pojem bezpečí a nebezpečí se v původním významu 1

Hučka, M.: Strukturální politika a její regionalizace: v kontextu vstupu České republiky do Evropské unie. 1.vyd. Ostrava: Repronis, 2001. 114 s. ISBN 80-86122-90-5

vztahuje pouze k životu a zdraví člověka. Z tohoto důvodu lze za nebezpečné nežádoucí události považovat pouze ty, jejichž následkem je ohrožení života a zdraví osob a ekologické škody, lze – li prokázat jejich vliv na zdraví člověka. Zbytek množiny nežádoucích událostí lze považovat za „bezpečné nežádoucí události“. Tyto jevy způsobí pouze škodu hmotnou. Při hodnocení rizik je důležité věnovat pozornost také příčinám vzniku nežádoucích událostí. Ty lze v případě průmyslových celků rozdělit na vnitřní a vnější příčiny. Průmyslová zóna není izolována od svého okolí, naopak na své okolí působí. Příklad vnitřních příčin nežádoucích událostí průmyslový celků: -

porucha technologického celku

-

chyba člověka

-

dopravní nehoda v areálu průmyslové zóny atd.

Příklad vnějších příčin nežádoucích událostí průmyslových celků: -

živelní pohroma (povodeň, vichřice…)

-

exploze poblíž průmyslové zóny

-

teroristický čin atd.

Rizika průmyslových zón lze shrnout do několika kategorií: –

ekonomická rizika,

–

antropogenní rizika,

–

přírodní rizika,

–

kombinovaná rizika,

–

rizika vzniklá z přepravy osob a materiálu,

–

spolupůsobení rizik.

V průmyslových zónách se nachází zvýšená koncentrace osob, což představuje značné riziko, zejména u zón, v nichž jsou vedle výroby situována také zábavní a obchodní centra. Dochází tak k soustředění většího počtu osob na relativně malém prostoru. V případě vzniku mimořádné události lze předpokládat nestandardní chování a jednání ohrožených osob, které komplikuje jejich záchranu i provedení samotného zásahu. K rizikům lze řadit také riziko teroristického útoku či sabotáže. Rozsáhlé výrobní a skladovací haly se složitými podmínkami pro zásah, kabelové kanály, plynovody, či potrubní vedení hořlavých kapalin jsou zástupci zvláštních rizik průmyslových zón. Přírodní rizika v sobě zahrnují povodně, vichřice, krupobití, sníh apod. Hodnocení rizika Je zapotřebí položit si otázku, jak jsou hodnocena rizika? Odpověď se může zdát být jednoduchá, ale to pouze tehdy, pokud ji takto chceme chápat. Důležitý státní orgán je Stavební úřad. Ten vydává kolaudační rozhodnutí a tím i povolení k provozu. Samozřejmě na to není sám. Podívejme se, například na HZS. Hasiči posuzují jednotlivé objekty, jejich požární bezpečnost, únikové cesty a z vnějšku je zajímá dostupnost požární vody a odstupové vzdálenosti. Tak je to dáno zákonnými i technickými předpisy. Bohužel, neposuzují průmyslovou zónu jako celek, protože to předpisy PO nenařizují. S pojmy jako synergentní

účinky, či domino efekt, se setkáme například při posuzování objektů podle zákona 2 [7] o prevenci závažných havárií. Současná právní úprava neumožňuje z pohledu požární ochrany, hodnotit průmyslovou zónu jako celek. Podíváme-li se na metody hodnocení rizika pojišťovnami, pak zde se již hovoří o požárním komplexu. Analýza rizik z pohledu pojišťoven U analýzy rizik prováděné risk managerem pojišťovny je nejmenším posuzovaným subjektem požární komplex. Požární komplex představuje soubor objektů (může ho tvořit i jeden objekt), u nichž se vzhledem k daným odstupovým vzdálenostem předpokládá rozšíření požáru z jednoho objektu na druhý. Za minimální odstupovou vzdálenost se považuje výška objektu, ne však méně než 10 m, v případě skladů s hořlavými kapalinami je to minimálně 20 m. Požární komplex je tedy takové seskupení objektů, ve kterém je možné rozšíření požáru z jednoho objektu na druhý. Naopak šíření požáru mezi jednotlivými požárními komplexy se nepředpokládá. Důležitým parametrem, který se u požárního komplexu stanovuje, je maximální možná škoda. Jedná se o nejvyšší možnou škodu, kterou lze očekávat z jedné mimořádné události za podmínek, že se neuvažuje s funkcí vnějších (jednotky PO) a vnitřních (PBZ) protipožárních systémů. Podle tohoto scénáře se tedy požár šíří v prostoru požárního komplexu až do vzdálenosti, jenž je limitována odstupy, požárními konstrukcemi či jinými pasivními překážkami. Z popisu je patrné, že pokud má každý objekt v průmyslové zóně dostatečnou odstupovou vzdálenost, pak paradoxně mohou být požární komplexy tvořeny jednotlivými objekty, což je bezesporu pro pojišťovnu výhodné, ale nemá to žádnou vypovídací schopnost k areálu jako celku. Nezařazené zdroje rizika Jak již bylo zmíněno, hodnocení rizika podle zákona o prevenci závažných havárií nelze dost dobře aplikovat, protože jednotlivé objekty nejsou zařazeny do kategorie A či B. Praxe ale ukazuje, že existuje mnoho nezařazených zdrojů rizika. Jsou to objekty s takzvaným podlimitním množstvím nebezpečných látek. Je samozřejmé, že i tato podlimitní množství mohou způsobit rizika takového charakteru, která mohou významným způsobem ovlivnit nejenom bezpečnost celé průmyslové zóny, ale i jejího okolí. Na následujícím obrázku je znázorněn vývojový diagram pro hodnocení rizik synergentních účinků v průmyslové zóně.

2

Zákon č. 59/2006 Sb. O prevenci závažných havárií, …

Obr. č. 1. Vývojový diagram postupu hodnocení synergentních účinků v průmyslových zónách

Sběr informací Na začátku hodnocení je vhodné shromáždit základní údaje o průmyslové zóně, jednotlivých podnicích v ní působících a jeho okolí: 

situační plán průmyslové zóny,



seznam nebezpečných chemických látek a jejich umístění,



informace o nebezpečných zařízeních, Konkrétně jsou potřebné následující údaje pro každé zařízení identifikované jako

potenciálně nebezpečné:  název zařízení,  typ zařízení,  umístěná nebezpečná látka,  fyzikální stav,

   

bod varu (°C), provozní teplota (°C), R-věty (H věty3) a klasifikace látky, množství látky v zařízení (kg) nebo množství uniklé za 10 min ze zařízení (jako jsou potrubí).

Pro výběr nebezpečných zařízení je potřeba rozdělit podnik na samostatná zařízení, v kterých se nacházejí nebezpečné látky. Zařízení lze definovat jako samostatné, pokud únik obsahu jednoho zařízení nevyvolá významný únik ze zařízení jiného. Rozlišují se dva základní typy zařízení, tj. procesní zařízení a skladovací zařízení. Klasifikaci nebezpečných látek lze najít v bezpečnostním listě nebo v různých databázích nebezpečných látek. Ve specifických případech je vhodné zkontrolovat klasifikaci podle platné legislativy 4 [8], která obsahuje seznam doposud klasifikovaných nebezpečných látek. Výběr závažných zdrojů rizika Na základě získaných informací musí být sestaven seznam zdrojů rizik, v nichž se s nebezpečnými chemickými látkami manipuluje nebo se vyrábí, používají, atd. Nebezpečné látky jsou označeny jednou nebo více R (H) - větami podle oficiální klasifikace nebezpečných látek. Postup výběru zdrojů rizika lze převzít například z metodologie ARAMIS [1] jako výstupu projektu 5. rámcového programu EU. Konkrétně postup vychází z metody VADE MECUM z Belgie [3]. Výběr zdrojů rizika je kritický krok v jakékoliv analýze rizik. Jestliže je vybráno přiliž mnoho zařízení, analýza bude zbytečně časově náročná. Na druhou stranu v případě malého počtu vybraných zařízení mohou být rizika podceněna [2]. V případech havárií v průmyslových zónách způsobených nebezpečnými látkami může nastat celá řada projevů havárií. Základní formy projevů havárií shrnuje následující schéma podle metodického pokynu Ministerstva životního prostředí [4].

3

Úprava systémem GHS

4

vyhláška č. 232/2004 Sb. Vyhláška, kterou se provádějí některá ustanovení zákona o chemických látkách

Obr. č. 2. Schéma fyzikálních projevů úniku a možných rozvojů havárie [4] V předcházející části jsem jen naznačil, co vše souvisí s průmyslovými zónami, respektive s posuzováním rizika průmyslových zón. Samozřejmě výčet není kompletní, což také nebylo smyslem tohoto příspěvku. Při řešení výzkumného projektu jsme hledali cestu, jak posoudit jednotlivé aspekty bezpečnosti. Jak hledat cestu hodnocení rizika takovými metodami, které budou použitelné i „laiky“ a bude možné dosáhnout odpovídajících výsledků. Zásadní otázkou ochrany bezpečnosti průmyslové zóny je nalezení vzájemných vazeb mezi jednotlivými systémy umístěnými v průmyslové zóně. Nalezením těchto vzájemných vazeb můžeme pak daleko lépe posoudit, či vyhodnotit jejich zranitelnost a dopad na ostatní

systémy. Výsledkem nalezení rizik a jejich minimalizace by pak měla být minimalizace dopadů případné mimořádné události tak, aby narušení důležitých funkcí průmyslové zóny bylo: • krátkodobé • málo četné • zvladatelné (i provizorně) • územně omezené Abychom těchto předpokladů dosáhli, musíme nejdříve rizika nalézt, pojmenovat je, uvědomit si jejich vazby napříč systémy a přijmout adekvátní opatření k eliminaci zjištěných rizik. Metody hodnocení rizika Síťová analýza Pro snadnější pochopení je potřeba sítě chápat jako velký obrazec s mnoha uzly a spojnicemi. Je důležité si uvědomit, že nehledáme jen samostatné prvky, které mohou ohrozit své okolí, ale hledáme i jejich vzájemné vazby, po kterých se porucha může šířit. Některé segmenty jsou už svou podstatou síťové (silniční síť, energetická síť), ostatní segmenty na těchto sítích přímo závisí. Hledáme síťový model. Můžeme říci, že jednotlivé objekty mohou tvořit uzly sítě. Komunikace v systému pak mohou být spojnicemi mezi uzly. Na tento problém se můžeme však podívat i z pohledu například rozvodu elektrické energie. Někde bude umístěna trafostanice, ze které bude proveden rozvod elektrické energie k jednotlivým objektům. Zde bude opět realizován systém rozvoden, či rozvaděčů a elektrická energie bude rozvedena až k poslednímu stroji, do poslední kanceláře. Pokud budeme hledat dále, dokážeme jistě tyto sítě zmapovat, popsat a zakreslit. Koncentrace rizika. Rizika ohrožující síťovou infrastrukturu jsou obvykle v síti nerovnoměrně rozloženy, koncentrovány do relativně malého počtu „kritických“ uzlů. Tyto uzly jsou jednoduše identifikovatelné sumou počtu spojení na jiné uzly a jejich kapacity (dle uvažovaného segmentu). Rozdíl mezi rovnoměrným a skutečným rozložením uzlů v síti je patrný z obr. 3.

Obr. č. 3. Náhodné rozložení četnosti v síti vs skutečné rozložení uzlů v síti Grafy z obr. 3 byly vytvořeny programem Scale-free Simulace [12, 13]. Problém s ochranou síťové infrastruktury často spočívá v tom, že si nemůžeme dovolit realizovat ochranu vždy na stejné úrovni pro celou síť, a právě proto je nutné hledat kritické body – jejichž vyřazení přinese největší škody, a právě tato místa je efektivní zabezpečit. Sítě, kaskády. Selhání sektoru je často způsobeno kaskádním selháním v síti. Relativně malá porucha v jednom uzlu, se šíří v síti k jiným uzlům, například sérii chyb, propagovaná chyba tak teoreticky může vyústit v kolaps celé sítě. O finálním zotavení nebo pádu poškozené infrastruktury rozhodne rychlost s jakou se chyba šíří a rychlost s jakou jsou jednotlivé uzly opravovány. Simulace – cesta hledání řešení. Hodnota modelování a simulace ve studii o sítích se dnes realizuje speciálním programovým vybavením. Simulace jsou obvykle založeny na opakovaném aplikování jednoduchých principů v univerzu simulace, čímž se dosáhne postupné organizace univerza pomocí emergence efektu. Příklad výsledku takové simulace je uveden na obr. 4.

(počátek simulace)

(konec simulace)

Obr. č. 4. Aplikace principu nejkratší cesty na náhodně vygenerované síti Analýza zranitelnosti Abychom dokázali kvantitativně ohodnotit zranitelnost sektoru, můžeme použít analýzu zranitelnosti, která představuje model procesu zranitelnosti kritických uzlů. Analýza se skládá ze síťového rozboru, a k určení spolehlivosti celého systému používáme inženýrské nástroje. Tyto nástroje poskytují kompletní systém pro identifikaci slabin systému, odhadu zranitelnosti a z těchto informací pak můžeme stanovit kroky vedoucí ke zvýšení bezpečnosti. Jestliže takto dokážeme nalézt slabá místa systému, bude možné v následujícím kroku provést analýzu těchto kritických míst zaměřenou na hledání možnosti synergentních účinků předpokládané mimořádné události. Model založený na analýze zranitelnosti. Základní model analýzy zranitelnosti je úplná metoda analýzy, která spojuje síť, poruchy (události) a analýzu spolehlivosti do jedné metodologie pro kvantitativní sektorovou analýzu rozvětvené sítě. V analýze je větvení sítě patrné, je poznaná, zranitelnosti větvení použitím stromu poruch, všechny možné akce jsou organizovány jako strom události. Síťový rozbor. První krok v analýze zranitelnosti je zmapování (identifikace) posuzovaného systému. Tento krok nám také pomůže v hledání jednotlivých uzlových bodů a jejich vzájemného ovlivňování. Analýza stromu poruch. Strom poruch obsahuje zranitelnosti, a lze modelovat, jak jednotlivé prvky se ovlivňují a vytvářejí chybu nebo poruchu. „Kořen“ stromu je na špici a představuje celou zónu, nebo její hlavní součást, a „listy“ stromu představují dílčí hrozby působící proti zóně. Při řešení stromu poruch používáme logiku a pravděpodobnost k odhadu výskytu (vzniku) poruch v systému. Výstup z analýzy stromu poruch je seznam zranitelností prvků s vyjádřením pravděpodobnosti vzniku. Na následujícím obrázku je uveden příklad analýzy stromem poruch.

Obr. č. 5. Strom poruch Analýza stromem událostí. Výstupy z analýzy stromu poruch použijeme jako vstupní informace pro analýzu stromem událostí. Strom událostí je výčet všech možných událostí a jejich vzájemných kombinací směřující k poruchám. Stromy událostí jsou binární stromy, zvažujeme ano/ne. Každá chyba se zde může vyskytnout pouze jednou. „Kořen“ stromu událostí je na špici, a „listy“ jsou v jeho dolní části. Listy představují všechny možné akce, které mohou nastat, včetně poruch. Výstup ze stromu událostí je seznam chyb (zranitelnosti) a jejich pravděpodobnost výskytu, vyjádřená jako pravděpodobnost chyby v histogramu. Na následujícím obrázku je příklad stromu událostí.

Obr. č. 6. Příklad analýzy stromem událostí. Maticová analýza. Množství událostí vyjmenovaných stromem události se stane počtem potenciálních chyb. Maticová analýza může pracovat také na binární úrovni, nebo v modernějším pojetí lze každou událost popsat více parametry a tak získáváme poměrně silný nástroj, kterým dokážeme mimo jiné i určit závažnost poruch. Schematicky lze popsaný systém analýz prvků kritické infrastruktury naznačit například tak, jak je uvedeno na následujícím obrázku.

Obr. č. 7. Proces analýzy zranitelnosti

Hledání cesty hodnocení rizika Prvků kritické infrastruktury je na svém počátku. V současné době neznáme metodu, kterou by někdo používal a dosahoval s ní uspokojivých výsledků. Cesta popsaná v tomto příspěvku je cestou možnou, zcela určitě ne cestou jedinou. Systém kontrolních seznamů Jedním z cílů zmiňovaného projektu je nalezení jednoduchého nástroje, kterým by bylo možné posuzovat rizikovost průmyslové zóny. Jako schůdná se nám jeví metoda kontrolních seznamů. Je to relativně jednoduché. Stačí nalézt jen ty správné otázky a vymyslet způsob jejich hodnocení. V tomto příspěvku není prostor na rozepisování kontrolních seznamů, proto se pokusím tuto problematiku jen zkráceně nastínit, ostatně tak, jako mnoho předcházejících problémů. Pro každou oblast hodnocení bude vypracována sada kontrolních seznamů. Například suma kontrolních seznamů může být následující: Požární ochrana

Nebezpečné látky

Zásobování vodou

Areál

Množství nebezpečných látek Vzájemné závislosti a přípravků

Objekty

Vnitřní příčiny

Objektové a liniové stavby

Nebezpečí vzniku požáru

Vnější ohrožení

Monitorovací zařízení

Evakuace

Management rizik

Analýza rizika

Požárně bezpečnostní zařízení

Krizový management

Požární voda

Zaměstnanci

Organizace a řízení požární bezpečnosti Jednotky požární ochrany Výše uvedené informace jsou samozřejmě jen náznakem prověřovaných bloků informací. Výsledky ze všech kontrolních seznamů se zpracují v tabulce, kde se vypočtou vážené průměry, a bude možné stanovit hodnotu celkového rizika. Toto výsledné riziko pak může být vyjádřeno například v následující tabulce č. 1. Tab. č. 1. Znázornění přijatelnosti – nepřijatelnosti rizika.

Následky požáru malé škody

průměrné škody

vysoké škody

nízká

nepatrné riziko

přijatelné riziko

střední riziko

střední

přijatelné riziko

střední riziko

významné riziko

vysoká

střední riziko

významné riziko

nepřijatelné riziko

Pravděpodobnost požáru

Závěr Závěrem lze konstatovat, že současná právní úprava požární ochrany neumožňuje průmyslové zóny posuzovat komplexně, ale musí se postupovat separátně po jednotlivých právnických a podnikajících fyzických osobách. Tato skutečnost znamená pravděpodobně změnu zákona o požární ochraně, snad by stačilo vhodně rozšířit §2. Funkci koordinátora bezpečnosti, by pak měl převzít zřizovatel průmyslové zóny nebo jim pověřená organizace. Při řešení výzkumného projektu jsme prozatím dospěli k tomu, že všechny zde uváděné kontrolní seznamy jsou vytvořeny a probíhá jejich testování. Dále by mělo následovat zobecnění a snad i použití expertního systému, kdy příslušný hodnotitel získá hodnocení průmyslové zóny konzultací s tímto systémem.

Literatura [1] ARAMIS „Accidental Risk Assessment Methodology for IndustrieS in the framework of the SEVESO II directive“, User Guide, contract number: EVG1–CT–2001–00036, December 2004, http://aramis.jrc.it [2] Delvosalle C., Fiévez C., Pipart A.: ARAMIS Project, Deliverable D.1.C., 2004, http://aramis.jrc.it [3] DGRNE (Direction Générale des Ressources Naturelles et de l'Environnement), Walloon Region Ministry, Belgium, 2000, Vade Mecum: Spécifications techniques relatives au contenu et à la présentation des études de sécurité, Cellule Risque d'Accidents Majeurs [4] Metodický pokyn odboru environmentálních rizik Ministerstva životního prostředí pro postup při zpracování dokumentu „Analýza a hodnocení rizik závažné havárie“ podle zákona č. 59/2006 Sb., o prevenci závažných havárií, Věstník Ministerstva životního prostředí, částka 3, březen 2007 [5] Metodologie pro identifikaci a vyhodnocení synergických a kumulativních jevů, dostupné z: www.env.cz [6] Hučka, M.: Strukturální politika a její regionalizace: v kontextu vstupu České republiky do Evropské unie. 1.vyd. Ostrava: Repronis, 2001. 114 s. ISBN 80-86122-90-5 [7] Zákon č. 59/2009Sb. o prevenci závažných havárií způsobených vybranými nebezpečnými chemickými látkami, nebo chemickými přípravky, … [8] Vyhláška č. 232/2004 Sb. Vyhláška, kterou se provádějí některá ustanovení zákona o chemických látkách a chemických přípravcích a o změně některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů. [9] Šenovský, M.; a kol.: Zpráva o postupu prací na výzkumném projektu VD20062010A06, za rok 2007. ISBN: [10] Šenovský, M.; a kol.: Zpráva o postupu prací na výzkumném projektu VD20062010A06, za rok 2008. ISBN: [11] Šenovský, M.; a kol.: Zpráva o postupu prací na výzkumném projektu VD20062010A06, za rok 2009. ISBN: [12] Šenovský, P.: Scale-Free Simulace v1.1 [on-line]. Dostupné z WWW [cit. 2007-10-3] [13] Šenovský, P.: Usage of Emergence Effect for Simulation of Network Based Critical Infrastructure. In: sborník konference Nebezpečné látky 2006, 1.11.2006, SPBI: Ostrava 2006, 168 - 172, ISBN: 80-86634-91-4