1.2 Классификация катастроф
Главным классифицирующим признаком катастрофы является ее характер возникновения (генезис). При таком подходе вся совокупность рассматриваемых ситуаций распадается на два больших типа: преднамеренные и непреднамеренные катастрофы. Происхождение чрезвычайной ситуации может также рассматриваться в отношении ее естественности. При этом подходе все чрезвычайные ситуации подразделяются на три типа:
- искусственного происхождения (антропогенные, включая техногенные);
- естественного (природные);
- смешанного происхождения (природно-антропогенные).
Причинами природных катастроф могут быть следующие:
- столкновение Земли с космическим телом;
- повышенная активность Солнца;
- вулканическая активность;
- движение литосферных плит.
Любая из этих причин была реальной предпосылкой происхождения отдельно взятой катастрофы в прошлом планеты. Анализируя данные, полученные при изучении научных исследований, посвященных этим вопросам можно однозначно сказать, что указанные причины неоднократно вызывали глобальные катастрофические явления на планете как обособленно друг от друга, так и в комплексе между собой. Кроме того, между ними возможно возникновение причинной связи, что приводит к немедленному повторению катастрофы, возникшей по различной от первоначальной причине (например, после землетрясения происходит извержение вулкана).
Среди причин техногенных катастроф наука выделяет следующие, наиболее характерные причины:
- человеческий фактор (некомпетентность, непрофессионализм человека, слабая установка на приоритетность вопросов безопасности в отношениях с окружающей средой, халатность, низкий уровень трудовой дисциплины, слабое развитие науки, и т.д.);
- авария.
Техногенные катастрофы подразделяются на следующие виды.
По субъективному отношению:
- вызванные неумышленными, ошибочными действиями обслуживающего персонала - персонал в силу невнимательности или слабой подготовки своими действиями спровоцировал катастрофу (пример - катастрофа в Чернобыле);
- вызванные умышленными действиями с целью саботажа;
- вызванные износом оборудования, тектоническими, природными или погодными условиями (авария на химическом предприятии Union Carbide в Бхопале Индия, авария на Саяно-Шушенской ГЭС 2009г.);
- вызванные непредвиденными и нежелательными последствиями штатного функционирования технологических систем [2, 3, 4, 5].
По объекту (классификация ООН) техногенные катастрофы обычно разделяют на три основных типа:
- «индустриальные» (химическое заражение, взрывы, радиационное заражение, разрушения, вызванные иными причинами);
- «транспортные» (аварии в воздухе, на море, железных дорогах и пр.);
- «смешанные» (происходят на иных объектах) [6].
По месту возникновения техногенные катастрофы разделяют на следующие виды:
- аварии на АЭС с разрушением производственных сооружений и радиоактивным заражением территории (ярким примером является авария на Чернобыльской АЭС);
- аварии на ядерных установках инженерно-исследовательских центров с радиоактивным загрязнением территории;
- аварии на химически опасных объектах с выбросом (выливом, утечкой) в окружающую среду сильнодействующих ядовитых веществ;
- аварии в научно-исследовательских учреждениях (на производственных предприятиях) осуществляющих разработку, изготовление, переработку, хранение и транспортировку бактериальных средств и препаратов или иных биологических веществ с выбросом в окружающую среду;
- авиационные катастрофы, повлекшие за собой значительное количество человеческих жертв и требующие проведения поисково-спасательных работ;
- столкновение или сход с рельсов железнодорожных составов (поездов в метрополитенах), повлекшие за собой групповое поражение людей, значительное разрушение железнодорожных путей или разрушение сооружений в населенных пунктах;
- аварии на водных коммуникациях, вызвавшие значительное число человеческих жертв, загрязнение ядовитыми веществами акваторий портов, прибрежных территорий, внутренних водоемов;
- аварии на трубопроводах, вызвавшие массовый выброс транспортируемых веществ и загрязнение окружающей среды в непосредственной близости от населенных пунктов;
- аварии на электросистемах;
- аварии на очистных сооружениях;
- гидродинамические аварии;
- прорыв плотин, дамб;
- пожары, возникающие в результате взрывов на пожароопасных объектах [7].
Важная характеристика катастроф - темпы их формирования (развития). По продолжительности (от непосредственной причины возникновения чрезвычайной ситуации до ее кульминационной точки) все ситуации можно разделить на «взрывные» и «плавные». Продолжительность развития катастроф первого типа составляет от нескольких секунд до нескольких часов. Примером таких экстремальных ситуаций могут служить стихийные бедствия и некоторые виды техногенных катастроф (аварии на крупных АЭС, ТЭС, газо- и нефтепроводах, а также на химических предприятиях).
Продолжительность развития чрезвычайных ситуаций второго типа может исчисляться несколькими десятилетиями. Такая ситуация возникла в 1978 г. в районе канала Лав (Ниагара-Фоле, США). С 1942 г. по 1953 г. филиал известной нефтехимической корпорации «Оксидентал Петролеум» производил захоронение опасных отходов, содержащих диоксин и еще примерно 200 ядовитых веществ. Спустя четверть века они просочились на поверхность, попали в водопроводную сеть и создали серьезную угрозу здоровью и жизни населения.
По масштабу распространения катастрофы классифицируют на: локальные (объектные), местные, региональные, национальные и глобальные [8].
Понятие масштаба распространения включает не только размеры территории, на которой возникла чрезвычайная ситуация, но и ее косвенные последствия (нарушение связи, систем водоснабжения и водоотведения, необходимость ремонта или разборки поврежденных зданий и сооружений и др.), а также тяжесть этих последствий, которую оценивают по затрате сил и ресурсов, привлеченных для ликвидации чрезвычайных ситуаций.
Локальные чрезвычайные ситуации (катастрофы) возникают на отдельных объектах экономики (предприятиях, промышленных очистных сооружениях, складах и хранилищах и др.). Их последствия на этих объектах устраняются собственными силами и за счет своих ресурсов.
К местным катастрофам относят такие, которые возникли в населенном пункте, городе, в одном или нескольких районах, а также в пределах области. Устранение их последствий производится с привлечением ресурсов области.
Региональные чрезвычайные ситуации занимают территорию нескольких областей или экономического района; национальные - охватывают территорию нескольких экономических районов, но не выходят за пределы государства; глобальные чрезвычайные ситуации распространяются и на другие государства. Соответственно устранение перечисленных последствий осуществляется за счет субъектов государства, государства в целом или международного сообщества (при глобальных катастрофах).
Локальная катастрофа при известных условиях вполне может перерасти в региональную, национальную или глобальную. При этом важно установить конкретный тип критерия или параметр, согласно которому возникшая обстановка относится к тому или иному типу чрезвычайной ситуации [8].
В качестве примеров рассмотрим две самые крупные техногенные катастрофы за всю мировую историю развития энергетики и промышленности.
Крупнейшая ядерная авария произошла 26 апреля 1986 г. в Чернобыле на Украине. В результате последовательных ошибок, допущенных операторами ядерного реактора, в нем начал накапливаться водяной пар. Он реагировал с находящимся в реакторе горячим цирконием и образовывался водород. Давление водорода в активной зоне реактора нарастало, что привело в конечном итоге к разрушению верхней части реактора. При соприкосновении с воздухом газообразная смесь взорвалась и от возникшего пламени загорелся графитовый замедлитель. Этот замедлитель продолжал гореть несколько дней.
Радиоактивные вещества, находящиеся в реакторе, попали в атмосферу и образовали радиоактивное облако. Размеры этого облака составляли 30 км в ширину и приблизительно 100 км в длину. Распространившись затем на большое расстояние, это облако вызвало радиоактивное заражение местности. Зона существенного загрязнения местности (с уровнем загрязнения более 5 мр/ч) составила около 3000 км2. Несколько десятков человек погибло в результате аварии. Отмечены также многочисленные случаи заболевания лучевой болезнью. Свыше 100 000 человек, проживавшие в радиусе 30 км от реактора, пришлось эвакуировать вскоре после аварии.
Крупнейшая химическая авария произошла на заводе по изготовлению пестицидов в г. Бхопале (Индия) 2 декабря 1984 г. Этот завод - дочернее предприятие американской фирмы «Юнион Карбайд» - производил пестицид севин (С10Н7ООСNНСН3). При его производстве использовалось промежуточное ядовитое соединение (полупродукт) - метилизоцианат.
В результате технической неисправности (поломки предохранительного клапана) одного из резервуаров, в котором хранился метилизоцианат, его ядовитые пары попали в атмосферу. По оценкам, в воздух попало приблизительно 3 т газа, от воздействия которого более 2500 человек погибли, а общее число пораженных отравляющим веществом, которым была оказана медицинская помощь, достигло 90000 человек [9].
Эти техногенные катастрофы в Бхопале и Чернобыле по технико-экономическому критерию можно отнести к локальной чрезвычайной ситуации, по экономическому - к национальной, а по социально-политическому, имея в виду международный резонанс, а также по социально-экологическому (крупнейшие катастрофы за всю мировую историю индустрии и энергетики) - к глобальной чрезвычайной ситуации.
В Законе РФ «Об окружающей среде» используется термин катастрофической экологической обстановки в регионе, под которым понимают высшую степень экологического неблагополучия в каком-либо регионе страны. Регион, в котором сложилась катастрофическая экологическая ситуация, в соответствии с указанным Законом носит название зоны экологического бедствия.
Зоны экологического бедствия - это участки территории Российской Федерации, где в результате хозяйственной или иной деятельности происходят устойчивые отрицательные изменения в окружающей природной среде, угрожающие здоровью населения, состоянию естественных экологических систем, генетических фондов растений и животных [10].
1.2 Влияние природных и искусственных катастроф на развитие биосферы
Какое же влияние оказывают природные и искусственные катастрофы на развитие биосферы? Согласно современным представлениям о сущности эволюции биосферы, главенствующую роль в этом процессе играют естественный отбор и мутации. В результате мутаций появляются новые формы жизни. Естественный отбор закрепляет право на дальнейшее существование и развитие за наиболее жизнеспособными. Темпами этих процессов управляют катастрофы, играющие роль регуляторов эволюции. При бескатастофическом существовании биосферы условия обитания видов являются практически неизменными [10].
При этом естественный отбор сравнительно быстро стабилизирует структуру сообществ. У новых форм жизни, образующихся в результате мутаций, практически нет шансов на выживание - все экологические ниши заняты. В результате темпы эволюции резко снижаются. Начинается своеобразный «застой» и механизмы адаптации к изменениям параметров окружающей среды у доминирующих форм жизни «за ненадобностью» ослабевают.
При возникновении глобальных катастроф существенно изменяются условия обитания всех видов. Каждый вид попадает в неблагоприятные для себя условия и вынужден бороться за существование. При этом резко возрастает внутривидовая и межвидовая конкуренция; многочисленные и ранее господствовавшие формы жизни утрачивают свои естественные преимущества перед малочисленными и слабыми.
В этой борьбе выживают и приобретают статус доминирующих виды, обладающие наиболее развитыми способностями к адаптации и способные быстрее других приспособиться к новым условиям.
Чем больше масштабы катастрофы - тем существеннее она влияет на эволюцию. К числу наиболее глобальных, имеющих действительно всепланетные масштабы, относятся катастрофы, вызванные столкновением Земли с другими небесными телами.
Поиском следов подобных катастроф - т.н. астроблем впервые занялся американский геолог и астроном Джим Шумейкер. Он убедительно доказал, что ряд кольцевых геологических структур на нашей планете и других небесных телах образовались в результате столкновений с астероидами и кометами [11, с. 37].
В настоящее время обнаружено 30 таких структур в Европе, 26 - в Северной Америке, 18 - в Африке, 14 - в Азии, 9 - в Австралии [6, с.69].
Астероидным катастрофам посвящено большое количество исследований [12, с.21; 13, с. 68-82; 14, с. 32-44; 15, с. 62-101].
Наиболее полно эта проблема освещена в монографии И.А. Резанова «Жизнь и космические катастрофы» [11].
Важное значение для идентификации падений крупных метеоритов имело установление факта привноса ими на Землю ряда химических элементов, в том числе иридия. В настоящее время аномалии иридия в геологическом разрезе используются для выявления метеоритных вторжений [16, с. 20].