Současnost a vývoj v oblasti prevence závažných havárií

Průmyslové havárie provázejí lidstvo od samého počátku procesu industrializace. Díky změnám, které přinesla průmyslová revoluce, došlo z výraznému posunu v organizaci práce, nástupu strojové výroby a využívání stále širšího spektra vstupních surovin. Negativa, která však tento trend s sebou přinesl, představují neustále se zvyšující nároky kladené nejen na člověka (dříve fyzické, dnes převážně psychické), ale především přírodu. S ohledem na svůj charakter se největší měrou na nežádoucích dopadech podílí bezesporu průmysl chemický. Ten dlouhodobě produkuje velká množství chemických látek širokého spektra, z nichž mnohé jsou velmi nebezpečné (hořlavé, explozivní či toxické). Ukazuje se, že tempo nárůstu objemu produkce bude přetrvávat i ve 21. století.

Kromě znečištění životního prostředí nejrůznějšími polutanty, zde současně vznikl ještě další výrazně negativní, avšak neviditelný produkt – riziko závažné havárie. Toto riziko, které lze vyjádřit součinem pravděpodobností vzniku a jeho následky, však subjektivně přímo nevnímáme. Riziko však představuje ohrožení životů a zdraví nás samých, anebo našich blízkých, životního prostředí či majetku.

V přímé úměře s tempem růstu průmyslové výroby bude růst také riziko. Tento trend je však dlouhodobě nepřijatelný a odporuje principům trvale udržitelného rozvoje. Mohlo by se zdát, že míra rizika je závislá pouze na růstu objemu produkce a složitosti výrobních technologií, avšak tak tomu není. Dalším mechanismem, který velikost rizika může významně ovlivnit, je prevence.

Prevence zahrnuje celou řadu prvků, které lze rozdělit do dvou hlavních skupin - na technické a organizační. Technická opatření zajišťují striktní dodržování parametrů definovaného pracovního procesu a v případě vzniku odchylky aktivují příslušné havarijní systémy, jenž jsou navrženy a konstruovány tak, aby mohly účinně reagovat na předem očekávané následky vzniklé odchylky. Velký význam mají také organizační opatření. Mnohdy pro svou realizaci nevyžadují ani výrazné finanční náklady; jejich přínos však bývá značný. Přes to však bývá jejich význam často nedoceněn. Tyto prostředky v podstatě představují optimalizované změny ve stávající organizaci práce, kterou s přihlédnutím k řadě faktorů zlepšují. Zvláštní skupinou jsou pak opatření zaměřující se na zvyšování spolehlivosti lidského faktoru.

Kromě působení lidských aktivit k riziku vzniku havárií stále více přispívají také přírodní živly (20). Majoritní skupinu v tomto pojetí tvoří povodně, které způsobují na průmyslu čím dál větší škody. Ne nadarmo si proto začínáme klást otázku, zda bude do budoucna možné tento složitý systém vzájemných vztahů nějak pozitivně ovlivnit a udržet tak bezpečnost a trvale udržitelný rozvoj?

Rozvoj chemického průmyslu

Chemický průmysl se začal rozvíjet koncem 18. století v Británii a to především díky rozkvětu textilního průmyslu, který vyžadoval stálé zlepšování procesu bělení a barvení látek. Postupem doby obrátil chemický průmysl svou pozornost k potřebám i ostatních průmyslových oblastí, zvláště pak k rostoucí poptávce po zásadách potřebných pro výrobu mýdla, skla a v řadě jiných výrobních procesů. Těžiště inovací se v polovině 19. století přesunulo od těžké chemie k chemii organické. Podnětem k tomu nebyl ani tak specifický požadavek průmyslu, ale průkopnická práce skupiny německých vědců, kteří objevili postupy zpracování uhlí a jeho derivátů. Významný pokrok je datován k roku 1856, kdy W.H. Perkin vyrobil z anilínu první umělé barvivo. Ve stejné době vedly práce týkající se studia vlastností celulózových materiálů k vývoji silných výbušnin jako nitrocelulózy, nitroglycerinu a dynamitu. Experimenty s tuhnutím a protlačováním celulózovitých kapalin vedly zase k výrobě prvních plastů jako např. celuloidu a umělého hedvábí. Koncem 19. století se tyto postupy staly základnou velkého chemického průmyslu. Důležitým vedlejším produktem bylo a stále je také zvyšování množství lékařských a farmaceutických materiálů (1). Přínosy chemického průmyslu jsou tedy neoddiskutovatelné a v dnešní době bychom si život bez jeho produktů nedovedli již představit. Ovšem chemický průmysl to nejsou jen úspěchy a moderní výdobytky, ale také již zmíněné havárie, které s sebou přinášejí mnohdy až fatální následky.

Největší průmyslové havárie

Černobyl (SSSR)

Za dosavadní největší průmyslovou havárii je bezesporu považována havárie v jaderné elektrárně Černobyl v tehdejším SSSR. 26.dubna roku 1986 v 1 hodinu 23 minut došlo na 4. reaktorovém bloku k těžké havárii se závažnými radiačními důsledky. Jednalo se o sérii výbuchů, přičemž nešlo o výbuchy nukleární, jak se veřejnost často mylně domnívá. První výbuch vznikl díky přetlaku v reaktoru, ve kterém teplota vlivem nekontrolovatelné štěpné reakci stoupla nad kritickou mez. Druhý výbuch, který následoval, byl způsoben iniciací vodíku vzniklého následkem reakce rozžhaveného grafitu se vzduchem, který po odvržení reaktorového víka po prvním výbuchu pronikl do vnitřku reaktoru. Bezprostředně po havárii zemřelo 31 osob (zaměstnanců elektrárny nebo hasičů), přes 140 lidí bylo zraněno a více než 100 000 evakuováno. Skutečný rozsah havárie byl zveřejněn až po několika dnech, což jen dokladovalo trestuhodné selhání tehdejších odpovědných činitelů. Určení pozdějších následků je složité a dodnes nebyly absolutně vyčísleny. Úmrtnost populace žijící v blízkém okolí elektrárny se zvýšila až třikrát. Přes 40 000 dětí trpí nemocí štítné žlázy, dvanáctkrát se zvýšila onemocnění anémií, velmi vzrostl také výskyt leukémie. Na Ukrajině bylo touto havárií postiženo 1,5 milionů lidí včetně 250 000 dětí, v Bělorusku žije 1,2 milionů lidí na zamořeném území a asi 3,5 milionů osob v oblastech se zamořenou půdou (2).

V případě této havárie, stejně tak jako ve více než 80 % všech ostatních závažných průmyslových havárií (4,5,6), bylo na vině selhání lidského činitele – v tomto případě operátorů řídících provoz reaktoru, kteří slepě plnili pokyny nadřízených, které byly v rozporu se schválenými bezpečnými postupy.

Bhópál (Indie)

Během noci z 2. na 3. prosince 1984 došlo k havárií v chemickém podniku v indickém Bhópálu. Příčinou bylo vniknutí vody do zásobníku obsahujícího 40 m3 methylisokyanátu, který začal okamžitě bouřlivě reagovat. Uvolněné teplo způsobilo prudké zvýšení tlaku v zásobníku, ve kterém následně vznikla ruptura. Během hodiny jí uniklo mezi 20 a 30 tunami této silně toxické látky, která vlivem vysoké vlhkosti vzduchu vytvořila těžkou mlhu, jež klesala k zemi. Tento trend nedokázal zmírnit ani 30 metrový ventilační komín, kterým se z objektu plyn do ovzduší dostával. Meteorologické podmínky byly pro rozptyl aerosolu silně nepříznivé a shodou nešťastných okolností též vanul vítr přímo ve směru k obydleným částem města. Následky byly tragické. Zemřelo až 2 500 lidí, 50 000 osob bylo intoxikováno a úřady museli evakuovat na 200 000 lidí. Zóna mortality sahala až do vzdálenosti 2,5 km od továrny a zraňující následky se vyskytly ještě o 1,5 km dále. Chronickými potížemi vzniklými vlivem inhalace byť i malého množství reaktivního methylisokyanátu trpí dodnes tisíce lidí (3).

Toulouse (Francie)

V dopoledních hodinách 21. září 2001 došlo ve výrobním závodu AZF společnosti Grande Paroise Copany, Total Fina Elf Group, na předměstí francouzského Toulouse k jedné z největších průmyslových katastrof. Při explozi skladovaného dusičnanu amonného přišlo o život 30 lidí, přes 2 200 jich bylo zraněno a škoda na majetku dosáhla 1,5 miliardy euro. K explozi došlo ve skladišti, které sloužilo k dočasnému umisťování dusičnanu amonného nižší kvality a znečištěných zbytků pocházejících z výroby hnojiv. Díky restrukturalizaci podniku manipulovaly s látkou ve skladišti tři různé firmy. Pracovník žádné z nich v okamžiku výbuchu naštěstí v prostoru skladu nebyl. Podle počátečních zjištění se množství uskladněného dusičnanu pohybovalo mezi 300 a 400 tunami. Pozdějším vyšetřováním se pak dospělo k hodnotám mezi 390 a 450 tunami (7). Skutečné příčiny této havárie dodnes nebyly dostatečně objasněny.

Povodně a bezpečnost průmyslu

Povodně jsou přirozeným jevem, jejímž příčinám obvykle nelze předcházet. Lidská činnost sice přispívá prostřednictvím příslušných protipovodňových ochran ke zmírňování jejich následků, avšak objektivně bylo potvrzeno, že člověk svou činností pravděpodobnost jejich výskytu neustále zvyšuje. Díky tomu se zvyšují také škody jimi způsobené. Ačkoli se může zdát, že povodně nemají příliš společného s haváriemi v chemickém průmyslu, opak je pravdou.

Ještě dnes máme v dobré paměti povodně z roku 2002, kdy rozvodněné Labe zaplavilo neratovickou Spolanu. Došlo tak k úniku několika tun nejrůznějších chemických látek – mezi nimi i karcinogenních dioxinů (8). Zpráva o povodni uvádí, že škody na životním prostředí spojené s únikem nebezpečných látek sice nebyly prokázány, avšak škoda na továrním majetku byla vyčíslena na 1,5 miliardy korun (8). Tento případ jen ilustruje, jak závažné následky může napáchat přírodní živel, zasáhne-li průmysl, sklady anebo i čističky odpadních vod.

Mezi roky 1998 a 2005 zažila Evropa přes 120 velkých ničivých povodní. Za oběť jim padlo již více než 1000 lidí, evakuováno bylo přes půl miliónu lidí a hospodářské škody byly pojišťovnami vyčísleny na nejméně 35 miliard euro (9,10). Povodně tedy zdaleka není radno podceňovat.

Potenciální ohrožení povodněmi je obrovské. Například podél Rýna žije 10 miliónů lidí v oblastech, kde je toto riziko největší a možné škody by tak mohly dosáhnout až 165 miliard euro. Také pobřežní oblasti jsou vystaveny riziku povodní. Způsobuje ho moře, jehož hladina se vlivem oteplování globálního klimatu začíná zvyšovat. Celková hodnota ekonomického majetku, umístěného do 500 metrů od evropského pobřeží, včetně pláží, zemědělské půdy a průmyslových zařízení, se v současnosti odhaduje na 0,5 až 1 bilión euro (9).

Prevence závažných havárií v Evropě

Během závažné průmyslové havárie v chemickém podniku ICMESA v italském Sevesu, došlo v roce 1976 k úniku až 20 kilogramů velmi toxického dioxinu (3,11). Tato událost spustila v tehdejší Evropské unii legislativní proces, který vyústil v roce 1982 přijetím směrnice 82/501/EEC, známé pod označením SEVESO I. V oboru průmyslové bezpečnosti byl tento okamžik významným mezníkem. Byl odstartován rozvoj aktivního přístupu k zajišťování bezpečnosti při nakládání s nebezpečnými chemickými látkami. Během osmdesátých a devadesátých let se z prevence závažných havárií vyvinul samostatný vědní resp. technický obor, který dnes zahrnuje nejen širokou oblast prevence, ale také část represivní. Tento vývoj se také promítl do příslušné legislativy.

V roce 1996 přijala Evropská Rada směrnici 96/82/ES (SEVESO II), která nahradila tehdy již zastaralou směrnici 82/501/EHS. Povinností všech členských států pak byla její harmonizace do podoby zákonů příslušných národních legislativ. Také v České republice byl vydán ke konci roku 1999 zákon o prevenci závažných havárií a k němu příslušných prováděcích vyhlášek (13,14,15). Legislativní proces tímto však neskončil a v letošním roce dochází k dalším novelizacím, které byly odstartovány přijetím nového zákona o prevenci závažných havárií č. 59/2006 Sb. (12).

Systém bezpečnosti a prevence

Systém bezpečnosti a prevence závažných havárií vychází především z naplňování ustanovení bezpečnostní dokumentace – analýzy a hodnocení rizik, bezpečnostního programu (resp. bezpečnostní zprávy) a havarijních plánů. Struktura a obsahová stránka těchto dokumentů je určena příslušnými právními normami (12,13,15) a každý podnik, který je povinen ji vypracovávat, musí tato kritéria splnit.

Analýza a hodnocení rizik představuje hloubkovou studii, kterou vypracovává tým zkušených odborníků a procesních inženýrů. Jejím účelem je identifikovat všechny zdroje rizika a analyzovat je a to včetně s přihlédnutím na možné působení vnějších (přírodních i antropogenních) vlivů (16,19). Ačkoli existuje řada uznávaných analytických přístupů, jednotný postup při tvorbě analýzy a hodnocení rizika stanoven není. Evropský trend však udávají především holandské a britské přístupy, které jsou postaveny na rozsáhlé kolekci sofistikovaných statistických dat. Výstupem analýzy a hodnocení rizik je určení příčin a možných scénářů nehod (např. prostřednictvím stromů poruch a stromů událostí), stanovení odhadu dopadů havarijních scénářů na zdraví a životy lidí, na hospodářská zvířata, životní prostředí a majetek (např. prostřednictvím softwarových modelovacích programů), stanovení odhadu pravděpodobností zmíněných scénářů (prostřednictvím statistických dat), ocenění a zhodnocení přijatelnosti rizik. Analýza předkládá také návrh preventivních opatření (12) a pomáhá při havarijním plánování.

V závislosti na stále se zvyšujících škodách způsobených povodněmi, které často vedou k únikům nebezpečných chemických látek ze zatopených technologií, přijímá mnoho členských států EU v rámci prevence a havarijní připravenosti také rozsáhlá protipovodňová opatření. Sladěná a koordinovaná činnost na úrovni celé Evropské unie se však ale teprve začíná rozvíjet. Čerstvou novinkou však je rozhodnutí (18), že rozvoj systému prevence havárií a povodní bude od roku 2008 podporován za využití nejmodernějších kosmických technologií a prostředků.

Bezpečnost i za využití kosmických prostředků

Bezpečnost v rámci celé sjednocené Evropy je předpokladem globální prosperity a svobody. Bezpečnostní strategie EU „Bezpečná Evropa v lepším světě“, kterou přijala Evropská rada, se zaměřuje na potřebu rozvoje systému bezpečnosti, jenž zahrnuje civilní i vojenská bezpečnostní opatření.

V uplynulých 40 letech si Evropa vybudovala vynikající technologickou způsobilost, avšak k udržení konkurenceschopného průmyslu (včetně výrobců, poskytovatelů a provozovatelů služeb) vyžaduje nový výzkum a technologie. Ten se nevyhýbá ani vesmíru, neboť aplikace založené na vesmírných technologiích jsou důležitým přínosem pro průmysl i občany.

Evropský kosmický program si pro léta 2007 až 2013 proto stanovil jako jeden z prioritních cílů vyvinout technologie a znalosti pro budování kapacit potřebných k zajištění bezpečnosti občanů před ohrožením (18). Konkrétně se jedná o spuštění evropského kosmického systému satelitního sledování životního prostředí a bezpečnosti GMES (Global Monitoring for Environment and Security). Ten bude určen nejen k monitorování složek životního prostředí a případných hrozeb, ale bude také zajišťovat integraci s pozemními, lodními a letadlovými složkami prostřednictvím komunikace a předávání potřebných dat při mimořádných událostech.

Obdobný přístup byl již ověřen při zjišťování havárií na ruských ropovodech procházejících neobydlenými oblastmi Sibiře, kde není jiná možnost monitoringu než z letadel či satelitů.

Trendy výzkumu a vývoje

Kromě rozvoje satelitní podpory se výzkum a vývoj v oblasti prevence závažných havárií ubírá několika dalšími směry. Hlavní úsilí je u nás v současnosti soustředěno například do těchto oblastí:

1. vývoj a zdokonalování modelovacích analytických technik;
2. zpřesňování údajů o toxických vlastnostech nebezpečných chemických látek;
3. výzkum příčin selhání lidského činitele na kritických pracovních pozicích a zlepšování bariér bránících vzniku těchto selhání;
4. vývoj účinnějších technických bezpečnostních bariér a zlepšování účinnosti havarijních prostředků.

Česká republika podporuje tento aplikovaný výzkum zejména prostřednictvím grantových dotací příslušných ministerstev a agentur. Jednou z institucí, která se výrazně do tohoto výzkumu zapojuje je i Výzkumný ústav bezpečnosti práce. Ten je v současnosti nositelem nebo spoluřešitelem dvou významných projektů spadajících do zmíněných oblastí. Pro oblast vývoje a zdokonalování modelovacích analytických technik probíhá projekt s názvem "Ověření modelu šíření a účinků ohrožujících událostí", který má za úkol vyvinout nový softwarový modul umožňující modelování šíření toxických prachových disperzí. Druhým projektem, na kterém nyní pracujeme, je projekt s názvem "Metody a nástroje hodnocení a zvyšování spolehlivosti lidského činitele v provozu jaderné elektrárny". Tento projekt směřuje ke zvyšování spolehlivosti lidského činitele na kritických pracovních pozicích (zejména operátorů reaktoru), jejichž případné selhání může způsobit závažnou havárii. Projekt nabízí také alternativní výstupy využitelné pro procesní průmysl.

Shrnutí a závěr

Závažná havárie, jakou byla havárie v jaderné elektrárně v Černobylu, nebo průmyslové havárie v chemických závodech v Bhópálu, Toulouse, Mexico City ale i jinde, ukázaly, jaké obrovské riziko mohou tyto náročné provozy představovat. Je proto nutné začít usilovněji vytvářet systém, kterým by se podobným haváriím mohlo účinně předcházet. V Evropě se za posledních dvacet let na tomto poli vykonalo mnohé a je dobře, že tato problematika je stále více vnímána jako jedna z existenčních priorit. Zdaleka již nejde jen o parciální kroky směřujících k odstranění konkrétních rizik, tak jak tomu bylo v minulosti, ale byly položeny základy jednotného systému prevence a havarijní připravenosti. Tento systém si klade za cíl snížit celkové společenské i individuální riziko na tzv. společensky přijatelnou mez. Pro její dosažení je potřeba vynakládat nejen prostředky pro realizaci technických opatření, ale také aktivně zvyšovat spolehlivost lidského faktoru. K lepší prevenci začne již brzy přispívat také satelitní technika. Evropská kosmická agentura rozvíjí systém GMES, který bude od roku 2008 monitorovat a varovat před hrozícím nebezpečím. To umožní Evropě včas reagovat na mimořádné stavy a minimalizovat jejich následky.

Literatura

(1) Vacek J.: Průmyslová revoluce (1750 - 1900), webové stránky Jednoty českých matematiků a fyziků, 2003

(2) Kostka T.: Havárie v jaderné elektrárně Černobyl, internet

(3) Mika O., Sabo J.: Nejzávažnější chemická havárie 20. století, 112 – odborný časopis požární ochrany, IZS a ochrany obyvatelstva, 12/2004

(4) Hale and Glendov: Industrial accident prevention: A safety management approach, (5th ed.), McGraw-Hill, New York, U.S.A., 1987

(5) Gertman D.I, Blackman H.S: Human Reliability and Safety Analysis Data Handbook, John Wilex and Sons, Inc. New York, U.S.A., 1994

(6) Johnson C.W.: Failure in Safety-Critical Systeme: A Handbook of Accident and Incident Reporting, University of Glasgow Press, Glasgow, U.K., 2003

(7) Kelnar L.: Poučíme se z havárie v Toulouse? Resque report, 2005

(8) Povodeň 2002 – Soubor informací k průběhu povodně ve Spolaně Neratovice a výsledky auditů, Spolana Neratovice, 2003

(9) Sdělení Komise Radě, Evropskému parlamentu, Evropské ekonomické a sociální komisi a Regionální komisi: Řízení povodňových rizik - Prevence, ochrana a zmírnění následků povodní, č. COM(2004)472, Brusel, 2004

(10) Environmental issue report no. 35, European Environment Agency, 2003

(11) Corliss M.: Dioxin: Seveso disaster testament to effects of dioxin, 1999 (zdroj: internet)

(12) Zákon č. 59/2006 Sb., o prevenci závažných havárií způsobených vybranými nebezpečnými chemickými látkami a chemickými přípravky

(13) Vyhláška č. 366/2004 Sb., o některých podrobnostech systému prevence závažných havárií

(14) Vyhláška č. 367/2004 Sb., kterou se mění vyhláška č. 7/2000 Sb., kterou se stanoví rozsah a způsob zpracování hlášení o závažné havárií a konečné zprávy o vzniku a následcích závažné havárie

(15) Vyhláška č. 373/2004 Sb. kterou se stanoví podrobnosti o rozsahu bezpečnostních opatření fyzické ochrany objektu nebo zařízení zařazených do skupiny A nebo do skupiny B

(16) Sluka V. a kol.: Postup analýzy a hodnocení rizik závažné havárie pro zpracování bezpečnostní dokumentace podle zákona o prevenci závažných havárií, Výzkumný ústav bezpečnosti práce, Praha

(17) Stuchlá K.: Analýza rizik v havarijním plánování, 112 – odborný časopis požární ochrany, IZS a ochrany obyvatelstva, 5/2004

(18) Rozhodnutí Evropského parlamentu a Rady o sedmém rámcovém programu Evropského společenství pro výzkum, technický rozvoj a demonstrace (2007 až 2013), č. 2005/0043 (COD), Brusel, 2005

(19) Skřehot P. a kol.: Prevence a represe v rámci direktivy SEVESO a způsob hodnocení závažných průmyslových havárií v západní Evropě, 112 – odborný časopis požární ochrany, IZS a ochrany obyvatelstva, 4/2006

(20) Sauliere G., Vallart J.: Succession of events involved by floods, DRIRE, France – presentace na konferenci IMPEL 2005, Francie Poznámka: Materiál byl presentován na 27. konferenci Člověk ve svém pozemském a kosmickém prostředí v květnu 2006.