Stuchlá K,. Hodnocení dopadů havárií na životní prostředí. Fórum mladých odborníkov protipožiarnej ochrany. 6. medzinárodný odborný seminár, 17. 28.10. 2005. s. 7. ISBN: 80-228-1514-4. Abstrakt Příspěvek se zabývá přístupy a metodologií hodnocení dopadů havárií s účastí nebezpečné látky na sloţky ţivotního prostředí v rámci direktivy SEVESO. Specifikuje problémy, které provázejí hodnocení dopadů nebezpečných látek na ţivotním prostředí. Prezentuje metodu H&V index, která vznikla v rámci disertační práce autorky a byla Ministerstvem ţivotního prostředí České republiky přijata jako jedna z oficiálně doporučovaných metod pro hodnocení dopadů havárií na ţivotní prostředí. Klíčová slova Seveso, životní prostředí, závažná havárie, metodika, hodnocení Abstract This article is aimed at the scope of major accidents involving dangerous substances in the context of the SEVESO directives. The problems which are specific for the determination of accidental impact to environment are described. Also the methodology 'H&V index', which was developed as a part of PhD. thesis of authors, is presented in this article. This methodology is used as an official guideline recommended by the Ministry of the Environment of the Czech Republic. Key words Seveso, environment, major accident, methodology, determine 1 Úvod S rostoucím zájmem o ţivotní prostředí a s rozeznáním faktu, ţe velká část havárií má dopady právě na ně, se objevuje poţadavek na hodnocení potenciálních dopadů havárií na ţivotní prostředí. Hodnocení dopadů havárií na ţivotní prostředí (dále jen ŢP ) je preventivním nástrojem ke stanovení moţnosti ohroţení sloţek ŢP účinky nebezpečných látek. Cílem hodnocení dopadů havárií na ŢP je stanovení závaţnosti impaktu mezi nebezpečnou látkou a zasaţenou sloţkou ŢP. V návaznosti na Seveso direktivu [1], vyplývá potřeba hodnocení dopadů havárií na ŢP. V době zavádění direktivy Seveso v České republice neexistovala vhodná metoda, která by tyto dopady umoţňovala hodnotit. Metody aplikované na hodnocení dopadů havárií na lidské zdraví, techniku a stavby totiţ nejsou schopny ohodnotit takové aspekty jako kvalita vody, vyuţitelnost půdy či poškození ekosystému. V České republice, ale i ve světě, jsou propracovány metody hodnocení environmentálních dopadů z dlouhodobého hlediska [2] (např. staré ekologické zátěţe). Analýza těchto rizik je známa pod zkratkou ERA (Environmental Risk Assessment) [3]. Vyuţívá se k hodnocení ekologického rizika ve vztahu k dlouhodobým účinkům nebezpečných látek v ŢP, tzn. hodnotí dlouhodobé účinky nízkých koncentrací ve sloţkách ŢP, tzv. chronická rizika. Tento přístup je však pro účely hodnocení dopadů havárií na ŢP neaplikovatelný. Při haváriích s dopadem na ŢP dochází k únikům velkých mnoţství nebezpečných látek a do sloţek ŢP se tedy dostávají několikanásobně vyšší koncentrace. Z časového hlediska jsou havárie charakteristické jednorázovým únikem nebo únikem po relativně krátkou dobu (cca hodiny). Zatímco při hodnocení environmentálních dopadů [2] se jedná o daleko delší působení nebezpečných látek na sloţky ŢP, řádově v měsících, letech.
K hodnocení dopadů havárie na ŢP je efektivnější vyuţívat zranitelnosti [4]. Obecně lze zranitelnost definovat vztahem mezi citlivostí a odolností prvku zkoumaného systému. ZRANITELNO ST CITLIVOST ODOLNOST Zranitelnost je schopnost zkoumaného prvku systému negativně reagovat na působení neţádoucího jevu (např. působení nebezpečné látky). Jedná se o vnitřní vlastnost systému, kterou nelze poznat bez působení neţádoucího jevu. Nebezpečnost Zranitelnost Dopady (hrozba) Obr 1: Schéma kvalitativní analýzy rizika v ŽP Zranitelnost ŢP se liší ve svém pojetí od zranitelnosti ekonomické či sociální, neboť ŢP je komplexem systémů s různými úrovněmi organizovanosti, toky energií a informací. Ukazatele ŢP ve většině případů nelze vyjádřit v jednoduchých jednotkách a jejich prahové hodnoty se velmi liší. Z těchto důvodů je zranitelnosti ŢP vyjadřována indexy, jimiţ lze eliminovat sloţitosti a lze snadněji ŢP ve vztahu k rizikům posuzovat a porovnávat. Index zranitelnosti ŢP ovlivňuje úroveň rizika, vnitřní odolnost vůči riziku a vnější odolnost, jako výsledek působení vnějších sil ve vztahu ke schopnosti ekosystému. Výsledný index má své výhody i nevýhody. Výhodou je, ţe indexy zranitelnosti ŢP umoţňují pracovat s širokou škálou ukazatelů, stanovovat míry rizika a prioritizovat je. Nevýhodou je subjektivita v přiřazování vah parametrům ŢP. Rozsah definovaných škál pak vede ke ztrátám detailu. Indexového hodnocení vyuţívá metoda H&V index, ale i další metody, které v Evropě vznikly. Ohroţení ŢP prostřednictvím zranitelnosti vyuţívá metoda WHO, tzv. REHRA [5] (Rapid Environment and Health Risk Assessment); dále pak metoda Španělská tzv. OIEC (Overall Index of Environmental Consequences) [6] a vznikající metoda ARAMIS [7]. 2 Specifika hodnocení environmentálních rizik Zatímco při haváriích s dopadem na obyvatelstvo lze za cestu přenosu povaţovat šíření převáţně vzduchem, při haváriích s dopadem na ŢP existuje mimo moţnost šíření vzduchem také moţnost šíření kontaminantu půdním prostředím, povrchovými a podzemními vodami. V této oblasti existují obecně jen limitované znalosti o chování (mobilitě, reaktivitě a rozptylu) nebezpečných látek. Rovněţ cíl, který můţe být havárií zasaţen, je specifický. V ŢP nedochází jen k ohroţení ţivých organismů, potenciální havárií mohou být ovlivněny také povrchové vody (včetně vodohospodářsky významných vodních děl), půdní prostředí, bonita půdy a v neposlední řadě podzemní voda, prostřednictvím které můţe dojít k šíření kontaminantu a ohroţení zásob pitné vody. Navíc nelze předem definovat odolnost a reakci sloţek ŢP (např. fauny a flory) na stresor (nebezpečnou látku) v prostředí [8]. Dopad havárie s účastí nebezpečné látky na ŢP je dán následujícím řetězcem a jejich vzájemnými vztahy: vlastnosti nebezpečné látky nebezpečnost mobilita nebezpečné látky v prostředí reaktivita různých nebezpečných látek reaktivita látky v prostředí vlastnosti ţivotní prostředí vlastnosti fyzického prostředí (půdního prostředí, povrchových a podzemních vod, ovzduší) vztah biotického prostředí k nebezpečné látce
technické parametry zařízení scénáře havárií V celém tomto řetězci je nutné akceptovat úroveň bezpečnostního managementu, ve smyslu připravenosti a odezvy na vznik havárie, včetně zkušeností z minulých havárií. Hodnocení dopadů havárií na ŢP navazuje na detailní hodnocení rizik závaţné havárie dle zákona o prevenci závaţných havárií [1]. Vyuţívá z ní vypočtené dosahy účinků, pravděpodobnost a mnoţství uniklé látky (viz Obr 2). Start Analýza rizik Scénář vzniku ZH Metody (FTA, ETA...) Metody(Dow FaEI, RMP EPA Guide, Dow CEI...) Hodnocení dopadů na: Pravděpodobnost Oblast metodiky H&V index Lidské zdraví Majetek Životní prostředí Viz. Vývojový diagram 0.2 Nebezpečnost látky Zranitelnost prostředí Syntéza indexů H&V Množství uniklé látky Celková syntéza Stanovení kritérií přijatelnosti Přijatelnost Konec Obr 2: Schéma hodnocení dopadů havárie v životním prostředí 3 Metodika H&V index Hodnocení dopadů havárií na ŢP je potřeba chápat jako multikriteriální hodnocení, při kterém jsou v úvahu brány vlastnosti nebezpečných látek, charakteristiky sloţek ŢP, technické parametry zařízení. ŢP je z pohledu havárií nejen potenciálně ohroţeným prvkem, ale i cestou přenosu kontaminantu. Na chování nebezpečné látky v ŢP (mobilitě, reaktivitě, rozptylu apod.) se můţe podílet řada vlastností a charakteristik. Nejvýznamnějšími jsou vlastnosti nebezpečných látek, vlastnosti fyzického ŢP a vztah biotického prostředí k nebezpečné látce [8]. Při hodnocení dopadů havárií na ŢP a tvorbě metody je navíc zapotřebí mít na paměti fakt, ţe hodnocené vlastnosti a charakteristiky musí být pokud moţno lehce dosaţitelné. Není vhodné ověřovat účinky nebezpečných látek na organismy či mobilitu ve sloţce ŢP zkouškami a experimenty. Proto byl při zpracovávání metody kladen důraz na dosažitelnost dat. Vyuţitelnými jsou například údaje z bezpečnostních listů, databáze nebezpečných látek, data o proběhlých haváriích, soubory geologických a ekologických účelových map přírodních zdrojů, katalog biotopů, územní plány apod. Pro hodnocení technických parametrů objektů a zařízení bylo cílem maximálně vyuţívat výstupy existujících metod analýzy rizik. Jedná se většinou o metody, kterými je hodnocen
dopad havárií na lidský ţivot a zdraví. Dále pak jde o metody, které z pohledu scénářů havárií stanovují konkrétní uniklá mnoţství nebezpečné látky do sloţky ŢP. Z pohledu vyuţitelnosti metody bylo cílem vytvořit metodu, která by byla nenáročná při aplikaci a dostupná odborné veřejnosti v oblasti prevence závaţných havárií a havarijního plánování. Při tvorbě metody rovněţ kladu vysoký důraz na jednoduchost výstupu, který nesmí být sloţitý, ale přitom musí reflektovat komplexní pohled na hodnocené sloţky ŢP a musí být dostatečně variabilní k proměnlivým zohledňovaným faktorům. Z tohoto důvodu je mnou zpracována metoda indexovou. Pro hodnocení pouţívám 5-ti stupňovou škálu, která není sloţitá co do počtu kategorií a uţivatel tak neztrácí přehlednost a zároveň poskytuje dostatečný prostor pro zohlednění všech hodnocených parametrů. Tyto principy byly základem pro výběr kritérií hodnocení v procesu tvorbě metodiky pro hodnocení dopadů havárií na ŢP. Stěţejním krokem při tvorbě metodiky pro hodnocení dopadů havárií na ŢP bylo nadefinování kritérií, které mohou mít na průběh havárie a její důsledky vliv. Tato kritéria jsem následně logicky rozdělila do dvou kategorií, v závislosti na časové a prostorové proměnlivosti. Jedná se o kritéria definovaná (např. meteorologické podmínky) a kritéria proměnná (vlastnosti nebezpečných látek, technické parametry zařízení, zranitelnosti sloţek ŢP). Proměnná kritéria jsem detailně analyzovala a vybrala jejich stěţejní vlastnosti, které ovlivňují závaţnost havárie. Jedná se především o vybrané fyzikálně-chemické vlastnosti a (eko)toxikologické vlastnosti nebezpečných látek, scénáře havárií, kategorie povrchových vod a biotického prostředí, vlastnosti podzemních vod a půdního prostředí. Jak vyplývá z tohoto výčtu různorodých vlastností a kategorií, výsledný dopad havárie na ŢP je funkcí různorodých parametrů a vlastností, které jsou definovány v různých rovinách. Zejména z tohoto důvodu jsem přistoupila k indexovému hodnocení dopadů havárie na ŢP. Indexy umoţňují sčítání zdánlivě nesčítatelných a neporovnatelných parametrů, dále pak nekladou vysoké nároky na uţivatele metody a jejich výsledky jsou jednoznačně reprodukovatelné. Výsledkem hodnocení dopadů havárií na ŢP jsou tedy indexy (kategorie závaţnosti havárie) stanovené samostatně pro: povrchové vody ohroţené únikem toxické látky, podzemní vody ohroţené únikem toxické látky, půdního prostředí ohroţené únikem toxické látky, biotického prostředí ohroţené únikem toxické látky, biotického prostředí ohroţené účinkem hořlavé látky. Prvním krokem je posouzení toxických a fyzikálně chemických vlastností pro jednotlivé sloţky prostředí. Výsledkem je index toxické nebezpečnosti látky pro biotickou sloţku prostředí, index toxické nebezpečnosti látky pro půdní prostředí, index toxické nebezpečnosti pro vodní prostředí a index nebezpečí hořlavosti látky s dopadem na biotickou sloţku prostředí. V případě, ţe látka vykazuje nebezpečnost pro některou ze sloţek ŢP, je dále analyzována zranitelnost ŢP v dané lokalitě. V této části jsou samostatně posuzovány sloţky prostředí: povrchové vody; podzemní vody; půdní prostředí; biotické sloţky prostředí.
Výsledkem této části je stanovení indexu zranitelnosti povrchových vod, indexu zranitelnosti podzemních vod, indexu zranitelnosti půdního prostředí a indexu zranitelnosti biotické sloţky prostředí. Před stanovením závaţnosti havárie je provedena syntéza indexů (viz Obr 3). Syntézou indexů nebezpečnosti a zranitelnosti a dále v kombinaci s mnoţstvím uniklé látky je stanovena závaţnost havárie. Tuto vypočtenou závaţnost lze vynést do matice závaţnost/pravděpodobnost a určit kategorii přijatelnost rizika dopadů havárie na ŢP. Prezentace metodiky H&V index v MS PowerPoint je součástí tohoto příspěvku (viz HaV_index.ppt). Plné znění metody H&V index je ke staţení na webových stránkách VŠB-TU Ostrava, Laboratoře výzkumu a managementu rizik, v sekci materiály (http://labrisk.vsb.cz/cz/material.php). Na těchto stránkách jsou rovněţ pro uţivatele metody k dispozici výpočtové formuláře v MS Excel, které usnadňují výpočet jednotlivých indexů. Start R-věty Bezpečnostní listy Viz. Vývojový diagram 1.1.-1.5 Vlastnosti látky Nebezpečnost pro ŽP? Ne Konec Ano Možnost úniku do složek životního prostředí Viz. Vývojový diagram 2.2-2.5 Ekotoxikologické a fyzikálně-chemické vlastnosti Stanovení indexů nebezpečnosti látky Stanovení indexů zranitlnosti prostředí Informace o životním prostředí Syntéza T W I TSW I SW I TUW I UW T S I TS I S T B I TB I B F R I FR Stanovení závažnosti M nožství uniklé látky Kritéria přijatelnosti Matice přijatelnosti Pravděpodobnost Konec Obr 3: Průběh hodnocení metodikou H&V index T W Index toxické nebezpečnosti látky pro vodní prostředí, T B Index toxické nebezpečnosti látky pro biotickou složku prostředí, T S Index toxické nebezpečnosti látky pro půdní prostředí, F R Index nebezpečí hořlavosti látky, I TUW Index toxicity látky pro podzemní vody, I TSW Index toxicity látky pro povrchové vody, I TB Index toxicity látky pro biotickou složku prostředí, I TS Index toxicity látky pro půdní prostředí, I FR Index dopadů hořlavosti látky na biotickou složku prostředí, I SW Index zranitelnosti povrchových vod, I UW Index zranitelnosti podzemních vod, I B Index zranitelnosti biotické složky prostředí, I S Index zranitelnosti půdního prostředí
5 Závěr Metodika H&V index byla zpracována pro účely hodnocení rizik s dopadem na ŢP v dikci zákona o prevenci závaţných havárií. V březnu 2003 byla Ministerstvem ţivotního prostředí České republiky přijata jako jedna z oficiálně doporučovaných metodik a vyšla také ve Věstníku MŢP ČR [10]. V průběhu zpracování a sestavování indexů byla konzultována s řadou odborníků z různých oblastí. Tyto konzultace umoţnily zejména stanovení indexů zranitelnosti sloţek ŢP metodou párového posouzení faktorů (tzv. Fullerův trojúhelník) [11]. Následně byla provedena verifikace nastavených parametrů a indexů testováním metody na proběhlých událostech, u kterých jiţ jsou známy jejich následky a vymyšlených typových příkladech. Z výsledků testování vyplývá, ţe metoda H&V index má dostatečnou rozlišovací schopnost pro proměnlivost parametrů určujících zranitelnost prostředí a lze usuzovat na dobrou rozlišovací schopnost pro mnoţství látky od 1 tuny výše. Pro mnoţství menší neţ 1 tuna metoda H&V index nemá dobrou rozlišovací schopnost, lze však polemizovat o tom, zda lze únik do 1 tuny povaţovat za závaţnou havárii. Problémem metody H&V index je, ţe nepodchytí malé mnoţství supertoxické látky (např. dioxiny). Metoda je pouţívána týmem Laboratoře výzkumu a managementu rizik VŠB TU Ostrava v rámci zpracovávaných bezpečnostních dokumentací dle zákona o prevenci závaţných havárií a v dalších projektech, týkajících se analýzy rizik území. Metoda H&V index byla pouţita při zpracovávání bezpečnostních dokumentací pro provozovatele ČEPRO, a.s., ENERGOAQUA, a.s., Terosil, a.s., Bochemie, s.r.o., Energetika Vítkovice, a.s. a otestována na široké škále nebezpečných látek a v různých podmínkách sloţek ŢP. Touto metodou byla dále analyzována zranitelnost ŢP v rámci zpracovávané bezpečnostní studie pro okres Karviná. Výstupem tohoto projektu byly mapy zranitelnosti sloţek ŢP pro území celého okresu. Následně byla část metody aplikována při stanovení zranitelnosti sloţek ŢP v okolí přepravních tras chlóru pro úpravny vody SmVaK, a.s. Dále pak byla metoda vyuţita pro hodnocení transportních rizik vyplývajících z přepravy nebezpečných látek pro území obce s rozšířenou působností Frýdek-Místek a Valašské Meziříčí. U těchto projektů jiţ byly výstupy vizualizovány prostřednictvím geoinformačních systémů. Metoda H&V Index byla rovněţ adaptována pro moţnost vyuţití hodnocení environmentálních rizik potrubní přepravy ropných látek. Praxe ukázala, ţe první část metody, týkající se stanovování indexů nebezpečnosti látky můţe být pro uţivatele velmi náročná. Prvním řešením je, ţe lze v budoucnu uvaţovat o zjednodušení metody ve fází výpočtu indexů nebezpečností látky na předdefinované indexy pro nejčastěji vyuţívané nebezpečné látky, čímţ by došlo k vytvoření databáze indexů nebezpečnosti látek pro jednotlivé sloţky ŢP. Druhou moţností je převést výpočet stanovování nebezpečností látek dle toxikologických koeficientů dle mezinárodních principů pro příbuzné látky. Tento úkol je v současné době zpracováván a ověřován. V současné době je metoda hojně vyuţívána v rámci analýzy rizik pro účely zákona o prevenci závaţných havárií i pro účely hodnocení zranitelnosti území vůči účinkům havárií na území celé ČR. Vybraná literatura [1] Directive 96/82/EC of 9 December 1996 on the control of major accident hazards involving dangerous substance (SEVESO II). s. 33.
[2] Technical Guidance Document in Support of commission Directive 93/67/EEC on Risk Assessment for New Notified Substance and Commission Regulation (EC) No. 1488/94 on Risk Assessment for Existing Substance (TGD). [3] Metodický pokyn odboru environmentálních rizik ministerstva ţivotního prostředí ČR k analýze rizik kontaminovaného území, s. 41. Věstník MŢP ČR, ročník XV, 9/2005. [4] Mozga, J.: Udrţitelný rozvoj a řízení rizik, pohrom a krizí. Gaudeamus, Hradec Králové 2002, s. 331. ISBN: 70-7041-293-3. [5] Rapid Environment and Health Risk Assessment (REHRA), World Health Organization, Regional Office for Europe, September 2001, s. 154. [6] Guideline for the performance of environmental risk assessment (with the framework of royal decree 1254/1999-SEVESO II), Directorate General for Civil Protection of Spanish (Ministry of the Interior), 2003, s. 74. [7] Hourtolou, D.: Salvi, O., Kirchsteiger, C., Christou, M.: ARAMIS Project: Development of an integrated Accidental Risk Assessment Methodology for Industries in the framework of the SEVESO II directive. ESREEL 03 conference, June 2003, Maastricht, The Neetherland. [8] Report of the Special Session on Environmental consequences of Chemical Accidents. Environment Directorate, Joint Meeting of the Chemicals Committee and the Working Party on Chemicals, Pesticides and Biotechnology, Paris, France, 2002. p. 35. [9] Zákon MŢP č. 353/1999 Sb., o prevenci závaţných havárií způsobených vybranými nebezpečnými chemickými látkami a chemickými přípravky, ve znění pozdějších předpisů. Sbírka zákonů ČR, částka 111. [10] Metodický pokyn odboru environmentálních rizik pro stanovení zranitelnosti ţivotního prostředí metodou ENVITech03 a analýzu dopadů havárií s účastí nebezpečné látky na ţivotní prostředí metodou H&V index, s. 58. Věstník MŢP, ročník XIII, 3/2003. [11] Říha, J. (1992). Vliv investic na ţivotní prostředí (teorie a metodologie procesu EIA). Ediční středisko ČVUT Praha, ISBN 80-01-00678-6.