Для сегодняшнего мира характерна тенденция: при уменьшении вероятности каждого отдельно взятого негативного события (будь то авиационная, железнодорожная или морская катастрофа, разрушение плотины, химического производства либо ядерного объекта) масштабы последствий, если оно все же случается, как правило, заметно вырастают. Действительно, если в 40-х годах в десятках авиационных катастроф погибали десятки людей, то ныне гораздо более редкая, единичная катастрофа уносит жизни сотен людей. Пожары давно сопутствовали деятельности человека, но с развитием нефтехимии и газовой энергетики они стали сопровождаться взрывами, резко увеличивающими поражаемые площади и масштабы последствий, Так, в 1973 году в один из воскресных майских дней в городе Чикаго в Центральном производственном районе на заводе по выпуску типографской краски произошла авария. В результате возникших пожаров и взрывов завод был полностью разрушен. А спустя десять лет, в ноябре 1984 года, на северной окраине города Мехико в поселке Сан Хуан Иксуатепек пожары и взрывы, начавшиеся в хранилище сжиженного газа, собираемого в процессе нефтепереработки, вышли за пределы предприятия, полностью уничтожив все в радиусе одного километра. В итоге – около полутысячи погибших, несколько тысяч пострадавших.
Подобная динамика характерна и для развивающейся химической промышленности. Выброс 2–2,5 килограмма диоксина при взрыве в июле 1976 года на химическом заводе в итальянском городе Севезо привел к заражения территории площадью 18 квадратных километров и к необходимости эвакуации из этой зоны около тысячи человек. Яд содержал до семи тысяч летальных доз. Зараженная местность по сей день не дезактивирована. Летом 1981 года в Мексике в результате аварии трайлера с хлором погибло 29 крестьян, тысяча человек получила серьезное отравление. В 1984 году весь мир потрясла трагедия в Бхопале (Индия), унесшая тысячи жизней, десятки тысяч людей были поражены тяжелыми легочными заболеваниями. В июле 1986 года к США многосуточный пожар, случившийся при транспортировке по железной дороге цистерн, содержавших фосфор и серу, потребовал эвакуации из близко расположенных населенных пунктов около 30 тысяч человек.
В ночь на 1 ноября 1986 года в Муттенце, в 5 километрах от центра Базеля, на берегу Рейна, в складе № 956 загорелось 800 тонн различных химических препаратов. Одни из них были ядовиты в исходном состоянии, другие вступали в процессе многочасового горения в реакции, приведшие к образованию отравляющих веществ. Многие из хранившихся и возникших во время аварии соединений попали в Рейн, поразив его на участке длиной более 300 километров. Было свезено на свалку свыше 150 тысяч мертвых угрей, сообщалось о гибели щуки, хариуса, судака, форели, цапель, уток, лебедей, бакланов, планктона, водорослей, рачков, червей, личинок насекомых. Нарушена нормальная жизнедеятельность 20 миллионов человек. По оценкам, пока еще требующим тщательного анализа и уточнений, на возврат к прежнему состоянию этой реки и ее обитателей может понадобиться не менее десяти лет.
Новые виды человеческой деятельности, уберегая нас от нехватки энергии, помогая поднимать урожайность и сохранять собранную продукцию, одновременно несут новые опасности, размеры которых подчиняются тем же тенденциям. Если во время радиационной аварии в Селлафилде (Англия) в 1957 году погибло 13 человек и было загрязнено радионуклидами около 500 квадратных километров территории, то чернобыльская авария 1986 года привела к потере 30 человеческих жизней и нескольким тысячам квадратных километров серьезно пострадавшей территории.
К сожалению, продолжаются аварии и в традиционных, давно сложившихся отраслях человеческой деятельности, например, на угольных шахтах и элеваторах. В США ежегодно случается несколько десятков взрывов на зерновых элеваторах. При этом каждый из них – событие крупное и неприятное. Причиной служит взрывное горение слоя пыли, поднявшейся в воздух. Сам взрыв инициирует увеличение количества такой пыли и масштаба вторичных взрывов и пожаров. Каждое подобное происшествие уносит жизни 20–30 человек, ущерб оценивается в 25–30 миллионов долларов не считая косвенного влияния на экспорт – импорт зерна, цены на него.
Обращает на себя внимание, что в ряде случаев происходят аварии, экономический, а иногда социальный и политический ущерб которых чрезвычаен. Так, в результате катастрофы аэрокосмического корабля «Челленджер» утрачено не только семь человеческих жизней, но и сам очень дорогой корабль многоразового действия, задержаны многие запланированные программы, потребовались новые исследования и разработки, изменения в технологии создания подобных кораблей.
Тяжелая авария в 1979 году с расплавлением активной зоны реактора на атомной электростанции Три-Майл-Айленд в США не затронула жизни и здоровья персонала, но непосредственный ущерб от нее превысил 1 миллиард долларов. Кроме того, было подорвано доверие к атомной энергетике, заторможено ее развитие. Возникла необходимость в пересмотре многих позиций, осуществлении на всех действующих АЭС ряда дополнительных мероприятий по повышению безопасности – для каждой станции их стоимость составляла несколько десятков миллионов долларов.
Ущерб от чернобыльской аварии тоже не ограничивается потерянными жизнями, миллиардами рублей, затраченными на ее ликвидацию. На несколько месяцев был нарушен привычный ритм хозяйственной жизни крупных регионов и многих звеньев государственного управления, пришлось отвлечь большое количество руководителей, исследователей, специалистов, строителей, медиков от выполнения намеченных планов, текущих задач. Для незапланированных целей использовалось немало строительной техники и транспортных средств.
К сожалению, число подобных омрачающих нашу жизнь примеров велико. Существенно, что опасности от техносферы уже стали в категориях ущерба соизмеримыми с негативными для человека природными воздействиями. Так, атмосферные аномалии – смерчи (торнадо) происходят до 700 раз в год. Около двух процентов из них приносят беды, связанные с гибелью в среднем 120 человек, поражаемой площадью примерно 2,5 квадратных километров в каждом случае и материальным ущербом порядка 70 миллионов долларов. В то же время только в нефтепереработке, по нашей оценке, ежегодно случается около 1500 аварий, четыре процента которых сопровождаются утратой человеческих жизней (100–150 человек) и материальным ущербом до 100 миллионов долларов.
Все это вызывает естественные вопросы. Почему же, несмотря на усилия по повышению надежности техники, аварии происходят? Почему растет масштаб их последствий?
Современные сложные производства и машины проектируются так, чтобы их надежность была максимально высокой с позиций существующего понимания характера опасностей, технических и экономических возможностей их предотвращения. Как правило, проектные решения и регламенты эксплуатации совместно могли бы гарантированно обеспечить безопасную работу объекта, если бы не дефекты при изготовлении оборудования, конечные величины надежности каждого отдельного агрегата и прибора, если бы не отклонения от предначертанных режимов эксплуатации, возникающие, например, из-за смены сырья, проведения опытных операций или человеческих ошибок. Понимая неизбежность подобных дефектов, конструкторы и проектировщики создают различные системы, предупреждающие возможность аварии при отклонениях от нормальных режимов эксплуатации. Но надежность и эффективность самих защитных устройств также являются конечными, подвластными техническим сбоям и ошибкам в их использовании. Поэтому ставятся вторые, а иногда и третьи, и четвертые дублирующие, резервирующие системы, но все они, усложняя и удорожая машину или процесс, лишь понижают риск возникновения аварии, уменьшают вероятность катастрофических последствий отказов оборудования или ошибок персонала, иногда до очень маленьких величин, но все-таки эта вероятность никогда не равна нулю. Нулевой риск возможен лишь в системах, лишенных запасенной энергии, химически или биологически активных компонентов.
Многие современные потенциально опасные производства спроектированы так, что вероятность крупной аварии на них оценивается величиной порядка 10–4. Это означает, что из-за неблагоприятного стечения обстоятельств с учетом реальной надежности механизмов, приборов, материалов и человека возможно одно разрушение объекта за десять тысяч объекто-лет, Если объект единствен, то с очень высокой вероятностью за это время он не представит опасности. Если таких объектов тысяча, то каждое десятилетие можно ждать разрушения одного из них. И, наконец, если число подобных объектов близко к десяти тысячам, то ежегодно один них статистически может быть источником аварии. В этом обстоятельстве кроется одна из причин обсуждаемых проблем. Спроектированный по техническим средствам и регламентным требованиям объект, достаточно надежный в условиях малого тиражирования, теряет статистически надежность при массовом воспроизводстве, хотя физического облика он при этом не меняет.
Изложенное, казалось бы, диктует две возможные стратегии поведения. Либо в момент создания придать технике избыточную надежность в расчете на будущее развитие, либо вносить необходимые изменения, повышающие ее в той же мере, в какой увеличивается масштаб использования. На практике ни одна из этих стратегий, как правило, в полной мере не реализуется. Создаваемая техника должна экономически завоевать право на существование, а затраты на избыточность надежности мешают этому, да и не всегда к данному моменту появляются нужные технические средства.
Ко второй стратегии прибегают, но с большим отставанием по темпам, ибо сложившаяся уже производственная инфраструктура достаточно инерционна и системой стандартов, устоявшимися технологическими операциями, сложившимися кооперативными связями, накопленным опытом, привычками препятствует изменениям проектов, правил обучения и эксплуатации как факторам, замедляющим темпы развития. Да и дополнительные затраты на повышение надежности создают понятные проблемы.