Коэффициенты накопления для некоторых опасных веществ

(Быков, Мурзин, 1997)

Вещество	Коэффициенты накопления для систем
	почва - растения	вода - рыба	корм коровы -
			мясо	молоко
Радионуклиды Cs-137	0,002		0,03	0,005
Sr-90	0,2		0,0003	0,0015
Пестицид ДДТ	0,0026		0,028	0,011
Ксенобиотик диоксин	0,0013		0,055	0,01
Дизельное топливо	0,057		-	-
Промзагрязнитель мышьяк	0,01		0,0015	0,003

Наиболее серьезную потенциальную биологическую и экологическую | опасность представляют тяжелые металлы, нитраты и нитриты, органические ксенобиотики, различные аллергены.

Тяжелые металлы (ТМ) - это в основном политропные яды, которые с относительно небольшой избирательностью накапливаются в разных органах и тканях и дают широкий спектр патологических симптомов. Их варианты обусловлены сочетаниями с действием других патогенных агентов. Особенно опасно попадание ТМ в организм на ранних стадиях онтогенеза.

Свинец при определенном уровне накопления способен поражать систему j кроветворения, нервную систему, печень, почки. Хронические отравления | свинцом известны с глубокой древности в форме «сатурнизма» - слабости, | малокровия, кишечных колик, нервных расстройств. Широкое распространение свинца в современной техносфере (промышленные эмиссии, выхлопы автомобилей, краски, изделия и т.п.) и невозможность вторичного использования его значительной части создает многочисленные свинцовые аномалии в селитебной среде. Поступая в организм с водой, вдыхаемым воздухом или пищей, свинец образует соединения с органическими веществами.

Многие из этих соединений нейротропны и способны вызывать поражения нервной системы и головного мозга. Особенно опасны скрытые хронические отравления свинцом у детей, проявляющиеся в виде неврологических расстройств, нарушений психомоторики, внимания и т.п.

Ртуть из почвенных и водных аномалий проходит по трофическим цепям и попадает в организм человека с пищей или другим путем. При массированных разливах металлической ртути наиболее опасно вдыхание ее паров. Она сильнее всего накапливается в печени и почках, приводя к нарушениям обмена веществ и выделительной функции. Ртуть в результате деятельности микроорганизмов легко метилируется и связывается с сульфгидрильными группами белков. Эти соединения также нейротропны. Найдено, что повышенное содержание метилртути в теле беременных женщин приводит к явлениям церебрального паралича и задержке психомоторной активности у родившихся детей.

В середине 50-х годов у жителей рыбачьих поселков на берегу бухты Минамата в Японии возникло заболевание, выражавшееся в нарушениях органов чувств и поведения («болезнь Минамата»). Более 60 человек умерли. Из деревень исчезли кошки. Позднее было установлено, что первичной причиной болезни была метилртуть, попадавшая в морскую воду со стоками химической фабрики. Соединение накапливалось в морских организмах и рыбе, потребляемых жителями. Лишь в 1997 г. был снят карантин с бухты Минамата.

Кадмий по механизму внедрения в организм сходен с ртутью, но задерживается в органах намного дольше. Он вытесняет кальций и замещает цинк в составе биомолекул. Накапливаясь в печени и почках, кадмий вызывает почечную недостаточность и другие нарушения. В 40-60-х гг. сильное техногенное загрязнение кадмием воды и почвы рисовых полей в одном из районов Японии вызвало массовое заболевание местных жителей, выражавшееся в сочетании острого нефрита с размягчением и деформациями костей (болезнь «итай-итай»). У детей хроническое отравление кадмием вызывает нейропатии и энцефалопатии, сопровождающиеся, в частности, нарушениями речи.

Мышьяк является сильным ингибитором ряда ферментов в организме и способен вызывать острые отравления. Совокупность симптомов, обусловленных постепенным отравлением людей соединениями мышьяка в коксохимическом производстве Италии, получила в 60-х годах название болезни «чизолла». Хроническое действие малых доз соединений мышьяка способствует возникновению рака легких и кожи, так как мышьяк сильно повышает чувствительность слизистых к другим канцерогенам, а кожных покровов - к ультрафиолетовым лучам. Тератогенные эффекты мышьяка вызывают нарушения репродуктивной функции организма и проявляются в расщеплении нёба («волчья пасть»), микроофтальмии, недоразвитии мочеполовой системы.

Таллий, как и мышьяк, поражает периферическую нервную систему, что проявляется в нарушениях нервной трофики, мышечной слабости и изменении кожной чувствительности. Симптомы хронического отравления таллием выражаются в повышенной нервозности, нарушениях сна, быстрой утомляемости, суставных болях, выпадении волос.

Сходные патологические проявления наблюдаются при хроническом отравлении и другими тяжелыми металлами. Все они при определенном уровне накопления в организме обладают мутагенным (связанным с нарушением генетического кода) и эмбриотоксическим действием, а некоторые соединения свинца, кадмия, мышьяка и хрома - канцерогенным эффектом.

Асбест, широко применяемый в строительстве и технических изделиях, также вошел в число опасных канцерогенов, хотя связанные с его присутствием в воздухе заболевания раком легких регистрируются в основном в сфере профзаболеваний.

Нитраты, и нитриты, поступающие в организм в избыточных количествах с водой или пищей, могут быть источником серьезных поражений. Часть нитратов также преобразуются в нитриты. Повышенная концентрация сильного окислителя нитрит-иона вызывает метгемоглобинемию, сопровождающуюся нарушением кислородо-транспортной функции крови и особенно опасную в детском возрасте. Кроме этого соединение нитритов с некоторыми лекарственными аминами и производными мочевины может приводить к образованию М-нитрозаминов - сильных канцерогенов и мутагенов.

Техногенные органические ксенобиотики. В эту очень большую группу различных опасных веществ входят агенты, которые при локальном влиянии относительно высоких концентраций, связанном с авариями или военными действиями, могут вызывать острые отравления и гибель людей (диоксины, полихлорбифенилы, некоторые фосфороорганические соединения). Рассеянное присутствие их в среде в микроколичествах вызывает при хроническом действии целый спектр экопатологий. Кроме указанных супертоксинов в эту группу входят пестициды, полициклические и полихлорированные ароматические углеводороды, некоторые мономеры пластмасс, полимерные материалы и другие синтетические органические вещества.

Большинство из них - это стабильные и высококумулятивные агенты. Обладая сродством к органическим компонентам живых организмов, они легко передаются по трофическим цепям со значительными коэффициентами накопления. Поскольку многие из них гвдрофобны (плохо растворяются в воде), они накапливаются преимущественно в жировой ткани и фосфолипидах клеток, присоединяют активные радикалы, некоторые способны вторгаться в структуру ДНК. Этим обусловлены их кацерогенные, мутагенные и эмбриотоксические эффекты.

Пестициды настолько широко распространились в биосфере, что их следы постоянно присутствуют в среде и пище людей, но, как правило, не оказывают видимого негативного действия. Однако в районах особенно широкого применения пестицидов (зоны массированной обработки агроценозов, в частности, районы хлопкосеяния в Латинской Америке, Индии, Средней Азии) в 60-70-х гг. наблюдались эпидемические проявления. Гербициды и инсектициды, в структуру которых входят эпоксидные, фосфатные и диазорадикалы, вызывали многочисленные случаи эмбриотоксического действия - гибель эмбрионов на ранних стадиях, выкидыши, преждевременные роды, высокую смертность новорожденных и детей до 1 года, уродства.

Полициклические (конденсированные) ароматические углеводороды (ПАУ) - группа веществ, среди которых как раз есть сильные канцерогены прямого действия. В первую очередь это очень широко распространенный бензопирен, а также ряд дибензпиренов и другие вещества, являющиеся побочными продуктами нефтехимии, производства синтетического каучука. Во многих исследованиях показана высокая корреляция между присутствием в среде бензопирена и ряда сходных соединений с заболеваемостью различными формами рака, в особенности рака легких.

Полихлорированные ароматические углеводороды - полихлорбенифины (ПХБ), хлорированные бензофураны и др., попадавшие в следовых количествах в пищевое рисовое масло в Японии в 1968 г. и на Тайване в 1979 г. вызывали эндоэкологические эпидемии, сопровождавшиеся поражениями печени и почек (болезнь Юшо) и ростом злокачественных новообразований во внутренних органах.

Аллергены. Выбросы в атмосферу многих техногенных загрязнителей, в том числе и некоторых из перечисленных выше, а также микроэмиссии ряда полимерных и других материалов в быту могут вызывать массовые аллергические заболевания, часто переходящие в хронические формы астмы, бронхитов, ринитов, дерматитов. В этом отношении особенно опасны выбросы предприятий микробиологической промышленности, содержащие белки, глюкопротеиды и другие высокомолекулярные органические соединения. Некоторые такие выбросы, даже если они не превышают допустимых норм, при длительном действии могут приводить к обострению патологий другого происхождения. Так, слабые загрязнения воздуха аммиаком и ароматическими углеводородами усиливают полинозы и микозы - аллергические заболевания, вызываемые пыльцой растений или микроскопическими грибками.

Радиационные поражения вызываются внешним ионизирующим облучением и попаданием источников радиации внутрь организма. В зависимости от величины и состава поглощенной дозы облучения различают степени радиационного поражения, тяжести лучевой болезни и отдаленных последствий облучения. При больших дозах кратковременного

облучения порядка 600-800 Р и выше наблюдается крайне тяжелая форма острого лучевого поражения, приводящая, как правило, к летальному исходу (Хиросима и Нагасаки; случаи при испытании ядерного оружия с участием людей, находившихся в зоне поражения; группа персонала и пожарников в первые часы аварии на ЧАЭС).

Тяжелые формы лучевой болезни при сублетальных дозах у человека и животных имеют следующие проявления: поражается кроветворная система костного мозга, в крови быстро снижается число нейтрофильных лейкоцитов и тромбоцитов; развивается геморрагический синдром, обусловленный ломкостью, увеличением проницаемости капилляров и пониженной свертываемостью крови; нарушение процессов всасывания и кровоизлияния слизистой резко ухудшают работу кишечника; развивается! радиационная геморрагическая пневмония, расстраивается дыхание и работа сердца; при попадании в организм радиоактивного йода нарушается работа щитовидной железы, особенно у детей. Чрезвычайно опасно респираторное или пероральное попадание в организм «горячих частиц», являющихся источником α-излучения.

Пострадиационные эффекты включают различные некротические явления, нарушения иммунитета, гормональных и репродуктивных функций. Возникают эндогенные радиотоксины, вызывающие развитие аллергических реакций. Все эти симптомы в той или иной степени сопровождают и более легкие формы радиационного поражения, включая хронические. Их последствия часто выступают как медленно текущие вторичные патологии, связанные с развитием лейкозов, злокачественных опухолей, бесплодия, нервными и психическими расстройствами и повышенной смертностью от совокупности этих нарушений. Как раз все эти проявления характерны для тысяч «ликвидаторов» - людей, принимавших участие в ликвидации последствий аварии на ЧАЭС.

Наследование генетических изменений, вызванных радиационными поражениями людей, потребовало пересмотра представлений о порогах и предельно допустимых дозах облучения. В соответствии с рекомендациями Международной комиссии по радиационной защите принята линейная беспороговая зависимость между дозой и вероятностью возникновения пострадиационных генетических и онкогенных эффектов. В этой связи следует упомянуть высказывание А.Д.Сахарова (1990): «Непороговые биологические эффекты ставят нас перед нетривиальной моральной проблемой... Все произошедшие за последние десятилетия испытательные взрывы дают малую относительную добавку к смертности и болезням от других причин. Но так как людей на Земле очень много, а через некоторое время, в течение периода распада радиоактивных веществ, их станет еще больше, то абсолютные цифры ожидаемого числа поражений и гибели крайне велики, чудовищны...»

Поражения, обусловленные физическим загрязнением. Действие вибрации на организм человека зависит от ее физических параметров, дозы, места приложения, а также от биомеханических свойств человеческого тела как колебательной системы. Особенно опасны вибрации, резонансные с отдельными частями или органами тела. Они оказывают неблагоприятное действие на нервную и сердечнососудистую системы, нарушают обмен веществ, вызывают изменения в вестибулярном аппарате. Длительное влияние интенсивных вибраций в сочетании с сопутствующими неблагоприятными факторами (охлаждение, шум, большие мышечные нагрузки и нервно-эмоциональное напряжение) может приводить к стойким патологическим нарушениям в организме человека и развитию опасного, трудно излечимого заболевания - виброболезни.

Воздействие шума носит комплексный характер. Шум угнетает центральную нервную систему, повышает утомляемость и снижает умственную активность, приводит к психологическим стрессам, неврозам, возникновению гипертонии, ослаблению иммунитета, ухудшению зрения. Обследование детей младшего школьного возраста, проведенное в районах аэропортов, выявило ухудшение умственной работоспособности на 10-46%, увеличение заболеваемости органов дыхания на 6-13%, нервной системы - на 26-27%.

Инфразвуковые колебания также оказывают неблагоприятное действие. При частотах порядка 6-10 Гц и при уровнях звукового давления от 110 до 150 дБ наблюдаются как неприметные субъективные ощущения, так и реактивные изменения в центральной нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной системах. Известно влияние инфразвука на вестибулярный анализатор и снижение слуховой чувствительности. Кроме того, возникает утомление, снижаются внимание и работоспособность, отмечаются жалобы на сонливость, головные боли и головокружение; может появиться чувство растерянности и страха.

Все большие контингенты населения охватываются неблагоприятными воздействиями электромагнитных полей. Особенно сильные изменения в электромагнитной среде человека, получившие название микроволнового смога, связаны с мощными источниками радиоизлучений сверхвысокочастотного диапазона - радиолокационными и радиорелейными станциями. Кратковременное воздействие на живые организмы ЭМП радиочастотного диапазона связано в основном с их тепловым и аритмическим эффектом. Тепловой эффект возникает вследствие поглощения энергии ЭМП. В случае превышения теплового порога (при ППЭ > 10 мВт/см²) организм не справляется с отводом избыточной теплоты, и температура тела повышается. Хроническое действие ЭМП небольшой интенсивности (ППЭ <1 мВт/см²), не дающее явного теплового эффекта, приводит к различным нервным и сердечно-сосудистым расстройствам (головная боль, быстрая утомляемость, ухудшение самочувствия, изменение пульса и кровяного давления). На ранних стадиях нарушения здоровья носят, как правило, обратимый характер. Однако многолетнее постоянное воздействие высокочастотного ЭМП вызывает серьезные хронические заболевания с поражениями нервной, сердечно-сосудистой и кроветворной систем.

Повторим, что большая часть людей на Земле живет под постоянным и все более ощутимым прессом огромной совокупности техногенных воздействий, совместное влияние которых на здоровье человека изучено крайне недостаточно.

Экологическая безопасность

Рассмотренные выше примеры антропогенных воздействий и экологических поражений - от локальных техногенных катастроф до глобального экологического кризиса - свидетельствует о том, что современное состояние системы экосферы представляет собой значительную опасность для всего человечества, биосферы и техносферы Земли. За короткий исторический срок хозяйственная деятельность человека дестабилизировала всю систему, вызвав глобальный экологический кризис. В силу существующих в системе внутренних связей эта дестабилизация ударяет по самому человеку (эффект бумеранга). Наступил момент, когда на человека воздействует измененная им природа. Эта опасность тем реальнее, чем выше численность и технико-экономический потенциал человечества. Это - «экологическая опасность» (Реймерс, 1992). Для того, чтобы противостоять экологической опасности, необходимо развивать новые формы взаимодействия общества и природы. Возникает комплексная эколого-экономическая, научно-техническая и правовая проблема - обеспечение экологической безопасности.

Существует «Концепция экологической безопасности РФ», утвержденная -Минприроды России в 1994 г. Однако теоретические основы экобезопасности находятся пока в стадии разработки. Само понятие «экологическая безопасность» трактуется различным образом. Основываясь на общем определении понятия «безопасность», установленном Законом РФ «О безопасности» (1992 г.), предлагается следующее определение: «экологическая безопасность - состояние защищенности жизненно важных интересов личности, общества и государства в процессе взаимодействия общества и природы от реальных или потенциальных угроз, создаваемых антропогенным или естественным воздействием на окружающую среду». Оно может быть сведено к краткой формуле: «состояние защищенности от опасности». Но так же, как защита не исчерпывает защищенности, так и состояние защищенности не исчерпывает безопасность.

Безопасность сложной системы определяется не столько субъектами защиты или факторами внешней защищенности, сколько внутренними свойствами - устойчивостью, надежностью, способностью к авторегуляции. В наибольшей степени это относится именно к экологической безопасности. Человек, общество, государство не могут быть гарантами собственной экологической безопасности до тех пор, пока продолжают нарушать устойчивость и биотическую регуляцию окружающей природной среды.

Критерии экологическая безопасности. Научная литература, различные рекомендательные и нормативные документы содержат множество частных критериев экологической безопасности. При этом часто невозможно судить, по какому из этих критериев можно вынести окончательное суждение о безопасности того или иного объекта. Поэтому возникает необходимость разработки и использования небольшого числа основных или интегральных критериев безопасности и получения на их основе обобщенной оценки состояния объектов различного уровня - от экосферы в целом до индивидуума, отдельного человека.

Для экосферы и ее частей - биомов, регионов, ландшафтов, т.е. более или менее крупных территориальных природных комплексов, включая и административные образования, основным критерием экологической безопасности может служить уровень эколого-экономического, или природно-производственного паритета, т.е. степени соответствия общей техногенной нагрузки на территорию ее экологической техноемкости - предельной выносливости по отношению к повреждающим техногенным воздействиям. Для отдельных экологических систем главными критериями безопасности выступают целостность, сохранность их видового состава, биоразнообразия и структуры внутренних взаимосвязей. Наконец, для индивидуумов главным критерием безопасности является сохранение здоровья и нормальной жизнедеятельности.

Безопасность территориальных комплексов. Оценка безопасности территориального природно-социального комплекса (природно-технической геосистемы) основана на соизмерении природных и техногенных (производственных) потенциалов территории (Акимова, Хаскин, 1994). Введем основной критерий безопасности и связанные с ним понятия:

U ≤ T_э (7.1)

где U - природоемкость производственного комплекса территории, т.е. совокупность объемов хозяйственного изъятия и поражения местных возобновимых ресурсов, включая загрязнение среды и другие формы техногенного угнетения реципиентов, в том числе и ухудшение здоровья людей;

Т_э - экологическая техноемкость территории (ЭТТ) - обобщенная характеристика территории, отражающая самовосстановительный потенциал природной системы и количественно равная максимальной техногенной нагрузке, которую может выдержать и переносить в течение длительного времени совокупность всех реципиентов и экологических систем территории без нарушения их структурных и функциональных свойств.

Критерий U ≤ T_э отвечает экологическому императиву и означает, что совокупная техногенная нагрузка не должна превышать самовосстановительного потенциала природных систем территории. Критерий лежит в основе экологической регламентации хозяйственной деятельности. Величины U и T_э зависят от многих факторов; их определение в конкретных? случаях представляет сравнительно легко решимую задачу для U и более сложную для T_э.Обе величины могут быть выражены массой вещества, стандартизованной по опасности (токсичности), а также иметь энергетическое или денежное выражение. При общих модельных оценках предпочтителен энергетический подход, который позволяет соизмерять объемы технической и биологической энергетики в рассматриваемом природно-хозяйственном комплексе (Акимова, Хаскин, 1994).

Для отдельной территории ее экологическая техноемкость T_э объективно равна предельно допустимой техногенной нагрузке (ПДТН). Если последняя берется как некий норматив, то может отличаться от ЭТТ, так как учитывает еще и социальную ценность объектов, испытывающих нагрузку. Поэтому в определении ПДТН возможен произвол, зависящий от представлений общества, экспертов или органа, утверждающего норматив, о требованиях к экологической обстановке. Диапазон представлений может быть очень широким, если сравнивать, например, позиции активистов «Гринпис» и технократов ВПК.

Экологическая техноемкость территории является только частью полной экологической емкости территории. Последняя определяется:

а) объемами основных природных резервуаров - воздушного бассейна, совокупности водоемов и водотоков, земельных площадей и запасов почв, биомассы флоры и фауны;

б) мощностью потоков биогеохимического круговорота, обновляющих содержимое этих резервуаров, - скоростью местного массо- и газообмена, пополнения объемов чистой воды, процессов почвообразования и продуктивностью биоты.

Если трем компонентам среды обитания - воздуху, воде и земле (включая биоту экосистем и совокупность реципиентов) приписать соответственно индексы 1, 2 и 3, то ЭТТ может быть приближенно вычислена по формуле:

(7.2)

где T_э - оценка ЭТТ, выраженная в единицах массовой техногенной нагрузки (усл.т/год);

Е_i - оценка экологической емкости i-ой среды (т/год);

Х_i - коэффициент вариации для естественных колебаний содержания основной субстанции в среде;

τ_i - коэффициент перевода массы в условные тонны (коэффициент относительной опасности примесей - усл.т/т). Экологическая емкость каждого из трех компонентов среды рассчитывается по формуле:

Е = VCF,

где V - экстенсивный параметр, определяемый размером территории, площадь или объем (км², км³);

С - содержание главных экологически значимых субстанций в данной среде (т/км², т/км³); например СО₂ в воздухе или плотность распределения биомассы на поверхности земли;

F -скорость кратного обновления объема или массы среды (год^-1).

Безопасность экосистемы определяется близостью ее состояния к границам устойчивости. Ключевыми требованиями в этом смысле являются: сохранение размера и биомассы экосистемы, постоянство видового (популяционного) состава и численных соотношений между видами и функциональными группами организмов. От этого зависит стабильность трофических связей, внутренних взаимодействий между структурными компонентами экосистемы и ее продуктивность. Критерием безопасности (устойчивости) отдельной популяции в составе экосистемы может служить выражение s_r ≤ 2г, где г - репродуктивный потенциал, a s_r - дисперсия его отклонений от среднего уровня. При s_r > 2r резко возрастает вероятность деградации и вымирания популяции.

Для большинства наземных естественных сообществ показатель разнообразия видового состава по Симпсону имеет значения D = 0,7 - 0,9 и более. Низкое разнообразие на уровне D = 0,05 - 0,2 наблюдается в посевах монокультур или в сильно деградированных природных сообществах, когда остается практически один наиболее устойчивый доминантный вид. Средние значения показателя Симпсона (D = 0,2 - 0,7) свидетельствуют о неустойчивости сообщества. Изменение показателя биоразнообразия более чем на 5% уже свидетельствует о наличии чрезмерных внешних нагрузок на экосистему, а более чем на 50% - о чрезвычайно опасном уровне внешнего воздействия.

Экологическая безопасность человека. Для измерения степени экологической безопасности человека может быть использована функция здоровья Н, являющаяся векторной величиной вида:

(7.3)

где μ_i(t) - возрастные коэффициенты заболеваемости и смертности;

Т - средняя продолжительность жизни;

T(t) - ожидаемая продолжительность жизни в возрасте t;

F_m{t) - коэффициент рождаемости в возрасте t (различаемый по полу т);

П_j(k) - частоты генетически обусловленных болезней (j - категория болезни) по поколениям k и другие показатели, характеризующие здоровье (Быков, Мурзин, 1997).

Техногенные воздействия на качество среды и состояние человека изменяют все эти величины и функцию здоровья в целом.

Степень ухудшения качества среды обитания, доходящая до критических значений, в основном оценивается по нормированной сумме кратностей превышения нормативных лимитов общей загрязненности воздуха (K₁), воды (K₂) и продуктов питания (K₃) химическими веществами и радионуклидами:

(7.4)

где K_p - суммарная кратность превышения нормативно допустимой общей загрязненности среды обитания людей;

a_i - весовые коэффициенты, определяющие сравнительное значение каждого из слагаемых в зависимости от природно-климатических и социально-экономических особенностей территории. Минимальное значение а, не может быть меньше 1.

K_p и K_i называют коэффициентами концентрации загрязнения (ККЗ). Практика показывает, что за исключением аварийных выбросов особо опасных веществ в атмосферу при неблагоприятных метеоусловиях, наибольший вклад в формирование отрицательных последствий загрязнения приходится на питьевую воду и продукты питания. В общем случае каждый из показателей K_i определяется как

(7.6)

где T_j - средний индекс вредности j-го компонента загрязнения в данной среде;

Т,= 1 /C_j ⁿ; C_j ⁿ - его ПДК в среде, нормированная относительно ПДК какого-нибудь распространенного загрязнителя;

C_j ^f - фактическая концентрация j-го компонента в данной среде;

φ - коэффициент, зависящий от специфики распространения поллютантов в данной среде

Рис. 7.1. Зависимость превышения региональной фоновой заболеваемости населения от превышения нормативной загрязненности среды

Р - общая заболеваемость; Р_ф - фоновая заболеваемость, не содержащая элементов экопатологии; К_р - общая загрязненность среды - сумма кратностей превышения ПДК. Обозначены координаты (х, у) - точки достоверного расхождения графиков, при котором прирост заболеваемости за счет экопатологии становится статистически значимым

При К ≥ 1 загрязненность данной среды считается критической (превышение ПДК). В еще большей мере это относится к сумме превышений в разных средах - К_р, так как при К_р >1 резко возрастает риск экологического поражения. Риск, т.е. вероятность поражения, измеряется относительной частотой случаев поражения за определенное время.

Обработка большого массива данных медстатистики и экологического мониторинга для разных городов и районов России, включая зоны разной степени экологического поражения, позволила установить закономерность влияния загрязненности среды на общую заболеваемость (рис. 7.1). Кривая соответствует эмпирическому уравнению:

(7.6)

где Р/Р_ф - отношение между общей заболеваемостью и фоновой заболеваемостью при отсутствии экопатологии;

Р_m - условная максимальная заболеваемость, соответствующая крайней экоэпидемиологической ситуации (100% заболеваемость из-за загрязнения среды);

К - общая загрязненность среды (К_р);

а, b - параметры логистической функции.

Критерием безопасности и нормирования загрязнения может служить то минимальное значение К_p, при котором прирост заболеваемости за счет экопатологии становится статистически значимым, т.е. расхождение графиков Р/Р_ф(К_р) и Р_ф(К_р) с их доверительными интервалами делается достоверным.

Кроме приведенных медико-биологических оценок безопасности и экологического риска существуют технические критерии безопасности, выработанные на основе статистики тяжелых техногенных аварий. Их количественное определение основано на методе двумерных диаграмм «частота - последствия» и на использовании пространственно-временной функции риска, которая характеризует поле риска вокруг технического источника.

Оценка экологического риска

Оценки риска. Судя по данным, приведенным выше в этой главе, вся наша планета стала зоной экологического риска. Но он не всегда и не для всех очевиден, так как маскируется многочисленными другими источниками риска для здоровья и жизни людей. Известно множество ситуаций различного уровня, когда стремление к удовлетворению какой либо общественной или индивидуальной потребности сильно влияет на приемлемость сопряженного с этим риска.

Оценка экологического риска - это научное исследование, в котором факты и научный прогноз используются для оценки потенциально вредного воздействия на окружающую среду различных загрязняющих веществ и других агентов. Экологический риск не единственный и во многих случаях не главный вид риска для жизни, здоровья и благосостояния людей, поэтому он должен быть соизмерен с другими видами социального риска. Существует большая информация об уровнях риска преждевременной смерти от различных причин, основанная на разных массивах статистических данных. В табл. 7.3 приведены некоторые из этих данных. Бесспорное лидерство здесь принадлежит смертности от болезней системы кровообращения. В последние годы на второе место переместилась смертность от несчастных случаев, отравлений и травм. Максимальное значение риска r_р = 0,01 считается пределом для критических контингентов населения, включая младенческую и детскую смертность.

Уровни риска экопатологии, т.е. риска, связанного с нарушением здоровья из-за техногенных изменений качества среды, по-видимому, должны быть намного ниже. Однако единая точка зрения на значение этих пределов отсутствует, и они остаются предметом чрезвычайно ответственного выбора. Чаще всего за нормативный уровень принимается также 1% вероятность экопатологии: R_р ≤ 0,01, хотя есть основания для пересмотра этого норматива, так как он сильно отличается от реального уровня заболеваний, вызванных загрязнением окружающей среды. Следует понимать, что риск заболевания R_р и риск смерти от этого заболевания R_L - совершенно разные показатели.

Статистическая информация об уровнях риска, обусловленных хроническим загрязнением окружающей среды, чрезвычайно разнородна и противоречива. В экологии и экопатологии применяются так называемые стресс-индексы для различных неблагоприятных воздействий факторов среды, которые по своему функциональному смыслу пропорциональны значениям экологического риска (табл. 7.4). Пестициды, тяжелые металлы и отходы АЭС занимают в этом списке первые места.

Обычно при оценке риска его характеризуют двумя величинами - вероятностью события W и последствиями X, которые в выражении математического ожидания выступают как сомножители:

R= WX.

По отношению к источникам оценка риска предусматривает разграничение нормального режима работы и аварийных ситуаций:

R = R_н + R_ав = W_н*X_н + W_ав + Х_ав. (7.7)

Объективные и субъективные оценки риска по отношению ко многим неблагоприятным воздействиям заметно расходятся. Так, если в ранжированном перечне объективных причин смерти в США (1986 г.) первые места занимали курение (R_L = 6,2*10^-4) и алкоголь (R_L = 4,1*10^-4), то в разных кругах общественного мнения им отводились места от 3-го до 7-го. Электротравмы, занимая пятое место (R_L = 5,8*10^-5), ставились людьми на 18-19-е места. Зато атомная энергия, находясь среди объективных причин смерти на 20-м месте (R_L = 4,1*10^-7), в представлении большинства опрошенных заняла первое место (год Чернобыля!).

Таблица 7.3

Годовой индивидуальный риск смерти, обусловленной различными причинами (Россия, 1996г.)

Причины смерти	RL
Общий риск (все причины)	14,3*10^-3
Болезни системы кровообращения	7,6*10^-3
Несчастные случаи, отравления, травмы	2,1*10^-3
В том числе
транспортные травмы	2,3*10^-4
отравления алкоголем	2,3*10^-4
утопления	1,1*10^-4
самоубийства	3,9*10^-4
убийства	2,7*10^-4
производственные травмы	1,5*10^-4
Новообразования	2,0*10^-3
Болезни органов дыхания	6,9*10^-4
Болезни органов пищеварения	4,2*10^-4
Инфекционные и паразитарные болезни	2,1*10^-4
Пожары	1,1*10^-4
ЧС природного и техногенного характера	8,7*10^-6
Облучение персонала АЭС после радиационной аварии*	10^-2
Облучение окружающего населения после радиационной аварии на АЭС*	10^-4
Неаварийные искусственные источники радиации*	5*10^-5

* По данным, относящимся к населению СССР, 1986-1988 гг.

Подобные расхождения нельзя приписывать только невежеству людей. Специалистам приходится часто сталкиваться со стойкими общественными предубеждениями, которые способны оказывать серьезное влияние на экономическую политику и систему при