Особенности расчёта экологического риска

Под экологическим риском (ЭР) будем понимать вероятность экологически опасного воздействия в результате человеческой деятельности, природных действий и катастроф, приводящих к изменению окружающей среды, условий существования человека и общества.

Возможность экологических катастроф и негативного воздействия на людей и природу процессов человеческой деятельности обуславливают необходимость количественного оценивания ЭР подобных событий и явлений.

Ключевое звено в концепции риска – здоровье человека и его охрана от неизбежного риска, связанного с воздействием токсических веществ, где бы они ни находились: в воздухе, воде, почве. При таком подходе главной становится комплексная оценка риска, независимо от его источника.

Оценка риска, связанного с загрязнением окружающей среды, для здоровья человека должна охватывать как оценку вероятности опасного загрязнения воздуха, воды, почвы или опасной концентрации токсичных веществ в указанных объектах окружающей среды, а также в растениях и животных, так и определение вероятности возникновения того или иного заболевания или смерти человека. Суммируя все сказанное, можно определить оценку риска как общую процедуру, с помощью которой дается характеристика потенциальной опасности для здоровья человека воздействия токсичных агентов. Национальная академия наук США (NAS, 1983) дала следующее определение этой важнейшей проблеме современности: "Оценка риска – это использование фактической базы для определения эффектов воздействия на здоровье людей или популяций ".

Целью определения риска для здоровья населения, подвергающегося воздействию химического загрязнения окружающей среды, является его количественная оценка, которая может быть представлена для обсуждения заинтересованным лицам при принятии решений и обосновании мероприятий по защите здоровья населения.

Процедура оценки риска включает ряд последовательных этапов:

1. Идентификация опасности:

– определение вредного фактора;

– выбор наиболее приоритетных для исследования химических веществ;

– сбор и анализ данных об источниках загрязнения объекта исследования.

2. Оценка воздействия:

– мониторинг окружающей среды;

– определение контингентов популяции, подвергавшихся воздействию различных уровней химического загрязнения;

– определение возможных путей воздействия; оценка действующих концентраций для различных путей поступления химических веществ в организм.

3. Определение и количественное описание, связывающее величину воздействующей дозы со степенью выраженности эффекта, то есть оценка зависимости "доза-ответ", пороговость и беспороговость:

– установление безопасных уровней воздействия для неканцерогенных химических веществ;

– установление доза-эффективных зависимостей для канцерогенных химических веществ;

– место эпидемиологических исследований в процедуре оценки риска воздействия химических факторов окружающей среды на здоровье населения.

4. Характеристика риска:

– характеристика нежелательных для здоровья населения эффектов;

– оценка риска заболевания раком;

– оценка риска для неканцерогенных веществ;

– суммирование информации о риске.

Представленная схема создавалась и формулировалась в течение длительного времени при проведении исследований на различных объектах. Постоянно возрастающая информация, часто разнородная и противоречивая, стимулировала научных работников к разработке методологических подходов, определяющих общие пути для решения задач оценки риска. Анализируя многочисленные работы в этой области, нельзя и сейчас с полной уверенностью сказать, что все вопросы решены. На окружающую среду воздействуют различные виды человеческой деятельности, такие как выработка и транспортировка энергоресурсов, производство продуктов питания, промышленность, жилищное строительство и отдых.

Анализ токсичности химических веществ проводится исключительно научными учреждениями и традиционно подлежит научному рассмотрению. Эти работы ведут специалисты высокого уровня и включают как обследование лиц, подвергавшихся воздействию различных уровней химических агентов, так и лабораторные исследования на экспериментальных животных. Усилиями токсикологов в настоящее время изучены токсические свойства нескольких сотен химических веществ. Полученная информация сведена в регистры и базы данных, существующие во многих странах. Разработаны программы для компьютерной обработки, позволяющие использовать эти данные в проведении исследований по оценке риска воздействия химических веществ на здоровье населения.

Дадим некоторые пояснения к вышерассмотренной процедуре оценки риска.

Экологический риск, обусловленный действием на людей вредных веществ, находящихся в воздухе, воде или пище, определяется через понятие «риска от дозы i токсиканта j» – [R(Д)]_ij. Эта величина является вероятностью, зависящей от так называемого фактора риска данного токсиканта F_r и его дозы Д. Доза измеряется в мг, а фактор риска имеет размерность (мг^-1), то есть риск, приходящийся на единицу дозы. Если связь между дозой и риском линейна, а воздействие токсиканта не имеет порога, то величина [R(Д)]_ij определяется простой зависимостью

[R(Д)]_ij = [F_r∙Д]_ij =[F_r∙ с ∙v ∙ t]_ij, (24)

где: с – концентрация токсиканта;

v – его ежедневное поступление в организм;

t – время воздействия токсиканта.

Число тяжелых последствий (например, раковых заболеваний) действия токсикантов на людей определяется выражением

, (25)

где: N_ij – количество людей, подвергшихся действию тосикантов;

k – количество токсиканта;

n – количество уровней доз каждого токсиканта.

Символ «е» показывает, что речь идет о дополнительных (excess) случаях заболевания, вызванных рассматриваемыми токсикантами (при малых дозах величина q_e может быть столь незначительна, что ее трудно выявить на фоне «обычных» случаев данного вида риска).

Формулу (25) можно применять для экспрессных количественных оценок социального риска. Пусть, например, после ввода в эксплуатацию нефтяного терминала проживающее поблизости население в количестве 10 тысяч человек в течение 3 лет постоянно (24 часа в сутки) подвергается действию находящегося в воздухе токсиканта – канцерогена, концентрация которого равна 0,01 мг/м³, сколько дополнительных случаев рака можно ожидать от этого токсиканта за время эксплуатации объекта, если фактор риска токсиканта составляет 10^-6 мг^-1. В данном случае двойное суммирование не требуется, так как i = 1 и j = 1. Если считать, что средний объем воздуха, вдыхаемый ежеминутно, составляет 7,5 л/мин, то объем загрязненного воздуха, проходящего через легкие каждого человека ежесуточно, равен

v = 7,5л/мин∙10^{-3 м3} /л∙60 мин/ч∙24 ч/день=10,8м³ /день.

С помощью формул (9), (10) получаем

q_e = F_r ∙ v ∙ с ∙ t ∙ N = 10^-6 мг^-1 ∙10,8 м³ /день∙ 0,01 мг/м³ ∙

365 дн/год ∙3 года ∙10⁴ чел =1,3.

Таким образом, для приведенных условий терминал может вызвать около одного случая заболевания раком.

Индивидуальный ЭР определяется вероятностью экстремального вреда – смерти индивидуума от некоторой причины, рассчитываемой для всей его жизни или для одного года. Стандарты экологических рисков (например, США) ориентируются на некоторый предел допустимого индивидуального риска (увеличение вероятности смерти на один шанс на миллион 10^-6 за всю жизнь ~ 70 лет). В расчете на один год индивидуальный риск составляет 10^-6/70 =1,43*10^-8 год^-1.

Для оценки допустимых индивидуальных рисков, связанных с опасными видами деятельности, в Англии используются критерии Эшби, которые представляют собой вероятности одного фатального случая (одной смерти) в год (табл. 14).

Таблица 14 – Критерии приемлемости риска (по Эшби)

Ранг риска	Вероятность одной смерти в год	Степень приемлемости
	не менее 10^-3	Риск неприемлем
	10^-4	Риск приемлем в особых обстоятельствах
	10^-5	Требуется обоснование приемлемости
	10^-6	Риск приемлем без ограничений

В таблицах 15, 16 показаны порядки вероятностей индивидуального риска и причины его увеличения.

Таблица 15 – Порядок вероятностей индивидуального риска

Причины смерти	Вероятность одной смерти в год
Все «внутренние» причины (болезни,…)	10^-2
Все «внешние» причины (аварии, насилие…)	10^-4
Все аварии на транспорте	10^-4
Отравления	10^-5
Травматизм на производстве	10^-5
Аварии на воздушном транспорте	10^-6

 

Таблица 16 – Причины увеличения индивидуального риска смерти на 10^-6 в год

Вид деятельности	Причины смерти
Выкурить 1÷4 сигареты	Рак, болезнь сердца
Провести 2 дня в многомиллионном городе	Болезнь легких
Проехать 100 км на автомобиле	Авария
Пролететь 1000 км на самолете	Авария
Прожить 2 месяца в горах	Рак, космические лучи
Прожить 2 месяца с курильщиком	Рак, болезнь сердца
Сделать рентгеновское исследование грудной клетки	Рак, болезнь сердца

Следуя определению риска, как количественной меры опасности с учетом ее последствий, его оценка должна быть двумерной. То есть величина риска R равна произведению вероятности рассматриваемого события или процесса Р на меру ожидаемых последствий (ущерба) W.

R= Р ∙ W. (26)

Полная мера последствий должна включать в себя различные виды ущерба – социального, экологического, морального, экономического и т.п. Социальный ущерб обусловлен заболеваниями, гибелью людей, психическими травмами, стрессами, а также различными неудобствами, снижающими качество жизни. Экологический ущерб определяется отрицательными последствиями опасных событий и процессов, вызывающими ухудшение состояния среды обитания. Экономический ущерб характеризуется денежным выражением последствий опасных событий, явлений и процессов. Все виды ущерба связаны друг с другом и могут иметь денежное выражение.

Контрольные вопросы

1. Что понимают под определением платы за загрязнение среды?

2. Что понимается под экологическим риском?

3. Этапы оценки экологического риска.

 

Список литературы

Основная

1. Чура Н.Н. Техногенный риск: учеб. пособие для вузов по напр. 280100 «Безопасность жизнедеятельности», 280200 «Защита окружающей среды»/ Н.Н. Чура; Под ред. В.А. Девясилова. – М.: КНОРУС, 2011.- 280 с.

2. Башкин В.Н. Экологические риски. Расчет, управление, страхование: Учеб. пособие для вузов по спец. «Экология», «Природопользование», «Геология» и напр. «Экология и природопользование» / В.Н. Башкин. – М.: Высш. Шк., 2007. – 358 с.

 

Дополнительная

 

3. Кузнецов П.Д., Ксандопуло С.Ю., Одинцов С.И. Риски опасных производств (анализ, оценка, управление). Монография. Краснодар: Издательский дом-Юг, 2010. – 238 с.

4. Анализ и оценка риска производственной деятельности: Учеб. Пособие в области техники и технологии / [Кукин П.П. и др.]. – М.: Высш. шк., 2007. – 327 с.

5. Производственная безопасность: учебное пособие / под. общ. ред. А.А. Попова. – СПб.: Лань, 2013. – 432 с.

 

Нормативная

 

6. Федеральный закон от 21.07.1997 № 116-ФЗ (ред. от 13.07.2015) «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

7. ГОСТ Р ИСО 31000-2010. Менеджмент риска. Принципы и руководство.

8. ГОСТ Р 51901.1-2002. Менеджмент риска. Анализ риска технических систем.

9. ГОСТ Р 51901.12-2007. Менеджмент риска. Метод анализа видов и последствий отказов.

10. ГОСТ Р 51901.13-2005. Менеджмент риска. Анализ дерева неисправностей.

11. РД 03-418-01. Методические указания по проведению анализа риска.