Оценка вредных физических воздействий

Введение

Риск. Вероятность, что неблагоприятный  эффект будет иметь место у  индивидуума, группы или в экологической  системе при воздействии определенной дозы или концентрации опасного агента. Он зависит как от степени токсичности  опасного агента, так и от уровней  воздействия.

Классификация рисков –  распределение риска на конкретные группы по определенным признакам для  достижения поставленных целей.

Факторы риска. Факторы, провоцирующие  или увеличивающие риск развития определенных заболеваний; некоторые  факторы могут являться наследственными  или приобретенными, но в любом  случае их влияние проявляется при  определенном воздействии.

Анализ риска. Аналитический  процесс для получения информации, необходимой для предупреждения негативных последствий для здоровья и жизни человека, его собственности  или окружающей среды. Исследование состоит из двух компонентов: оценки риска и управления риском.

Приемлемый риск. Уровень  риска, оправданный с точки зрения экономических, социальных и экологических  факторов.

Концепция приемлемого риска - один из основополагающих элементов  всей методологии оценки риска. Приемлемый риск разделяет опасности на чрезмерные (недопустимые) и приемлемые (допустимые). Максимальный уровень приемлемого  риска тем самым определяет предельный (граничный) уровень опасности, который  может быть допущен. Приемлемый риск может использоваться также для  количественного измерения уровня экологической безопасности.

Глава 1

Чтобы управлять рисками, надо сначала знать риски. Поскольку  на деятельность любой организации  непосредственно либо потенциально влияют риски различной природы, необходима классификация рисков. В  зависимости от цели, могут понадобиться различные классификации, основанные на различных методологических требованиях.

1.  В зависимости от возможного результата подразделяют на чистые и спекулятивные риски.

2.  По месту (сфере, источникам) возникновения различают внутренний и внешний риски

3.  По природе возникновения объективный, субъективный, мнимый риски.

4.  По возможности диверсификации: систематический (общий, постоянно повторяющийся), несистематический (конкретный, специфический, отличительный).

5.  По протяженности во времени (времени существования) риски можно выделить: кратковременный, постоянный, перемежающий риски.

6.  По характеру процесса возникновения: внезапный и постепенный.

7.  По зависимости от времени возникновения и протекания: статический риск, динамический риск.

8.  По признакам проявления: явный риск, неявный риск.

9.  По взаимосвязи между собой: зависимый, независимый риски.

10.  По масштабу воздействия: локальный (индивидуальный), отраслевой, региональные (групповой, коллективный), национальный, глобальный (международный) риски.

11.  По степени управления: управляемый, частично управляемый, неуправляемый риски.

12.  По роду опасности: техногенный, природный и смешанный риски.

13.  По возможности ликвидации последствий: полностью ликвидируемый (восстанавливаемый), частично ликвидируемый, неликвидируемый (невосстанавливаемый) риски.

14.  По виду потерь: материальный, трудовой, временной, риск потери престижа, риск ущерба экологии, риск ущерба здоровью, финансовый риск.

15.  По вероятности потерь: наименее вероятный, маловероятный, вероятный, наиболее вероятный риски.

16.  По размеру потерь (по степени допустимости, по уровню потерь, по степени ущерба, по тяжести последствий): минимальный (первого уровня), малый (первого уровня, низкий, незначительный, частичный), средний (второго уровня, допустимый, повышенный), критический (третьего уровня, значительный), катастрофический (четвертого уровня) риски.

17.  По степени воздействия: критический, существенный, умеренный, незначительный, игнорируемый.

18.  По степени приемлемости (допустимости):

недопустимый (неприемлемый), оправданный (критический), приемлемый (минимальный), частично приемлемый (повышенный) риски.

Управленческая деятельность по недопущению и сокращению вредного воздействия на окружающую природную  среду при высоких значениях  риска здоровью населения включает три группы решений:

1.  предупредительные;

2.  профилактические;

3.  апостериорные.

Первую группу образуют предупредительные  мероприятия при:

·  разработке проектной документации по объектам и деятельности, предполагаемая реализация которых может оказывать неблагоприятное воздействие на окружающую природную среду и здоровье человека;

·  разработке проектной документации в части, касающейся санитарно-эпидемиологических требований по обеспечению безопасности среды обитания и здоровья человека.

В случае если при осуществлении  предполагаемой деятельности прогнозируемое воздействие на окружающую природную  среду и на население, полученное по данным сравнительной оценки риска  здоровью, достигает таких значений, при которых может возникнуть угроза здоровью людей, проживающих  на данной территории, принимаются  такие превентивные управленческие решения, которые обеспечивают экологическую  безопасность населения и сохранение генетического фонда.

К первой группе управленческих решений, принимаемых на основе оценки риска здоровью населения, относится  также определение безопасных с  медико-биологической точки зрения уровней допустимого воздействия  на окружающую природную среду (среду  обитания) и человека, а именно:

·  установление (уточнение) предельно допустимых концентраций вредных веществ, а также вредных микроорганизмов и других биологических веществ, загрязняющих атмосферный воздух, воды и почвы;

·  разработка нормативов предельно допустимых концентраций допустимых выбросов и сбросов загрязняющих веществ, соответственно, в атмосферный воздух и водные объекты;

·  разработка и обоснование временно согласованных нормативов (лимитов) выбросов, сбросов вредных веществ, соответственно, в атмосферный воздух и водные объекты, лимитов на размещение промышленных и бытовых отходов;

·  установление (уточнение) предельно допустимых уровней шума, вибрации, электромагнитных полей и иных вредных физических воздействий;

·  установление (уточнение) предельно допустимых норм применения минеральных удобрений, средств защиты растений, стимуляторов роста и других агрохимикатов в сельском хозяйстве;

·  установление (уточнение) предельно допустимых остаточных количеств химических веществ в продуктах питания.

Вторую группу составляют профилактические мероприятия при:

·  проведении государственного экологического контроля для выявления соответствия реальных выбросов, сбросов загрязняющих веществ в окружающую природную среду. Объемов размещения промышленных и бытовых отходов установленным нормативам и лимитам;

·  отсутствии значений предельно допустимых концентраций, утвержденных в установленном порядке, для потенциально опасных загрязняющих веществ;

·  внесении корректив в значения фонового загрязнения атмосферного воздуха при кумулятивном и сочетанном воздействии нескольких источников загрязнения в промышленном районе (промышленной зоне).

Оценка риска в этом случае играет роль инструмента для  выявления возможного неблагоприятного воздействия на здоровье населения  и для принятия необходимых управленческих мер по его снижению и устранению.

Оценка риска здоровью может также использоваться:

как средство экологического мониторинга (в качестве обратной оценки качества окружающей природной среды по данным о состоянии здоровья населения) и как инструмент для установления причинно-следственных связей между состоянием окружающей природной среды и состоянием здоровья населения.

В третью группу входят мероприятия, направленные на выявление и устранение уже имеющегося неблагополучного воздействия  на здоровье населения. Они, в частности, могут включать выявление зон  экологического неблагополучия, определение  степени деградации экосистем в  таких зонах, обоснование мер  по оздоровлению этих территорий, а  также установление и оценку величины вреда, причиненного здоровью человека нарушениями природоохранительного  законодательства.

Оценка риска. Стандартизованная методика, рекомендованная Американской национальной академией наук и Комиссией по ядерному регулированию.

Процесс оценки риска подразделяется на 4 основных этапа:

·  Этап 1 Идентификация (определение) опасности - определение того, какие возможные нежелательные эффекты могут вызываться различными загрязнителями.

·  Этап 2 Оценка зависимости "доза-ответ" - оценка вероятностей проявления эффектов для здоровья при определенных уровнях воздействия. На этом этапе должны быть установлены количественные закономерности, связывающие экспозицию (полученную дозу вещества или концентрацию) с распространенностью того или иного неблагоприятного для здоровья эффекта, то есть с вероятностью его развития.

·  Этап 3 Оценка воздействия - величина (уровни), длительность и частота воздействия вредных факторов на человека и численность людей, подвергающихся воздействию различных доз химических загрязнителей с учетом разных путей поступления химических веществ в организм.

·  Этап 4 Характеристика риска - комплексный анализ результатов, полученных на этапах 1-3 оценки риска. Описание природы и степени риска для здоровья, включая оценки неопределенностей.

Сравнительный анализ рисков /САР/. Сравнение рассчитанных рисков или нарушений здоровья от воздействия  фактора окружающей среды с рисками, вызываемыми другими агентами или  социальными факторами. На этой основе принимаются решения о "приемлемом риске" и очерчивается круг вопросов, требующих первоочередного внимания. САР необходимо рассматривать как  систему - от сбора данных, их анализа, ранжирования рисков, разработки планов действий до их реализации.

Управление риском. Система  нормативно-правовых, административных и экономических механизмов, способствующих достижению минимизации воздействия  с учетом социально-экологических  факторов. Управление техногенными воздействиями  может осуществляться на локальном  уровне отдельного источника опасности, региональном и глобальном уровнях.

Региональный подход. Наиболее высокий уровень анализа, охватывающий комплекс и взаимосвязи проблем, существующих в регионе и нуждающихся  в оценке и соответствующем управлении.

Распространение информации о риске. Аспект гласности является принципиально новым и отличает концепцию риска от предшествующих концепций, используемых при оценке опасности воздействия вредных факторов окружающей среды на население. Результаты исследования должны быть понятны не только специалистам по управлению риском на всех уровнях принятия решений, но также доступны для представителей прессы и населения в целом. В результате чего достигается необходимый контроль и обратная связь с общественностью в оценке эффективности природоохранительных мероприятий.

Неопределенности и допущения. Анализ неопределенностей проводится с целью тщательного изучения всех факторов, способных исказить результаты исследования и учитывается  при проведении анализа риска  на всех его этапах.

Процедура проведения анализа  риска включает два крупных блока: оценку риска и управление риском. Американский вариант методологии  предусматривает также наличие  третьего блока - распространение информации о риске, который обеспечивает необходимую  гласность на всех этапах проведения процедуры и обратную связь с  общественностью.

При управлении риском решаются задачи регулирования качества окружающей среды на основе анализа эффективности  мер по минимизации техногенной  нагрузки.

·  Оценка риска для здоровья человека при воздействии вредных факторов окружающей среды.

Риск - это вероятность  вредного воздействия. Воздействие  вредных экологических факторов на организм человека может вызывать широкий спектр биохимических, физиологических, патологических и др. изменений - от функциональных сдвигов вплоть до летального исхода.

Риск может быть охарактеризован  количественно (вероятность от 0 до 1) или качественно (низкий, средний  или высокий). При оценке значимости экологической проблемы сначала  рассчитывают показатель индивидуального  риска для человека, проживающего на данной территории. Затем, умножая  индивидуальный риск на численность  людей, подвергающихся воздействию  фактора, рассчитывают показатель популяционного риска для здоровья населения  данного региона, города, области, края, республики.

Процесс оценки риска подразделяется на 4 основных этапа, однако, в зависимости  от целей и масштаба работы отдельным  стадиям (этапам) оценки риска придается  большее значение и они выделяются в самостоятельные блоки. Наивысшим  по глубине и комплексности можно  назвать региональный анализ риска, при проведении которого важно помнить, что полученная информация будет  определять выбор приоритетов экологического развития территории.

При недостатке исходных данных принимаемые допущения делаются в сторону более высокого риска, что обеспечивает большую защиту населения от воздействия вредных  факторов окружающей среды. По мере отработки  методологии оценки риска в процессе проведения экологических, гигиенических, токсикологических и эпидемиологических исследований и накопления необходимых  научных знаний можно предполагать, что процедура в дальнейшем будет  проводиться с минимальным количеством  допущений и неопределенностей. Однако уже сейчас возможности методологии  позволяют использовать прогнозируемый расчетный риск здоровью для проведения профилактических мероприятий по снижению риска воздействия, чтобы предотвратить  ожидаемый ущерб.

·  Использование оценки риска в сравнительном анализе рисков

Сравнительный анализ рисков позволяет из сопоставления рисков различного происхождения выделить наиболее значимые и, в условиях ограниченности ресурсов, на основе анализа экономических, технических и политических вопросов установить приоритеты в области  охраны окружающей среды и здоровья. САР основывается на методе относительного ранжирования рисков, связанных с  различными экологическими проблемами региона.

Так как невозможно провести оценку риска для всех возможных  вредных факторов и всех возможных  путей поступления их в организм в рамках каждой экологической проблемы региона, для сравнительного анализа  рисков рекомендуется провести следующие  шесть этапов анализа:

1. Выбрать те вредные  и опасные факторы, которые  являются основными (наиболее  представительными) для каждой  экологической проблемы данной  территории.

2. определить типичные  сценарии воздействия для отобранных  факторов.

3. Рассчитать риски для  этих сценариев, используя стандартные  методы и данные о токсичности  веществ и их "доза - ответных" зависимостях.

4. Экстраполировать результаты  для выбранных факторов и сценариев  экспозиции на остальные экологические  проблемы региона.

5. Вычислить показатели  канцерогенных и неканцерогенных рисков, связанных с каждой экологической проблемой.

6. Сопоставить канцерогенные  и неканцерогенные риски.

Для оценки канцерогенного риска существуют общепринятые стандартные  методики, в то время, как методы оценки неканцерогенных рисков, а также способы сопоставления (комбинирования, суммирования) канцерогенных и неканцерогенных рисков разработаны еще недостаточно, что требует дальнейшего накопления научных данных и разработки более совершенных методических приемов.

В региональных проектах сравнительного анализа риска следует оценивать как индивидуальные риски, так и популяционные (для всего населения).

·  Неканцерогенные риски

Для оценки неканцерогенных рисков можно использовать методический подход, предложенный американскими аналитиками для Unfinished Business (Отчет по сравнительному анализу рисков США). Разработанная в этом исследовании 7-балльная шкала оценок тяжести неблагоприятных последствий воздействия вредных экологических факторов (табл.1), может быть использована как основа для ранжирования неканцерогенных рисков.

Другие исследователи  предлагают для оценки неканцерогенных эффектов использовать шкалу, включающую только три категории: катастрофические, тяжелые и неблагоприятные эффекты. Пример такого подхода приведен в таблице 2.

Процедура оценки риска и  анализ ресурсных и временных  ограничений была разделена на этапы.

·  Этап 1. Характеристика промышленных выбросов, выбранных инвестиционных групп (ИГ)

"Северсталь" - одно  из крупнейших предприятий черной  металлургии в Российской Федерации,  масштабы загрязнения окружающей  среды в связи с его деятельностью,  значительны. Получены данные  о 58 наиболее важных загрязнителях,  попадающих в окружающую среду  в результате деятельности комбината  в порядке убывания годового  объема выброса загрязнителя  и данные по планируемому уменьшению  объема выбросов по каждому  из них.

Детальная оценка включает количественную оценку особо значимых химических веществ. Однако список химических веществ оказался чрезмерно большим.

Для выбора наиболее приоритетных веществ использовались следующие  критерии: объем выброса и токсичность  вещества с учетом его предельно  допустимой концентрации (ПДК), применяемой  в России. Токсичность загрязняющего  вещества и кратность превышения его ПДК были критериями для определения  рейтингового номера по каждому из загрязняющих веществ. Кроме того в  список были включены канцерогенные  вещества. Окончательный список включал 17 загрязнителей: аммиак, формальдегид, фенол, циановодород, сероводород, стирол, бенз(а)пирен, нафталин, 2-метилнафталин, циклопентадиен, сероуглерод, сажа, бензол, диоксид серы, тонкодисперсные твердые частицы (ТТЧ), оксид углерода, диоксид азота. После сбора и обработки первоначальной информации была создана электронная база данных по выбросам загрязняющих веществ, включающая данные по всем источникам и загрязнителям.

·  Этап 2. Оценка экспозиции или воздействия загрязнителей (по каждой ИГ) на окружающую среду

На данном этапе задача заключалась в том, чтобы для  каждого загрязнителя воздуха (ЗВ) (газообразного  и пылевидного) рассчитать среднесуточные концентрации в заранее определенных точках города. Для этих целей использовалась дисперсионная модель воздуха - математическая компьютерная программа. Одной из причин использования метода моделирования  вместо данных мониторинга была необходимость  идентифицировать собственно заводские  выбросы. Использование дисперсионной  модели позволяло бы, в этом случае, исследовать концентрации технологических  выбросов комбината в конкретных точках воздействия, тогда как данные мониторинга атмосферного воздуха  отражали бы суммарные концентрации выбросов в атмосферный воздух города от всех источников загрязнения, включая  городские промышленные и транспортные объекты. Данные мониторинга характеризуют  состояние окружающей среды в  период измерения, но не дают представления  о концентрации вредных выбросов в дальнейшем, после внедрения  инвестиционных проектов. По условиям проведения анализа необходимо было определить средние концентрации токсикантов, приводящие к хроническим заболеваниям, прежде всего, к возникновению раковых опухолей и других хронических заболеваний с высокой вероятностью летального исхода. Для этих целей были рассмотрены две компьютерные моделирующие программы.

Модель "Эколог" - сертифицированная  российская моделирующая программа  для расчета дисперсии и приземных  концентраций. С помощью этой модели рассчитываются максимальные концентрации загрязнителей на определенном расстоянии от источника при наихудших погодных условиях и максимальных объемах  выбросов. Однако эта модель не позволяет  рассчитывать среднесуточные концентрации загрязнителей при нормальных метеоусловиях. Тогда как для расчета хронических  рисков, таких как канцерогенные  риски, когда речь идет о тех исходах  для здоровья, которые являются следствием долгосрочных экспозиций к химическим веществам, необходимо подсчитать среднегодовые концентрации в точке воздействия (КВТ). Поэтому была использована альтернативная модель. В США для решения аналогичной задачи используется комплексная (долгосрочная) модель расчета выбросов от промышленных источников (The Industrial Source Complex (Long Term) (ISCLT3)]. Она позволяет оценивать дисперсию загрязняющих веществ в непосредственной близости от промышленного источника и моделирует средние концентрации загрязнителей через длительные промежутки времени после их выброса из источника. Это дает возможность предсказать среднюю годовую концентрацию ЗВ в любой определенной точке воздействия, с использованием данных об эмиссии и местных метеорологических данных. В настоящем исследовании модель ISCLT3 была использована для оценки концентраций ЗВ в приземных слоях воздуха в 99-ти выбранных точках воздействия на территории города.

Постоянно проживающее в  непосредственной близости от источников промышленных выбросов население было выбрано в качестве исследуемой  экспонируемой популяции. В соответствии с целями данного исследования, город  был условно разделен на 99 участков (округов), совпадающих с городскими избирательными участками.

На основании данных о  концентрациях выбросов на разных участках территории города, соотнесенных с  размером и плотностью популяции (детского и взрослого, мужского и женского населения) была создана электронная  карта Череповца.

·  Этап 3. Идентификации опасности и установление "доза-ответных" зависимостей

Целью этого этапа стала  оценка доступных доказательств  того, что загрязняющие вещества оказывают  отрицательное воздействие на население.

Риски для здоровья рассчитывались по стандартной методологии оценки канцерогенного и неканцерогенного риска, с использованием информации "доза-ответ" для основных загрязнителей (РМ10, SO2, NО2, CО, озон, свинец). Для оценки риска, связанного с загрязнением воздуха, применялись показатели токсичности, относящиеся к ингаляционному пути поступления поллютантов. Использовались данные о зависимости "доза-ответ" для стандартных загрязнителей, принятых в США, которые сравнивались с российскими ПДК этих же загрязнителей по классам опасности.

Токсикологическая и другая информация была получена из официальных  российских и международных источников о загрязнителях, содержащихся в  соответствующих выбросах и представлена по каждому показателю в электронном  формате. Кроме того, фиксировалась  информация о каждом загрязнителе, для которого были подсчитаны новые  токсикологические величины.

В результате была получена информация о токсичности каждого  из 17 веществ в каждой из ИГ.

·  Этап 4. Характеристика риска

Характеристика риска  представляет собой финальную стадию процесса оценки риска. На этой стадии результаты оценки экспозиции, опасности  и характеристик "доза-ответ" переводятся  в количественные и качественные показатели риска.

Процедура характеристики риска  по каждому из ЗВ включала обработку  данных о степени токсичности, концентрации, времени экспозиции и сведения о  численности населения, подвергающегося  воздействию конкретного ЗВ. Оценивался риск раковых и нераковых эффектов в каждой из 99 выделенных групп населения.

Глава 2

При анализе безопасности технической системы, характеристики ее надежности не дают исчерпывающей  информации. Необходимо провести анализ возможных последствий отказов  технической системы в смысле ущерба, наносимого оборудованию и  последствий для людей, находящихся  вблизи него. Таким образом, расширение анализа надежности, включение в  него рассмотрения последствий, ожидаемую  частоту их появления, а также  ущерб, вызываемый потерями оборудования и человеческими жертвами, и является оценкой риска. Конечным результатом  изучения степени риска может  быть, например, такое утверждение: “Возможное число человеческих жертв  в течение года в результате отказа равно N человек”.

Таким образом, можно дать следующее определение риска: риск - частота реализации опасностей. Количественная оценка риска - это отношение числа  тех или иных неблагоприятных  последствий к их возможному числу  за определенный период.

Пример. Определить риск гибели человека на производстве за год, если известно, что ежегодно погибает около n =14000 человек, а численность работающих составляет N =140 млн. человек:

С точки зрения общества в целом интересно сравнение  полученной величины со степенью риска  обычных условий человеческой жизни, для того чтобы получить представление  приемлемом уровне риска и иметь  основу для принятия соответствующих  решений.

По данным американских ученых индивидуальный риск гибели по различным  причинам, по отношению ко всему  населению США за год составляет:

Автомобильный транспорт 0,0003

Падение 0,00009

Пожар и ожог 0,00004

Утопление 0,00003

Отравление 0,00002

Огнестрельное оружие и станочное  оборудование 0,00001

Водный, воздушный транспорт 0,000009

Падающие предметы, эл. ток 0,000006

Железная дорога 0,000004

Молния 0,0000005

Ураган, торнадо 0,0000004

Таким образом, полная безопасность не может быть гарантирована никому, независимо от образа жизни.

При уменьшении риска ниже уровня 0,000001в год общественность не выражает чрезмерной озабоченности  и поэтому редко предпринимаются  специальные меры для снижения степени риска (мы не проводим свою жизнь в страхе погибнуть от удара молнии). Основываясь на этой предпосылке, многие специалисты принимают величину 1´ 10-6 как тот уровень, к которому следует стремиться, устанавливая степень риска для технических объектов. Во многих странах эта величина закреплена в законодательном порядке. Пренебрежимо малым считается риск 1х10-8 в год.

Необходимо отметить, что  оценку риска тех или иных событий  можно производить только при  наличии достаточного количества статистических данных. В противном случае данные будут не точны, так как здесь  идет речь о так называемых “редких  явлениях”, к которым классический вероятностный подход не применим. “Так, например, до чернобыльской аварии риск гибели в результате аварии на атомной электростанции оценивался в 2х10-10 в год”.

Анализ риска позволяет  выявить наиболее опасные деятельности человека. По данным американских ученых частота несчастных случаев со смертельным  исходом составляет (по времени суток) (рис.1). Таким образом, должны рассматриваться  все технические и социальные аспекты в их взаимосвязи. При  этом возможно обеспечить приемлемый риск, который сочетает в себе технические, экономические, социальные и политические аспекты и представляет собой  некоторый компромисс между уровнем  безопасности и возможностями ее достижения. Упрощенный пример определения  приемлемого риска можно проиллюстрировать  графиком (рис.2)

Затрачивая чрезмерные средства на повышение надежности технических  систем, можно нанести ущерб социальной сфере. Величина приемлемого риска  определяется уровнем развития общества и темпами научно - технического прогресса.

Начальный импульс к созданию численных методов оценки надежности был дан авиационной промышленностью. После первой мировой войны в  связи с увеличением интенсивности  полетов и авиакатастроф были выработаны критерии надежности для  самолетов и требования к уровню безопасности. В частности, проведен сравнительный анализ одномоторных и многомоторных самолетов с  точки зрения успешного завершения полета и выработаны требования по частоте аварий, отнесенных к 1ч. полетного  времени. К 1960г., например, было установлено, что одна катастрофа приходится в  среднем на 1млн. посадок. Таким образом, для автоматических систем посадки  самолетов можно было бы установить требования по уровню риска, не превышающего одной катастрофы на 10 107 посадок.