Дисципліна Методологія і теорія екологічної безпеки Лекція 10

Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть полный документ!

Дисципліна «Методологія і теорія екологічної безпеки» Лекція 10 Кількісне оцінювання екологічного ризику загрози здоров'ю внаслідок дії забруднюючих речовин Мета: • Формування комплексного підходу до забепечення техногенно-екологічної безпеки • Навчити застосуванню системних теоретичних методів екологічної безпеки до практичної діяльності екологів • Виховна мета: • сформувати впевненість тих, хто навчається, в тому, що при дотриманні вимог керівних документів, які повинні постійно корегуватись з урахуванням новітніх науковотехнічних рішень, є можливість забезпечити екологічну безпеку на всіх рівнях управління (виробництво, регіон, держава …) 1

Навчальні питання: • Загальні правила оцінювання екологічного ризику • Основні показники • Основні розрахункові співвідношення • Основні етапи оцінювання екологічного ризику Література • Конспект лекцій • Науково-методичні підходи до оцінки екологічних ризиків / [Андерсон В. М. , Андрєєва Н. М. , Алимов О. М. та ін. ] ; За науковою редакцією д. е. н. , проф. Хлобистова Є. В. / ДУ «ІЕПСР НАН України» , ІПРЕЕД НАН України, Сум. ДУ, НДІ СРП. Т. 2 – Сімферополь: ИТ «АРИАЛ» , 2011. – С. 51 -61

Вступ Проблема – відсутність в Україні загальнопризнаної методології комплексного оцінювання екологічних ризиків як головного інструменту для визначення ступеня екологічної небезпеки промислового об'єкту

1. Загальні правила оцінювання екологічного ризику • • Основні принципи оцінки екологічних ризиків: Для неканцерогенних речовин використовується порогова модель «доза – ефект» Для канцерогенних речовин використовується безпорогова модель «доза – ефект» , при цьому нормування відбувається по рівню приємлимого ризику Індивідуальний ризик зменшення часу життя доравнює фактор ризику помноженому на середню дозу на протязі життя Популяційний ризик дорівнює «індивідуальному ризику» помноженому на «розмір популяції»

Основні задачі оцінки екологічних ризиків: • Дослідження взаємозв'язку між величиною економічного потенціалу регіону та наслідками НС природного характеру • Удосконалення науково-методичних підходів до визначення оцінки ризиків виникнення економічних наслідків НС природного характеру • Аналіз та узагальнення принципів і методів інтегральної оцінки економічного потенціалу території • Удосконалення методичних підходів до визначення величини економічного потенціалу території з урахуванням імовірності виникнення НС природного характеру

Механізм обліку негативних ефектів Механізм формування негативних ефектів, які обумовлені вже існуючим і додатковим ризиками, враховується за допомогою показника qe- частність шкідливих впливів. Для випадку однакових механізмів впливу q e= q t – q c , де qt, qc - частності прояву таких же негативних ефектів в групі ризику та контрольній групі. Якщо механізми впливу відрізняються qe= (qt – qc )/ (1 – qc ) Символ “е” показує, що мова йде про додаткові випадки захворювання (при малих дозах величина qe може бути настільки незначна, що її важко виявити на фоні “звичних” випадків таких же захворювань)

2. Основні показники [Pe(D)]ij – додатковий ризик від дози i токсиканту j де Fr – фактор ризику (додатковий ризик, який приходиться на одиницю дози), 1/мг; D – доза, мг; С – концентрація шкідливої речовини, мг/куб. м; V – інтенсивність потрапляння шкідливої речовини, куб. м/сутки; t – час впливу шкідливої речовини, сутки;

Основні показники Загальна формула для визначення кількості важких наслідків дії токсикантів на населення (груповий ризик) де Nij – кількість населення, яке підвергається дії токсиканта j з дозою i; k – кількість токсикантів; n – кількість рівнів доз кожного токсиканту

Приклад експресної оцінки популяційного ризику Скільки додаткових випадків захворювання на рак на протязі 3 років можна очікувати після вводу до строю промислового об'єкту, внаслідок якого дії токсиканта-канцерогену (фактор ризику токсиканту складає 0. 000001 1/мг) з концентрацією 0, 01 мг/куб. м підвержено 10000 чоловік? • Якщо кожної хвилини людина в середньому вдихає 7, 5 л повітря, то обсяг забрудненого повітря, яке проходить через легені, на протязі суток складає V=7, 5 л/хв. * 0, 001 куб м/л * 60 хв. /година * 24 години/день= =10, 8 [куб м/день] • Ризик захворювання на рак на протязі одного року Pe(1) = 0, 000001 * 10, 8 *0, 01 *365=3, 942*0, 00001 [1/рік] • Кількість додаткових випадків захворювання на рак на протязі 3 років qe=3, 942*0, 00001 *3*10000=1, 3

Основні показники Кількість додаткових випадків тяжких наслідків при впливі шкідливої речовини на населення, що віднесена до одного року R=Fhr∙Hd, де Fhr – фактор ризику виникнення тяжких наслідків, віднесений до одиниці дози (додатковий ризик, віднесений до одиниці потужності дози), 1/[мг/(кг∙день)]; Hd – потужність дози небезпечної речовини (кількість шкідливої речовини в мг, віднесене до 1 кг маси тіла людини і до 1 дня експозиції), мг/(кг∙день) Для населення, яке проживає в забрудненому районі Fhr= m∙t∙Fr = m=70 kg; t=70 років = 1 790 000 ∙Fr

Основні показники Індивідуальний ризик – вірогідність екстремальної шкоди внаслідок дії шкідливої речовини (сукупності шкідливих речовин). Розраховується для всього життя або 1 року. Нижня межа теоретичного індивідуального ризику згідно нормативів Агенції по охороні навколишнього середовища США – 0, 000001 (збільшення ймовірності смерті на один шанс на мільйон за все життя людини, протягом 70 років). В розрахунку на 1 рік оптимальний ризик складає 0, 000001/70=1, 43· 0, 00000001

3. Основні розрахункові співвідношення Річний індивідуальний (додатковий до фонового) ризик розвитку раку [1/рік] Pe(1) = С∙Fhrg , де С – середня щоденна концентрація забруднюючої речовини, яка впливає на людину на протязі життя, мкг/куб. м; Fhrg – фактор ризику однієї одиниці концентрації забруднюючої речовини, який приходиться на 1 рік, 1/[(мкг/куб. м)·рік]. Fhrg = Fr∙ 0, 001∙ 8, 11 ∙ 1000 ∙ 70 = 567, 7 ∙ Fr; Fr = 0, 00176∙ Fhrg

Основні розрахункові співвідношення Річний популяційний (додатковий до фонового) ризик розвитку раку [1/рік] qe(1) =Pe(1) ∙N, де N – кількість населення, яке підвергається дії токсиканта. Сумарний ризик від впливу кількох токсикантів P (1)= Pe 1(1)+ Pe 2(1)+…+ Pen(1), де Pe 1(1), Pe 2(1), …, Pen(1) – індивідуальні ризики, які обумовлені впливом компонентів суміші хімічних речовин

4. Етапи оцінки екологічного ризику 1. Аналіз інвентаризації викидів підприємств по звітним формам за минулий рік 2. Вибір системи координат та рецепторних точок для розрахунку впливу шкідливих речовин 3. Моделювання розсіювання викидів підприємств та розрахунок середньорічних концентрацій в рецепторних точках 4. Оцінка індивідуального та популяційного ризику 5. Складання таблиці (матриці) ризику 6. Аналіз похибок і невизначеностей результатів

Завдання на самопідготовку • Конспект лекцій • Науково-методичні підходи до оцінки екологічних ризиків / [Андерсон В. М. , Андрєєва Н. М. , Алимов О. М. та ін. ] ; За науковою редакцією д. е. н. , проф. Хлобистова Є. В. / ДУ «ІЕПСР НАН України» , ІПРЕЕД НАН України, Сум. ДУ, НДІ СРП. Т. 2 – Сімферополь: ИТ «АРИАЛ» , 2011. – С. 51 -61 • Індивідуальна задача (номер варіанту відповідає номеру в журналі; для магістрів – 1 -20; 2 -21; 3 -22; 423; 5 -26)

Індивідуальне завдання (модульна робота) За вихідними даними, що характеризують середньорічні концентрації канцерогенних речовин та кількість населення в рецепторних точках, визначити: 1) фактор ризики токсикантів, 2) річний індивідуальний ризик розвитку раку в рецепторних точках 3) річний індивідуальний ризик розвитку раку в місті в цілому, 4) індивідуальні ризики, які обумовлені впливом кожного з компонентів, 5) річний популяційний ризик розвитку раку, 6) груповий ризик; розробити та заповнити матрицю ризику. Відомі константи: • Стандартне значення об'єму повітря, яке поступає в легені людини за рік – 8110 куб. м/рік • додатковий ризик, віднесений до одиниці потужності дози: ü Fhr (Ni)=0, 9 1/[мг/(кг∙день)] ; ü Fhr (Pb)=0, 042 1/[мг/(кг∙день)] ; ü Fhr (Cr)=42 1/[мг/(кг∙день)] ; ü Fhr (Cd)=6, 3 1/[мг/(кг∙день)] ; ü Fhr (Benz)=3, 1 1/[мг/(кг∙день)].

Порядок розв'язання індивідуального завдання 1. 2. Визначити фактор ризику (1/мг) для кожної небезпечної речовини Визначити індивідуальний ризик захворювання на рак на протязі року окремо по всім небезпечним речовинам у кожній рецепторній точці (1/рік) 3. Визначити індивідуальний ризик захворювання на рак на протязі року у кожній рецепторній точці (1/рік) 4. Визначити індивідуальні ризики захворювання на рак на протязі року, які обумовлені впливом кожного з компонентів (1/рік) 5. Визначити індивідуальний ризик захворювання на рак на протязі року у городі в цілому (1/рік) 6. Визначити річний популяційний ризик захворювання на рак в кожній рецепторній точці (кількість додаткових захворювань) 7. Визначити річний популяційний ризик захворювання на рак окремо по всім небезпечним речовинам (кількість додаткових захворювань) 8. Визначити річний популяційний ризик захворювання на рак у городі в цілому (кількість додаткових захворювань) 9. Визначити груповий ризик захворювання на рак у городі в цілому (кількість додаткових захворювань на рак у городі на протязі життя людини). 10. Розробити та заповнити матрицю ризику.

1. Визначити фактор ризику (1/мг) для кожної (i) небезпечної речовини Fhri= m·t·Fr = m=70 kg; t=70 років = 1 790 000 ·Fri Fri=f(Fhri)= Fhri /(m∙t) (!!!) 2. Визначити індивідуальний ризик захворювання на рак на протязі року окремо по всім небезпечним речовинам у кожній (j) рецепторній точці Pe(1)ij = Fri*Cij*V*t (t=1 рік)

3. Визначити індивідуальний ризик захворювання на рак на протязі року у кожній (k) рецепторній точці Pej (1)= Pe(1)ij 4. Визначити індивідуальні ризики захворювання на рак на протязі року, які обумовлені впливом кожного (n) з компонентів, по городу в цілому Pei (1)= Pe(1)ij

5. Визначити індивідуальний ризик захворювання на рак на протязі року у городі в цілому Pe (1)= Pej (1) 6. Визначити річний популяційний ризик захворювання на рак в кожній рецепторній точці qej (1)=Pej (1)*Nj

7. Визначити річний популяційний ризик захворювання на рак окремо по всім небезпечним речовинам qei(1)= Pei (1)*N 8. Визначити річний популяційний ризик захворювання на рак у городі в цілому qe(1)= Pe (1)*N

9. Визначити груповий ризик захворювання на рак у городі в цілому (кількість додаткових захворювань на рак у городі на протязі життя людини) qe(Т)= qe(1)*Т

Складання матриці ризиків Варіант 19 Матриця ризиків Речовина C Nj Ni 0, 01 7500 Pb 0, 01 7500 Cr 0, 001 7500 Cd 0, 005 7500 Benz() 0, 001 7500 Рецепторна точка 2 Ni 0, 02 5000 Pb 0, 001 5000 Cr 0, 0001 5000 Cd 0, 0005 5000 Benz() 0, 001 5000 Рецепторна точка 3 Ni 0, 0002 10000 Pb 0, 001 10000 Cr 0, 003 10000 Cd 0, 01 10000 Benz() 0, 002 10000 Рецепторна точка 4 Ni 0, 0001 20000 Pb 0, 001 20000 Cr 0, 001 20000 Cd 0, 01 20000 Benz() 0, 005 20000 N 42500 Реj (1) Реi (1) Fri Реi(1) 5, 03 E-07 4, 08 E-05 0, 00039 0, 000124 2, 35 E-08 1, 9 E-06 2, 47 E-06 2, 35 E-05 0, 00019 0, 00097 3, 52 E-06 0, 000143 0, 000728 1, 73 E-06 1, 4 E-05 0, 000126 Ре (1) qij (1)=Pei(1)*Nj 0, 001951 0, 305824022 0, 014271788 1, 427178771 1, 070384078 0, 105339385 qj(1) qi(1) q 1 S q. S (70) 2, 922998 5, 250998 23, 35349 204, 6099 0, 105136 41, 24547 30, 9341 5, 372309 5, 03 E-07 8, 16 E-05 0, 000129 2, 35 E-08 1, 9 E-07 2, 35 E-05 1, 9 E-05 3, 52 E-06 1, 43 E-05 1, 73 E-06 1, 4 E-05 0, 407765363 0, 000951453 0, 095145251 0, 071358939 0, 070226257 0, 645447 5, 03 E-07 2, 35 E-08 2, 35 E-05 3, 52 E-06 1, 73 E-06 8, 16 E-07 0, 000885 1, 9 E-07 0, 000571 0, 000285 2, 81 E-05 0, 008155307 0, 001902905 5, 708715084 2, 854357542 0, 280905028 8, 854036 5, 03 E-07 4, 08 E-07 0, 000547 2, 35 E-08 1, 9 E-07 2, 35 E-05 0, 00019 3, 52 E-06 0, 000285 1, 73 E-06 7, 02 E-05 0, 008155307 0, 00380581 3, 805810056 5, 708715084 1, 40452514 10, 93101

Вихідні дані

Скачать презентацию Дисципліна Методологія і теорія екологічної безпеки Лекція 10

Лек 10 с примером решения.pptx

Количество слайдов: 25