Количественная оценка экологического риска Лектор: к. т. н.

Количественная оценка экологического риска Лектор: к. т. н. доц. П. Ф. Агаханянц Группа: 237 Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий

Оценка социального и индивидуального риска • Социальный риск RS характеризует возможные аварии на промышленных, энергетических, военных и иных объектах, которые вызывают тяжелые последствия и, прежде всего, гибель людей • Индивидуальный риск RI определяется вероятностью экстремального вреда – смерти индивидуума – от некоторой причины, рассчитываемой для всей его жизни или для одного года

Оценка социального риска • wi – частота i-той аварии • Ni – количество смертельных случаев, обусловленных ею • l – возможное число всех аварий на данном объекте.

Оценка социального риска • В ряде стран значения частот аварий и количеств вызванных смертельных случаев для оценки допустимого социального риска эксплуатации объекта установлены законодательно. • Нидерланды: риск от потенциально опасной установки, авария на которой может вызвать гибель 10 человек, может считаться допустимым, если частота этой аварии не превышает 10 -4 в год – то есть может произойти не чаще, чем один раз в 10 тыс. лет. • Если последствия аварии в n раз больше, то соответствующая частота должна быть в n 2 раз меньше. – Если на установке возможна авария, способная вызвать смерть 20 человек, то частота такой аварии не может превышать 2, 5*10 -5 в год

Оценка социального риска, обусловленного действием вредных веществ, находящихся в воздухе, воде или пище • Для оценки влияния токсиканта, присутствующего в окружающей среде, вводится понятие «риска от дозы i токсиканта j» – [Pe(D)]ij • Эта величина является вероятностью, зависит от «фактора риска данного токсиканта» Fr и его дозы D: – доза D измеряется в мг – фактор риска Fr имеет размерность мг-1 и представляет собой риск, приходящийся на единицу дозы

Оценка социального риска, обусловленного действием вредных веществ, находящихся в воздухе, воде или пище • Величина фактора риска определяется в результате специальных исследований • Если связь между дозой и риском линейна, а воздействие токсиканта не имеет порога, то вероятность определяется формулой • c – концентрация токсиканта, v – ежедневное поступление загрязненной среды в организм, t – время воздействия токсиканта

Оценка социального риска, обусловленного действием вредных веществ, находящихся в воздухе, воде или пище • Число тяжелых последствий (напр. , раковых заболеваний) действия токсикантов на людей определяется выражением • Nij – количество людей, подвергшихся действию токсикантов, k – количество токсикантов, n – количество уровней доз каждого токсиканта, e – показывает, что рассматриваются дополнительные случаи заболевания, вызванных токсикантами

Оценка социального риска. Пример • После ввода в строй промышленного объекта проживающее поблизости население в количестве 10 тыс. чел. в течение 3 лет постоянно (24 ч/сут. ) подвергается действию находящегося в воздухе токсиканта-канцерогена, концентрация которого равна 0, 01 мг/м 3. Сколько дополнительных случаев рака можно ожидать от этого токсиканта за время эксплуатации объекта, если фактор риска токсиканта составляет 10 -6 мг-1?

Оценка социального риска. Пример • Средний объем воздуха, вдыхаемый человеком, равен 7, 5 л/мин объем загрязненного воздуха, проходящий через легкие каждого человека ежесуточно, составит: v = 7, 5 л/мин • 10 -3 м 3/л • 60 мин/ч - 24 ч/день = 10, 8 м 3/день. qe = Fr • v • с • t • N = 10 -6 мг-1 • 10, 8 м 3/день • 0, 01 мг/м 3 • 365 дней/год • 3 года • 104 чел = 1, 2 • Для приведенных условий рассматриваемый объект может вызвать приблизительно лишь один дополнительный случай заболевания раком.

Оценка индивидуального риска • Часто в литературе термины "индивидуальный риск" и "вероятность" употребляются как синонимы, однако помимо вероятности события здесь присутствует "по умолчанию" его последствие – гибель человека.

Оценка индивидуального риска • Федеральные ведомства США ориентируются на такой нижний теоретический предел допустимого индивидуального риска, который можно считать пренебрежимо малым. • Этот предел соответствует увеличению вероятности смерти на один шанс на миллион (10 -6) за всю жизнь человека, продолжительность которой принимается равной 70 годам. • В расчете на один год идеальный, пренебрежимо малый индивидуальный риск составляет, следовательно, 10 -6 : 70 = 1, 43 * 10 -8 год-1

Оценка индивидуального риска • Для оценки допустимых индивидуальных рисков, связанных с опасными видами деятельности, в Великобритании используются «критерии Эшби» . • Они представляют собой вероятности одного фатального случая (одной смерти) в год.

Критерии приемлемости риска (по Эшби) Ранг Вероятность риска одной смерти Степень приемлемости 1 Не менее 1*10 -3 Риск неприемлем 2 Не менее 1*10 -4 Риск приемлем лишь в особых обстоятельствах Не менее 1*10 -5 Требуется детальное обоснование приемлемости Не менее 1*10 -6 Риск приемлем без ограничений 3 4

Порядки вероятности индивидуального риска смерти, рассчитанные для одного года Причины смерти Вероятность одной смерти в год Все причины 10 -2 Все «внутренние» причины (болезни) 10 -2 Все «внешние» причины (аварии, отравления, насилие и пр. ) 10 -4 Все аварии на транспорте 10 -4 Случайные отравления 10 -5 Травматизм на производстве 10 -5 Аварии на воздушном транспорте 10 -6

Причины увеличения индивидуального риска смерти на 10 -6 в год (по Р. Вильсону) Вид деятельности Причины смерти Выкурить 1, 4 сигареты Рак, болезнь сердца Пробыть 1 час в угольной шахте Болезнь легких Провести 2 дня в Нью-Йорке Болезнь легких Проехать 300 миль на автомобиле Авария Проехать 10 миль на велосипеде Авария Пролететь 1000 миль на самолете Авария Прожить 2 месяца в горах Рак Прожить 2 месяца рядом с курильщиком Рак, болезнь сердца Сделать рентген грудной клетки Рак Прожить 150 лет на расстоянии 20 миль от ядерного реактора Рак

Оценка индивидуального риска • Комиссия США по окружающей среде установила предельно допустимые концентрации канцерогенных веществ в воздухе, исходя из величины индивидуального риска и количества дополнительных случаев рака, генерируемых ежегодно среди населения. – приемлемыми считаются индивидуальные риски в диапазоне от 10 -5 до 10 -3, если их значения соответствуют возможным дополнительным случаям рака в интервале от 0, 006 до 0, 08 в год – при этом учитываются как вероятности вредных воздействий, так и число их фатальных последствий (предполагается, что все дополнительные случаи рака сопровождаются смертельным исходом).

Оценка индивидуального риска. Способы выражения В 1996 г. Кунрейтер и Слович предложили несколько новых способов выражения риска смерти: • количество смертей на 106 населения; • количество смертей на 106 населения в пределах зоны определенного радиуса с центром в месте источника опасного воздействия; • количество смертей на единицу концентрации токсиканта в окружающей среде;

Оценка индивидуального риска. Способы выражения • количество смертей, обусловленных функционированием данного объекта; • количество смертей на одну тонну токсиканта, поступившего в организмы людей; • количество смертей на одну тонну вещества, выработанного на данном объекте; • количество смертей на один миллион долларов вырабатываемого вещества; • сокращение ожидаемой продолжительности жизни, вызванное опасностью.

• Величина риска равна произведению вероятности рассматриваемого события или процесса P на меру ожидаемого ущерба Z: • Мера ожидаемого ущерба должна включать в себя все возможные последствия данного события/процесса и различные виды ущерба – социального, экономического, экологического, морального и пр. • Ущерб м. б. выражен в денежных единицах.

Оценка риска по сокращению ожидаемой продолжительности жизни • LLE – loss of life expectancy – сокращение ожидаемой продолжительности жизни • Каждой возрастной группе приписывается индекс i – i = 1 – i = 2 – i = 3 для возрастной группы от 0 до 1 года для возрастной группы от 1 года до 4 лет для возрастной группы от 5 до 9 лет и т. д.

Оценка риска по сокращению ожидаемой продолжительности жизни • Вероятность смерти для каждой возрастной группы m(i) берется из статистических данных (в виде количества смертей на 100000 жителей в год) • В расчете на 100 тыс. жителей число ожидаемых смертей в интервале возрастов от 0 до 1 года составит n(1) = m(1) * 100000, а количество оставшихся в живых и достигших возраста в 1 год будет равно a = 100000 – n(1)

Оценка риска по сокращению ожидаемой продолжительности жизни n(i) = a(i – 1) * m(i) a(i) = a(i – 1) – n(i) где a(0) = 100000 • С помощью этих уравнений рассчитываются все значения n(i) • Среднее количество лет t(i), прожитых теми, кто умер в возрастном интервале i, выступает середина этого интервала • Полное количество лет, прожитых теми, кто умер в возрастном интервале i, составит n(i) * t(i)

Оценка риска по сокращению ожидаемой продолжительности жизни • Ожидаемая продолжительность жизни для индивидуума в этой группе будет

Оценка риска по сокращению ожидаемой продолжительности жизни • Если какой-нибудь риск устранен, то значение смертности m(i) изменится и примет новое значение m’(i), которое даст новую величину ожидаемой продолжительности жизни Е’ LLE = E’ – E

Сокращение ожидаемой продолжительности жизни (LLE), вызываемое различными экологическими причинами Причины риска Радон в помещениях Работа с химикалиями Постоянная работа с излучением Обеднение озонового слоя в стратосфере Пестициды в пищевых продуктах Загрязнение наружного атмосферного воздуха Загрязнение питьевой воды Проживание вблизи АЭС LLE, дни 35 30 25 22 12 10 1, 3 0, 4

Оценка риска по сокращению ожидаемой продолжительности жизни • Значение LLE зависит от вероятности осуществления рассматриваемого опасного события (или состояния, или действия) Р и средней величины оставшейся жизни человека L, подвергающегося при этом риску: LLE = P L • Например, если 40 -летний житель страны, средняя продолжительность жизни в которой составляет 70 лет, подвергается риску смерти, оцениваемого в 1%, то теоретическое сокращение его жизни равно LLE = 0, 01 30 = 0, 3 года

Сокращение ожидаемой продолжительности жизни в США Причины риска LLE, дни Курение (мужчины, 1 пачка сигарет в день) 2300 Сердечно-сосудистые заболевания 2100 Работа в шахте (добыча угля) 1100 Рак 980 Избыточный вес (15 кг) 900 Инсульт 520 Алкоголь 230 Автомобильные аварии 180 Грипп и воспаление легких 130 Наркотики 100

Сокращение ожидаемой продолжительности жизни в США Причины риска LLE, дни Убийство 90 Несчастные случаи на работе 74 СПИД 70 Пожары и смертельные ожоги 27 Кофе (3 чашки в день) 26 Авиакатастрофы 1 Ураганы, торнадо 1 Наводнения 0, 4 Землетрясения 0, 2

Оценка риска по сокращению ожидаемой продолжительности жизни • Количественные оценки экологических рисков необходимы для ранжирования проблем со здоровьем людей и состоянием среды обитания. • Ранжирование способствует выделению приоритетов при распределении средств, предназначенных на экологические мероприятия. • Количественные оценки важны для сопоставления и сравнения различных рисков.

• Занятия по экологической безопасности закончены! • Всем спасибо! • Удачи на экзаменах!

• Для оценивания риска угрозы здоровью и жизни людей требуется установить количественное соотношение «доза-отклик» , которое связывает количество вредного вещества с мерой вызванных им негативных последствий.