Анализ и управление экологическим риском

Опасность со стороны каких-либо воздействий на экологическую систему составляет экологический риск.

В данной главе мы рассмотрим сначала методы анализа и управления экологическим риском, а затем займёмся риском, связанным с ионизирующим излучением и радионуклидами, находящимися в экосистеме.

Опасность и риск

Уже с первых шагов человек понимает, что существование в данном мире — непрерывное столкновение с опасностями. Необходимость адекватной оценки опасностей со стороны окружающей среды и нежелательных последствий от собственной деятельности стимулировало введение понятия риска. Риск представляет собой количественную меру опасности.

Риск — вероятность неблагоприятного развития событий с плохим концом: смертью, травмой, болезнью, неважным самочувствием, дискомфортом, испорченным настроением. Анализировать риск — значит обнаружить все реальные опасности, оценить вероятность их появления, рассчитать возможные последствия и ущерб от всех опасностей. Управление риском означает попытку избежать каких-то опасностей или сведение последствий каких-либо видов деятельности к минимальному ущербу.

Риск — 1) возможная опасность; 2) ситуативная характеристика деятельности, состоящая в неопределенности ее исхода и возможных неблагоприятных последствий в случае неуспеха.

Понятие риска относится к системе, включающей источник опасности и объект, на который этот источник может воздействовать. Концепция минимального (оптимального) риска предполагает, что избежать риска невозможно, но можно уменьшить его до приемлемого уровня.

Риск характеризуется сочетанием вероятностей: l) вероятность возникновения неблагоприятного воздействия; 2) вероятность возникновения неблагоприятного воздействия именно данного типа и масштаба; з) вероятность того, что данный тип воздействия вызывает определенную величину отклонений состояния субъекта от его динамического равновесия.

Меру риска вычисляют по формуле:

В этой формуле в числителе записывается число событий, неблагоприятных с точки зрения исследователя (например, число автомобильных аварий), а в знаменателе — общее число событий (число автомобилей на дороге). Число событий рассчитывают за определенный отрезок времени: за год, десятилетие, век и т. п. Если несколько опасностей возможны одновременно, то риски суммируются методами математической статистики.

Управление риском представляет собой группу процедур, направленных на обоснование принятия административных решений. Рисканализ обеспечивает создание критериев отбора мер, которые наиболее эффективны экологически, приемлемы технологически и наилучшим образом соответствуют конкретной окружающей среде. Оценка риска включает информацию о вероятности разрушения природных систем, аварий на технических системах и их последствий для населения.

Риски выражают через вероятность смерти индивида в течение года. Например, риск смерти в результате падения метеорита равен 6-ю*¹¹ за год, т. е. человек имеет 6 шансов из миллиарда погибнуть в течение юо лет от падения метеорита. Опасность мала и не учитывается. Люди считают для себя приемлемыми гораздо более высокие риски. Так, курение 20 сигарет в день приводит к смерти с вероятностью 5-ю*³, т. е. человек имеет 5 шансов из тысячи погибнуть в течение года от курения, но продолжает курить. Риск при вождении мотоцикла — 2-кгз, управлении автомобилем — 1,7-Ю'⁴, в альпинизме — 4-ю*⁵, рентгенодиагностике — мо^-5.

Экологический риск — уровень вероятности возникновения неблагоприятных последствий природных явлений, функционирования промышленности, транспорта и т. п., для жизнедеятельности людей, сохранности природных ресурсов, экосистем, исторических, культурных и материальных ценностей.

Цель определения величины экологического риска — оценка вероятности неблагоприятного влияния на человека, домашних животных, дикой природы или на экологические системы химических веществ или физических воздействий.

При оценке экологического риска учитывают общее повреждение здоровья, травмы, стрессы морального или этического характера. Под интегральным экологическим риском понимают оценку неблагоприятных воздействий на окружающую среду' и биосферу в целом.

Экологическая безопасность — совокупность условий, обеспечивающих минимальный уровень неблагоприятных воздействий природы и технологических процессов её освоения на здоровье людей. Её рассматривают в пределах всех форм природопользования. Она касается как прямого, так и косвенного воздействия человека (глобального, регионального и локального) на окружающую среду. Окружающая среда — понятие, характеризующее природные условия в конкретно избранном месте и экологическое состояние данной местности. Относится к описанию природных условий на поверхности Земли, состоя) шю её локальных и глобальных экосистем и их взаимодействию с человеком.

Среда обитания — совокупность конкретных абиотических и биотических условий, в которых обитает данная особь, популяция или вид, часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Из среды организмы получают всё необходимое для жизни и в неё же выделяют продукты обмена веществ.

Экологическая система (экосистема) — биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов, среды их обитания, системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними.

Обеспечение экологической безопасности — это планирование и осуществление комплекса мероприятий, обеспечивающих предотвращение или ликвидацию отрицательных последствий для окружающей среды и населения при развитии промышленности, энергетики, коммуникаций и сельского хозяйства. Система экологической безопасности обеспечивает допустимое негативное воздействие техногенных и антропогенных факторов на биоту и человека. В неё входит экологическая оценка территории; составление кадастра объектов воздействия на окружающую среду, кадастра природных ресурсов, кадастра «загрязненных» площадей; экологический мониторинг. Управленческие решения включают формирование экологической политики; предупреждение проявления антропогенных факторов; минимизацию последствий проявления техногенных факторов.

В качестве примера рассмотрим экологические опасности, связанные с выбросом токсичного химического вещества в атмосферу.

Здесь опасность — способность химического соединения наносить вред организму и/или относительная токсичность вещества или смеси веществ. Идентификация опасности — процесс установления причинной связи между экспозицией химического вещества и частотой развития и/или тяжестью неблагоприятных эффектов на здоровье человека.

В случае газообразных химических токсинов схема цепочки анализа риска выглядит так:

ИСТОЧНИК => ДИСПЕРСИЯ => ЭКСПОЗИЦИЯ => ДОЗА =>РИСК Анализ риска начинается с идентификации опасности.

ИСТОЧНИК. Источниками токсичных веществ мог>т быть химические, металлургические и биотехнологические заводы, газои нефтеперерабатывающие предприятия, АЭС, свалки, бензозаправки, автотранспорт, аэродромы, горно-обогатительные комбинаты, животноводческие фермы и др. Управление риском включает определение опасности вещества, накопленного в источнике, степени его токсичности, величины запасов в источнике, вероятности его выхода из источника ДИСПЕРСИЯ. Токсичное вещество не опасно, если оно надежно замуровано и не может далеко продвигаться от источника. Однако, если источник открытый, вещество начинает его покидать и распространяться в окружающей среде. При анализе миграционного процесса определяют скорость распространения токсина в окружающей среде, расстояние на которое он способен удалиться от источника за время своей жизни; скорость уменьшения концентрации токсина в источнике; скорость увеличения концентрации токсина в среде обитания; способность к накоплению в компонентах биоты; химические превращения во время миграции; вероятность его трансформации в более опасные вещества.

ЭКСПОЗИЦИЯ. После перемещения токсин достигает живого существа и вступает с ним в контакт. Определяют, какой организм вступил в контакт с токсином; как именно, как долго и часто вступает организм в контакт с токсином; скорости накопления и вывода из организма; где именно накапливается токсин; вероятность синергизма от совместного воздействия различных типов токсинов.

ДОЗА. Вещество, попавшее в организм, распространяется по нему и начинает отрицательно воздействовать на функционирование его систем. Суммарный эффект воздействия и определяет дозу. На этом этапе измеряют концентрацию токсина в организме, время его пребывания в организме или в критическом органе и степень его токсичности.

РИСК. Риск определяется вероятностью возникновения негативных последствий для организма из-за контакта с токсином. Здесь выясняют, насколько хорошо организм способен сопротивляться негативным последствиям действия токсина; к каким последствиям приводит контакт организма с токсином; каковы последствия для экосистемы в целом.

Доза, т. е. количество токсичного вещества в организме, сама по себе мало что значит. Важно причинит ли она организму ущерб, и если причинит, то какого типа и какой тяжести, важно также не вызовет ли она эпидемию, способную нанести вред всей популяции.

Два основных элемента риска связаны уравнением:

Риск=(опасность)-(экспозиция) =(токсичность)-(экспозиция) Оценка риска здоровья проводится по схеме: источник -^эмиссия-" среда-" экспозиция-" человек. Различают риски от однократного поступления токсина в организм и хроническое поражение населения.

При анализе риска населения учитываются такие факторы, как годовая статистика смертности, смертность на единицу населения, причина смерти, половозрелая группа; заболеваемость, детские поликлиники, скорая помощь, диагноз; учитываются базы данных по населению, миграции, карта распределения плотности населения и медицинских учреждений, маршруты передвижения населения. Получают количественные зависимости риска смерти от интенсивности воздействия неблагоприятного фактора среды. Окончательно рассчитывают варианты развития ситуации «средаздоровье», оптимизированных под разные управленческие решения.

В настоящее время имеется несколько программ для компьютерного анализа риска, связанного с поступлением в среду обитания газообразного токсина. Например, система обработки информации EHIPS — Environmental Health Information Processing System.