текущие затраты также одинаковы: С_i, = 1 млн руб./год; процентная ставка неизменна и составляет r = 0,2.

4. Находим чистую дисконтированную стоимость данного проекта, приходящуюся на 1 год его жизни:

P₃ =

4. Рассчитываем эффективность затрат на сокращение риска:

Пример рассчитан для условия, когда проект инвестируется собственными финансовыми средствами, без привлечения банковского кредита.

§ 6. Межведомственные взаимодействия

и информационный обмен при оценке рисков

Межведомственные взаимодействия и информационный обмен при осуществлении мероприятий по оценке риска для здоровья населения осуществляются на основе следующих нормативных документов:

• Основы законодательства Российской Федерации об охране здоровья граждан;

• Закон Российской Федерации «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения»;

• Закон Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды»;

• Постановление «Об использовании методологии оценки риска для управления качеством окружающей среды и здоровья населения в Российской Федерации», утвержденное Главным государственным санитарным врачом РФ за № 25 от 10.11.97 и Главным государственным инспектором РФ по охране природы за №03-19/24-3483 от 10.11.97.

Необходимость взаимодействия между различными ведомствами и обмен информацией объясняется наличием в различных учреждениях большого количества экологической, эпидемиологической и др. информации, которая может быть полезно использована для оценки рисков. Эффективный информационный обмен повышает качество использования результатов оценки риска при принятии управленческих решений.

Содержание информации, предоставляемой различными организациями для оценки рисков, представлено в нижеследующей таблице:

Таблица 5.4

Источники и содержание информации по оценке рисков

Рекомендуемая литература

1. Быховский А. В., Крутько В. Н. Системный анализ процессов формирования здоровья населения // Моделирование процессов экологического развития. М.: ВНИИСИ, 1986. Вып. 13. С. 24-31.

2. Реймерс Н. Ф. Экология // Теории, законы, правила, принципы и гипотезы. М.: Россия молодая, 1994.

Приложение

Ситуационная задача: «Оценка риска для здоровья населения от загрязнения атмосферного воздуха»

Как было показано в первой части, технология оценки риска для здоровья человека складывается из нескольких этапов. Причем в зависимости от вида риска его оценка имеет свои особенности. Наиболее подробно в зарубежной литературе описаны методики оценки ингаляционного канцерогенного риска и риска дополнительной смертности от вдыхания суммы взвешенных веществ. Ниже приводится алгоритм определения этих видов риска, предложенных сотрудниками Гарвардского института международного развития.

Загрязнители, находящиеся в атмосферном воздухе населенных мест, характеризуются в большинстве случаев постоянным составом газообразных ингредиентов и взвешенных веществ. Причем взвешенные частицы, обозначаемые в мировой литературе как ТSР, в воздухе промышленных городов в отобранных пробах обнаруживаются практически постоянно.

Воздействие взвешенных частиц при их поступлении в организм ингаляционным путем характеризуется различными эффектами. Результаты многочисленных исследований свидетельствуют о том, что взвешенные частицы поражают органы дыхания, способны вызвать аллергические заболевания, вызывают изменения со стороны иммунной, нервной и других систем. Они обусловливают канцерогенную опасность и риск дополнительной смерти.

Ситуационная задача. Оценка риска для здоровья населения от загрязнения атмосферного воздуха, обусловленного выбросами стационарных источников.

Город К расположен в центральной части России. Численность населения составляет 100 тыс. Имеющиеся промышленные предприятия в основном относятся к металлургической, нефтеперерабатывающей и пищевой промышленности.

Анализ отобранных проб воздуха в контрольных точках показал наличие в высоких концентрациях взвешенных частиц диаметром преимущественно 10 микрон и менее (РМ10).

Цель: провести оценку ингаляционного риска и риска дополнительной смертности от вдыхания взвешенных частиц для населения промышленного города от стационарных источников загрязнения воздушного бассейна.

План осуществления оценки риска (задачи):

1. Проведение инвентаризация и анализа выбросов предприятий по отчетной форме «2ТП-Воздух» за прошлый год и отбор предприятий и веществ для последующей оценки риска.

2. Анализ данных по плотности населения в городе. Выбор системы координат и рецепторных точек для расчета воздействующих концентраций.

3. Моделирование рассеивания выбросов предприятий и расчет среднегодовых концентраций канцерогенов и суммы взвешенных веществ (РМ10) в рецепторных точках.

4. Оценка индивидуального и популяционного канцерогенного риска и риска смертности от суммы взвешенных веществ для населения промышленного города от атмосферных выбросов промышленных предприятий.

5. Составление таблиц риска. Свертка по индексам.

6. Анализ погрешностей, неопределенностей и чувствительности результатов к различным упрощающим предположениям, принятым при оценке риска.

Как было указано в главе 2, при идентификации риска четко определяется территория региона, в котором проводится оценка риска. Это может быть город или часть города, район, поселок. На данной территории проводится инвентаризация всех промышленных предприятий, которые обусловливают основной вклад в риск для здоровья. На этой территории могут находиться и другие объекты, выбросы которых силь­но различаются по объему и составу. Они не учитываются. Отдельно группируются предприятия для оценки канцерогенного риска и риска дополнительных случаев смертности от воздействия пыли (взвешенных веществ, РМ10). Для каждого отобранного предприятия из отчетной формы «2ТП-Воздух» выбираются вещества по следующей форме:

Оценка приведенного выброса канцерогенов вычисляется для ка­ждого предприятия по формуле:

С =

где С — приведенный выброс канцерогенов для данного предприятия; SF_i, — фактор потенциала ингаляционного канцерогенного эффекта для канцерогена i (определяется по табл. 3.1); Е_i — объем выброса этого канцерогена в т/г.

После проведенных расчетов предприятия ранжируют в порядке убывания величины приведенного выброса (С) и для моделирования рассеивания отбираются лишь те, суммарный выброс которых составляет 90% от общего приведенного выброса канцерогенов по городу (вычисленных по той же формуле). Соответствующая таблица будет иметь следующий вид:

Отбор предприятий для расчета риска дополнительных случаев смерти от воздействия пыли (РМ10) проводится в такой же последовательности, но критерием отбора является сумма выбросов твердых веществ.

Следующей задачей исследования является выбор системы координат и рецепторных точек с учетом плотности населения в городе. Для ее выполнения в начале изучаемый город или район разделяется на сектора (ячейки) с таким расчетом, чтобы каждый сектор имел численность населения 5 % от численности населения города. Плотность населения города часто носит неравномерный характер, поэтому сектора могут иметь разные размеры. При определении рецепторных точек в каждом секторе необходимо стараться, чтобы рецепторная точка была в центре сектора, а точнее — в ближайшем к нему узле координатной сетки, которая используется в модели рассеивания.

При проведении моделирования рассеивания выбросов предприятий и расчета среднегодовых концентраций канцерогенов и суммы взвешенных веществ (РМ10) в рецепторных точках широко используется модель рассеивания «Эколог». В связи с тем, что эта модель предназначена для расчета максимальных разовых концентраций, то в нее необходимо внести следующие коррективы:

• каждое предприятие аппроксимируется одним точечным источником с усредненными параметрами (высотой трубы, температурой отходящих газов и др.). Расчет рассеивания производится для нормализованного выброса из этого источника для среднегодовых погодных условий (среднегодовой температуры, скорости и направления ветра);

• для расчета среднегодовой концентрации каждого канцерогена вычисленная с помощью модели «Эколог» нормализованная концентрация умножается затем на среднегодовую скорость выброса данного канцерогена;

• для расчета среднегодовой концентрации суммы взвешенных веществ (РМ10) сначала рассчитываются среднегодовые концентрации индивидуальных компонентов взвешенных веществ, выбрасываемых данным предприятием, по изложенной выше методике. Чаще всего ограничиваются только теми взвешенными веществами, годовой выброс которых составляет свыше 10 т/г. Полученные концентрации суммируются для оценки концентрации ТSР (РМ10).

Таким образом, результатом проведенной работы являются вычисленные для каждого предприятия в каждой рецепторной точки среднегодовые концентрации канцерогенов и ТSР (РМ10). Полученные результаты среднегодовых концентраций представляют в виде следую­щей таблицы:

Среднегодовые концентрации канцерогенов от предприятия — X (мг/м³)

Следующим этапом исследования является оценка индивидуального и популяционного канцерогенного риска и риска смертности от суммы взвешенных веществ (РМ10) для населения промышленного города от атмосферных выбросов промышленных предприятий.

Величина индивидуального хронического риска рассчитывается как вероятность развития хронического заболевания или вероятность смерти в результате хронического воздействия и вычисляется на определенный период воздействия (от нескольких лет до ожидаемой продолжительности жизни). В связи с тем, что индивидуальный риск вычисляется в рецепторной точке, то делается предположение, что индивидуум в течение всего периода воздействия будет находится в данной точке.

Особенностью определения канцерогенных эффектов является правило, согласно которому индивидуальный риск рассчитывается на период всей жизни, так как фактор канцерогенного потенциала обоснован с учетом воздействия в течение всей жизни. Кроме того, допускается предположение, что индивидуум будет подвергаться воздействию факторов окружающей среды в будущем на существующих уровнях воздействующих доз.

Ингаляционный индивидуальный канцерогенный риск (R) в течение всей жизни (вероятность получения ракового заболевания от вдыхания вещества, идентифицированного как вызывающее рак при инга­ляционном поступлении) рассчитывается по следующей формуле:

R =

где С_с.r. — среднегодовая концентрация канцерогена, которая предполагается постоянно воздействующей в течение всей жизни индивидуума (мг/м³); SF — фактор потенциала канцерогенного эффекта при ингаляционном пути поступления, который измеряется как величина, обратная суточной дозе на единицу веса (мг/кг/сутки)^-1; 20 м³/сутки — средний суточный объем дыхания; 70 кг — средняя масса тела взрослого человека.

Годовой индивидуальный риск рассчитывается путем деления величины установленного риска в течение всей жизни на продолжительность жизни при рождении (70 лет) — R/70.

Индивидуальный коэффициент риска (R), отражающий число дополнительных случаев смерти в течение всей жизни с возрастанием концентрации ТSР (фракции РМ10) на каждые 10 мкг/м³, рассчитывается по формуле:

R = УСС · 365 · 64, 6,

где УСС — предполагаемый уровень суточной смертности в России, связанный с воздействием концентрации 10 мкг/м³ РМ10 ежедневно на все население России; 365 — число дней в году; 64,6 — ожидаемая продолжительность жизни в России у обоих полов в среднем в 1995 г.

УСС = = 0,0000004 случаев смерти/сутки-чел.,

где 2 204 000 — число смертей в России в 1995 г.; 0,01 — возрастание суточной смертности на каждые 10 мкг/м³ РМ10; 365 — число дней в году; 147 976 000 — численность населения РФ в конце 1995 г.;

Следовательно, R = 0,0000004 · 365дней/год · 64,6 лет = 0,0094 случаев смерти/чел. на каждые 10 мкг/м³ РМ10 при воздействии в течении всей жизни.

R в течение года будет равен: 0,0094/64,6 = 0,00015.

Популяционный риск — ожидаемое число заболеваний или смертельных случаев за один год среди населения на определенной территории. Такой территорией в приведенном нами примере является сектор (ячейка) города данной рецепторной точки, в которой проживает 5 % населения города, которое обозначим Р (чел). В этом случае величина популяционного риска в данной рецепторной точке может быть рассчитана по формуле:

R_p = R_ind

где R_ind — годовой индивидуальный риск при воздействии канцерогенов или индивидуальный риск при воздействии канцерогенов или индивидуальный годовой коэффициент риска от РМ10; Р/20 — население, соответствующее данной точке.

Для расчета популяционного риска в целом по городу необходимо провести суммирование по всем рецепторным точкам. Полученные результаты целесообразно свести в таблицы: одна — отражающая канцерогенный риск, другая — неканцерогенный риск.

Матрица А результатов оценки канцерогенного риска для предприятия j

Как видно из представленной матрицы А, каждая ее клетка содержит оценку популяционного канцерогенного риска в рецепторной точке i от канцерогена k, выбрасываемого предприятием j.

Матрица неканцерогенного популяционного риска B_ij выглядит по форме аналогично, с той лишь разницей, что здесь каждая ячейка отражает ожидаемое число смертей от вдыхания РМ10 в точке от выбросов предприятия j.

Для расчета суммарного канцерогенного риска по городу с учетом всех промышленных предприятий и канцерогенов необходимо суммировать результаты матрицы А_ijk по всем трем индексам.

Для ранжирования предприятий города по риску необходимо рассчитать суммационный канцерогенный риск по каждому предприятию j путем свертки матрицы А_ijk по индексам i и k.

Для ранжирования микрорайонов по риску следует рассчитать полный канцерогенный риск от всех предприятий в точке i путем свертки по индексам j и k.

Наглядное представление о распределении популяционного канцерогенного риска по различным предприятиям города может дать нижеследующая таблица.

Распределение популяционного канцерогенного риска (1/год) по предприятиям города

Как видно из таблицы, каждая ячейка отражает популяционный канцерогенный риск, создаваемый предприятием j в точке i, получаемый суммированием по всем канцерогенам, выбрасываемым предприятием

Распределение различных предприятий города по популяционному неканцерогенному риску может быть выражено аналогично.

В табл. 1-7 представлена общая информация о риске, выраженная в двух показателях: суммарного канцерогенного риска от воздействия канцерогенов и суммарного неканцерогенного риска от воздействия РМ10. Суммировать эти показатели нельзя, так как они являются мерой вероятности различных событий: числа ожидаемых онкологических заболеваний в первом случае и числа дополнительных смертей во втором.

На заключительном этапе необходимо вычислить погрешности результатов оценки риска в виде доверительного интервала или среднеквадратического отклонения, хотя из-за многочисленных факторов неопределенности, вовлеченных в анализ риска, идеально сделать это невозможно. Чаще всего ограничиваются анализом обоснованности различных предположений, с учетом которых были получены результаты, и качественным описанием возможных источников ошибок. Как правило, точность оценки риска не превышает 300-500%.

Пример решения ситуационной задачи

Ниже приводится адаптированный численный пример решения вышеописанной ситуационной задачи (необходимые для этого цифровые данные приведены в табл. 1-7).

Этап 1. После сбора информации по изучаемому региону приступают к анализу материалов по всем промышленным предприятиям. В нашем примере их 8. Анализируется качество и полнота представленных характеристик за прошедший 1998 г. Убеждаемся, что по всем изучаемым объектам имеются достаточно полные сведения для отбора предприятий и веществ для оценки риска. Они представлены в таблице инвентаризации 1.

Для удобства оперативной работы анализируемым предприятиям в таблицах присваивается код (номер). Некоторые вещества учитываются дважды: как канцероген и как взвешенное вещество. Например, сажа, пыль поливинилхпорида и др.

Канцерогенный эффект сажи рассчитывается по содержащемуся в ней бенз(а)пирену, концентрация которого в саже предполагается на уровне 0,5 %.

Затем проводим расчет содержания канцерогенов по каждому предприятию. Например, для предприятия 136:

С(136) = (выброс сажи, т/г)0,005(SF бенз(а)пирена)+

+ (выброс ПВХ)( SF винил хлорида) =

= 0,042 · 0,005 · 7,3 + 0,0142 · 0,095 = 0,0055 (условные т/г).

Суммы канцерогенов по другим предприятиям определяются аналогичным образом. После проведенных расчетов выбросов канцерогенов предприятия ранжируют в порядке убывания С и сводят в нижеследующую таблицу.

Распределение предприятий с учетом величины выброса канцерогенов

Как видно из таблицы, наибольший вклад в величину выбросов канцерогенов вносят два предприятия. Это предприятия, имеющие номер 253 и 214. Их суммарный вклад составляет около 90%. Доля других предприятий существенно меньше. Поэтому логично установить критерий отбора предприятий на уровне 90 % приведенного выброса по го­роду в целом. Таким образом, для оценки риска включаются указанные два предприятия. Опыт подсказывает, что в данном случае это внесет лишь незначительную ошибку в оценку риска, но позволит весьма существенно сократить затраты времени на моделирование и расчеты.

Аналогичным образом отбираем предприятия для расчета риска по взвешенным веществам РМ10. Для этого расположим в нижеследующей таблице предприятия в порядке убывания их величины выбросов взвешенных частиц.

Распределение предприятий с учетом величины выбросов взвешенных частиц (РМ10)

Как видно из таблицы, общий вклад выбросов РМ10 по городу первыми четырьмя предприятиями составляет 90%. Поэтому при расчете риска от взвешенных частиц (РМ10) целесообразно ограничиться только предприятиями с номерами 214, 136, 137, 253.

После этого необходимо провести отбор твердых веществ, которые нужно включить в расчет риска Т5Р для выбранных четырех предприятий, пользуясь критерием отбора 10 т/г. Данная операция позволяет весьма существенно сократить количество веществ, для которых потребуется проведение моделирование рассеивания. Из имеющегося перечня веществ, выбрасываемых предприятием 214, только три вещества, выброс которых превышает 10 т/г, относятся к этой группе. Это гидроксид кальция, недифференцированная по составу пыль и хлорид кальция. Аналогично для предприятия 137 останется два вещества, для предприятия 136 — четыре вещества и для предприятия 253 — три вещества. Таким образом, на данном этапе была решена важная задача: выделены приоритетные предприятия и вещества, которые вносят основной вклад в риск.

Этап 2. Главной задачей данного этапа является определение рецепторных точек. Для оценки риска выбран город с численностью 100 тыс. человек. Условно разделим город с учетом плотности населения на 20 сегментов, в каждом из которых проживает около 5 % населения, т. е. 5 000 человек. Такое разделение на маленькие сегменты дает возможность уменьшить в них колебание среднегодовых концентраций загрязнителей. В этом случае каждый сегмент можно характеризовать только одной концентрацией (для каждого вещества), вычисленной в его центральной точке. Как было указано выше, выделенные точки и будут рецепторными точками для расчета рисков. Данные точки необходимо пронумеровать и нанести на карту города. Координаты определенных точек вносят в программу для расчета концентраций загрязнителей, который осуществляется на следующем этапе оценки риска.

Этап 3. Для осуществления моделирования рассеивания загрязнителей используется программа «Эколог». Располагая базой данных по источникам выбросов предприятий города, определяются параметры для «усредненной трубы» или «агрегированной трубы» для оценки риска четырех отобранных предприятий (№№ 136, 137, 214, 253). Для расчета берутся среднегодовые метеоданные. Для указанных предприятий проводится моделирование рассеивания нормализованного выброса (в г/с) для расчета концентраций загрязнителей, обусловленных этим выбросом, в рецепторных точках.

В связи с тем, что загрязняющие вещества имеют различные коэффициенты оседания и температуру выбросов, по каждому предприятию приходится прогонять модель несколько раз для каждого выбранно­го вещества отдельно. Среднегодовая концентрация рассчитывается по следующей формуле:

С_с.r.х (мкг/м³) = (концентрация вещества X, = обусловленная нормализованным выбросом) (среднегодовой выброс в-ва X (r/с)).

Концентрация от нормализованного выброса измеряется в мкг/м³ на 1 г/с. Например, концентрация от нормализованного выброса хло­ристого бензила для предприятия 214 в рецепторной точке 1 составила 0,3 (мкг/м³)/(г/с). Для вычисления среднегодовой концентрации берем годовой выброс хлористого бензила 3093 т/год из табл. 1 и переводим его в среднегодовую скорость выброса в г/с: 3093 т/год = 0,098 г/с. Затем умножаем концентрацию от нормализованного выброса на полученную среднегодовую скорость выброса:

С_с.r. = 0,098 г/с = 0,029 мкг/м³.

Результаты расчета среднегодовых концентраций приводятся в табл. 2.

Пробелы в некоторых сегментах означают, что концентрации в них пренебрежимо малы.

Этап 4. В соответствии с приведенными выше формулами, на данном этапе осуществляли расчет рисков с использованием стандартной программы для работы с электронными таблицами типа Ехсеl. Полученные результаты оценки риска в целях удобства по каждому предприятию были сведены в табл. 3-5.

В качестве примера приведем расчет величины индивидуального риска в течение всей жизни и годового популяционного риска от воздействия сажи, содержащейся в выбросах предприятия 253, для рецепторной точки 1 (см. табл. 5):

(индивидуальная вероятность развития рака в течение жизни);

R_p = R_ind · 5 000 чел./70 лет = 2,3Е - 04

(годовой популяционный канцерогенный риск от воздействия сажи на 5 000 населения в сегменте 1).

В таблицах и формулах принята экспоненциальная форма записи числа, например, Е-06 означает «умножить на 10 в минус шестой степени».

Индивидуальный и популяционный риски от взвешенных частиц РМ10 вычисляются только за один год. Так, например, индивидуальный риск от воздействия взвешенных частиц предприятия 253 в точке 1 рассчитан по формуле:

R = С_с._r. · 0,00015 случаев смерти/чел.-год = 4,64Е—05

случаев смерти/чел.-год при воздействии в течение года концентрации РМ10, равной 0,309мкг/м³.

Годовой популяционный риск от воздействия РМ10, выбрасываемых предприятием 253, в точке 1, рассчитываемый на 5000 человек, будет равен:

R_р = R 5 000 чел. = 0,23175.

Следовательно, результаты оценки риска свидетельствуют, что около 0,23 дополнительных случаев смерти в год ожидаются в рецепторной точке 1 среди населения численностью 5 000 человек при воздействии среднегодовой концентрации РМ10, равной 0,309 мкг/м³.

Этап 5. Основной задачей данного этапа является получение агрегированных показателей риска. (Данную операцию в таблицах Ехсе1 удобно провести с помощью кнопки «быстрое суммирование».) В табл. 6 и 7 представлена агрегированная информация о популяционном канцерогенном и неканцерогенном риске в городе соответственно.

Как видно из табл. 6, в каждой ячейке приведена величина популяционного канцерогенного риска от предприятия j в рецепторной точке i (просуммированного по всем канцерогенам, выбрасываемым предприятием j).

У матрицы риска два столбца, которые соответствуют предприятиям 214 и 253. Если провести суммирование величин, расположенных по горизонтали, по столбцам, то получаем в правом крайнем столбце величину, отражающую суммарный канцерогенный риск от всех предприятий города в каждой рецепторной точке. Так, суммарный канцероген­ный риск от всех предприятий города в точке 1 составляет 0,03379 ожидаемых случаев рака в год среди населения сегмента 1 (табл. 6). Величины, представленные в нижней строке, показывают суммарный канцерогенный риск от каждого предприятия для населения всего города. Так, канцерогенный риск от предприятия 253 составляет 0,049 ожидаемых случаев рака в год среди населения всего города. В правом нижнем углу табл. 6 представлена величина суммарного канцерогенного риска от всех предприятий города. Она равняется 0,26 случая на 1 млн (при оценке риска популяционные риски принято рассчитывать на 1 млн населения). Это число представляет собой суммарный показатель ингаляционного годового популяционного канцерогенного риска в данном городе.

Таким же образом построена табл. 7 для неканцерогенного риска (риска дополнительных случаев смерти) от воздействия взвешенных частиц РМ10 в городе. Из таблицы видно, что суммарная ожидаемая дополнительная смертность по городу от суммы взвешенных веществ (фракции РМ10), выбрасываемых в воздух предприятиями города, равна 71 на 1 млн населения.

Этап 6. На заключительном 6-м этапе проводится анализ неопределенностей. На данном этапе необходимо проанализировать все предположения и упрощения, которые были сделаны при оценке риска. В нашем случае — это 90 %-ный критерий отбора предприятий и критерий отбора веществ по выбросам (более 10т/г), полнота и достоверность инвентаризации выбросов, ошибки моделирования распространения эмиссий и определения среднегодовых метеоусловий, доверительный интервал коэффициента единичного риска РМ10, равный 0,00015 случаев смерти/чел.-год, и упрощающие предположения, принятые при характеристике населения для оценки популяционного риска (подверженность воздействию в данной точке постоянно в течение всей жизни без учета суточной миграции, различия в загрязнении наружного воздуха и воздуха помещений и др.).

Таблица 1

Выбросы по предприятиям в 1995 г.

Таблица 3

Риск от выбросов предприятий 136, 137

Таблица 4

Риск от выбросов предприятий 214

Таблица 5

Риск от выбросов предприятия 253

Таблица 6

Популяционный канцерогенный риск по городу

Таблица 7

Популяционный канцерогенный риск TSP по городу

Оглавление

Раздел I

Общетеоретические аспекты оценки и управления рисками влияния факторов окружающей среды на здоровье населения

Глава 1. Современные подходы к оценке влияния среды