Глава 2

Система оценки риска в различных сферах

2.1. Оценка риска для жизнедеятельности человека в результате действия негативных факторов опасных природных, техногенных и социальных явлений, неблагоприятных условий

В результате опасных явлений и в неблагоприятных условиях на человека действуют негативные факторы: взрыва, обрушения строительных конструк­ций и разрушения элементов оборудования, электрического тока, пожара или отравления (сероводородом, продуктами сгорания), облучения, токсического действия опасных химических веществ, барического действия воздушной ударной волны и т. д. Их результатом может быть вред для жизни и здоровья.

Ущерб для человека может быть обусловлен (рис. 2.1) как прямым воздей­ствием, так и связан с отдаленными последствиями опасных явлений, меха­низм наступления которых аналогичен механизму действия неблагоприятных условий (например, профвредности). Соответственно различают модели оценки ущерба для здоровья человека в зависимости от длительности и уров­ней негативных воздействий:

Опасное явление

Ущерб для человека

Неблагоприятные условия

t

t

Рис. 2.1. Механизмы нанесения ущерба жизни и здоровью человека

а) ущерб, обусловленный прямым действием, имеет место при кратковре­менно действующих поражающих факторах значительной интенсивности, обычно происходящих в случайные моменты времени в форме опасных явле­ний. Ущерб для человека в этом случае наступает в случае превышения уров­нями воздействий некоторых предельных значений для объекта воздействия. Для количественных оценок используется факторная модель «действующая нагрузка — критическая нагрузка (или несущая способность)». Приведем

37

Глава 2

несущие способности для человека по отношению к некоторым факторам: ионизирующее излучение — 4,5 Зв; избыточное давление — 100—200 кПа; пули стрелкового оружия — 200—300 м/с; алкоголь в крови — 5 промилле; электрический ток напряжением 220 В — 100 мА;

б) отдаленные последствия имеют место при опасных процессах, характе­ризующихся продолжительно действующими слабоинтенсивными негативны­ми факторами (например, повышенные концентрации вредных веществ в воз­духе, малые дозы радиации и др.), в результате которых в организме человека наблюдаются неблагоприятные эффекты, влияющие на его здоровье. Количе­ственная оценка ущерба для человека от слабоинтенсивных факторов прово­дится с помощью модели зависимости «доза—эффект».

Последствия для конкретного человека от негативных воздействий любого вида выражаются бинарной переменной

\w0 = 0 (ущерба нет), если u < u_кp w = < ,

\w1 = 1 (ущерба еcть), если u > u_кp

где u — действующая нагрузка, u_êð — несущая способность конкретного чело­века. Несущая способность зависит от дифференциальных характеристик не­гативных воздействий, в частности от длительности действия. По совокупно­сти индивидов она имеет существенный разброс (т. е. является случайной величиной U_êð), который в задачах прогноза обычно не учитывается (берутся средние значения).

Риск здоровью произвольного человека из некоторой популяции, подвер­гающейся эпизодически возникающим экстремальным воздействиям, можно определить с использованием модели «нагрузка — несущая способность» через частоту смертей по формуле

где Х_âи X0 — частоты негативных и поражающих воздействий соответственно, U — случайная величина уровней негативных воздействий, P(U > U_кp) — условная вероятность смерти, т. е. поражающего воздействия, условием кото­рого является превышение действующей нагрузкой критической для человека. Отсюда

a₀(At)=a_в(At)P(U>U_кp),

где a_в(At) = X_вAt и a₀(At) = X₀At — математические ожидания числа негативных и поражающих воздействий в год соответственно.

Индивидуальная вероятность смерти вычисляется как вероятность хотя бы одного поражающего воздействия в год. Для редких событий

Q₀(At)*a₀(At),

т. е. риск выражается через частоту X0 поражающих воздействий. Его также можно определить по формуле

1 R = !P(H_i ) wi = Q_в(At)w1 = Q_в(M)P(U > U_кp) = Q₀(At),

i=0

38

Система оценки риска в различных сферах

где P(H1) = Q_в(Δt) — вероятность гипотезы хотя бы одного воздействия нега­тивных факторов на человека на интервале At; P ( H ₀) = 1-Q_в(Δt) — вероят­ность гипотезы отсутствия негативных воздействий на человека на интервале времени Δt, Q0(Δt) =Q_в(Δt)P(U > U_кp) — вероятность поражающих воздейст­вий на человека в год.

Для продолжительно действующих факторов Q_в(Δt) = 1. Тогда индивидуаль­ная вероятность смерти от продолжительно действующих факторов, создаю­щих нагрузку u, определяется по зависимости

Q₀(Δt\u) = P(U_кp(Δt) < u),

которая фактически является функцией распределения критической нагрузки для произвольного человека из некоторой популяции (зависимость «доза-эффект»). Однако в данном случае действующей нагрузкой является накоп­ленная за интервал времени At доза от рассматриваемого фактора u = ∫ p_max(t)dt, где p_max(t) — зависимость уровня действующей нагрузки

Δt

от времени. При этом несущая способность человека зависит от времени на­бора дозы. Чем больше время действия негативного фактора, тем несущая способность выше, так как подключаются компенсаторные механизмы чело­веческого организма.

Пример. Зависимость «доза—эффект» для радиационно-индуцированного рака имеет вид R = r E, где r = 5·10^-2 1/Зв — коэффициент фатального риска. Какой риск смерти от рака объясняется облучением, если радиационный фон на поверхности Земли составляет 10–³ Зв/(чел.· год)?

Решение. При использовании линейной беспороговой концепции фоновой радиацией объясняется риск смерти от рака, равный R = 5·10^-2 ·10^-3 = 5·10^-5 1/(чел.· год), что составляет 4 % от спонтанного рака.