Лисиенко Ресурсы и факторы управления в енергосбережении 2011
.pdfтом числе одним из показателей является стоимость жизни в случае преждевременной смерти от ракового заболевания. В общем виде экономический ущерб, определенный по методике оценки риска, принятой в странах ОЭСР, выражается соотношением
Y = РОР∑ψk ∑РkmCkm , |
(6.2) |
|
k |
m |
|
где Y – оценка экономического ущерба от загрязнения окружающей среды, руб./год, РОР – количество населения, подвергшееся данному воздействию, человек.
6.3. Медико-инженерная методика оценки риска
Проведенный анализ показывает, что имеющиеся российские методы оценки экономического ущерба и вытекающие из этих методов штрафные санкции от вредных выбросов сравнительно просто определяются, но при этом оцениваемый экономический ущерб оказывается на порядок и более заниженными по сравнению с зарубежными методами оценки экологического риска. Однако методы оценки риска довольно сложны, требуют высокой квалификации специалистов, в том числе медиков.
Исходя из необходимости более доступной для инженеровэкологов предприятий методики оценки экологического риска и соответствующего экономического ущерба, В.Г. Лисиенко совместно с О.Г.Трофимовой (Дружининой) была предложена и разработана медико-инженерная методика оценки экологического риска. Основная идея этой методики основана на следующих двух положениях.
1.Проведенный анализ результатов экономического ущерба в Свердловской области показал, что наибольшая составляющая экономического ущерба связана со стоимостью жизни (> 90%).
2.Дополнительно выявлена прямо пропорциональная зависимость между агрессивностью вредного вещества и известными функциями «доза-отклик», связанных с преждевременной смертью
от воздействия вредных веществ (для свинца, озона, пыли, SО2). Эта зависимость и была использована для оценки риска смертельных исходов и оценки подавляющей части экономического ущерба.
Был построен ряд зависимостей степени вероятности преждевременной смерти от агрессивности вредных веществ и определе-
131
ны соответствующие функции. Конечно, это, в первую очередь, канцерогенные вещества, но в последнее время появились данные о смертельном риске для мелких пылей РМ-10 и РМ-5. В первом приближении попытались представить такой риск и для таких известных токсичных веществ, как пыль, озон и свинец.
Построенная В.Г. Лисиенко с О.Г. Трофимовой (Дружининой) первая зависимость степени вероятности преждевременной смерти от агрессивности вредных веществ в логарифмической десятичной шкале (вследствие большого разброса исходных данных) позволила определить степень вероятности преждевременной смерти от воздействия вредных веществ:
lg P = −5,3809 +0,0392exp(lg A /1,1175), |
(6.3) |
где Р – вероятность преждевременной смерти от ракового заболевания событий/человек/мкг/м; А – агрессивность загрязняющего вещества, т у.выбр./т выбр.
Данная зависимость по своей структуре оказалась ключевой при расчете экономического ущерба, нанесенного здоровью населения
вэкспрессном медико-инженерном варианте.
Сцелью проведения сравнительного анализа экономического ущерба от загрязнения окружающей среды с использованием оценки риска был разработан алгоритм и программный модуль. Полученные результаты сравнительного анализа экономического ущерба от загрязнения окружающей среды также показали, что экономический ущерб по методике оценки риска превышает во много раз ущерб по рекомендациям методики, принятой в РФ.
Как видим, в основу алгоритма определения экономического ущерба по медико-инженерной методике оценки риска положена зависимость степени вероятности преждевременной смерти от агрессивности вредных веществ.
Дальнейшие исследования, проведенные О.Г. Трофимовой (Дружининой) под руководством В.Г. Лисиенко, позволили ввести
врассмотрение дополнительное количество различных вредных веществ (как канцерогенов, так и токсикантов) и получить обобщенную зависимость (рис. 6.1), имеющую вид
lg P =1,797ln(lg( Ai )) −5,8737. |
(6.4) |
132
Рис. 6.1. Суммарная зависимость степени вероятности преждевременной смерти от агрессивности вредных веществ, lg P = 1,797 ln(lg(Аi )) − 5,8737.
Точки у кривых соответствуют табл. 6.1
Таблица 6.1
Агрессивность и степень вероятности преждевременной смерти
Номер |
|
Название вещества |
Агрессивность, |
Событий/человек/мкг/м3 |
точки |
|
|||
|
|
усл. т/т |
0,0024 |
|
1 |
|
β-Дибром-3-Хлорпропан |
141421,0 |
|
2 |
|
Винил хлористый |
219,0 |
0,000084 |
3 |
|
Окись этилена |
89,0 |
0,0001 |
4 |
|
Метиланилин |
44,7 |
0,0000069 |
5 |
|
Дихлорпропан |
11,5 |
0,0000019 |
6 |
|
SО2 |
22,4 |
0,00000523 |
7 |
|
Пыль (РМ10) |
40,0 |
0,00000672 |
8 |
|
Озон (О3) |
141,0 |
0,0000161 |
9 |
|
Свинец (Рb) |
22400,0 |
0,00035 |
10 |
|
Хлорбензойная кислота |
25,1 |
0,0000078 |
11 |
|
Атразин |
52,4 |
0,0000063 |
12 |
|
Диметилгидразин |
107,0 |
0,000074 |
13 |
|
Гексахлорэтан |
12,1059813 |
0,000004 |
14 |
|
Трихлорэтан |
12,1059813 |
0,0000017 |
15 |
|
Пропиленоксид |
101,8591388 |
0,0000037 |
16 |
|
Формальдегид |
193,3983417 |
0,000013 |
17 |
|
Никель металлический |
5475 |
0,00048 |
|
|
|
133 |
|
Были получены также зависимости степени вероятности различных заболеваний от агрессивности вредных веществ (табл. 6.2). Например, такая зависимость для приступов астмы имеет вид
lg P = −7,30 ехр(−lg(Аi ) / 1,05). |
(6.5) |
|
Таблица 6.2 |
Уравнения зависимостей степени вероятности заболеваний от агрессивности вредных веществ
Заболевание
Дни проявления симптомов респираторных заболеваний (РЗ)
Экстренное обращение к врачу (ЭОВ) – приступы астмы
Приступы астмы
Дни ограниченной трудоспособности (ДОТ)
РЗ – респираторные инфекции (РЗ–РИ)
РЗ – хроническое легочное заболевание (РЗ– ХЛЗ)
РЗ – воспаление легких (РЗ–ВЛ)
Уравнение кривой
y = –0,015exp(x/0,523)
y = –7,302exp(–x/3,998)
y = –9,621exp(–x/1,0521) y = –0,899exp(x/4,372) y = –14,059exp(–x/1,778)
y = –12,255exp(–x/2,06)
y = –19,561exp(–x/1,325)
Примечание: y = P – степень вероятности заболевания; х – Ai – коэффициент агрессивности токсичных веществ.
Таким образом, анализ данных ЕРА о связи заболеваемости и концентраций вредных веществ в атмосферу позволил уточнить качественный вид зависимости вероятности преждевременной смертности от агрессивности вредного воздействия. Зависимость получена по 17 веществам. Анализ также показал, что характер зависимости вероятности возникновения заболеваемости различен для разных болезней, более того, вид зависимости для некоторых болезней даже качественно отличается от характера кривой преждевременной смертности. Проведенный анализ свидетельствует о весьма сложном характере устанавливаемых зависимостей, которые, тем не менее, в совокупности с выражением типа (6.4) и (6.5)
134
могут быть использованы для экспресс-оценки экономического ущерба от загрязнения окружающей среды, приближающемуся к фактически нанесенному ущербу.
6.4. Алгоритм оценки экономического ущерба от загрязнения окружающей среды с учетом риска для здоровья населения
Концентрация вредных выбросов в воздухе населенного пункта является сложной трехмерной функцией ψ(х, у, t), где третья координата – время. Для укрупненных расчетов часто достаточно рассматривать двумерную функцию ψ(х, у), поскольку величина эко- лого-экономического ущерба рассчитывается в зависимости от годовых выбросов, например, т/год. В общем случае экономический ущерб, наносимый вредным выбросом одного вещества и связанный со степенью вероятности заболевания, в том числе и ракового, от данного воздействия, можно определить по формуле для территории (см. также формулу (6.2))
Y = ∫∫РОРн (х, у) РСψ(х, у) dуdх, |
(6.6) |
S |
|
где РОРн – плотность населения, чел./км2; Р – вероятность заболевания, в том числе и ракового, связанного с преждевременной смертью, количество случаев/человек/мг/м3; С – стоимость заболевания, в том числе стоимость жизни в случае преждевременной смерти от ракового заболевания, руб. Интегрирование производится по площади воздействия вредных веществ S, км2.
Двойной интеграл решить в общем виде для произвольных концентраций и плотности населения сложно. В этом случае следует использовать численные методы вычисления интегралов. Например, с учетом особенностей распределения концентрации вредных выбросов (при симметричном распределении концентрации относительно вертикальной оси) и плотности населения вблизи источников вредных выбросов область интегрирования сводится к кольцу с внутренним Rv и наружным Rn радиусами. Кольцо разбивается на n элементарных колец шириной r так, что внутри каждого j кольца значение концентрации ψj в некотором приближении постоянно. Плотность населения для оценочных расчетов можно считать
135
постоянной величиной на всей области интегрирования. Общее число заболевших людей в области интегрирования определяется суммированием результатов для всех j элементарных колец.
С помощью разработанной методики сквозного анализа энергоемкости и экологичности производственной цепи удается обнаружить лимитирующие звенья технологии, вносящие наибольшие относительные загрязняющие воздействия. В настоящее время наилучшим побуждающим воздействием к предприятиямзагрязнителям могут служить экономические меры воздействия, однако, как указывалось выше, налагаемые платежи на сегодняшний день не только не учитывают реально наносимый биосфере урон, но и не являются стимулом к совершенствованию технологии с экологической точки зрения. Поэтому в наших исследованиях при энергоэкологическом анализе (см. гл. 8) есть возможность при определении величины технологического экологического числа (ТЭЧ) использовать величины, близкие к реальному экономическому ущербу. При этом используется определение экономического ущерба от загрязнения окружающей среды с учетом риска для здоровья населения.
Алгоритм оценки экономического ущерба с элементами методики определения риска позволяет, таким образом, рассчитывать реальный ущерб, наносимый здоровью населения, с учетом роста заболеваемости по таким характерным заболеваниям, вызванным раздражением дыхательных путей, как приступы астмы, респираторные инфекции, хронические легочные заболевания.
При сравнительной оценке экономического ущерба от загрязнения окружающей среды алгоритм включает в себя следующие этапы:
1)расчет концентрации k-го вредного вещества для конкретного предприятия для i-го источника выбросов;
2)определение степени вероятности преждевременной смерти (см. рис. 6.1 и формулу (6.4)) и степени вероятности т-го заболевания (см. формулу (6.5)) от воздействия k-го вредного вещества для i-го источника выбросов;
3)нахождение суммарного количества случаев преждевременной смерти Ki на данной территории от i-го источника выбросов
136
Ki = ∑Рk РОРн ∑ψki π[(Rj + r)2 − R2j ], |
(6.7) |
|
k |
j |
|
где РОРн – плотность населения, подвергшегося воздействию k-го вещества, чел./м2; Рk – вероятность преждевременной смерти от воздействия k-го вещества, случаев/чел./мг/м3; (Rj + r) – внешний радиус, м; Rj – внутренний радиус кольца исследуемой территории, м; r – изменение радиуса, значение концентрации ψk в котором постоянно; j – число разбиений кольца исследуемой территории;
4) определение суммарного количества случаев т-го заболевания Kтi на данной территории от i-го источника выбросов
Kmi = ∑Рkm РОРн ∑ψki π[(Rj + r)2 − R2j ], |
(6.8) |
|
k |
j |
|
где Рkm – вероятность m-го заболевания от воздействия k-го вещества;
5) определение оценки экономического ущерба от выбросов i-го источника по методике оценки риска (Ст и Сж – стоимости m-го заболевания и жизни соответственно)
Yopi = CжKi + ∑Cm Kmi , |
(6.9) |
m |
|
6)определение экономического ущерба от выбросов i-го источника по рекомендации Госкомэкологии (Yв.вi );
7)определение величины отношений экономических ущербов, вычисленных по различным методикам для i-го источника выбросов:
Xi = |
Yopi |
. |
(6.10) |
|
|||
|
Yв.в i |
|
|
Таким образом, модифицированный алгоритм и реализованный программный модуль сравнительной оценки экономического ущерба от загрязнения окружающей среды позволяют получить более достоверные результаты экологического анализа, основываясь на более полных данных о заболеваниях, в том числе и раковых.
В рамках сквозного экологического анализа оценка проводится вдоль всей технологической цепочки производства продукции. Ре-
137
зультаты энергоэкологического анализа убедительно показывают несоответствие действующей платы за вредные выбросы и постоянно растущих цен на топливо, используемого при производстве данного продукта (см. гл. 8).
6.5. Программный модуль сравнительной оценки экономического ущерба от загрязнений окружающей среды с учетом риска для здоровья населения
Графическое оформление программного модуля сравнительной оценки экономического ущерба от загрязнений окружающей среды с учетом риска для здоровья населения аналогично интерфейсу «Windows» и наглядно представляет пользователю структуру предприятия, типы источников выбросов, состав вредных веществ. Результаты расчета концентраций вредных выбросов на исследуемой территории представляются в виде графиков. Кроме того, пользователю предоставляется информация о степени вероятностей заболеваний и преждевременной смерти от конкретных загрязнителей, а также связанные с этим затраты по каждому источнику выбросов.
Логическая схема программного модуля сравнительной оценки экономического ущерба от загрязнений окружающей среды с учетом риска для здоровья населения представлена на рис. 6.2.
С использованием разработанных методик и программного обеспечения была проведена сравнительная оценка экономического ущерба некоторых предприятий. В частности, расчеты, проведенные при анализе выбросов ОАО «ВИЗ», показали, что экономический ущерб с оценкой риска для здоровья превышают расчетные данные по принятой в РФ методике для производства стали минимум в 12,7 раза, электроэнергии – в 6,2 раз (табл. 6.3.). Примерно аналогичные отличия расчетов по методике с оценкой риска для здоровья населения и по применяемой в РФ (на порядок и более) были отмечены для Свердловской области в целом, т.е. в этом случае был применен территориальный подход.
138
139
Рис. 6.2. Логическая схема программного модуля сравнительной оценки экономического ущерба от загрязнений окружающей среды с учетом риска для здоровья населения
Таблица 6.3
Экономический ущерб от вредных выбросов ТЭЦ и ДСП в атмосферу ОАО «ВИЗ»
Источник выбросов
ТЭЦ
СО
NOx
Итого:
ДСП
СО
NOx
Пыль
SO2
Pb
Итого:
Среднее ТЭЦ и ДСП
Масса вредных выбросов, т/г
25,011
816,16
160,608
107,18
1,647
16,47
1,41
1
Максимальнаякон- |
3 |
Составляющая ущерба от ростазаболеваемости, руб./год (%) |
центрации, мг/м |
0,00087
0,0286
168,67
(1,21%)
0,715
3750
0,0073
0,0733
0,0094
4746,11
(37,56%)
2 4914,78
(18,46%)
Ущерб с учетом оценки риска, руб./год
13983,01
12637,12
26620,13
Ущерб по рекомендациям Госкомэкологии, руб./год Отношение ущербов, вычисленных по разным методикам
2254,19 6,2
996,00 12,69
3250,19 8,19
Примечание: ДСП – дуговая сталеплавильная печь.
Проведенные на примере выбросов ОАО «ВИЗ» исследования показали, что доля увеличения заболеваемости в общем риске может достигать 30–35% при воздействии веществ с высокой агрессивностью. Показано, что уже при небольших концентрациях загрязняющих веществ экономический ущерб от непродолжительной нетрудоспособности значительно превышает суммы платы, выплачиваемых предприятием-загрязнителем. Учитывая постоянное уточнение данных о влиянии загрязнения на здоровье населения, в программном модуле предусмотрена возможность изменения па-
140