Количественная оценка экологического риска

1. Количественная оценка экологического риска

2. 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

3. Оценка социального риска

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

4. 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 n2 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

5. 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

6. 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
Pe D ij Fr D ij Fr c v t ij
• c – концентрация токсиканта, v – ежедневное
поступление загрязненной среды в организм, t –
время воздействия токсиканта

7. 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
n
k
qe Pe ( D) ij N ij
i 1 j 1
• Nij – количество людей, подвергшихся действию
токсикантов, k – количество токсикантов, n –
количество уровней доз каждого токсиканта, e –
показывает, что рассматриваются дополнительные
случаи заболевания, вызванных токсикантами

8. 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/м3.
Сколько дополнительных случаев рака
можно ожидать от этого токсиканта за время
эксплуатации объекта, если фактор риска
токсиканта составляет 10-6 мг-1?

9. 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 м3/л • 60 мин/ч - 24 ч/день = 10,8
м3/день.
qe = Fr• v • с • t • N = 10-6мг-1 • 10,8 м3/день • 0,01 мг/м3
365 дней/год • 3 года • 104 чел = 1,2
• Для приведенных условий рассматриваемый
объект может вызвать приблизительно лишь один
дополнительный случай заболевания раком.

10. 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.

11. 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

12. 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.

13. 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
3
Не менее 1*10-5 Требуется детальное
обоснование
приемлемости
4
Не менее 1*10-6 Риск приемлем без
ограничений

14. 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

15. 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

16. 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).

17. 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;

18. 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.

19.

• Величина риска равна произведению
вероятности рассматриваемого события
или процесса P на меру ожидаемого
ущерба Z:
R P 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.

20. 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.

21. 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)

22. 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)

23. Оценка риска по сокращению ожидаемой продолжительности жизни

• Ожидаемая продолжительность
жизни для индивидуума в этой группе
будет
E n(i) t (i) / 100000

24. 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

25. 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

26. 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

27. 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

28. 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

29. 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.

30.

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

31.

• 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.