Глава 1. Безопасность и риск

ПРИОРИТЕТНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ «ОБРАЗОВАНИЕ»

РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ

А. А. КАСЬЯНЕНКО

Современные методы оценки рисков в экологии

Учебное пособие

МОСКВА

ББК ??.??

К ??

Рекомендовано

Редакционно-издательским советом

Экологического факультета

Российского университета дружбы народов

Касьяненко А. А. Современные методы оценки рисков в экологии: Учебное пособие. – М.: Изд-во РУДН 2008. – 271 с.

Экспертное заключение: доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.Н. Ратников

ISBN ?-???-???-?????-?

В учебнике изложены общие представления о риске, рассмотрены виды рисков и критерии их приемлемости, даны представления о техногенных системах и создаваемых ими опасностях и угрозах для населения и экологических систем.

Учебник предназначен для студентов, бакалавров и магистров, обучающихся по экологическим и природоохранным специальностям. Учебник может быть также полезным для аспирантов, преподавателей и научных сотрудников, интересующихся проблемами оценки риска.

.

© РУДН.

© Касьяненко А. А.

Содержание

Предисловие. 7

Глава 1. Безопасность и риск. 8

Введение. 8

1.1. Основные определения и понятия

в оценке экологического риска. 10

1.2. Классификация рисков. 13

1.3. Уровни риска, обусловленные разными опасностями. 15

1.4. Уровни индивидуального риска. 17

1.5. Профессиональный риск. 20

1.6. Оценка риска с учётом ущерба. 21

1.7. Концепция и критерии приемлемости риска. 21

1.7.1. Экономические факторы приемлемости риска. 24

1.7.2. Социальные факторы.. 25

1.7.3. Психологические факторы.. 27

1.8. Терроризм и военные конфликты как источники. 30

1.9. Количественные оценки рисков. 33

F Контрольные вопросы и задачи. 35

Термины и определения. 36

Литература. 41

Глава 2. Здоровье населения. 42

2.1. Критерии оценки здоровья населения. 42

2.1.1. Демографические показатели здоровья. 42

2.1.2. Показатели заболеваемости. 44

2.1.3. Расчёт показателей заболеваемости. 47

2.1.3.1. Расчёт показателей заболеваемости

взрослого населения. 47

2.1.3.2. Расчёт показателей заболеваемости

детского населения. 49

2.1.3.3. Расчёт показателей осложнений беременности,

родов и послеродового периода. 49

2.1.3.4. Расчёт показателей перинатальной патологии. 50

2.1.3.5. Расчёт показателей физического развития. 51

2.1.4. Расчёт показателей смертности. 52

2.1.5. Источники информации о состоянии здоровья

населения Российской Федерации. 53

F Контрольные вопросы и задачи. 55

2.2. Изучение заболеваемости населения

в связи с загрязнением окружающей среды.. 56

2.2.1. Особенности и основы изучения

заболеваемости населения. 56

2.2.2. Методы изучения

заболеваемости населения. 57

2.2.3. Социально-гигиенический мониторинг. 63

2.2.4. Математические основы установления

причинно-следственных связей между воздействием

вредных факторов и здоровьем населения. 67

2.2.4.1. Оценка достоверности изучаемых показателей. 67

2.2.4.2. Расчёт стандартизованных показателей. 71

2.2.4.3. Анализ вариационных рядов

и определение процентилей. 72

2.2.4.4. Обоснование наличия взаимосвязи

между показателями состояния

здоровья и вредными факторами. 78

F Контрольные вопросы и задачи. 80

2.2.5. Влияние факторов окружающей среды

на распространённость некоторых болезней. 81

F Контрольные вопросы и задачи. 89

3.3.6. Показатели состояния здоровья

населении России. 89

F Контрольные вопросы и задачи. 94

Термины и определения. 95

Литература. 109

Глава 3. Качество окружающей среды.. 113

Введение. 113

3.1. Загрязнение окружающей среды.. 113

3.1.1. Понятия и классификация. 113

3.1.2. Источники и объёмы загрязнения. 117

3.1.3. Химическое загрязнение. 119

F Контрольные вопросы и задачи. 119

3.2. Токсикологические основы нормирования загрязнений

окружающей среды.. 120

3.2.1. Оценка неканцерогенной опасности и риска

по предельно допустимым концентрациям. 120

3.2.2. Оценка неканцерогенной опасности и риска

по референтным дозам. 124

3.2.3. Оценка канцерогенного риска. 127

F Контрольные вопросы и задачи. 128

3.3. Качество воздушной среды.. 129

3.3.1. Состав и характеристики чистого атмосферного воздуха. 129

3.3.2. Загрязнение воздушной среды.. 130

3.3.3. Контролируемые параметры и единицы измерения

загрязнения атмосферного воздуха. 131

3.3.4. Нормирование загрязнения атмосферного воздуха. 133

3.3.5. Нормирование выбросов в атмосферный воздух. 137

3.3.6. Качество воздушной среды населённых пунктов. 138

3.3.7. Качество воздушной среды на рабочих местах. 140

F Контрольные вопросы и задачи. 140

3.4. Качество водной среды.. 141

3.4.1. Состав и характеристики воды.. 141

3.4.2. Загрязнение водной среды.. 142

3.4.3. Показатели качества водной среды.. 143

3.4.3.1. Физико-химические показатели качества воды.. 143

3.4.3.2. Биологические показатели качества воды.. 145

3.4.3.3. Органолептические показатели качества воды.. 146

F Контрольные вопросы и задачи. 147

3.4.4. Общие требования к качеству вод. 147

3.4.5. Нормирование загрязнения воды.. 150

F Контрольные вопросы и задачи. 157

3.5. Качество почв. 159

3.5.1. Состав и характеристики почв. 159

3.5.2. Пути попадания экзогенных химических веществ

из почвы в организм.. 159

3.5.3. Загрязнение почв. 160

3.5.4. Нормирование загрязнения почв. 161

F Контрольные вопросы и задачи. 165

3.6. Радиоактивные загрязнения окружающей среды.. 166

F Контрольные вопросы и задачи. 170

Термины и определения. 171

Литература. 181

Глава 4. Оценка опасностей загрязнения

окружающей природной среды.. 186

4.1. Подходы к оценке опасностей,

создаваемых загрязнением окружающей среды.. 186

4.2. Критерии ухудшения здоровья населения в связи

с загрязнением окружающей среды.. 187

F Контрольные вопросы и задачи. 197

4.3. Оценка опасностей, создаваемых химическим

загрязнением компонентов окружающей среды.. 197

4.4. Оценка опасностей, создаваемых химическим загрязнением

воздушной среды населённых пунктов. 198

4.4.1. Оценка опасностей загрязнения воздушной среды

по максимально-разовым (разовым) концентрациям. 198

4.4.2. Оценка опасностей загрязнения воздушной среды

по среднесуточным концентрациям. 198

4.4.3. Оценка опасностей загрязнения воздушной

среды по среднегодовым концентрациям. 199

4.4.4. Оценка опасностей загрязнения воздушной

среды по методике ОВОС.. 200

F Контрольные вопросы и задачи. 202

4.5. Оценка опасности загрязнения водных объектов. 203

4.6. Оценка опасности загрязнения почв селитебных территорий. 209

4.7. Оценка опасности радиационного загрязнения территорий. 210

F Контрольные вопросы и задачи. 211

4.8. Критерии оценки опасности изменения природной среды.. 211

4.8.1. Опасность загрязнения воздушной среды (Критерии…, 1992) 211

4.8.2. Опасность загрязнения поверхностных вод (Критерии…, 1992) 212

4.8.3. Опасность истощения ресурсов поверхностных вод. 216

4.8.4. Опасность загрязнения морских вод. 217

4.8.4. Опасность загрязнения подземных вод. 219

4.8.5. Опасность загрязнения и деградации почв. 221

4.8.6. Опасность изменения геологической среды.. 227

4.8.7. Опасность деградации наземных экосистем. 229

F Контрольные вопросы и задачи. 232

Термины и определения. 233

Литература. 235

Глава 5. Оценка опасностей и риска загрязнения

окружающей среды по методикам,

разработанным американским агентством

по охране окружающей среды.. 240

5.1.1. Основные сведения о методиках

оценки риска U.S. EPA.. 240

5.1.2. Современный риск, связанный с загрязнением.. 241

5.1.3. Виды анализа риска. 242

5.1.4. Анализ химического риска по методикам EPA.. 243

5.1.5. Критерии и стандарты EPA.. 244

5.1.6. Методы анализа риска, используемые другими организациями. 245

5.1.7. Применение анализа риска к проблемам

техногенного загрязнения. 245

5.1.7.1. Химическая промышленность. 247

5.1.7.2. Обработка отходов и контроль загрязнения. 247

5.1.7.3. Производство энергии. 248

5.1.7.4. Транспорт. 248

5.1.7.5. Приложение анализа риска к отдельным

источникам загрязнения. 248

5.1.7.6. Заключение. 249

F Контрольные вопросы и задачи. 249

5.2. Оценка опасностей и риска,

создаваемых химическим загрязнением.. 250

5.2.1. Идентификация опасностей. 250

5.2.2. Выбор наиболее опасных токсикантов. 251

5.3. Определение отношения «доза–ответ». 252

5.4. Оценка экспозиции. 252

5.4.1. Природные пути миграции. 252

5.4.2. Потенциально подверженное воздействию население. 255

5.4.3. Определение количества токсиканта,

попадающего в организм в точке воздействия. 256

5.5. Оценка опасностей и риска. 258

5.5.1. Оценка риска раковых заболеваний. 258

5.5.1. Оценка опасности воздействия

неканцерогенных веществ. 259

F Контрольные вопросы и задачи. 259

Термины и определения. 266

Литература. 271

Предисловие

В Государственные образовательные стандарты по направлению 511100 – «Экология и природопользование», специальностям 013100 – «Экология», 013400 – «Природопользование» и в некоторые другие в качестве одной из обязательных дисциплин включен курс «Техногенные системы и экологический риск». Этот курс читается автором на экологическом факультете Российского университета дружбы народов с 1995 года. Для полного понимания затрагиваемых проблем и подготовки специалистов к их решению, необходимо получить знания о риске, о техногенных системах, о параметрах оценки состояния здоровья населения и экологических систем, о критериях оценки состояния окружающей среды, путях воздействия вредных факторов на человека и эффектах этого воздействия и т.д. Из сказанного становится ясно, что этот курс является междисциплинарным и стыкуется с такими дисциплинами, как теория надёжности, медицина, токсикология, эпидемиология, санитария и гигиена, технические системы, химия, биология, физика и др. Подготовка учебника по всему курсу – задача трудная и требующая достаточно больших затрат труда и времени. Видимо поэтому такого учебника и нет до настоящего времени. И, тем не менее, учебник по данному курсу необходим. С целью восполнения этого пробела подготовлено настоящее учебное пособие, которое включает такие разделы как: понятия безопасности и риска, техногенные системы, благополучие и здоровье населения, качество окружающей среды, оценка опасности и риска.

Глава 1. Безопасность и риск

Введение

Последний век XX тысячелетия был веком невиданного технического прогресса. В этом веке были открыты и внедрены в производство новые технологии, освоена энергия атомного ядра, в результате чего появились атомная, водородная и нейтронные бомбы, атомные реакторы. В этом веке развитие летательных аппаратов прошло путь от первых фанерных «этажерок» до реактивных ТУ, ИЛ, СУ, Боингов, самолётов невидимок «Спелз», баллистических ракет, космических станций «Мир» и МКС, крылатых ракет и многих других воздушных средств передвижения людей, освоения неизведанных просторов космоса и уничтожения самих создателей этих удивительных творений. Человек покорил морские просторы и глубины, создав атомные ледоколы и атомные подводные лодки. В этом веке освоены новые биотехнологии, новые химические производства.

После первой мировой войны (1914 – 1918 гг.) началась интенсивная разработка новых технологий производства товаров массового потребления, что послужило предпосылкой возникновения современных развитых индустриальных обществ США, Германии, Японии и других стран. Развитым индустриальным обществам присущи следующие особенности:

– многократно возросшие объёмы производства и потребления товаров;

– значительное увеличение потребления невозобновимых природных ресурсов, таких, как нефть и природный газ, уголь, металлы;

– широкое использование синтетических соединений, многие из которых, попав в окружающую среду, не разлагаются или в лучшем случае разлагаются очень медленно;

– резкий рост душевого энергопотребления;

– резкое увеличение объема производства продуктов питания на душу населения благодаря внедрению передовых промышленных технологий в сельском хозяйстве;

– существенное увеличение продолжительности жизни вследствие улучшения условий быта, гигиены, питания, медицинского обслуживания и регулирования рождаемости.

В настоящее время мы – люди – составляем самую многочисленную популяцию крупных млекопитающих из всех когда-либо существовавших на Земле. Рост населения и наши способности управлять природной средой, в целях удовлетворения своих потребностей, беспрецедентны в истории жизни на этой планете. Мы достигли такой мощи, что она достаточна для полного уничтожения нашего собственного вида и других видов живых существ.

Один из российских основоположников учения об экологии и природопользовании Н.Ф. Реймерс сделал принципиальный вывод о том, что «...наступил момент, когда на человека воздействует ... изменённая человеком природа. Это – экологическая опасность. Эта опасность тем реальнее, чем выше технико-экономический потенциал и численность человечества» (Реймерс Н. Ф., 1992).

Исключительно важную роль в разработке путей обеспечения безопасности и устойчивого развития человечества сыграла конференция Организации Объединённых Наций по окружающей среде и развитию, прошедшая в Рио-де-Жанейро в июне 1992 года. Конференция стала знаменательным событием, которое собрало вместе глав государств и представителей правительств, а также представителей многочисленных международных и неправительственных организаций, представителей научных кругов. Пять основных документов конференции включают:

– Декларацию по окружающей среде и развитию. Её 27 принципов определяют права и обязанности стран и деле обеспечения развития и благосостояния людей.

– Повестку дня на XXI век – программу того, как сделать развитие устойчивым с социальной, экономической и экологической точек зрения.

– Заявление о принципах, касающихся управления, защиты и устойчивого развития всех видов лесов, жизненно необходимых для обеспечения экономического развития и сохранения всех форм жизни.

– Рамочную конвенцию Организации Объединённых Наций об изменении климата, целью которой является стабилизация концентраций газов, вызывающих парниковый эффект в атмосфере, на таких уровнях, которые не вызовут опасного дисбаланса в мировой климатической системе.

– Конвенцию о биологическом разнообразии, которая требует, чтобы страны приняли меры для сохранения разнообразия живых существ и обеспечили справедливое распределение выгод от использования биологического разнообразия.

Один из главных принципов декларации, принятой на этой конференции, гласит: «Сегодняшнее развитие не должно осуществляться во вред интересам развития и охране окружающей среды на благо нынешнего и будущих поколений».

В части защиты и улучшения здоровья людей Повесткой дня на XXI век рекомендуется всем государствам иметь программы по определению экологических факторов, угрожающих здоровью, и уменьшению соответствующих рисков. Государства должны включать меры по защите экологии и здоровья в программы национального развития и обучать население мерам по устранению экологических факторов, наносящих ущерб здоровью.

Европейское региональное бюро всемирной организации здравоохранения (ЕРБ ВОЗ) сформулировало следующие принципы устойчивого развития, сохранения справедливости, охраны окружающей среды и снижения риска для здоровья населения (Окружающая среда и здоровье, 2000):

– принцип справедливости – равная защита от опасностей окружающей среды и равная доступность здравоохранения;

– межотраслевой подход – участие нескольких отраслей в рассмотрении проблем или в действиях для достижения общих целей;

– принцип «платит загрязнитель» – согласно которому расходы на меры профилактики, ограничения или лечения несёт загрязнитель;

– принцип предосторожности – недостаток полной научной уверенности не должен служить основанием для отсрочки эффективных, соразмерных и экономически приемлемых мер для обеспечения того, чтобы всё, что можно было разумно предусмотреть, было сделано для предотвращения ненужных рисков и предупреждения деградации окружающей среды или неблагоприятных эффектов для здоровья у настоящего или будущих поколений;

– передача полномочий на места – передача прав, власти и ответственности на самый нижний уровень управления (решения принимают как можно ближе к населению);

– устойчивость – нужды настоящего поколения удовлетворяются без нарушения возможности будущих поколений удовлетворять свои нужды.

Обеспечение национальной безопасности России в экологической сфере является одним из элементов государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению перехода к устойчивому развитию. Концепция национальной безопасности, закрепившая новую правовую категорию «национальная безопасность Российской Федерации в экологической сфере», утверждена указом Президента № 1300 в декабре 1997 года (Об утверждении Концепции…, 1997). Её основными положениями являются: техногенная безопасность окружающей среды (природных объектов), экологическая безопасность личности, общества и государства.

Оценка безопасности в любом случае основана на методах определения риска. В настоящее время в терминах риска принято оценивать многие стороны общественной жизни, производственной и государственной деятельности, такие как безопасность жизнедеятельности, государственная безопасность, правовая безопасность и др. В связи с этим в обиходе появились понятия техногенного риска, природного риска, радиационного и других видов риска.

Проблема оценки риска является исключительно важной, поскольку современные системы управления техногенной и экологической безопасностью базируются именно на методах оценки риска. Оценка риска является весьма сложной междисциплинарной задачей. При оценке риска для здоровья населения используются научные знания медицины, гигиены и санитарии, токсикологии, эпидемиологии, химии, физики, современные методы математической статистики и многих других наук.