Научные и математические основы оценки риска здоровью

В данной главе представлен набор методов и приемов для объективного анализа намечаемых экологических программ и мероприятий, а также для оценки реализуемых природоохранных мероприятий на территории городов и субъектов федерации. Предлагаемый подход включает средства анализа проектов и мероприятий, мотивации, а также контроля. Это образует информационную основу управления устойчивым развитием территорий.

Для муниципального и территориального уровней при принятии решений важно учитывать пространственную неоднородность качества окружающей среды в жилых и рекреационных зонах. Улучшение качества окружающей среды на проблемных территориях и предотвращение загрязнения жилых и рекреационных зон ведет к реальному снижению рисков для здоровья населения и окружающей среды. Это позволит перейти от качественной к количественной оценке мероприятий с учетом различий по направленности, срокам и затратам.

В основе подхода лежит оценка существующего потенциального ущерба здоровью населения. Этот ущерб является мерой значимости существующих проблем. На основе такой оценки можно проанализировать, насколько те или иные мероприятия и программы решают выявленные проблемы, то есть снижают выявленный потенциальный ущерб здоровью.

Идентификация проблемы представляет собой задачу по оценке экологической ситуации, установлении причинно-следственных связей и их количественных характеристик. На основе анализа экологической обстановки и экологических проблем Нижнего Новгорода в данном исследовании выявлено, что основные риски здоровью населения Нижнего Новгорода связаны с химическим и шумовым загрязнением атмосферного воздуха, химическим загрязнением канцерогенными и неканцерогенными веществами питьевой воды, а также с загрязнением почв города химическими веществами. Кроме того, определенную угрозу здоровью представляют риски, связанные с загрязнением рекреационных зон, в первую очередь рек и озер. Однако эти факторы не являются приоритетными и в данной работе детально не отражены, ходя при они могут оказаться существенными в отдельных случаях .

Источники выбросов, шума, загрязнения гидросферы и литосферы создают информационный портрет эмиссий города, который является основой для зонирования жилых и рекреационных зон города. Результатом использования информационного портрета эмиссий является модель, в которой по экологическим показателям рассчитываются потенциальные индивидуальные и популяционные риски здоровью, окружающей среде и собственности.

Для оценки влияния на здоровье зона воздействия оценивается по числу проживающих в ней жителей. Для оценки воздействия на природные ресурсы зона характеризуется площадью.

Факторы воздействия - это стационарные и передвижные источники выбросов загрязняющих веществ и шума, а сбросы загрязняющих веществ в поверхностные воды и на рельеф местности, а также масса попадающих твердых отходов на единицу площади земельных ресурсов в единицу времени. Выбор модели определяется целью исследования, выбираемой лицом, принимающим решение. В общем случае модели позволяют по интенсивности источников выбросов рассчитать концентрации загрязняющих веществ и уровни воздействия в интересующей жилой или рекреационной зоне. В более простых моделях учитывается наличие загрязняющих веществ в потребляемых природных ресурсах, таких как питьевая вода и почва на основе наблюдений за качеством потребляемых ресурсов. Поэтому факторы воздействия строго определены лишь для стандартного круга задач. В остальных случаях их выбор не поддается стандартизации. Модели в любом случае должны удовлетворять требованиям научности, законности и объективности. Для этого их актуализация должна содержать гибридные или циклические процедуры уточнения.

Результатом идентификации проблем, зонирования, исследования объектов и факторов воздействия является информационный портрет территории, включающий следующие информационные портреты:

- Информационный портрет факторов, создающих эмиссии, включая геоинформационные слои:

- "Автомагистрали"

- "Стационарные источники выбросов и шума"

- "Отходы производства и потребления"

- "Источники сбросов"

- Информационный портрет жилых зон, включая:

- расположение жилых домов и число квартир (жителей) в них;

- расположение и функциональная емкость школ, детских садов, больниц и иных объектов;

- расположение систем доочистки питьевой воды, их паспортные данные.

- Поля концентраций загрязняющих веществ и уровней воздействия физических факторов на микротерриториях, включая:

- Максимальные разовые и средние суточные поля концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, создаваемые стационарными и передвижными источниками;

- Расчетные среднесуточные концентрации химического загрязнения питьевой воды для всех жилых зон города (экстраполированные на основе данных наблюдений в РЧВ и водораспределительных сетях);

- Среднегодовой расчетный уровень шума в дБ(А) для жилых зон.

- Концентрации загрязняющих веществ в почвах.

Расчет риска здоровью

Принципиальным является обеспечение возможности расчета индивидуального риска.

Расчет потенциального индивидуального риска Risk I_n

Для оценки такого воздействия разработана система показателей, позволяющая выполнить необходимые расчеты популяционного риска. В частности, для расчета химического загрязнения атмосферного воздуха расчетным путем или на основе наблюдений получают средние и максимально разовые концентрации загрязняющих веществ в жилых и рекреационных зонах, по которым проводят расчеты индивидуального риска. Численность населения, проживающего в условиях рассчитанного индивидуального риска, используется для расчета популяционного риска.

Потенциальный индивидуальный риск здоровью, связанный с загрязнением атмосферного воздуха

Для зонирования территорий основным является расчет потенциального риска начала развития хронических неспецифических эффектов:

Risk = 1 – exp{ln(0,84) [C/(ПДК*К_з)]^b t},

Где:

С - средняя суточная концентрация загрязняющего вещества;

ПДК - предельно допустимая среднесуточная концентрация вещества;

К_з - коэффициент запаса, равный 7,5 для 1 класса опасности, 6 - для 2 класса, 4,5 - для 3 класса и 3,0 - для 4 класса опасности;

b - коэффициент изоэффективности, равный 2,4 для 1 класса, 1,31 - для 2 класса, 1,0 - для 3 класса и 0,86 - для 4 класса опасности;

t - время экспозиции в долях продолжительности человеческой жизни (70 лет).

Потенциальный индивидуальный риск здоровью, связанный с шумовым загрязнением

Нормируемыми параметрами шума являются уровни звукового давления в октавных полосах и эквивалентный (по энергии) уровень звука в децибелах.

Основой показателем для оценки риска является риск развития неспецифических эффектов. Неспецифическое воздействие шума обычно проявляется раньше, чем изменения в органе слуха и выражается в нарушениях нервно-психической сферы в форме невротического и астенических синдромов в сочетании с вегетативной дисфункцией, сопровождающихся раздражительностью, общей слабостью, головной болью, головокружением, повышенной утомляемостью, расстройством сна, ослаблением памяти.

Расчет риска неспецифических эффектов:

Где:

Prob = -4,5551 + 0,0853 L_экв,

L_экв – эквивалентный уровень шума в дБ.

В качестве дополнительных эффектов можно рассматривать риск вероятности предъявления населением жалоб: В этом случае:

Prob = -6,5027 + 0,0889 L_экв

Для риска развития специфической тугоухости:

Prob = -6,6771 + 0,0704 L_экв

Потенциальный индивидуальный риск здоровью, связанный с загрязнением питьевой воды

Расчет осуществляется на основе информации о качестве питьевой воды в резервуаре чистой воды и моделирования процессов течения питьевой воды в разводящих сетях.

Для укрупненной оценки для расчета рисков используется предположение, что качество поступающей потребителям питьевой воды соответствует качеству воды в РЧВ. По химическому загрязнению это предположение выполняется для всех ЗВ, кроме железа.

В ряде целевых программ и мероприятий, направленных на снижение воздействия хлорорганических и других сложных соединений, для оценки риска осуществляется учет изменения состояния питьевой воды в распределительных сетях.

Основным показателем является:

Risk= 1 – exp{(ln(0,84)/(ПДК ´ К_з)) ´LADD},

Где:

К_з - коэффициент запаса, равный 100 для канцерогенов (Приложение 2);

LADD - средняя суточная доза загрязняющего вещества на протяжении всей жизни из расчета потребления 2 л. питьевой воды в сутки для массы человека 70 кг.

Потенциальный индивидуальный риск здоровью, связанный с загрязнением почвы

При оценке необходимо учитывать возможные пути поступления в организм: ингаляционно (пары и почвенная пыль), перорально (заглатывание частичек почвы), накожно (загрязнение кожных покровов).

Для расчетов используются данные о загрязнении почвы и информация, полученная при моделировании процессов распространения загрязнений в окружающей среде.

В качестве приоритетного пути поступления веществ, обладающих летучими свойствами, выступает ингаляционный путь. В этом случае для оценки потенциального риска используется формула для расчета риска в результате хронического загрязнения атмосферы.

Механизм поступления загрязняющих веществ в желудок с частицами почвы аналогичен поступлению примесей с питьевой водой. Расчет рисков токсикологической опасности загрязняющих веществ почвы при поступлении частичек почвы в желудок основан на методе расчета риска токсичных примесей в питьевой воде.