Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Экологическая опасность загрязнения атмосферного воздуха территорий химическими веществами техногенного происхождения 17
1.1 Проблемы исследования экологической опасности загрязнения атмосферного воздуха и научные предпосылки их решения 17
1.2 Токсичность веществ - основной фактор экологической опасности загрязнения атмосферного воздуха 22
1.2.1 Загрязняющие вещества 22
1.2.2 Экотоксиканты - загрязненители атмосферного воздуха 22
1.2.3 Классификация загрязняющих веществ 25
1.2.4 Пути поступления загрязняющих веществ в организм 26
1.2.5 Формы воздействия экотоксикантов на организм 27
1.2.6 Общая характеристика действия ядов 27
1.2.7 Оценка опасности токсических веществ, традиционно применяемая в токсикологии 30
Глава2. Распространение загрязняющих веществ в атмосферном воздухе 36
2.1 Факторы атмосферной диффузии, определяющие условия рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе 36
2.2 Атмосферная диффузия 38
2.3 Коэффициенты уравнения атмосферной диффузии 39
2.4 Методы оценки атмосферной диффузии 43
2.5 Основные закономерности распространения загрязняющих веществ в атмосферном воздухе 44
2.6 Особенности распространения загрязняющих веществ над неоднородной местностью 49
2.6.1 Распространение загрязняющих веществ в холмистой местности и в карьерах 50
2.6.2 Воздушное обтекание загрязняющих примесей неровностей рельефа 52
2.7 Оценка плотности загрязнения атмосферного воздуха по прозрачности дыма 55
2.8 Характер поведения загрязняющих примесей в смогах 57
ГлаваЗ. Экологический риск территорий техногенного загрязнения атмосферного воздуха 65
3.1 Проблемы экологического риска 65
3.2 Методы экологической оценки состояния атмосферного воздуха территорий 68
3.2.1 Эколого - экономические 68
3.2.2 Бальные 77
3.2.3 Ботанические, зоологические, биологические методы оценки состояния территорий 78
3.2.4 Гигиенические оценки 79
3.3 Фактор здоровья - основной показатель оценки экологического риска 84
3.3.1 Экологический риск - наиболее объективный комплексный показатель состояния экосистем 88
Глава 4. Методики оценки экологического риска загрязнения атмосферного воздуха территорий по показателю стоимости и показателю здоровья населения
4.1 Получение исходных данных, необходимых для расчета показателей экологического риска 92
4.1.1 Методы дистанционной индикации как возможный источник исходных данных для определения величины экологического риска атмосферного воздуха территорий техногенными выбросами 96
4.1.1.1 Фотографирование в видимом диапазоне спектра 98
4.1.1.2 Визуальные наблюдения 100
4.1.1.3 Многозональная и мультиспектральная съемка 101
4.1.1.4 Цветная и спектразональная съемка 105
4.1.1.5 Тепловая съемка 106
4.1.1.6 Телевизионная съемка 107
4.1.1.7 Радиолокационные методы 108
4.1.1.8 Спектрометрическая съемка 109
4.1.1.9 Методы измерения параметров газа в Атмосфере при помощи лидаров 110
4.2 Методика оценки экологического риска загрязнения атмосферного воздуха по показателю стоимости 117
4.3 Методика оценки экологического риска загрязнения атмосферного воздуха по показателю здоровья населения 129
4.3.1 Определение объекта оценки экологического риска 129
4.3.2 Определение источников выбросов 130
4.3.3 Определение источников загрязнения атмосферного воздуха 134
4.3.4 Определение канцерогенного риска и риска смертности от воздействия токсических веществ неканцерогенного действия 137
4.3.5 Определение экологического риска на объекте оценки от воздействия веществ канцерогенного и неканцерогенного действия 142
Глава 5. Экспериментальные исследования по оценке экологического риска территорий по показателю здоровья населения от загрязнения атмосферного воздуха выбросами реконструируемого цеха среднего литья Каширского литейного завода «Центролит».
5.1 Постановка задачи на эксперимент 146
5.2 Определение источников выбросов и их производительности 149
5.3 Ранжирование выбросов по показателю опасности загрязняющих веществ 148
5.4 Установление входных параметров для ввода в программный комплекс "Призма" 150
5.5 Определение зон загрязнения и их графическое отображение 153
5.6 Определение неканцерогенного риска 155
5.7 Определение риска на территории объекта 156
5.8 Определение вероятности экологического риска загрязнения атмосферного воздуха на территории
объекта 164
5.9 Определение экологического риска 164
5.10 Обсуждение показателей экологического риска 165
5.11 Управленческие решения по снижению экологического риска 165
Заключение
- Проблемы исследования экологической опасности загрязнения атмосферного воздуха и научные предпосылки их решения
- Факторы атмосферной диффузии, определяющие условия рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе
- Методы экологической оценки состояния атмосферного воздуха территорий
- Получение исходных данных, необходимых для расчета показателей экологического риска
Введение к работе
Актуальность темы.
Продолжающаяся тенденция ухудшения экологической ситуации в Российской Федерации обусловлено многими факторами негативного воздействия на окружающую природную среду, из которых наибольший вклад в её изменение вносят техногенные выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Продолжительное устойчивое загрязнение атмосферного воздуха промышленными выбросами создают стабильные зоны загрязнения с опасными концентрациями химических веществ, которые по площади рассеивания занимают обширные территории, охватывающие городские агломерации, промышленные зоны и даже регионы. Немалый вклад в ухудшение природной среды и увеличения дополнительных площадей загрязнения атмосферного воздуха вносят чрезвычайные техногенные ситуации, частота возникновения которых всё увеличивается.
Загрязнение атмосферного воздуха территорий вызывает напряжённую экологическую обстановку, которая проявляется в ухудшении здоровья населения, снижения качества сельскохозяйственной продукции, увядания растительности, в том числе ценных пород деревьев, а так же в сокращении территорий, пригодных для естественного обитания животных.
Наиболее характерным проявлением последствий влияния загрязнённого атмосферного воздуха промышленными выбросами является увеличение заболевания крови и кроветворных органов, органов дыхания и аллергической заболеваемости людей. Наибольший вклад в заболеваемость различными нозологическими формами болезней людей вносят такие компоненты выбросов, как сероуглерод, хлор, окись углерода, углеводороды, толуол, диоксид серы и аммиак. В некоторых районах России эти компоненты выбросов вызывают различные заболевания у 31 % всех заболевших. Кроме того, продолжается рост онкологической заболеваемости и смертности от злокачественных новообразований в результате контакта с рассеянными в атмосферном воздухе химическими веществами выбросов, обладающих канцерогенным действием.
Социально-гигиенический мониторинг злокачественных новообразований и факторов онкологического риска только внедряется и к 1998 году охватывал только часть территории Российской Федерации (Свердловская область).
Отсутствие данных о масштабах и характере загрязнения атмосферного воздуха территорий и, что очень важно, данных о возможных последствиях их воздействия на здоровье людей и окружающую природную среду, ослабляют внимание администрации хозяйственной системы страны на принятие эффективных мер по снижению техногенных выбросов и проведению санитарно-гигиенических мер защиты населения от воздействия рассеянных химических соединений.
Существующие недостатки в защите населения и окружающей природной среды от техногенных загрязнений становятся очевидными. Так, даже в государственном докладе «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1998 году», указывается: «К сожалению, по состоянию на 1998 год дифференцирование оценки степени влияния загрязнения атмосферного воздуха, питьевой воды, радиации, шума, электромагнитных излучений и прочих факторов среды обитания по крупным промышленным центрам, регионам страны и в целом по стране, а так же по категориям населения (городское, сельское) отсутствуют, что не даёт возможности сделать обобщённую оценку влияния факторов среды обитания на население, затрудняет выбор приоритетов в разработке программ оздоровления окружающей природной среды в интересах защиты здоровья населения» [58].
Поэтому оценка экологического риска атмосферного воздуха территорий, загрязнённых техногенными выбросами, актуальна, а её рассмотрение открывает возможности практического решения многих проблем по защите населения и окружающей природной среды от воздействия опасных химических соединений, рассеянных в атмосферном воздухе на больших территориях.
Цель и задачи исследования.
Целью настоящей работы является разработка методики оценки экологического риска загрязнения атмосферного воздуха территорий с техногенными выбросами.
Реализация поставленной цели потребовала решения следующих задач:
- проведение анализа экологической опасности от загрязнения атмосферного воздуха химическими соединениями, вредными для здоровья населения;
- проведение анализа атмосферной диффузии, определяющий масштабы и характер рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе;
- проведение анализа существующих методов оценки экологической опасности от загрязнения атмосферного воздуха;
- разработка теоретических основ методики оценки экологического риска от воздействия рассеянных в атмосферном воздухе экотоксикантов канцерогенного и неканцерогенного действия;
- разработка методик оценки экологического риска территорий от загрязнения атмосферного воздуха в стоимостном выражении и по показателю здоровья населения;
- разработка технологии оценки экологического риска загрязнения атмосферного воздуха территориального объекта техногенными выбросами;
- проведение экспериментальных исследований по оценке экологического риска на объекте, загрязнённого техногенными выбросами; - анализ экологического риска на объекте и разработка мероприятий по его снижению.
Объект и предмет исследования.
Объектом исследования является экология территорий, подверженных воздействию химических соединений, рассеянных в атмосферном воздухе из техногенных выбросов.
Предметом исследования является методика оценки экологического риска загрязнения атмосферного воздуха территорий, подверженных воздействию рассеянных в атмосферном воздухе химических соединений из техногенных выбросов.
Методы исследования.
Для достижения поставленной цели и задач исследования применены следующие методы исследования:
1. Анализ и обобщение материалов научной и специальной литературы по вопросам рассеивания химических соединений в атмосферном воздухе, их поведения на территориях распространения, методов их индикации, теории риска и её применения для оценки последствий загрязнения атмосферного воздуха компонентами техногенных выбросов.
2. Математическое моделирование риска загрязнения атмосферного воздуха по механизму канцерогенного и неканцерогенного действия химических соединений.
3. Программное обеспечение графоаналитического построения зон возможного загрязнения и риска территорий техногенными выбросами и разработка технологии оценки экологического риска в конкретных условиях места и времени.
4. Эксперимент по оценке экологического риска загрязнения атмосферного воздуха территории от компонентов выбросов промышленного предприятия для проверки корректировки логико-аналитической структуры построения предлагаемой методики оценки экологического риска и реальной возможности её применимости для решения современных задач по охране окружающей природной среды.
Научная новизна исследований.
Научная новизна исследований состоит в применении новых научных технологий и решений для достижения наилучших результатов в работе. Основные из них:
1. Комплексирование трёх научных направлений исследования в области атмосферной диффузии, токсичности и риска для получения результирующего продукта в виде методики оценки экологического риска загрязнения атмосферного воздуха компонентами техногенных выбросов, рассеянных на территориях их воздействия, которая по характеру и объему решаемых задач не имеет аналогов.
2. Структуризация показателей, характеризующих возможности реализации токсического действия химических соединений и вероятностей их поведения в атмосферном воздухе для получения новой технологии расчёта экологического риска загрязнения атмосферного воздуха.
3. Соединение аналитических методов расчёта риска и программных решений его графического отображения для разработки новой комплексной методики оценки экологического риска загрязнения атмосферного воздуха по стоимостному показателю и по показателю здоровья населения. Практическое значение работы.
Практическое значение работы определяется основными результатами проведённых исследований, которые позволяют практически осуществлять оценку экологических рисков воздействий техногенных выбросов при проведении ОВОС в проектах создания и реконструкции промышленных предприятий, при проведении экологической экспертизы проектов, технологий и экологического состояния окружающей природной среды промышленно-административных объектов, а так же при создании базы данных в ГИС и кадастров территории.
Расчётно-аналитические и методические материалы могут быть использованы в научно-исследовательской работе по проблемам охраны окружающей природной среды и в системе образования при преподавании экологических дисциплин по вопросам: экологического риска, оценки экологического риска, экологической составляющей кадастров территорий и базы данных ГИС.
Апробация работы.
Результаты проведённых исследований по проблемам экологического риска и методикам оценки экологического риска по стоимостному показателю и по показателю здоровья населения обсуждены на научно-методических коллоквиумах Кафедры (МИИГАиК) с приглашением представителей других ВУЗов в 1999-2000 годах.
Основные результаты исследований по проблеме оценки экологического риска с использованием методов дистанционного зондирования территорий вошли в содержание НИР по «Гранту» в 1999-2000 годах.
На 53-56 научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых и обсуждены материалы исследований о методике оценки экологического риска и некоторых существующих компьютерных технологий оценки экологического риска.
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 4 работы, из них 2 - авторские «Методика оценки экологического риска» М., МИИГАиК, «Известия ВУЗов», 1998; «Компьютерные технологии определения исходных данных экологического риска» М., МИИГАиК, «Известия ВУЗов», 2000. и 2 в соавторстве (Государственный доклад « Состояние окружающей среды Московской области в 1999 году», Москва, Мособлкомприрода, 2000, «Графическое отображение зоны техногенного загрязнения атмосферного воздуха с помощью программного комплекса «Призма»», Москва, МИИГАиК, 2000г.).
Внедрение.
Основные результаты исследований использованы в научно-исследовательских, учебно-методических, административно-хозяйственных работах и проектной документации. Они включают:
1. Применение методики оценки экологического риска по показателю здоровья населения, как научно-методического инструмента для решения задач по оценке экологического риска территорий аэрокосмическими методами дистанционного зондирования в НИР по «Гранту» в 1999- 2000 г.г.
2. Применение методики оценки экологического риска по показателю здоровья населения в обосновании возможных воздействий на окружающую природную среду и здоровья персонала и населения выбросами в результате технологических процессов литейного производства при разработке проекта «Технического перевооружения цеха среднего литья для выпуска чушки, отливок и брикетов из алюминиевого лома и изготовления медной сечки» на ОАО Каширский литейный завод «Центролит» в 2000 г.
3. Использование методики оценки экологического риска в учебно-методической разработке и графическое отображение зоны техногенного загрязнения атмосферного воздуха с помощью программного комплекса «Призма», 2000 года издания, проведение занятий со студентами по учебному курсу экология в МИИГАиК.
4. Исследование количественных и качественных методов оценки экологического риска территорий в Государственном докладе «О состоянии окружающей среды Московской области в 2000 году».
Положения, выносимые на защиту.
В соответствии с полученными результатами исследований и их апробаций на защиту выносятся следующие основные положения:
1. Анализ закономерностей распространения примесей в атмосферном воздухе с учетом их стратификации и шероховатости подстилающей поверхности.
2. Методика оценки экологического риска загрязнения атмосферного воздуха техногенными выбросами по показателю стоимости
3. Методика оценки экологического риска загрязнения атмосферного воздуха техногенными выбросами по показателю здоровья населения.
4. Результаты эксперимента применения методики оценки экологического риска по показателю здоровья населения от загрязнения атмосферного воздуха выбросами реконструируемого цеха среднего литья Каширского литейного завода «Центролит» (КЛЗЦ). Структура и объём работы.
Диссертационная работа включает введение, пять глав, заключение, список цитируемой литературы, словарь терминов и приложение. Основной текст изложен на ... страницах машинописного текста, включая таблиц, рисунков. Список литературы включает наименований. Приложение занимает страниц.
Автор выражает большую благодарность научному руководителю диссертационной работы Бурову В.Н., академику Садову А.В. за содействие в формировании исходных данных и проведении эксперимента, а так же заведующему кафедрой Малинникову В.А. за создание условий для исследований и завершения работы.
Проблемы исследования экологической опасности загрязнения атмосферного воздуха и научные предпосылки их решения
Один из руководящих принципов охраны окружающей среды -получение полной и достоверной информации о состоянии природной среды и научное прогнозирование процессов, определяющих экологическую ситуацию с показателями состояния здоровья и жизнедеятельности человека. В решении этой задачи просматривается ряд проблем, из которых особое место занимает проблема оценки экологической опасности загрязнения атмосферного воздуха техногенными выбросами.
Природно-ресурсный блок кадастров, включающий водный, климатический, ландшафтный, лесной, геологический, медико-географический, минеральных ресурсов, особо охраняемых территорий, рекреационный, земельный, выбросов и др. блоки, формирует запрос на комплекс информации о динамике состояния окружающей природной среды, среди которой важное значение приобретает информация о состоянии атмосферного воздуха и, в первую очередь, о наличии в нём вредных и опасных загрязнителей, а так же о возможных негативных последствиях их воздействия на природные объекты и человека.
В этом комплексе информации определяется экологическая составляющая оценки земель и территорий, которая должна определить социально-экономическую целесообразность их освоения и развития, а так же экономическую целесообразность функционирования существующих объектов - производителей техногенных воздействий на окружающую среду.
В первом ряду по объёмам техногенных воздействий стоят промышленные выбросы, которые по данным статотчёта РФ в 1998 г. составили 14,95 млн. тонн веществ. Химический состав выбросов включает несколько десятков опасных веществ, среди которых тяжёлые металлы, хлорорганические соединения, поверхностно - активные вещества, взвешенные частицы, соединения серы, азота, углерода и др.
Следовательно, актуальность проблемы оценки экологической опасности загрязнения атмосферного воздуха территорий техногенными выбросами определяется необходимостью разработки методов оценки воздействия загрязнения веществ на биологические объекты, как инструмент для получения необходимой информации о состоянии природной среды и здоровья населения территорий, подверженных воздействию химических веществ, рассеянных в атмосферном воздухе.
В результате выбросов этих веществ образуются огромные территории стабильного загрязнения атмосферы. При наличии воздействия загрязняющих веществ на организм человека и окружающую природную среду происходит возникновение различных хронических заболеваний человека, а также деградация отдельных видов растений и животных.
В настоящее время ни для кого не секрет, что экологическая обстановка как в нашей стране, так и во всем мире с каждым днем становится все более напряженной. Это обуславливается наличием множества факторов техногенного происхождения, влияющих на состояние экосистем. С каждым годом в связи с открытием новых предприятий наблюдается рост выбросов вредных веществ в атмосферу. В результате этого, как правило, образуются зоны постоянного загрязнения атмосферы и возникает парниковый эффект. Кроме того, в результате воздействия этих веществ на организм человека могут проявляться различные хронические заболевания человека, а также деградация отдельных видов растительности и исчезновение некоторых видов животных. Это обуславливается наличием множества факторов, в основном техногенного происхождения, влияющих на состояние экосистем в целом. Можно привести огромное множество примеров таких вмешательств человека в сложившиеся веками сообщества растений и животных. Это и различные предприятия, и автомобили, и нерациональная разработка природных ресурсов и др. В результате эти воздействия зачастую приводят к гибели отдельных видов растений и животных, а также нередко проявляют свое влияние на состояние здоровья человека.
Поведение загрязняющих веществ в различных средах распространения различается. Например, в атмосферном воздухе выбросы загрязняющих веществ от различных предприятий могут распространяться на десятки километров в зависимости от высоты труб выброса, их диаметра, а также скорости выхода газовоздушной смеси, температуры, скорости и направления ветра и ряда других факторов. Кроме того, ряд выбрасываемых в атмосферный воздух химических соединений под действием солнечной радиации, атмосферной влаги и других факторов могут трансформироваться в новые опасные токсические химические соединения. Загрязняющие вещества обладают также рядом других свойств биологического характера, например способностью к аккумуляции в организмах животных и человека, а также способностью к переносам и движению по пищевым цепям. Все эти процессы загрязнения атмосферы, переноса и аккумуляции происходят на обширных территориях, контроль на которых за последствиями их воздействия на окружающую природную среду и здоровье населения все более усложняется и практически не реализуется в нужных масштабах. Так, в Государственных докладах «О состоянии окружающей природной среды в РФ» за последние годы, включая и за 1998 г. отсутствует площадной показатель загрязнения атмосферного воздуха, а указываются только объемы загрязнения в тоннах. Это является следствием отсутствия средств и способов экологического контроля за загрязнением атмосферного воздуха территорий.
Факторы атмосферной диффузии, определяющие условия рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе
Установлено, что распространение загрязняющих веществ в атмосферном воздухе определяется процессами рассеивания, которые обусловлены многими факторами как, например, атмосферной диффузией, климатическими условиями, масштабами выбросов и др. В 20-30-х годах XX столетия выработалось представление о том, что во многих случаях перенос тепла, влаги и количества движения в приземном слое воздуха можно приближенно рассматривать как перенос пассивной смеси и исследовать их на основе одних и тех же дифференциальных уравнений. Один из подходов, развитый О. Сеттоном, состоит в использовании для определения концентрации примеси в воздухе от источника посредством формул, полученных на статистической основе [7].
Согласно Сеттону (1958), распределение примеси вблизи точечного источника в разных направлениях описывается гауссовским законом. Он полагает, что концентрация примеси в точке (х, у, z) от источника, расположенного в начале координат, пропорциональна произведению на аналогичные функции/ ирх, относящиеся к координатам z и х, т.е.: 1 —. (2.1) Здесь ау2 —дисперсия распределения примеси в направлении у. Задавая определенный вид для лагранжевой корреляционной функции Ri( ) для концентраций и используя теорему Тейлора о связи этой функции с зх, Сеттон получил, что: 3,=—t ,U ) (2.2) где Сі — некоторые коэффициенты, характеризующие поведение примесей в воздухе, определяемые эмпирически, и — средняя по высоте скорость ветра. В случае мгновенного источника t —время после момента действия источника, а для непрерывно действующего источника полагается, что t = х/и (i= 1, 2, 3 соответствует x,y,z). Сеттон показал также, что при избранном им виде функции Яі(ф должен выполняться степенной закон для изменения скорости ветра с высотой, где показатель степени связан с п. Следовательно, параметр п, необходимый для расчета концентрации, можно определить по вертикальному профилю скорости ветра и тем самым косвенно учесть условия стратификации.
Первоначально Сеттон получил формулу для случая наземных источников, которая затем подтвердилась результатами наблюдений в Портоне (Англия) при равновесных условиях для сравнительно небольших расстояний (несколько сотен метров). Впоследствии эта формула была применена без достаточного обоснования и для случая высотного источника
Описание переноса примеси с помощью уравнения турбулентной диффузии относится обычно к фиксированной в пространстве системе координат и связано, таким образом, с эйлеровыми характеристиками. К настоящему времени имеется большое число весьма разнообразных формул для определения концентрации примеси, однако немногие из них апробированы и рекомендованы для широкого использования в качестве нормативных документов отдельных стран.
При использовании некоторых из предложенных формул, например, в проектных организациях по оценке метеорологических факторов, вычисленные значения концентраций для согласования их с экспериментом уменьшались в 3—5 раз, а иногда и в 10—15 раз. Понятно, что при столь больших поправках роль теоретических предпосылок, положенных в основу расчета, значительно снизилась и расчетные формулы приобрели эмпирический характер. Это, в частности, относится к весьма важному соотношению между значениями максимума наземной концентрации и высотой трубы. Поскольку поправочные коэффициенты были получены для сравнительно низких труб, их применение для более высоких труб оказалось физически не обоснованным. Особенно ощутимой получилась разница при мощных источниках выброса вредных веществ в атмосферу.
Со временем практика выдвинула новые требования к исследованиям атмосферной диффузии. Появилась необходимость изучить особенности турбулентного перемешивания на более высоких уровнях, а также и условия рассеивания примеси на большие расстояния по сравнению с предыдущими исследованиями. Метеорологические факторы должны теперь учитываться полнее и строже. Недостаточно ограничиться, как это было ранее, только данными о скорости ветра и температуре воздуха у земли. При расчете рассеивания выбросов от высоких источников требуется развитие теории турбулентной диффузии в слое воздуха толщиной в несколько сотен метров с учетом возможных изменений температуры, ветра и коэффициента обмена. Потребовались также переход от условий ровного места, к которым обычно относились предыдущие исследования, к условиям реальных форм рельефа, разработка методов наблюдений и характеристики загрязнения атмосферы на больших площадях и т. п. Исследования последних 10—15 лет были в основном направлены на обеспечение этих практических запросов.
Методы экологической оценки состояния атмосферного воздуха территорий
Что же такое риск вообще? Считается, что это слово имеет французское происхождение. С одной стороны, рисковать значит пускаться наудачу, отважиться, отдать себя на волю случая, надеясь на счастье (потому — рискнем!). Рисковать — подвергаться известной опасности, превратности, неудаче. В настоящее время в различной литературе можно встретить несколько определений экологического риска, используемые различными авторами. Приведем некоторые из них: Риск- это возникновение неблагоприятного для человека эффекта, определяемый как вероятность возникновения этого эффекта при заданных условиях [1]. Риск- оцениваемая вероятность неблагополучного результата для здоровья индивида, группы лиц, популяции от воздействия того или иного фактора окружающей среды [9]. Риск- «ожидаемая частота нежелательных эффектов, возникающих от заданного воздействия загрязнителя».(ВОЗ, 1978). Риск- «вероятность повреждения, заболевания или смерти при определенных обстоятельствах». (Глоссарий US ЕРА- Американского Агентства Охраны Окружающей Среды)[1].
Риск - вероятность увеличения смертности или числа заболевания людей при увеличении концентрации того или иного загрязнителя или суммы загрязнителей в окружающей среде [61]. Риск можно представлять количественными величинами от нуля (уверенность в том, что вред не будет нанесен) до единицы (абсолютная уверенность в том, что вред будет нанесен).
В экологическом энциклопедическом словаре определение риска гласит: «Мера для количественного измерения опасности, представляющая собой многокомпонентную величину, измеренную, например с помощью статистических данных или рассчитанную с помощью имитационных моделей, включающие количественные показатели: величину ущерба от воздействия того или иного опасного фактора; вероятность возникновения (частоту) рассматриваемого опасного фактора; неопределенность в величинах как ущерба, так и вероятности» [61].
Исторически сложилось так, что обсуждение экологической опасности сводилось к обсуждению ущерба, потерь, убытков — самого разного рода, но одного происхождения, а именно вызванных изменениями в состоянии окружающей среды.
Ущерб от изменения окружающей среды выражали в различной форме, в том числе в стоимостном выражении. Так, в 80-х годах Госпланом, Госстроем и Президиумом Академии наук СССР была разработана методика оценки ущерба, где ущерб экономический от изменения окружающей среды определялся, как вред окружающей среде, приводящий к ущербу имущественным интересам природопользователя (собственника, владельца, пользователя, арендатора природных ресурсов) в виде прямых потерь материальных ценностей, не использования вложенных затрат, неполучения предполагаемых доходов, вынужденных расходов на восстановление имущественных потерь, основанная на использовании укрупненных оценок результатов воздействия различных загрязняющих веществ (с учетом их свойств) на окружающую среду. Концепция экологического риска, сформулированная Н. Ф. Реймерсом [46], рассматривает два основных объекта исследования: первый - человек; второй - экосистема.
Человек как объект оценки экологического риска может рассматриваться с учётом популяции (негр, эскимос, скандинав, индокитаец и др.), социальных условий (сельский житель, городской, степени развития санитарного обслуживания и др.).
Кроме того человек как объект оценки экологического риска может представлять показатель единичного ущерба здоровья в конкретной географической точке или представлять обобщённый показатель ущерба здоровью на определённой площади местности, где проявляются негативные воздействия одних и тех же факторов воздействия, как например, загрязнителей. Выбор экосистем как объектов оценки экологического риска определяется их значимостью в функционировании живой природы. Такими экосистемами могут быть: леса, луга, водоёмы, морские акватории и др. Определяющим в оценке экологического риска экосистем будут состояния видов и их популяций.
Итак, Экологический риск — это вероятность возникновения отрицательных воздействий на биологические объекты в результате изменения окружающей среды.
Экологический риск в этом случае выступает как мера экологической опасности. Наиболее подходящим, на наш взгляд, определением риска является данное В.Н. Крутько, и др. (1999 г.):
Риск для здоровья- это возможность возникновения вредных эффектов для здоровья данного человека или группы людей при наличии какой-либо опасности [9].
Получение исходных данных, необходимых для расчета показателей экологического риска
Оценка экологического риска территорий - сложный интегральный процесс установления вероятностных показателей поведения загрязнителей в атмосферном воздухе и возможности реализации их токсического воздействия на биологические объекты. Для проведения оценки необходима информация по таким вопросам, как: - объемы, место и время выбросов; - поведение загрязнителей в атмосферном воздухе; - токсический эффект загрязнителей.
Оценка риска для здоровья человека должна включать оценку вероятности загрязнения атмосферного воздуха вредными химическими веществами а также вероятность возникновения различного рода заболеваний или смертей людей, проживающих на исследуемой территории. В настоящее время Американским Агентством по Охране Окружающей среды (US ЕРА) разработан наиболее совершенный инструментарий расчетов по оценке риска в области онкологических заболеваний. Первым этапом этих исследований были получены наиболее надежные и практичные процедуры оценки риска для канцерогенеза [1]. В дальнейшем была выполнена работа по оценке риска для общетоксических эффектов (особое внимание уделялось вероятности развития заболеваний печени, почек и других органов человека). Наиболее достоверные картины процедур оценки риска были получены для канцерогенных веществ, так как для этих веществ наблюдается зависимость между дозой и полученным биологическим эффектов, близкую к линейной, а при оценке веществ общетоксического действия модель процедуры оценки риска нельзя даже приблизительно считать линейной, обычно для данного рода веществ рассматривается многоступенчатая модель зависимостей доза - эффект.
Однако все проведенные исследования не дают однозначной величины ущерба ввиде заболеваний или смертей, а лишь дают приблизительную оценку вероятности последствий воздействия вредных химических веществ на организм человека, которая связана с определенным уровнем концентраций этих химических веществ [58,59,9]. Эти концентрации не являются величинами постоянными, меняясь во времени и пространстве в зависимости от различного вида факторов (погодные условия, метеоусловия, климатические условия и др.). В связи с этим, а также еще по ряду других причин, величины, характеризующие ущерб и получаемые в процессе оценки риска, нуждаются в постоянном уточнении в зависимости от условий окружающей среды а также по мере накопления дополнительной информации при оценке рисков с учетом новейших разработок в области медицины, токсикологии, физиологии, биохимии, иммунологии, экологии и др. Однако, несмотря на наличие большого количества неопределенностей при оценке риска на сегодняшний день оценка риска, на наш взгляд -наиболее объективный и достоверный аналитический инструмент, позволяющий научно обосновать факторы риска и ранжировать их по величине вклада каждого отдельно взятого фактора в суммарный риск. Тем самым представляется возможность дальнейшего управления риском (снижения риска) путем полного или частичного устранения каждого фактора, вносящего свой вклад в суммарный риск. Кроме того, прогностическая оценка возможного риска на данной, конкретно - взятой территории позволит выработать ряд управленческих решений и мероприятий по снижению величины показателя экологического риска в ближайшем будущем.
Для получения исходных данных для оценки экологического риска загрязнения атмосферного воздуха территорий техногенными выбросами необходимы и достаточны следующие источники: - данные экологических паспортов предприятий, загрязняющих атмосферный воздух; - данные инвентаризации источников вредных выбросов в атмосферу предприятий, промышленной зоны, района и т.д.; - данные, полученные методами дистанционного зондирования;
Из вышеперечисленных источников для расчета показателей экологического риска загрязнения атмосферного воздуха территорий в режиме программного обеспечения (программный комплекс «Призма») необходимы следующие исходные данные: - название предприятия; - производственная структура предприятия (цеха, участки, ....); - координаты и границы предприятия а также элементов застройки; - режим выбросов всего предприятия в целом: а) рабочее состояние производственных мощностей (действующее, остановленное, перспектива); б) тип режима выбросов ( штатный, аварийный, залповый); в) периоды времени реализации режима выбросов предприятия; г) номера месяца, недели, дня, час суток в году начала и окончания выбросов; д) периодичность повторения и продолжительность выброса в режиме: ( месяцев, недель, дней, часов); - характеристики источников загрязнения атмосферы.
