Экологический риск загрязнения атмосферного воздуха выбросами тепловых электростанций при использовании каменного угля (стр. 7 )

Характеристика риска – четвертый, заключительный этап включает полную характеристику экологического риска при нормальном режиме эксплуатации ТЭС с использованием качественных и количественных параметров.

Заключительный этап модели (рис. 2.4) оценивания экологического риска загрязнения атмосферного воздуха выбросами ТЭС при нормальном режиме эксплуатации, характеристика экологического риска, одновременно является первым звеном процедуры управления им. Основная цель управления экологическим риском при нормальном режиме эксплуатации ТЭС складывается в выявлении путей снижения риска при заданных ограничениях на ресурсы и время.

На рис. 2.3 автором предложено алгоритм комплексного оценивания экологического риска загрязнения атмосферного воздуха при нормальном режиме эксплуатации ТЭС [18].

Модель управления экологическим риском при нормальном режиме эксплуатации ТЭС представлена концептуальной схемой процедуры комплексного оценивания риска, которая, как выше указывалось, состоит из четырех этапов (рис. 2.4) [35].

Комплексное оценивание экологического риска является одной из основ принятия решения по предотвращению неблагоприятного воздействия факторов на здоровье населения, т. е. представляет собой необходимое, но недостаточное условие для принятия решений. Другие необходимые для этого условия - анализ не рисковых факторов, сопоставление их с характеристиками риска и установление между ними соответствующих пропорций контроля – входят в процедуру управления риском.

Сопоставление медико-экологических (или социально-экологических) и технико-экономических факторов дает основу для принятия регулирующего решения при установлении уровней приемлемости экологического риска и распределении средств, направленных на соответствующие природоохранные мероприятия (рис. 2.4).

Рисунок 2.3 – Алгоритм комплексного оценивания экологического риска загрязнения атмосферного воздуха при нормальном режиме эксплуатации ТЭС [87]

В соответствии с классификацией [108] вредные вещества по характеру воздействия на организм подразделяются на:

-  токсические, отравляющие весь организма или поражающие отдельные системы – ЦНС, кроветворения (хром, свинец, мышьяк, окись углерода), вызывающие патологические изменения печени, почек;

-  раздражающие, вызывающие раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, легких, кожных покровов (сернистый ангидрид, твердые частицы); попадая в органы дыхания, вещества этой группы вызывают атрофию или гипертрофию слизистой верхних дыхательных путей, а задерживаясь в легких, приводят к развитию соединительной ткани в воздухообменной зоне и рубцеванию (фиброзу) легких;

-  сенсибилизирующие, действующие как аллергены (диоксид азота и др.);

-  мутагенные, приводящие к нарушению генетического кода, изменению наследственной информации (свинец, радиоактивные изотопы и др.);

-  канцерогенные, вызывающие, как правило, злокачественные новообразования (бенз(а)пирен, хром, никель и др.);

-  влияющие на репродуктивную функцию (ртуть, свинец, радиоактивные изотопы и др.).

Рисунок 2.4 – Концептуальная схема процедуры комплексного оценивания экологического риска:

А – область оценки риска; В – область управления риском;

– прямые связи между элементами оценки и управлением;

– оборотные связи обоснования решения с другими элементами.

Согласно беспороговому принципу, воздействие как радиоактивных, так и химических веществ, даже в малых дозах считается вредным, т. е. способно вызвать патологические изменения в организме человека [35, 101]. Поэтому для оценки риска используются линейные модели интерполяции зависимости «доза-эффект» в области малых доз загрязняющих веществ [4, 62, 66, 69−71, 73, 75, 76, 104, 105, 112].

Совокупное воздействие химических и радиоактивных веществ на организм человека вызывает различные неблагоприятные эффекты, которые проявляются в отдаленные периоды. В исследованиях [19, 75, 107, 108] отмечено идентичный характер их связей: при снижении дозы частота эффекта снижается, а латентный период возникновения случаев соматико-стохастических эффектов увеличивается.

В диссертационной работе в основе метода комплексного оценивания экологического риска используется вероятностный подход для определения ожидаемого числа дополнительных случаев возникновения соматико-стохастических эффектов у населения при фактических уровнях воздействия исследуемых химических или радиоактивных веществ, которые являются составляющими выбросов ТЭС в атмосферный воздух при сжигании каменного угля [15, 51, 87, 113−118].

Метод комплексного оценивания экологического риска позволяет оценить химическую и радиационную составляющие в формировании риска в единых показателях вероятности развития соматико-стохастических эффектов на единицу индивидуальной дозы и количество дополнительных случаев соматико-стохастических эффектов на единицу коллективной дозы с использованием взвешенных коэффициентов риска.

Оценивание экологического риска основано на установлении причинно-следственных связей между показателями здоровья населения и факторами загрязнения окружающей среды [15, 51, 87, 112, 113−118].

С целью установления причинно-следственных связей при воздействии неканцерогенных и канцерогенных химических веществ и возникновения соматико-стохастических эффектов у населения за семидесятилетний период, проживающего в районах при нормальном режиме эксплуатации ТЭС Украины, работающих на каменном угле, применяется зависимость между дозой вредного вещества и вызываемым эффектом [15, 51, 87, 112, 113−118].

Экологический риск r, обусловленный загрязнением атмосферного воздуха неканцерогенных, канцерогенных и радиоактивных веществ, зависит от его количества, поступления в организм человека.

(2.1)

где f(D) – функция дозы вещества, поступившего в организм человека.

Предполагается, что в области малых доз соотношение между дозой Dch и реакцией на нее является линейным. Кроме того, предполагается, что воздействие неканцерогенных, канцерогенных химических и радиоактивных веществ не имеет порога.

Таким образом, гипотеза о линейном беспороговом характере зависимости «доза–эффект» в области малых значений позволяет оценивать вероятность дополнительного риска r(D) по формуле [34, 51, 55, 62]:

(2.2)

где c – концентрация химического неканцерогенного или канцерогенного веществ, мг/м3;

Dch – доза воздействия химического неканцерогенного или канцерогенного веществ, мг;

FDch – коэффициент риска, пропорциональный наклону кривой «доза–эффект», как показано в [19, 25, 49, 74, 111], отражающий степень нарастания риска с увеличением воздействующей дозы химического неканцерогенного вещества на одну единицу дозы, мг–1;

v = 8,10∙103 – интенсивность поступления вдыхаемого человеком воздуха, содержащего неканцерогенные и канцерогенные химические вещества, вдыхаемые человеком, м3/год;

t – время, в течение которого неканцерогенные и канцерогенные химические вещества поступали в организм человека, год.

В ряде работ [17, 19, 21, 26, 34] уровень приемлемого риска для неканцерогенных химических веществ установлено 10-6 за год, в данной работе принимается данная величина.

Согласно принципу Парасельса [36] и закону Габера [119] предположение о том, что концентрации химических веществ, рассчитанные за определенный промежуток времени используются при оценивании воздействия, а любое химическое вещество, находящееся в окружающей среде, вызывает вред здоровью. Вероятность возникновения отдаленных последствий, т. е. тяжесть последствий для организма человека пропорционально воздействию концентрации химического вещества c и времени воздействия химического вещества t.

Исследование влияния малых доз химического и радиоактивного загрязнения на здоровье человека продолжает оставаться актуальной задачей вследствие техногенной деятельности [68, 69, 104, 105]. Увеличение количества лиц подвергающихся при хроническом периоде воздействия малых доз вследствие загрязнения химическими и радиационными факторами вызывают необходимость проведения исследований зависимостей «доза–эффект», как и при больших дозах при остром периоде воздействия, при которых достаточно быстро возникают не стохастические эффекты. С увеличением дозы возрастает и степень проявления этих нарушений. Эффекты же обусловленные влиянием малых доз проявляются в отдаленные после облучения сроки. Такие эффекты принято называть стохастическими, вероятностными [68, 69]. Стохастическая связь «доза–эффект» означает: чем больше доза облучения, тем больше вероятность или риск появления данного эффекта у облученного человека. Уровень изученности подобных стохастических эффектов значительно ниже по ряду причин. Во-первых, стохастические эффекты проявляют себя не сразу после облучения, а спустя длительный период. Кроме того, сами эффекты проявляются на фоне многочисленных других причин, препятствующее действие которых необходимо исключить. Вероятностный характер последствий воздействия химических и радиоактивных веществ малыми дозами требует достаточно компетентного применения аппарата теории вероятностей и математической статистики.

В основу модели расчета экологического риска загрязнения атмосферного воздуха на протяжении всей жизни человека с хроническим воздействием, в данной работе принимается семидесятилетний период, положена беспороговая модель воздействия, и используется нормативы ПДКсс или референтной концентрации RfCс, связанные с приемлемым риском, в случае, когда для большинства населения отсутствует видимая или скрытая опасность для здоровья. Расчет соматико-стохастических эффектов, связанных с загрязнением атмосферного воздуха химическими неканцерогенными веществами на протяжении длительного периода, проводится с использованием информации об их осредненных (как минимум за год) концентрациях [94].