Экологический риск загрязнения атмосферного воздуха выбросами тепловых электростанций при использовании каменного угля (стр. 9 )

2.2.2 Оценивание химического канцерогенного риска

Вероятность индуцирования соматико-стохастических эффектов (возникновения онкологических заболеваний и серьезных наследственных эффектов) при воздействии канцерогенных химических веществ на единицу дозы определяется соотношением:

(2.9)

где – вероятность возникновения соматико-стохастических эффектов при воздействии канцерогенных химических веществ;

– индивидуальная доза при воздействии канцерогенного химического вещества, мг;

 – коэффициент пропорциональности, определяющий наклон кривой «доза–эффект» при воздействии канцерогенных веществ химических веществ, отражающий степень нарастания риска с увеличением воздействующей дозы на одну единицу, мг–1.

Ожидаемое количество дополнительных случаев возникновения соматико-стохастических эффектов при воздействии канцерогенных химических веществ:

(2.10)

где – количество дополнительных случаев возникновения соматико-стохастических эффектов при воздействии канцерогенных химических веществ;

– коллективная доза при воздействии канцерогенных веществ химических веществ, чел.-мг.

2.3 Оценивание радиационного риска

МКРЗ [98, 99], НКДАР ООН [101] и Российская комиссия по радиологической защите [97, 103] принимая во внимание концепцию линейной беспороговой модели (ЛБМ), полагают, что любая доза, отличная от нуля, связана с риском.

Радиационный риск (rr), как вероятность индуцирования стохастических эффектов, т. е. возникновения онкологических заболеваний и серьезных наследственных эффектов от радиационного облучения на единицу дозы ЕРН Dindr, определяется по формуле [98−100, 103]:

(2.11)

где – индивидуальная эффективная эквивалентная доза ЕРН, Зв;

FDr – коэффициент пропорциональности, определяющий наклон кривой «доза–эффект» от воздействия ионизирующего излучения, отражающий степень нарастания риска с увеличением воздействующей дозы на одну единицу, Зв–1.

Ожидаемое количество случаев стохастических эффектов от воздействия ионизирующего излучения в популяции определяется соотношением [96, 98, 99, 103]

(2.12)

где – коллективная эффективная эквивалентная доза, чел.-Зв.

В соответствии с публикацией МКРЗ 103 [99] общий ущерб является комплексной величиной, которая отображает вероятность развития онкологических заболеваний и серьезных наследственных эффектов для всего населения.

Коэффициент риска возникновения соматико-стохастических эффектов для населения FDr равен 5,7∙10–2 Зв-1 (для онкологических заболеваний − 5,5∙10–2 Зв–1 и для серьезных наследственных эффектов − 0,2∙10–2 Зв–1) [99].

При облучении человека дозой 1 Зв вероятность проявления соматико-стохастических эффектов равна 5,7×10–2. При облучении коллективной дозой 1000 чел.-Зв у 57 человек могут возникнуть соматико-стохастические эффекты (фатальный рак или серьезные наследственные эффекты) [99].

Выводы по разделу 2

Теоретически обосновано и предложено алгоритм комплексного оценивания экологического риска загрязнения атмосферного воздуха химическими неканцерогенными, канцерогенными и радиоактивными веществами при нормальном режиме эксплуатации ТЭС.

На основе существующих подходов Агенства по охране окружающей среды США (USA) при оценивании риска, обусловленного химическими канцерогенными веществами и Международной Комиссии по радиационной защите(МКРЗ) при оценивании риска, обусловленного радиоактивными веществами, разработано метод и установлено взвешенные коэффициенты для комплексного оценивания экологического риска, который позволяет в комплексе, так и отдельно, оценивать химическую неканцерогенную, канцерогенную и радиационную составляющие в формировании экологического риска с целью установления соматико-стохастических эффектов у населения, длительно проживающего в районах эксплуатации ТЭС.

Модели расчета экологического риска на протяжении всей жизни человека с хроническим воздействием, в данной работе представлено с учетом двух подходов в отношении нормативов ПДКсс и референтной концентрации RfCс.

Предложенный метод, в отличие от существующих, позволяет определять и проводить сравнительную оценку вклада покомпонентного состава химических газообразных соединений и твердых частиц и их составляющих выбросов ТЭС в формирование экологического риска при загрязнении атмосферного воздуха.

РАЗДЕЛ 3

АНАЛИЗ ВЫБРОСОВ ТЕПЛОВЫМИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯМИ В АТМОСФЕРНИЙ ВОЗДУХ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ КАМЕННЫЙ УГОЛЬ КАК ОРГАНИЧЕСКОЕ ТОПЛИВО

Крупнейшие 14 ТЭС Украины, мощностью более 300 МВт, представлены Углегорской, Старобешевской, Кураховской, Славянской, Зуевской (Донецкая обл.), Приднепровской, Криворожской (Днепропетровская обл.), Луганской (Луганская обл.), Добротворской (Львовская обл.), Бурштынской (Ивано-Франковская обл.), Запорожской (Запорожская обл.), Ладыжинской (Винницкая обл.), Трипольской (Киевская обл.) и Змиевской (Харьковская обл.)) преимущественно работают на каменном угле.

В результате сжигания угля в мире в атмосферу поступает около 90% суммарных объемов выбросов двуокиси серы (SO2) и окиси азота (NOх), на долю ТЭС приходится, соответственно, около 60 и 30% этих выбросов [112].

ТЭС Украины, работающие на каменном угле, выбрасывают в окружающую среду одну треть суммарных объемов выбросов химических и радиоактивных веществ в приземный слой атмосферного воздуха, и содержат по характеру воздействия на человека токсичные компоненты: SO2, NOx, оксиды углерода (CO), а также летучую золу [112]. Все эти компоненты выбросов входят в перечень наиболее распространенных и опасных загрязняющих веществ, и подлежат регулированию [77, 78].

Химический состав золы зависит не только от вида сжигаемого угля, он может колебаться в значительных пределах для одного и того же топлива в зависимости от топочного режима котлов. В среднем состав золы можно считать достаточно стабильным для определенных топлив.

Общая установленная мощность крупнейших 14 пылеугольных ТЭС Украине составляет 24,5 млн. кВт, которые сжигают ежегодно порядка 35572 млн. т угля [2]. Современное состояние электростанций Украины следует рассматривать как критическое. Оборудование, введенное в эксплуатацию в 60–70-е гг. и запроектированное по нормам 50-х годов прошлого столетия, отработало свой ресурс, физически и морально устарело. 76 блоков из установленных 104 (63,8 %) находятся за гранью физического износа, 17 блоков (27,8 %) вплотную приближаются к предельной границе износа, а остальные 11 блоков (8,3 %) – к расчетному износу [121].

Основные характеристики ТЭС Украины приведены в таблице 3.1 и приложении В таблицах В.1–В.13 и рис. В.1–В.11 [122].

Таблица 3.1 – Характеристика ТЭС, работающих на каменном угле

ТЭС	Проектное топливо	Установленная мощность, МВт	Количество пылеугольных блоков, шт.× МВт
Луганская	антрацит (АШ)	1450	2×175, 1×100, 5×200
Старобешевская	2300	3×100,1×215,8×195, 1×200
Славянская	2100	5×100 МВт (2×80 МВт факт.) 2×800 МВт (1×720 МВт)
Приднепровская	1740	4×150,4×285
Трипольская	1800	6×300
Змиевская	тощий уголь (ТР)	2175	6×175,3×275, 1×375
Криворожская	2820	10×282
Кураховская	газовый уголь (ГР)	1482	6×210, 1×200
Зуевская	1280	4×320
Запорожская	1000	4×250
Углегорская	1200	4×300
Ладыжинская	1800	6×300
Добротворская	600	3×100, 2×150
Бурштынская	2400	12×200, 4×185, 8×195
Всего	24147

По уровню вредного воздействия на здоровье населения все ТЭС Украины являются потенциальными источниками загрязнения окружающей среды и считаются объектами повышенного экологического риска [15, 92].

В результате экспериментальных данных [121] в летучей золе при сжигании каменного угля обнаружены бенз(а)пирен, тяжелые металлы и микроэлементы, характеризующиеся неканцерогенными (V, Сu, Zn, Hg, Pb) и канцерогенными эффектами (Cr(VI), Ni, Сd, As), и естественные радионуклиды (226Ra, 210Pb, 228Th и ряд других) [4, 125, 1265]. В свою очередь, канцерогенность летучей золы может варьировать в зависимости от ее химического состава и вида угля [125, 126].