Тема 6. Количественная оценка опасных воздействий.

Основные принципы оценки риска

6.3. Уровни и вероятностные характеристики рисков

Известно, что функционирование любого промышленного объекта, представляющего опасность для окружающей среды, принято характеризовать, во-первых, уровнем опасностей и угроз, связанных с возможностью возникновения аварий и катастроф и, во-вторых, характером и масштабами различного рода последствий, в том числе экологических, при этих авариях и катастрофах.

Анализ и оценка возможных опасностей и угроз проводится заранее, на всех тадииях жизненного цикла объекта, начиная с создания проекта и заканчивая его утилизацией, и носит прогнозный характер. Методами прогноза оценивается характер этих опасностей и угроз, а также определяется возможность их реализации и ожидаемый ущерб всех видов, в том числе экологический. Количественной мерой, применяемой при такого рода оценках, является величина риска.

Характер и масштабы последствий аварий и катастроф также прогнозируются до их возникновения. Но последствия указанных событий выявляются и оцениваются по фактическим данным рассматриваемого объекта и данным объекта-аналога. Таким образом, оценка масштабов и последствий производится, по крайней мере, дважды: до опасного события (возникновение аварий или катастроф) (прогноз) и после того, как оно произойдет (факт).

Необходимо отметить, что прогнозирование последствий может продолжаться и после аварии (катастрофы). Такого рода прогноз с учетом поступающих фактических данных, в частности, информации о характере аварии, гидрометеорологической обстановке и т. п., по сложившимся взглядам, носит название уточненного прогноза.

Что же касается экологических последствий, то в их оценке прогнозная составляющая имеет особенно важное значение в силу того, что эти последствия носят, как правило, долгосрочный характер.

Все сказанное о риске и последствиях техногенных аварий и катастроф и их последствиях целиком относится и к опасным природным явлениям, в зоне которых может находиться промышленный объект.

Для промышленного производства наиболее серьезным и часто встречающимся является риск возникновения отказов машин и оборудования, а в наиболее тяжелых проявлениях – возникновения аварийной ситуации. Это может произойти на промышленных объектах в результате событий различного характера:

- природного - землетрясение, наводнение, оползни, ураган, смерч, удар молнии, шторм (на море), извержение вулкана и т.д.;

- техногенного - износ зданий, сооружений, машин и оборудования, ошибки при его проектировании или монтаже, злоумышленные действия, ошибки персонала, повреждение оборудования при строительных и ремонтных работах, падение летательных аппаратов или их частей и др;

- смешанного - нарушение природного равновесия в результате техногенной деятельности человека, например возникновение нефтегазового фонтана при разведочном бурении скважин или оползня при строительных работах.

Эти события вызывают несколько групп неблагоприятных последствий: взрыв, пожар, поломку механизмов и оборудования, нанесение ущерба окружающей среде, персоналу, третьим лицам, а также снижение производства продукции и даже остановку производства.

Реализация такого рода событий получила общее название промышленного риска. Под промышленными рисками понимают опасность нанесения ущерба предприятию и третьим лицам вследствие нарушения нормального хода производственного процесса.

Риск аварий, катастроф и опасных природных явлений принято подразделять на два иерархически связанных вида: риск непосредственного воздействия поражающих факторов, возникающих при авариях (катастрофах) и опасных процессах, т. е. риск первичных явлений; и риск, связанный с долгосрочными последствиями аварий (катастроф) и опасных природных явлений, имеющих место в результате изменений в окружающей среде под воздействием указанных выше поражающих факторов и опасных процессов, носящих, главным образом, экологический характер.

Применительно к авариям и катастрофам первый вид риска обычно называют техногенным риском, подчеркивая тем самым его непосредственную связь с техногенными процессами, т. е. процессами воздействия на окружающую среду объектов техносферы, второй - экологическим.

Техногенный риск в общем случае определяется как условная вероятность тех или иных поражений людей и объектов окружающей среды при условии, что произойдет определенная авария (катастрофа) и сформируется нагрузка в рассматриваемом районе. При этом возможность возникновения аварии (катастрофы) и формирования соответствующей нагрузки оценивается также величиной вероятности.

Заметим, что иногда отдельное рассмотрение техногенного и экологического риска нецелесообразно. Например, зачастую это имеет место при оценке радиационного риска, включающего элементы техногенного и экологического рисков.

Риск возникновения опасных природных явлений и непосредственного воздействия на людей и окружающую среду формирующихся при этих явлениях поражающих факторов сейсмической, гидродинамической и иной природы, принято называть природным риском.

Непосредственное воздействие указанных поражающих факторов, безусловно, вызывает определенные, иногда очень существенные, изменения в окружающей среде и нарушение естественных процессов. Но эти изменения и нарушения на этапе воздействия поражающих факторов еще не проявляются в снижении уровня биотической саморегуляции естественных процессов, снижении биологической продуктивности биоценозов и выходе экосистем из состояния экологического равновесия, уменьшении экологической емкости природных и природно-антропогенных образований и т. п. Итак, что же такое экологический риск?

Под экологическим риском в широком смысле следует понимать риск ухудшения качества компонентов окружающей среды, ее природных и природно-антропогенных образований, деградации флоры и фауны и уменьшения видового разнообразия, дегармонизации естественных процессов, нарушений биогеохимических циклов, процессов биотической саморегуляции и экологических равновесий, а также снижения адаптационных возможностей указанных природных, природно-антропогенных образований и экосистем по отношению к негативным воздействиям и исчерпания их экологического резерва (экологической емкости).

Все отмеченные в этом определении экологического риска должны приниматься во внимание при анализе и оценке экологического риска техногенных воздействий любого характера. При этом в зависимости от характера окружающей среды, где рассматривается возможность возникновения и развития аварийных и иных техногенных воздействий, акцент может делаться на анализ и оценку экологического риска для тех или иных реципиентов (объектов) этих воздействий. К таковым могут быть отнесены:

- компоненты природной среды, имеющие наиболее важное значение в жизнедеятельности человека: атмосфера (воздушная среда); гидросфера (вода); литосфера (земля, почва);

- различные виды ресурсов;

- природные и природно-антропогенные образования, в том числе природно-территориальные комплексы, природные и природно-антропогенные ландшафты;

- биоценозы и экосистемы различных характера и масштабов(также относящиеся к природным объектам);

- отдельные группы людей из числа населения и производственных коллективов, подвергающиеся воздействиям, которые влекут за собой ухудшение здоровья по экономическим причинам.

Следует заметить, что экологический риск может распространяться на весьма длительный период и на большие расстояния, его пространственно-временная сфера значительно больше, чем при техногенном риске. Прогнозирование и оценка экологического риска может сохранять свою актуальность даже спустя многие годы после техногенной аварии или катастрофы. Ярким примером этого является Чернобыльская катастрофа, произошедшая в 1986 году, прогнозная оценка отдельных видов радиоэкологического ушерба которой продолжается и по настоящее время. При этом, безусловно, учитываются фактические данные по имеющим место экологическим последствиям.

Под экологическим риском в узком смысле понимается вероятность наступления гражданской ответственности за нанесение ущерба окружающей среде, а также жизни и здоровью третьих лиц. Он может возникнуть в процессе строительства и эксплуатации производственных объектов и является составной частью промышленного риска.

Ущерб окружающей среде выражается в виде загрязнения или уничтожения лесных, водных, воздушных и земельных ресурсов (например, в результате пожара или строительных работ), нанесения вреда биосфере и сельскохозяйственным угодьям.

Под словосочетанием «нанесение ущерба жизни и здоровью «третьих лиц» понимается результат вредного воздействия факторов производственной деятельности на окружающее промышленный объект население, выражающийся в виде увеличения заболеваемости и смертности.

Наиболее вероятными случаями, в результате которых может наступить гражданская ответственность, являются аварии, сверхнормативные выбросы и утечки вредных веществ на производственных объектах, воздействие которых затронуло окружающую территорию.

Количественные оценки и анализ риска, обусловленного присутствием загрязнителей в компонентах среды обитания, обусловленных действием на людей вредных веществ, находящихся в воздухе, воде или пище, определяют следующим образом.

Экологические риски как категория промышленной деятельности чаше всего определяются с помощью данных о вероятностях Pi наступления некоторых событий (например, авария на химическом предприятии) и последствиях Xi реализации этих вероятностей (соответствующих величинах экологического ущерба). Выражение, которое можно использовать для характеристики экологического риска в натуральном или стоимостном выражении, в этом случае имеет вид:

где r(х) - величина экологического риска; Рi - вероятность наступления неблагоприятного события, доли единицы; Xi - последствие от реализации неблагоприятного события (например, величина экологического ущерба) в натуральном или стоимостном выражении.

В ряде случаев экологический ущерб, а также вероятность наступления неблагоприятного события могут иметь соответственно такие бесконечно большое и бесконечно малое значения, что перемножение этих параметров математически лишается смысла. Подобные случаи, например, ядерные риски, представляют интерес исключительно с точки зрения общества, поскольку характеризуются относительно невысокой вероятностью катастрофических аварийных ситуаций. С позиции же отдельного промышленного предприятия (учитывая его ограниченные финансово-экономические возможности, временной управленческий горизонт, а также предел ответственности) такие ситуации не являются приоритетными.

Главным критерием оценки экологического риска считается степень воздействия вредных веществ на здоровье населения - «индикатор экологического риска». Отрицать этот критерий невозможно, но, тем не менее, надо признать его обобщенность.

Оценка риска должна помочь сделать риск более пригодным для сравнения и простым для понимания как его величины, так и происхождения. Объектами, на защиту которых направлен анализ риска, являются человек, животные, растения, экосистемы, функции и свойства окружающей среды.

При возможных авариях на промышленных, энергетических и иных объектах, которые вызывают тяжелые последствия и, прежде всего, гибель людей, риск принято выражать следующим образом:

где w_i- частота i-й аварии; N_i - количество смертельных случаев, обусловленных ею; l - возможное число всех аварий на данном объекте.

Законодательство ряда стран использует определенные значения частоты аварии и количество вызванных ею смертельных случаев для оценки допустимого риска эксплуатации того или иного объекта. Так, в соответствии с экологической программой Нидерландов, риск от потенциально опасной установки, авария на которой может вызвать гибель 10 человек, может считаться допустимым, если частота этой аварии не превышает 10^-4 в год (иначе говоря, рассматриваемая авария может произойти не чаще, чем один раз в 10 тыс. лет).

C помощью некоторых целевых параметров возможно определить другую разновидность экологических рисков. В обобщенном виде они могут быть представлены эмиссиями вредных веществ предприятий, приводящими к определенным экологическим и другим ущербам от загрязнения окружающей природной среды.

Если в качестве целевой величины принять нулевой уровень эмиссии вредных веществ, то возможны два вида риска:

- экологический риск, связанный с угрозой отклонения от нулевого уровня эмиссий (W = 0) (это, как правило, аварийные выбросы (сбросы) вредных веществ);

- экологический риск, представляющий собой угрозу отклонения от некоторого заданного (в соответствии со стандартами, конкретными целями предприятия, согласованного с обществом и т. п.) уровня эмиссий (W > 0).

В качестве принятого уровня экологического ущерба следует принимать такой его уровень, который не превышает общественно приемлемую величину или определенную стандартом. Соответственно в качестве принятого уровня экологического риска - возможность возникновения приемлемого уровня экологического ущерба.

Вышеуказанные риски не затрагивают экономические интересы предприятия до тех пор, пока соответствующий ущерб не превышает принятый в обществе уровень. Однако он превращается в экономический риск, когда наблюдается превышение эмиссии предприятием общественно принятого уровня. Такая ситуация может привести к экономически чувствительным санкциям, включая закрытие предприятия, рост издержек вследствие увеличения налогообложения факторов производства, уменьшение доходов и т. п. В результате у предприятия появляется экономический риск, реализуемый в виде возможности возникновения санкций ввиду превышения принятого уровня экологического риска. Такой экологический риск и вытекающий из него экономический риск, в совокупности отражающие высокую степень неопределенности, также следует трактовать как экологический риск предприятия.

Различают риск воздействия на сам хозяйственный объект и его инфраструктуру, а также риск перманентный, накапливающийся и разовый.

Определены следующие виды экологического риска, связанные с:

- промышленными авариями и катастрофами;

- развитием традиционной, атомной и других видов энергетики;

- основными отраслями промышленности, транспортом, сельским хозяйством;

- радиоактивным загрязнением среды;

- образованием, транспортировкой и захоронением отходов:

- загрязнением поверхностных и подземных водных источников,

- конверсией военных отраслей промышленности, уничтожением обычного, химического и ядерного оружия;

- реализацией крупномасштабных проектов природопользования;

- действием сверхмалых доз загрязнителей;

- освоением космоса;

- истощением и расхищением растительных и животных природных ресурсов;

- потерей плодородия почв;

- сокращением рекреационной емкости территорий;

- глобальными экологическими проблемами.

К особенностям экологических рисков относят:

- необходимость учета требований экологического законодательства (которых может быть недостаточно) при их учете и оценке;

- всеохватность их последствий, влияющих не только на имущество предприятий, но и на людей, животных, растения;

- возможность не только прямых, но и косвенных последствий;

- наличие пороговых значений загрязнений, после достижения которых возможно наступление катастрофических последствий;

- территориальная привязанность и возможность трансграничного переноса загрязнений;

- возможность длительного характера воздействия загрязнений (период полураспада);

- высокая капиталоемкость защитных мероприятий и потребность в больших сроках для их реализации.

Идентификация и ранжирование опасностей в регионе являются одними из важнейших этапов в анализе регионального риска, так как эти процедуры определяют последовательность дальнейших действий. На этом этапе производится определение источников риска в регионе и виды производимых ими воздействий на человека, общество и природу.

Оценка риска - это расчет размера потенциально вредных воздействий и вероятности того, что они могут произойти в настоящее время или в будущем. При оценке риска, возникающего в ходе конкретной деятельности, нужно оценивать величины последствий, а также вероятности того, что они произойдут. Факторами, которые играют важную роль в таких оценках, являются степень воздействия (например, концентрация веществ), его продолжительность, характеристики веществ, размер области, в которой оно произошло, и присутствие людей, животных, растений, имущества, а также природа вредных воздействий.

6.2. Построение полей риска

Промышленные риски, как правило, распределяются неоднородно по различным территориям. Это предполагает районирование как вероятностей возникновения различных аварий, так и возможных ущербов. Например, наиболее высокие риски возникновения неблагоприятных событий имеют промышленно развитые регионы, где очень высока концентрация предприятий нефтегазоперерабатывающей, химической промышленности и других опасных производств.

Прогноз развития последствий от неблагоприятной ситуации на предприятии включает в себя определение степени воздействия разрушительных факторов на объекты инфраструктуры и природы, находящиеся на различном расстоянии от источника опасного воздействия. Отображение прогноза развития такой ситуации на карте или схеме территории называется построением поля рисков. Поле риска - это область на карте или схеме территории, характеризуемая определенной степенью воздействия конкретного разрушительного фактора на объекты и соответственно определенной степенью ущерба от него.

Построение полей риска выполняется в следующей последовательности. Вначале определяются источники опасных воздействий. Ими могут быть: промышленная установка, хранилище опасных веществ, трубопроводы под давлением, котлы и т. д. Далее разрабатывается физическая модель, имитирующая распространение разрушающего опасного фактора. Затем определяется форма и размеры зон, в которых параметры опасных факторов (температура, плотность лучистой энергии, давление или концентрация опасных веществ) будут иметь значения в неблагоприятном диапазоне.

Рассчитанные зоны воздействия накладываются на карту территории, на которой отображены источники воздействия и объекты возможного поражения. Границы зон воздействия имеют вид замкнутых концентрических или эллипсоидальных кривых, вложенных друг в друга. В центре кривых располагаются источники опасных воздействий.

Знание параметров и времени воздействия внутри каждого из полей риска позволяет в дальнейшем с учетом характеристик объектов оценить возможный «натуральный» ущерб от аварии в неденежных единицах: число пострадавших и погибших, площадь выгоревших участков, загрязненных территорий, степень разрушения зданий и т. д.

Далее натуральный ущерб может быть показан в стоимостном выражении.

Для объектов материальной формы эта процедура не вызывает особых сложностей. Стоимостное выражение нанесенного ущерба здоровью людей и объектам окружающей среды представляют собой более сложную задачу (см. следующую тему).

6.3. Уровни и вероятностные характеристики рисков

Само по себе перечисление экологических опасностей и рисков дает возможность лишь определить некоторые ориентиры на пути обеспечения экологической безопасности. Для решения практических задач по оценке влияния экологической обстановки на социально-экономическое развитие общества необходимы количественные оценки риска и их сопоставление с научно обоснованными приемлемыми его уровнями, удовлетворяющими общество.

Уровень экологического риска, удовлетворяющий общество, выбор стратегии обеспечения экологической безопасности с учетом путей развития экономики, инвестиционных намерений на тех или иных территориях и в регионах осуществляется исходя из определенных принципов. На основе анализа международной и отечественной практики может быть названо несколько таких принципов:

• принцип безусловного примата безопасности и приоритета сохранения здоровья над другими элементами качества жизни;

• принцип приемлемой опасности и риска, в соответствии с которым устанавливаются нижний допустимый и верхний желаемый уровни безопасности, и в этом интервале с учетом социально-экономических и других соображений выбирается приемлемый уровень безопасности и риска;

• принцип минимальной опасности, в соответствии с которым уровень риска устанавливается настолько низким, насколько это реально достижимо, исходя из допущения, что любые затраты на защиту человека и окружающей среды являются оправданными;

• принцип последовательного приближения к абсолютной безопасности, т.е. к нулевому риску.

До недавнего времени в нашем государстве в основу концепции по обеспечению безопасности был положен принцип нулевого риска. Чернобыльская авария показала неправомерность такого подхода ввиду невозможности достижения абсолютной безопасности. Концепция абсолютной безопасности сегодня признается неадекватной внутренним законам техносферы. В России, как и в большинстве стран мирового сообщества, в настоящее время принята концепция приемлемого риска, иногда еще называемая концепцией ненулевого риска.

Установление уровня приемлемой экологической безопасности и риска представляет довольно сложную задачу. Для ее решения требуется проведение научного анализа экономических, социальных, демографических и других факторов, определяющих развитие общества, с учетом их связи и взаимозависимости. Как известно, общество не может обеспечить удовлетворение своих материальных и духовных потребностей без увеличения масштабов общественного производства. А это влечет за собой увеличение техногенного воздействия на биосферу. Поэтому общество вынуждено большее количество средств расходовать на охрану биосферы, так как от ее состояния зависят и эффективность производства, и комфортность условий жизни людей, их здоровье, да и сама возможность существования человека на Земле.

Концепция приемлемого риска (табл. 10) является основной для рационального планирования мероприятий по обеспечению безопасности нынешнего поколения людей с учетом социальных и экономических факторов. Она лежит в основе концепции обеспечения техногенной безопасности в России.

Таблица 10

Оценка приемлемости риска

Условия деятельности	Уровень риска в год	Оценка приемлемого риска
Безопасные	≤ 10^-4	Пренебрежимо малый уровень риска
Относительно безопасные	10^-4 – 10^-3	Относительно невысокий уровень риска
Опасные	10^-3– 10^-2	Высокий уровень риска, необходимо принятие мер безопасности
Особо опасные	≥ 10^-2	Исключительно высокий уровень риска, необходимо принятие мер защиты

Одной из основных задач государства и общества на современном этапе развития должна стать задача существенного снижения природных и техногенных рисков и смягчение последствий катастроф в интересах повышения уровня безопасности общества и окружающей среды в условиях возможных чрезвычайных ситуаций и создания необходимых предпосылок для устойчивого развития России.