Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Методология анализа риска
Для эффективного управления безопасностью жизнедеятельности в больших городах необходимо иметь достаточно развитую систему методов анализа и оценки опасностей, сопровождающих любой вид человеческой деятельности. Эти методы должны основываться на использовании количественных показателей риска, с помощью которых можно сравнить безопасность различных видов профессиональной деятельности, а также состояния безопасности между отраслями промышленности и предприятиями. В контексте рассмотрения вопроса необходимо уточнить понятия «анализ риска» и «оценка риска» Анализ риска – это процесс идентификации опасностей и определения величины риска для отдельных лиц, групп населения, объектов, окружающей природной среды и других объектов рассмотрения. Оценка риска представляет процедуру анализа происхождения и масштабов риска в конкретной ситуации. Анализ риска как научная и управленческая деятельность представляет собой упорядоченную последовательность этапов научно-практических исследований, направленных на определение достоверных и обоснованных характеристик риска, а также выявление эффективных мер по его сокращению. Анализ рисков является неотъемлемой и важнейшей частью системного подхода к принятию управленческих решений и реализации программы практических мероприятий в сфере безопасности жизнедеятельности. Фундаментальной основой анализа риска является моделирование природно-технической системы, включая объекты, процессы и взаимосвязи (в том числе операторов с элементами ПТС). Необходимость анализа риска для различных объектов обусловлена: – нестабильностью природных, техногенных, социально-экономиче-ских и социально-психологических процессов; – возможностью реализации в них опасных явлений; – негативными воздействиями на биосферу. Объектом анализа техногенного риска является система «человек-машина (техника) – среда». Цель анализа техногенного риска включает следующие элементы: – определение источников опасностей; – установление последовательности развития потенциальных аварий; – определение вида и величины последствий; – установление путей предотвращения аварий и смягчения последствий. Основная задача анализа риска – это предоставление объективной информации о состоянии опасного объекта (в отношении его безопасной эксплуатации) лицам, принимающим решения в отношении мер по снижению риска и обеспечению безопасности. Результаты анализа риска, позволяют решить следующие вопросы: – сопоставлять альтернативные проекты объектов и систем; – выявлять наиболее существенные факторы, отвечающие за обеспечение безопасности; – определять оптимальную структуру затрат для управления величиной риска и снижения риска до приемлемого уровня; – создавать базу выработки нормативных документов и экспертирование конкретных проектов; – воздействовать на общественное мнение, ориентируя его на объективные, а не на субъективные, эмоциональные или популистские оценки. Методологическое обеспечение анализа риска представляет совокупность методов, методик и программных средств, позволяющих всесторонне выявить опасности и оценить риск чрезвычайной ситуации, источником которой может являться промышленный объект. Методология исследования риска должна опираться на фундаментальные положения системного анализа и синтеза объектов и процессов, потому что составляющие природно-технической системы городской агломерации представляют разнородный массив элементов, находящихся в тесной взаимосвязи и постоянном взаимодействии. При этом основными логико-математическими методами и понятиями, которыми должен оперировать исследователь ПТС являются: индукция, дедукция, синергия, комплексирование, многокритериальность и выбор альтернатив. Особенность анализа техногенного риска заключается в том, что в процессе его рассматриваются потенциально негативные последствия, которые могут возникнуть в результате отказа в работе технических систем, сбоев в технологических процессах или ошибок со стороны обслуживающего персонала. Результаты анализа риска имеют существенное значение для принятия обоснованных и рациональных решений при определении места размещения и проектировании производственных объектов. Неопределённость, в условиях которой должны приниматься управленческие решения, накладывает отпечаток на методику, ход и конечные результаты анализа риска. Методы, используемые в процессе анализа, должны быть ориентированы прежде всего на выявление и оценку возможных потерь в случае аварии, стоимости обеспечения безопасности и преимуществ, получаемых при реализации того или иного проекта. Анализ риска имеет ряд общих положений, независимо от конкретной методики анализа и специфики решаемых задач. Так, общим элементом является задача определения допустимого уровня риска, стандартов безопасности обслуживающего персонала, населения и зашиты окружающей природной среды. Определение допустимого уровня риска происходит, как правило, в условиях недостаточной или непроверенной информации. В процессе анализа также приходится решать вероятностные задачи, что может привести к существенным расхождениям в получаемых результатах. В-четвёртых, анализ риска нужно рассматривать как процесс решения многокритериальных задач, которые могут возникнуть как компромисс между сторонами, заинтересованными в определенных результатах анализа. Анализ риска может быть определён как процесс решения сложной задачи, требующий рассмотрения широкого крута вопросов и проведения комплексного исследования и оценки технических, экономических и социальных факторов. Анализ должен дать ответы на три основных вопроса: – что плохого может произойти? – как часто это может случаться? – какие могут быть последствия? При проведении анализа риска основными показателями являются: – ожидаемая частота аварий; – размеры зон негативного воздействия поражающих факторов аварии; – количество пострадавших, в том числе погибших и раненых (при реализации конкретного сценария аварии); – условная вероятность поражения людей (при реализации конкретного сценария аварии); – ущерб от аварии (при реализации конкретного сценария аварии); – ущерб от невозможности выполнять транспортировку газа; – ожидаемый годовой ущерб; – потенциальный территориальный риск; – коллективный риск; – индивидуальный риск; – социальный риск; – технический риск. Большинство специалистов по безопасности весь процесс анализа рисков разделяет на пять последовательных этапов и сводится к обобщённой оценке всех возможных вероятностей наступления неблагоприятных ситуации. В общем виде процесс анализа риска может быть представлен как ряд последовательных событий: планирование и организация работ; идентификация опасностей (выявление опасностей и предварительная оценка характеристик опасностей); оценка риска (анализ частоты, анализ последствий и анализ неопределенностей; разработка рекомендаций по управлению риском (рис. 10).
1
Рис.10. Блок-схема анализа риска
Представленный алгоритм выполнения анализа рисков универсален, но каждый из этапов имеет отличительные особенности в зависимости от сферы применения исследований. Представленный алгоритм выполнения анализа рисков универсален, но каждый из этапов имеет отличительные особенности в зависимости от сферы применения исследований. На первом этапе необходимо: – указать причины и проблемы, вызывавшие необходимость проведения риск-анализ; – определить анализируемую систему и дать её описание; – подобрать соответствующую команду для проведения анализа; – установить источники информации о безопасности системы: – определить цели риск-анализа и критерий приемлемого риска. Основной элемент анализа риска – это идентификация опасности, которая потенциально может привести к негативным последствиям для населения и окружающей среды. В научном отношении идентификация опасности представляет собой процесс установления причинной связи между воздействием потенциально опасного фактора и развитием неблагоприятных эффектов у объекта. Основное значение для идентификации опасности анализируемого фактора имеют его физико-химические свойства, определяющие особенности его поведения в интересующей области влияния. Также этапом идентификации опасности предусмотрено ранжирование выявленных потенциально опасных факторов с учетом полученных ориентировочных уровней рисков и составление окончательного приоритетного перечня опасностей, используемого при дальнейшем анализе. На этапе идентификации опасностей основная задача заключается в выявлении и чётком описании всех присущих системе опасностей. Одновременно проводится предварительная оценка опасностей с целью выбора дальнейшего направления деятельности: прекратить дальнейший анализ ввиду незначительности опасностей или провести более детальный анализ риска (рис. 11).
Рис. 11. Процедура анализа опасности
Для идентификации опасностей применяются следующие методы: статистические, аналитические, экспертные, методы аналогий и т.п. Методы статистической идентификации используются при наличии значительного объема информации, которая содержит сведения о силе воздействия, частоте негативных событий, о величине возможных ущербов и т.п. Основным методом аналитической идентификации является анализ причинно-следственных связей между проявлением негативного события и вероятными ущербами для человека и окружающей среды (выявление опасностей техногенных аварий и катастроф с использованием диаграмм влияния в виде графов, деревьев событий, функциональных сетей, карт потоков). Экспертные методы идентификации риска применяются при отсутствии статистической базы о частоте негативных событий, видах и уровнях возможного ущерба, либо когда затруднено системное представление процессов формирования риска (идентификация опасностей на основе накопленной информации и опыта специалистов-экспертов). Широко используются индексные методы идентификации техногенного риска, когда степень опасности производства определяется некоторым количеством показателей (индексом). К этой группе методов специалисты относят следующие способы: – метод энергетических потенциалов взрывоопасности; – метод индекса Доу (Dow Fire and Explosion Index). – методы качественных оценок опасности (рассматриваются потенциальные угрозы и последствия на начальной стадии проектирования технологических процессов); – методы «проверочного листа» и «что будет, если …?»; – анализ видов и последствий отказов; – анализ «дерева отказов». Алгоритм идентификации опасности изображён на рис. 12
Рис.12. Алгоритм идентификации техногенной опасности
Качественные методы анализа риска. Объектом анализа опасностей как источника техногенного риска является природно-техническая система «человек–машина–окружающая среда», в которой объединены технические объекты, люди и окружающая среда, взаимодействующие друг с другом. Методы определения потенциального риска специалисты разделяют на [32]: – инженерные методы с использованием статистики, когда производится расчет частот, проводится вероятностный анализ. – модельные методы, основанные на построении моделей воздействия опасных и вредных факторов на отдельного человека или группы людей; – экспертные методы, включающие определение вероятностей различных событий на основе опроса опытных специалистов; – социологические методы, которые основаны на опросе населения. Первый метод опирается на статистику поломок и аварий, на вероятностный анализ безопасности, заключающийся в построении и расчете деревьев событий и деревьев отказов. С помощью первых предсказывают, во что может развиться тот или иной отказ техники, а деревья отказов, наоборот, помогают проследить все причины, которые способны вызвать какое-то нежелательное явление. Второй подход, модельный – построение моделей воздействия вредных факторов на человека и окружающую среду. Эти модели могут описывать как последствия обычной работы предприятий, так и ущерб от аварий на них. К качественным методам анализа опасностей относятся: предварительный анализ опасностей; анализ последствий отказов; анализ опасностей методом потенциальных отклонений; анализ ошибок персонала; причинно-следственный анализ; анализ опасностей с помошью «дерева причин» и «дерева последствий». Количественный анализ рисков. Количественный анализ преследует цель количественно определить размеры отдельных рисков и риска проекта в целом. Этот вид анализа связан с оценкой риска. Он представляет собой наибольшую сложность. Современный математический аппарат анализа рисков опирается на теорию вероятностей, что обусловлено вероятностным характером рисков. Количественный анализ опасностей даёт возможность определить вероятности аварий и несчастных случаев, величину риска, величину последствий. Методы расчета вероятностей и статистический анализ являются составными частями количественного анализа опасностей. Методы количественного анализа риска характеризуются расчётом нескольких показателей риска и могут включать один или несколько вышеупомянутых методов. Количественный анализ риска позволяет оценивать и сравнивать различные опасности по единым показателям, он наиболее эффективен: – на стадии проектирования и размещения опасного производственного объекта; – при обосновании и оптимизации мер безопасности; – при оценке опасности крупных аварий на опасных производственных объектах; – при комплексной оценке опасностей аварий для людей, имущества и окружающей природной среды. Задачи количественного анализа рисков разделяются на три типа: – прямые, в которых оценка уровня рисков происходит на основании априори известной вероятностной информации; – обратные, когда задается приемлемый уровень рисков и определяются значения (диапазон значений) исходных параметров с учетом устанавливаемых ограничений на один или несколько варьируемых исходных параметров; – задачи исследования чувствительности, устойчивости результативных, критериальных показателей по отношению к варьированию исходных параметров (распределению вероятностей, областей изменения тех или иных величин). При анализе опасностей принято применять системный подход. При этом сложные системы разбивают на подсистемы. Подсистема может рассматриваться как самостоятельная система, состоящая из других подсистем, т.е. иерархическая структура сложной системы может состоять из подсистем различных уровней, где подсистемы низших уровней входят составными частями в подсистемы высших уровней. В свою очередь, подсистемы состоят из компонентов (частей системы), которые рассматриваются без дальнейшего деления как единое целое. Логический анализ внутренней структуры системы и определение вероятности нежелательных событий как функции отдельных событий являются одной из задач анализа опасностей. Таким образом, количественная опенка риска представляет процесс оценки численных значений вероятности и последствий нежелательных событий. Количественный анализ рисков при проектировании осуществляется на основе математических моделей принятия решений и поведения проекта, основными из которых являются: – стохастические (вероятностные) модели; – лингвистические (описательные) модели. Для количественной оценки последствий аварии целесообразно создать математическую модель, позволяющую осмыслить поведение технической системы, и с ее помощью оценить различные стратегии риска. Модель должна отражать важнейшие черты явления, т. е. в ней должны быть учтены все существенные факторы, от которых в наибольшей степени зависит функционирование системы. Вместе с тем она должна быть по возможности простой и понятной пользователю, целенаправленной, надежной, удобной в обращении, достаточно полной, адекватной, позволяющей легко переходить к другим модификациям и обновлению данных. При построении математической модели используется математический аппарат различной сложности: алгебраические и дифференциальные уравнения. В наиболее сложных случаях, если функционирование системы зависит от большого числа случайных факторов, может применяться метод статистического моделирования. Выходными параметрами функционирования математической модели риска аварии определяется математическое ожидание количества поражённых жителей, постоянно проживающих в районе, подвергаемом опасности при функционировании опасного производственного объекта (ОПО), если на объекте или его технологических элементах произойдет в случайный момент времени любая теоретически возможная авария, вызванная теми или иными причинами. Комплексная оценка техногенного риска может быть реализована также по следующей математической модели. Для оценки риска аварии используется метод Монте-Карло (метод статистического моделирования). Идея этого метода состоит в «розыгрыше» случайного явления с помощью последовательных операций, дающих случайный результат. Конкретное осуществление случайного процесса складывается каждый раз по-иному, поэтому в результате статистического моделирования возникает каждый раз новая реализация этого процесса. При числе повторений (N > 100) метод даёт статистически устойчивое сходство результата. Обобщённый алгоритм оценки риска методом статистического моделирования состоит из следующих последовательных процедур: – на основе равновероятного датчика случайных чисел разыгрывается время, число и месяц возникновения аварии; – прогнозируется конкретный вектор значений метеоусловий, включающий температуру воздуха и почвы, стратификацию атмосферы, скорость и направление ветра, исходя из реализованных временных характеристик аварий; – на основе сформулированного перечня аварий и с учетом равновероятной природы их возникновения разыгрывается конкретный тип аварии, происшедшей на объекте, и ее исходные данные; – рассчитывается величина приведенной зоны поражения той или иной степени тяжести и ее положение (конфигурация, директриса следа облака и т. д.) на конкретной местности; –– на основе известного математического ожидания распределения населения вокруг объекта моделируется конкретное распределение населения в момент аварии; вычисляется общее количество человек, попавших в приведенную зону поражения. Полученное значение оценки риска является единичной реализацией. Для получения статистически достоверных результатов необходимо получить как можно большее количество реализаций N (в разумных пределах – около1000) путем расчета на компьютере математической модели, разработанной согласно вышеописанному алгоритму. В дальнейшем по N реализациям проводят оценки математического ожидания и среднеквадратического отклонения числа пораженных той или иной степени тяжести на данном объекте при аварии. Аналогичный подход может быть применен и для оценки потенциальной опасности других производственных объектов. Для количественного анализа рисков применяются вероятностные методы: (табл. 1) – статистический метод; – метод аналогий; – метод экспертных оценок; – комбинированный метод. Таблица 1 Вероятностные методы анализа рисков
Вероятностные методы основываются на знании количественных характеристик рисков, сопровождающих реализацию аналогичных проектов, и учете специфики отрасли, политической и экономической ситуации. В рамках вероятностных методов можно проанализировать и оценить отдельные виды рисков. Чтобы количественно оценить риски, необходимо знать все возможные последствия принимаемого решения и вероятность последствий этого решения. При выборе и применении методов анализа риска рекомендуется придерживаться следующих требований: – метод должен быть научно обоснован и соответствовать рассматриваемым опасностям; – метод должен давать результаты в виде, позволяющем лучше понять формы реализации опасностей и наметить пути снижения риска; – метод должен быть повторяемым и проверяемым. Выбор методов проведения анализа риска необходимо производить, в обязательном порядке учитывая этапы функционирования ОПО (проектирование, эксплуатация и т.д.), цели анализа, критерии приемлемого риска, тип анализируемого ОПО и характер опасности, наличие ресурсов для проведения анализа, опыт и квалификацию исполнителей, наличие необходимой информации и другие факторы. Так, на стадии идентификации опасностей и предварительных оценок риска рекомендуется применять методы качественного анализа и оценки риска, опирающиеся на продуманную процедуру, специальные вспомогательные средства (анкеты, бланки, оп- росные листы, инструкции) и практический опыт исполнителей Установленная процедура анализа риска обеспечивает единообразную последовательность действий (алгоритм), базирующихся на общих положениях теории риска.
Оценка величины риска После идентификации опасностей необходимо переходить к этапу оценки риска, на котором выявленные опасности должны быть оценены на основе критериев приемлемого риска. Цель данного этапа – формирование количественных показателей риска, на основе которых будут базироваться этапы, касающиеся управленческих решений. На практике для дальнейшего осуществления необходимых защитных мероприятий за основу принимают не просто полученный при расчетах показатель размера ущерба, а максимально приемлемую величину ущерба и максимально допустимую вероятность его нанесения. При этом производится идентификация опасности с неприемлемым уровнем риска, что является основой для разработки рекомендации и мер по уменьшению опасностей. Критерий приемлемого риска и результаты оценки риска могут быть выражены как качественно, так и количественно. Термин «оценка риска» в общепринятом учёными и техническими специалистами смысле выражает процедуру определения его величины, т.е. оценивание риска, а также непосредственную величину (значение, степень) риска. Оценка риска – это совокупность аналитических мepoприя-тий, позволяющих спрогнозировать величину ущерба от возникшей рисковой ситуации и несвоевременного принятия мер по предотвращению рискаВ работах Акимова В.А., Белова П.Г., Быкова А. А., Елохина Н.А., Козлитина А.М., Котляревского В.А., Лисанова М.В., Маршалла В., Мастрюкова Б.С., Меньшикова В.В Швыряева А.А., Шебеко Ю.Н., Яковлева В.В. и других исследователей обоснованы методы оценки техногенного риска на опасных объектах [33-36]. Последние десятилетия исследования по совершенствованию методологии анализа риска были направлены на конкретизацию математических моделей путём учета разнообразных факторов, влияющих на результаты расчёта риска, которые ранее принимались в упрощённом виде в качестве допущений моделей, а также разработку новых математических моделей. В числе таких допущений выступают: поведение человека в условиях опасности, особенности режима работы персонала, распределение людей на площадке и т.д. Современный эффективный методический аппарат оценки техногенного риска должен обеспечивать: – учёт влияния интенсивности теплового излучения при авариях; – моделирование полей потенциального риска для аварий и линейных объектов; – расчёт рисков с учётом нестационарности рабочих мест. Авторы считают, что необходимо применять комплексный подход к построению территориальных полей потенциального риска, учитывающий различные подходы к определению вероятности поражения людей, располагающихся как в зданиях, так и на открытой площадке. При этом для оценки потенциального риска исследуемая территория делится на конечное число зон, в пределах которых потенциальный риск характеризуется одинаковым значением. Определяется область оценки риска, точность проведения расчётов, шаг расчетов и вычисляется некоторое множество значений потенциального риска Rп для рассматриваемого координатного поля. Выполнение оценки риска может иметь отношение к событиям, произошедшим ранее, – это так называемая апостериорная оценка (от лат. a posteriori – из последующего), основанная на опыте, имеющихся статистических данных. Оценка риска возможна также по отношению к будущим, прогнозируемым событиям, тогда эта априорная оценка (от лат. a priori – из предшествующего), основанная на знаниях, предшествующих опыту. Очевидно, что процедура определения апостериорной оценки, как правило, значительно проще, чем априорной, и позволяет получить точные значения, поскольку рассматривает произошедшее событие. Априорная оценка риска всегда в той или иной степени приблизительна, как правило, имеет статистический (вероятностный) характер и относится к предполагаемым событиям. С позиции методологии, если речь идёт об оценивании риска, то следует придерживаться следующих правил, проверенных практикой. В тех случаях, когда вероятностная составляющая риска либо его величина напрямую не связаны с временным фактором, т.е. в смысловом значении не зависят от интервала времени произошедших либо прогнозируемых событий, вполне приемлемо использование параметра «вероятность» в качестве составляющей оценки риска. Вероятность здесь интерпретируется как доля возможного, как численная мера объективной возможности реализации события. В настоящее время специалистами в области безопасности используются следующие концепции оценки рисков статье [37]: техническая (технократическая), экономическая, социологическая и психологическая. Технократическая концепция основана на анализе относительных частот возникновения опасных событий. В процессе оценки риски аварии на промышленных и инфраструктурных объектах анализируется частота возникновения аварийных ситуаций, сценарии их развития в аварию с соответствующими вероятностями реализации, а также последствия конкретной аварии. При этом основными элементами, входящими в её систему анализа, являются источник опасности, опасное событие, вредные и поражающие факторы, объект воздействия и ущерб. В рамках технократической концепции для определения основных компонент риска необходимо исследовать распределение опасных событий во времени и по ущербу. Согласно экономической концепции, риск есть ожидаемая потеря полезности, возникающая вследствие некоторых негативных действий. Социологическая концепция основана на социальном толковании нежелательных последствий с учётом групповых интересов. Данный подход предполагает, что существующие культурные прототипы определяют образ мыслей отдельных личностей и общественных организаций, заставляя их принимать одни ценности (решения) и отвергать другие. Оценка риска разделяется на две подгруппы: качественную процедуру и количественную процедуру. В процессе качественной оценки решаются следующие задачи: ранжирование рисков; составление перечня приоритетных рисков; определение списка рисков, требующих дополнительного анализа, оценки и управления. Методы количественной оценки риска характеризуются расчётом показателей риска. Проведение количественного анализа требует высокой квалификации исполнителей, большого объёма информации по аварийности, надёжности оборудования, учёта особенностей окружающей местности, и других факторов. Сложные и дорогостоящие расчёты зачастую дают значение риска, точность которого невелика. Для опасных производственных объектов точность расчётов индивидуального риска, даже в случае наличия всей необходимой информации, не выше одного порядка. При этом проведение количественной оценки риска более полезно для сравнения различных вариантов (например, размещения оборудования), чем для заключения о степени безопасности объекта. Зарубежный опыт показывает, что наибольший объём рекомендаций по обеспечению безопасности вырабатывается с применением качественных методов анализа риска, использующих меньший объем информации и затрат труда. Однако количественные методы оценки риска всегда очень полезны, а в некоторых ситуациях – единственно допустимы для сравнения опасностей различной природы и при экспертизе опасных производственных объектов Количественная оценка опасностей даёт возможность определить вероятности аварий и несчастных случаев, величину риска, величину последствий. Методы расчёта вероятностей являются составными частями количественной оценки опасностей. Установление логических связей между событиями необходимо для расчёта вероятностей аварии или несчастного случая. Итак, количественная оценка риска представляет собой процесс оценки численных значений вероятности и последствий нежелательных процессов, явлений, событий. При оценке рисков обычно проводится анализ различных информационных множеств, содержащих значения параметров систем, их динамических показателей, статистических данных, вероятностей и т.д. Эти данные также могут характеризоваться масштабными свойствами, свойствами самоподобия. Наличие этих свойств позволяет получить дополнительные характеристики множеств, что обеспечивает выбор необходимых решений при обеспечении безопасности систем. На этапе оценки риска следует проанализировать возможную неопределённость результатов, обусловленную неточностью информации по надёжности оборудования и ошибкам персонала, а также принятых допущений применяемых при расчете моделей аварийного процесса. В общем по результатам анализа можно представить логически обоснованную методологию анализа и оценки техногенного риска как изображено на рис. 13.
Рис. 13. Основные методологические элементы анализа и оценки риска Для оценки риска используются детерминистский, феноменологический и вероятностный методы. Процесс оценки осуществляется преимущественно с привлечением статистической, эвристической и вероятно-статистической методик. Феноменологический метод основывается на определении возможности или невозможности протекания аварийных процессов, исходя из результатов анализа необходимых и достаточных условий, связанных с реализацией тех или иных законов природы. Этот метод наиболее прост в применении, но даёт надёжные результаты, если только рабочие состояния или процессы таковы, что можно с достаточным запасом достоверности определить текущее состояние компонентов рассматриваемой системы (он ненадежен вблизи границ резкого изменения состояния веществ и систем). Феноменологический метод хорош при определении сравнительного уровня безопасности различных типов промышленных установок, технологий, но малопригоден для анализа разветвленных аварийных процессов, развитие которых зависит от надёжности тех или иных частей установки и/или ее средств защиты. Детерминистический (детерминистский) метод предусматривает анализ последовательности этапов развития аварий, начиная от исходного события, через последовательность предполагаемых стадий отказов, деформаций и разрушения компонентов до конечного состояния природно-технической системы. Динамика аварийного процесса изучается и предсказывается с помощью математического моделирования, построения имитационных моделей и проведения сложных расчетов. Детерминистский подход обеспечивает наглядность и психологическую приемлемость, так как дает возможность выявить основные факторы, определяющие ход процесса. Детерминистический метод реализуется на базе фундаментальных закономерностей, которые в последние годы объединяют в рамках междисплинарного исследования с использованием новых научных дисциплин – физики, химии и механики катастроф. В вероятностном методе анализ риска содержит как оценку вероятности (частоты) возникновения аварии, так и расчет относительных вероятностей того или другого пути развития процессов. При этом анализируются цепочки событий и отказов производственного оборудования, выбирается подходящий математический аппарат и оценивается полная вероятность аварий. Основные ограничения вероятностного анализа безопасности связаны с недостаточностью сведений по функциям распределения параметров, а также недостаточной статистикой по отказам оборудования. В вероятностной группе оценки рисков выделяют вероятностно-эвристические методы, в том числе экспертные оценки. Экспертные методы (методы экспертных оценок) основаны на использовании знаний и опыта высококвалифицированных специалистов в рассматриваемой области деятельности. Методы экспертных оценок риска целесообразно использовать в тех случаях, когда отсутствуют не только статистические данные по аварийности объекта, но и математические модели (задача является сложно формализуемой). Экспертные оценки могут использоваться и в тех случаях, когда формальные методы слишком сложны, а исходная база данных недостаточна для получения приемлемого аналитического решения. Методы могут быть индивидуальными и коллективными, когда работает группа экспертов. При использовании экспертных оценок обычно предполагается, что мнение группы экспертов надёжнее, чем мнение отдельного эксперта. При выработке рекомендаций эксперт (эксперты) полагаются обычно на свой опыт и профессиональную интуицию в большей степени, чем на существующие аналитические методы. При этом могут быть предложены не только решения, основанные на прошлом опыте, но и новые подходы для решения данной поставленной задачи. Чтобы свести к минимуму ошибки или просто неверные решения, применяются методы оценки квалификации экспертов, сравнение рекомендаций различных экспертов и другие способы, разрабатываемые теорией принятия решений. Сущность экспертных методов оценки показателей риска заключается в том, что экспертам предлагают ответить на вопросы о состоянии или будущем поведении объектов, характеризующихся неопределенными параметрами, неизученными свойствами или условиями нахождения объектов. Применение экспертных оценок требует анализа их объективности и надёжности. С одной стороны, нет гарантий, что полученные оценки достоверны, а с другой – существуют значительные трудности при проведении опроса экспертов и обработке полученных данных. Основными целями использования индивидуальных экспертных оценок являются: – прогнозирование развития событий и явлений, а также оценка их значимости в текущем периоде; – анализ и обобщение результатов, представленных другими экспертами; – составление сценариев развития ситуации. Вид опроса по существу определяет разновидность метода экспертной оценки. Основными видами опроса являются: анкетирование, интервьюирование, мозговой штурм (мозговая атака), дискуссия, метод Делфи. Выбор того или иного вида опроса определяется целями экспертизы, сущностью решаемой проблемы, полнотой и достоверностью исходной информации, располагаемым временем и затратами на проведение опросов. Анкетирование представляет собой опрос экспертов в письменной форме с помощью анкет. В анкете содержатся вопросы, которые позволяют выяснить существо и аргументацию ответов. Мозговой штурм (мозговая атака) представляет собой групповое обсуждение с целью получения новых идей, вариантов решений проблемы. Сущность метода мозгового штурма состоит в актуализации потенциала специалистов при анализе проблемной ситуации, реализующей вначале генерацию идей и последующее деструктурирование (разрушение, критику) этих идей с формулированием контридей. Характерной особенностью этого вида оценки является активный творческий поиск принципиально новых решений в трудных тупиковых ситуациях, когда известные пути и способы решения оказываются непригодными. Вероятностные методы в настоящее время считаются наиболее перспективными. На их основе построены различные методики оценки рисков, которые в зависимости от имеющейся исходной информации делятся на: – статистические, когда вероятности определяются по имеющимся статистическим данным (при их наличии); – теоретико-вероятностные, используемые для оценки рисков от редких событий, когда статистика практически отсутствует; –– вероятностно-эвристические, основанные на использовании субъективных вероятностей, получаемых с помощью экспертного оценивания. Следует учитывать, что сами действия по формированию вероятностной модели оценки риска и его анализа достаточно трудоемки. Связано это с тем, что факторы риска субъективны и постоянно претерпевают изменения. Кроме того, результаты работ по оценке весьма трудно формализовать. Поэтому, разрабатывая модели оценки, необходимо тщательно анализировать исходную информацию, экспертные позиции на предмет системности и целевого характера выявленных причин и факторов. Для количественной оценки риска предлагается использовать модели, которые специалисты классифицируют по следующим признакам: источнику возникновения, объекту воздействия и назначению. По источнику возникновения различают объектно-зависимые модели, предназначенные для оценки риска техногенных источников и объектно-независимые от источника возникновения модели, предназначенные для оценки риска, вызванного комплексными источниками опасности – природными, техногенными и социальными в различных комбинациях. К объектно-зависимым от источника возникновения моделям оценки риска относятся логико-графические, логические и вероятностно-статистические модели (теоретико-вероятностные, вероятностно-эвристические, статистические (частотного анализа аварийных событий)), феноменологические и эмпирические модели. По объекту воздействия различают модели, направленные на оценку риска для отдельных реципиентов: человека, населения (социальный риск), окружающей среды (экологический риск), материальных объектов (экономический риск) или на оценку потенциального территориального риска для различных реципиентов (населения, окружающей среды, материальных объектов). Данная группа моделей предназначена для оценки индивидуального и коллективного рисков. По назначению различают модели оценки риска систематических негативных воздействий на человека и окружающую среду, риска в результате аварий на опасных объектах и риска профессиональной деятельности, связанного с работой во вредных условиях или с потенциально опасными веществами и материалами. Необходимо указать, что для обеспечения качества анализа риска следует использовать знание закономерностей возникновения и развития аварий на объекте. На основе анализа теоретических и экспериментальных исследований установлено, что для различных видов риска можно получить разные результирующие оценки вероятностного характера. В зависимости от угрозы и типа определяемого ущерба и вида оценки оценивается вероятность или ожидаемое количество. Указанные финальные параметры существенным образом обуславливают выбор методик и процедур оценки, а также объём аналитических работ. Логическая взаимосвязь угроз, вида ущерба и типа оцениваемых величин изображена на рис. 14.
Рис. 14. Виды риска и возможности его оценки
Заключительным этапом процесса является расчет интегрального риска для объекта (территории) как комплексного показателя его безопасности, выраженного в едином стоимостном эквиваленте и объединяющего в себе ожидаемые ущербы социальных, экологических и материальных потерь. В основу модели интегрированного риска положены формулы математического ожидания соответствующих потерь (ожидаемый ущерб), функционально связывающие частоту (вероятность) реализации неблагоприятного события и ущерб, нанесенный данным неблагоприятным событием. Конкретно в формулу интегральной оценки риска для исследуемой ситуации входят следующие компоненты: риск социального ущерба (коллективный риск); риск материального ущерба; риск экологического ущерба; социальный, материальный и экологиче- ский ущербы; число возможных поражающих факторов, формирующихся в результате реализации на объекте существующих опасностей (взрыв, пожар, вы- бросы химически опасных веществ); число рассматриваемых зон риска, рас- положенных в пределах круга вероятного поражения; число степеней пора-жения человека; число составляющих материального ущерба; число со-ставляющих экологического ущерба; потенциальный риск возникновения чрезвычайной ситуации для реципиента. Ущерб определяется типом реализуемой опасности и видом реципиента воздействия. В целом для реализации количественной оценки рисков необходимы следующие содержательные и методические составляющие, которые логично объединены в три блока (рис.15).
Рис. 15. Содержательные компоненты количественной оценки рисков
Анализ материалов исследований позволяет авторам сделать обобщающие выводы в части содержания этапов количественной оценки рисков, которые заключаются в следующем. 1. Количественная оценка риска представляет собой сложный комплекс аналитических и вычислительных процедур с использованием теории вероятности, системного анализа и модельных работ. 2. Обязательным этапом процесса должна являться интегральная оценка риска, позволяющая принять обоснованные решения по управлению риском в системе пространственно-временных координат на исследуемой территории. Концептуальная схема количественной оценки риска отражена на рис. 16.
Рис. 16. Общая схема процедуры количественной оценки риска
В качестве примера можно привести порядок количественной оценки риска аварии на опасном объекте, изложенный в работе [38]. Общая последовательность работы представляет собой алгоритмическую модель оценки частоты и тяжести последствий аварии на ОПО, каждая итерация которой включает не менее 21 шага. Этап 1. При определении цели и области применимости оценки риска следует ис- ходить из следующего. Целью количественной оценки риска служит возможность сравнения величины опасности нескольких однотипных производственных объектов и оценка эффективности альтернативных мероприятий по снижению возможно- го риска аварии. Результаты такой оценки будут тем достовернее, чем проще исследуемый объект и надежнее исходные данные об источниках опасности и факторах, способствующих ее реализации. Следовательно, областью предпочтительного использования оценки риска будут сравнительно простые производственные и транспортные объекты, эксплуатация которых декомпозируется на отдельные технологические операции - функционирование простейших человекомашинных систем. Этап 2. В качестве основного показателя опасности исследуемых объектов должна использоваться величина риска связанного с их функционированием. Состав исходных данных, необходимых для оценки возможного ущерба, зависит от ее цели и выбранного метода. При декларировании безопасности рекомендуется моделировать сценарии возникновения и распространения вредных энергетических и материальных выбросов. Учитываемыми в этом случае параметрами служат интенсивности отказов технологического оборудования, ошибок эксплуатирующего его персонала и опасных воздействий на них извне, а также гидрометеорологические условия и средняя плотность ресурсов в районе дислокации исследуемого объекта. Для приближённой оценки риска можно использовать статистические данные об опасности аналогичного оборудования - размеры зон поражения, частоты и объемы случайных вредных выбросов, за- кономерности их истечения, распространения, трансформации и разрушительного воздействия на ресурсы региона в пределах зон поражения. Этап 3. Непосредственными источниками опасности исследуемых ОПО следует считать генераторы или аккумуляторы энергии и вредных веществ – цистерны и сосуды с токсичными жидкостями, резервуары и трубопроводы со сжатыми газами, пожароопасные и взрывчатые вещества, подвижные энергоблоки. В аварийных ситуациях, обусловленных разрушительным высвобождением накопленного в этих элементах энергозапаса, могут проявляться все первичные поражающие факторы, а также наведенные ими – вторичные, связанные с так называемым «эффектом домино». Вероятность появления таких ситуаций и величины соответствующего риска возрастают по мере старения оборудования, повышения его энергетических потенциалов и плотности ресурсов вблизи рассматриваемых ОПО. Этапы 4 - 9. При идентификации конкретных источников опасности, нужно руководствоваться величиной заключенной в них энергии, а при принятии решения о необходимости дополнительных мер по обеспечению безопасности или составлению декларации безопасности – предельно допустимыми запасами энергии и вредных веществ. В качестве критерия в первом случае следует использовать размеры вероятных зон поражения, образуемых при их аварийных выбросах: если они незначительны, то соответствующие устройства ОПО могут считаться безопасными и исключаться из последующего рассмотре- ния. Для принятия решения о необходимости учета непрерывных вредных выбросов ОПО, следует исходить как из установленных для них предельно допустимых норм, так и из «техноёмкости» ОС. В последнем случае речь идет о необходимости обеспечения безопасности людей, фауны и флоры с учетом того, что вокруг рассматриваемых ОПО сами вредные выбросы не будут накапливаться, а их разрушительный эффект в последующем может постепенно нейтрализоваться. Этап 10. Для выявления сценариев нежелательного высвобождения энергозапаса должны использоваться как эмпирические данные, так и результаты моделирования – при оценке и декларировании безопасности ОПО. Этап 11. Оценку вероятности или частоты сценариев разрушительного воздействия вредных веществ и энергии нужно осуществлять по результатам моделирования, полученным на предыдущем шаге, или с помощью статистических данных об аналогичных происшествиях. При наличии исходных данных о значениях вероятности головного события с подобными параметрами исходных предпосылок, оценка вероятности или частоты каждого сценария сводится к проведению несложных вычислений по указанным формулам. Этап 12. Определение количества аварийно высвободившейся энергии или объема вредных веществ также следует проводить с помощью моделей соответствующих истечений и имеющихся статистических данных. При разработке декларации о безопасности, нужно рассматривать несколько сценариев нежелательного выброса энергозапаса, каждый со своими вероятностями и исходами. Затем можно оценить ожидаемый объем утечки как сумму произведений вероятностей конкретных её вариантов на сопутствующие им размеры вы- бросов вредных веществ и энергии. Доминирующие по опасности факторы нужно определять с учетом специфики высвобождающихся энергии и вредных веществ: при взрывах – фугасный и тепловой; при пожарах и проливах ядовитых веществ – термический и токсичный; при рассеивании радиоактивных веществ – ионизирующий, а иногда и токсический; при коротких замыканиях в электросетях – тепловой и электромагнитный. Этап 13. Оценку частоты или вероятности причинения непосредственного ущерба следует проводить исходя из частоты воздействия поражающих факторов на не защищенные от них ресурсы и полученной ими мощности дозы поражающего фактора. Вероятности и степени повреждения конкретных ресурсов можно определять также с помощью пробит-функций и зависимостей «доза-эффект» – после сравнения полученных ими доз с их пороговыми значениями. Учитывая большое число факторов, влияющих на степень повреждения конкретных ресурсов, при определении частоты риска рекомендуется при декларировании безопасности – рассмотреть два-три основных опасных фактора и две-три степени поражения каждого ресурса. Этап 14. Величина зон поражения людских, материальных и природных ресурсов, а также уровни наблюдаемых в них опасных факторов (концентраций вредных веществ) должны рассчитываться при составлении деклараций безопасности по соответствующим методикам, с учетом своевременности оповещения и подготовленности населения к действиям в возможных ЧС. Этап 15. Оценка частоты или вероятности причинения вторичного (косвенного) ущерба, вообще говоря, всегда крайне желательна, поскольку тяжесть таких косвенных издержек обычно превышает прямой ущерб в 3-4 раза. Для априорного расчёта меры возможности причинения косвенного ущерба различ- ным ресурсам при декларировании безопасности, потребуется информация о цепочках снабжения, накопленных запасах и новых источниках их получения, а также о своевременности мер по нейтрализации повреждений, полученных конкретными объектами. Рекомендуются следующие способы получения таких сведений: – для материальных ресурсов – изучением взаимосвязей между производственными объектами; – для природных – прогнозом последствий нарушения естественных геобиохимических циклов; – для людских – учётом вынужденной миграции населения, ухудшения его здоровья и психологического климата в регионах с повышенной опасностью. Для редко встречающихся происшествий можно считать одинаковыми частоты возникновения первичного и вторичного ущерба. Однако, по мере роста повторяемости таких аварийных выбросов, вероятность и тяжесть вторичного ущерба будут постепенно снижаться, вследствие постепенной адаптации производственной или природной системы. Этап 16. Предварительную оценку ущерба от происшествий и систематических вредных выбросов удобно проводить перемножением найденных вероятностей (частот) их появления, ожидаемых при этом зон поражения и плотностей расположенных в них ресурсов. Этап 17. Суммарная частота причинения ущерба людским, материальным и природ- ным ресурсам в первом приближении может быть определена простым суммированием час- тот его первичного и вторичного появления. Более точная оценка предполагает введение соответствующих вероятностей, позволяющих оперировать как бы средневзвешенными частотами возникновения прогнозируемого ущерба. Наконец, при декларировании безопасности, необходимо оговаривать временной интервал проявления ущерба с тем, чтобы учесть и возможную латентности его образования. Этапы 18 - 19. Определение частот и объёмов случайных вредных выбросов следует проводить для всех источников опасности данного ОПО. В итоге можно найти суммарные частоты и ущербы от аварийных выбросов каждого сценария, рассчитывая их как математические ожидания соответствующих случайных величин. Следовательно, риск причинения ущерба конкретному ресурсу может быть рассчитан стандартным способом. Этапы 20 - 21. Количественная оценка интегрального риска, учитывающего ущерб от конкретного производственного или транспортного объекта для всех видов ресурсов должна проводится подобно предыдущим этапам. Отли- чия могут быть в следующем: – рассматриваются не отдельные выбросы из источников, а все их сценарии и сочетания; – для людских и природных ресурсов учитывается возможность нелинейного роста суммарного ущерба в результате возможного синергетического эффекта и аккумуляции накопленных ранее повреждений. Для проверки правдоподобности результатов, полученных при прогнозировании риска, а также при выполнении работ по отдельным аспектам моделирования опасных процессов, целесообразно руководствоваться имеющимися статистическими данными.
2.3 Оценка экологического риска
Авторы обосновывают описание оценки экологического риска важностью исследования данной проблемы, а также некоторыми особенностями процедур и формулировок. Изложим основные понятия, связанные с данной проблематикой. Экологический риск – это оценка на всех уровнях вероятности появления негативных изменений в окружающей среде, вызванных антропогенным или иным воздействием. Под экологическим риском понимают также вероятностную меру опасности причинения вреда природной среде в виде возможных потерь за определенное время. Вред природной среде при различных антропогенных и стихийных воздействиях, очевидно, неизбежен, однако он должен быть сведен до минимума и быть экономически оправданным. Любые хозяйственные или иные решения должны приниматься с таким расчетом, чтобы не превышать пределы вредного воздействия на природную среду. Установить эти пределы очень трудно, поскольку пороги воздействия многих антропогенных и природных факторов неизвестны. Поэтому расчеты экологического риска должны быть вероятностными и многовариантными, с выделением риска для здоровья человека и природной среды. Оценке допустимого экологического риска в последнее время уделяется все больше и больше внимания, особенно при принятии решений о вложении инвестиций в то или иное производство. При этом в случае антропогенного воздействия учитываются следующие правила допустимого экологического риска: – неизбежность потерь в природной среде; – минимальность потерь в природной среде; – реальная м возможность восстановления потерь в природной среде; – отсутствие вреда здоровью человека и необратимость изменений в природной среде; – соразмерность экологического вреда и экономического эффекта. Современная методология сравнительной оценки рисков предусматривает одновременное рассмотрение рисков для здоровья человека, экологических рисков, обусловленных нарушением экосистем и вредными влияниями на водные и земные организмы (кроме человека), рисков снижения качества и ухудшения условий жизни [13]. Таким образом, оценка экологической опасности объекта или системы должна проводиться по всему спектру возможных рисков воздействий. В связи с этим, выделяют три главные составляющие экологического риска: оценка состояния здоровья человека и возможного числа жертв; оценка состояния биоты (в первую очередь фотосинтезирующих организмов) по биологическим интегральным показателям; оценка воздействия загрязняющих веществ, техногенных аварий и стихийных бедствий на человека и окружающую природную среду. Так, например, оценка риска стихийных бедствий должна включать расчеты возможного числа погибших и пострадавших людей, а также экономических потерь. Вначале собирают фактические данные о природных опасностях на изучаемой территории, далее определяют их самые опасные типы и частоту проявления, затем составляют карту, отражающую вероятность развития опасных процессов. Любое превышение пределов допустимого экологического риска на отдельных производствах должно пресекаться по закону. С этой целью ограничивают или приостанавливают деятельность экологически опасных производств, а на стадиях принятия решений. Допустимый экологический риск оценивают с помощью государственной экологической экспертизы. Фактор экологического риска существует на любых производствах, независимо от мест их расположения. Однако существуют регионы, где в сравнении с экологически более благополучными районами, во много раз превышены вероятность проявления негативных изменений в экосистемах, а также вероятность истощения природно-ресурсного потенциала и, как следствие, величины риска потери здоровья и жизни для человека. Эти регионы получили название повышенного экологического риска. В настоящее время широкое применение методологии анализа риска в экологической безопасности сдерживается отсутствием апробированных методик оценки риска. Сложность проблемы заключается в том, что оценка риска должна проводиться по широкому спектру опасностей, воздействующих как на человека, так и на другие биообъекты, а также на ландшафты, оздоровительные зоны, заповедники, воздушные, земельные, водные, лесные, минеральные ресурсы и т.д. Если сегодня существуют методы оценки риска воздействий опасных и вредных факторов на человека и животных, то по отношению к растениям и тем более к вышеперечисленным природным ресурсам методы количественной оценки риска проработаны слабо. Чаще всего в последних случаях применяются методы экологической оценки, использующие те или иные комплексные критерии оценки загрязнения или нарушения (изменения) окружающей среды. Сегодня очевидно, что методы комплексной экологической оценки и методы оценки риска методологически должны дополнять друг друга в процессе анализа экологической опасности объекта. Скорее всего, общую основу такого объединения должна давать методология анализа риска. Для объективной оценки на практике угроз, возникающих в конкретном регионе, необходимо иметь четкое концептуальное представление о природе экологических рисков и существующей методологии их оценки. Следует отметить, что методы решения частных задач оценки рисков могут отличаться для рисков различной природы. Так, авторы работы [39] полагают, что при оценке рисков технологического происхождения статистический анализ предыдущего опыта не вполне приемлем. Это особенно ясно, когда речь идет о новых технологиях. Авторы предлагают использовать аппарат вероятностного анализа безопасности, основанный на моделировании опасностей и сценарном подходе. В публикациях [40–42] приводится описание детерминированных и стохастических математических моделей, применяемых в экологических исследованиях. В работе [43] техногенный риск рассматривается как математическое ожидание последствий (ущерба) от свершения исходных событий, при этом вероятность события и значение ущерба принимаются как случайные величины (независимые или зависимые). Как указывает автор, для определения значений вероятностей исходных событий отказов, аварий и катастроф «к настоящему времени в теории безопасности разработаны и широко применяются на практике … разнообразные логико-вероятностные модели на основе методов типа «дерево отказов» - «дерево событий», схем функциональной целостности, общего логико-вероятностного, топологических, логико-графических и других методов». Стохастический подход к экологическим исследованиям представлен в монографии [44]. Среди вероятностных методов учета неопределенности в оценивании рисков применяются такие подходы как моделирование методом Монте-Карло 1-го и 2-го порядка, анализ чувствительности, интервальный анализ, качественное моделирование, Байесовские сети доверия, информационный критерий Акаике, вероятностный анализ границ, теория информационного дефицита и др. При оценке рисков широко распространено применение моделей поведения рассматриваемых систем, однако следует указать, что модели не всегда корректно описывают системы, что может повлечь ошибки в определении рисков. В частности, автор работы [45] обращает внимание на необходимость соблюдения требования робастности моделей, особенно в случае соблюдения предупредительного принципа. Авторы акцентируют внимание на различной природе используемого в оценке экологического риска понятия вероятности: как математической меры неопределенности и как субъективной меры степени доверия. В крупнейшей Энциклопедии систем жизнеобеспечения ЮНЕСКО различают три основных типа экологического риска в контексте управления рисками: маловероятные события с серьезными последствиями, часто встречающиеся события со средними последствиями [46]. Оценка экологического риска, согласно [47], определяет вероятность того, что неблагоприятные экологические эффекты могут иметь место как результат воздействия одного или нескольких источников – «стресс-факторов». Некоторые специалисты считают мерой риска отношение уровня концентрации (химического вещества) к токсичности (предельно допустимой концентрации) в детерминированной трактовке [48]. В качестве количественных оценок уровня экологического риска учёными рекомендуется применять статистические характеристики (математическое ожидание, медиана и др.) вероятностных распределений соответствующих случайных величин. В работе [49] количественной оценкой риска определено произведение вероятности аварии и вероятного относительного ущерба, которое трактуется как математическое ожидание ущерба. При этом оценка ущерба при гибели людей выполняется с привлечением «так называемой стоимости жизни», выраженной в денежных единицах. Согласно публикации [50], «риск – количественная мера опасности с учетом её последствий. Последствия проявления опасности всегда приносят ущерб, который может быть экономическим, социальным, экологическим. Следовательно, оценка риска должна быть связана с оценкой ущерба: чем больше ожидаемый ущерб, тем значительнее риск. Кроме того, риск будет тем больше, чем больше вероятность проявления соответствующей опасности. Поэтому риск может быть определен как произведение вероятности опасности рассматриваемого события или процесса на магнитуду ожидаемых последствий (ущерба)». Полная мера последствий, по мнению авторов, должна включать в себя различные виды ущерба – социального, экологического, экономического, морального и т.д., поскольку различные меры ущерба имеют различную размерность, о чем, собственно, авторы и пишут сами: «социальный ущерб обусловлен заболеваниями и гибелью людей, психическими травмами и стрессами, а также различными неудобствами, снижающими качество жизни. Экологический ущерб определяется отрицательными последствиями опасных событий и процессов, вызывающими ухудшение состояния среды обитания. Экономический ущерб характеризуется денежным выражением негативных последствий опасных событий, явлений и процессов. В работе [51] приводится обоснование необходимости вероятностной оценки экологического риска вместо детерминированных оценок, основанных на сравнении спрогнозированной или измеренной концентрации воздействия химических веществ) и безвредной концентрации, поскольку применяемая характеристика не учитывает изменчивость концентраций во времени и пространстве, равно как и чувствительность объектов воздействия (SS). Авторы считают более реалистичной вероятностную оценку экологического риска и акцентируют различие между изменчивостью, обусловленной случайным характером переменных, и неопределенностью, причиной которых являются ошибки, вызванные неточностью измерений, приближенностью выбранного распределения случайных величин, погрешностями применения лабораторных результатов к реальным условиям и т.д. В учебном пособии «Экологическая безопасность. Экологический риск» [52] под экологическим риском понимается «вероятность наступления для здоровья человека неблагоприятных последствий». Согласно пособию, с точки зрения количественной оценки понятие «экологический риск» может быть сформулировано как отношение величины возможного ущерба от воздействия вредного экологического фактора за определенный интервал времени к нормированной величине интенсивности этого фактора. Под возможным ущербом, прежде всего, имеется в виду здоровье человека. В современной трактовке риск (применительно к здоровью) – это вероятность того, что в некоторое время индивид или группа людей или растения, животные или экосистема определенного места получат неблагоприятные последствия в результате воздействия некоторой порции или концентрации опасного реагента. Риск зависит от степени токсичности реагента и от степени воздействия. Под риском здоровью человека в результате катастрофы в работе [53] понимается символическая формула: опасность, умноженная на разность между уязвимостью и ресурсами, направленными на возмещение урона. Для конкретных оценок авторами предлагается система ранжирования приведенных величин. Разработка методологии оценки экологического риска встречается с рядом трудностей фундаментального характера. Так работа [54] посвящена проблемам определения понятия популяции, измеримых характеристик популяции, выявлению влияния воздействий на популяции, масштабирования воздействий и др. в аспекте оценки экологического риска. Ключевой проблемой оценки экологического риска является определение понятия «негативного последствия». По мнению авторов работы [55], отнесение последствий к негативным в экологическом плане предполагает отношение человека к экологическим изменениям, вовлечение таких понятий как значимость, приоритетность для общества (индивида). К другой проблеме оценки экологического риска относится конкретизация объекта риска. В той же работе указано, что обычно под объектами экологического риска понимают ту или иную биологическую компоненту окружающей среды (вне сферы деятельности человека), однако остаётся труднопреодолимым выбор экологической системы для характеристики изменений состояния биосферы. Развитие практики оценивания экологических рисков возможно путем совершенствования методов и инструментария в направлении более полного охвата физических, биологических и социально-экономических аспектов рассматриваемых проблем для принятия более обоснованных решений. В частности, речь идет о пространственной и временной детализации, учете сложности биологических систем и реакции окружающей среды на воздействия единичных или множественных источников. Развитие управления экологическими рисками предполагает вовлечение широких слоев общественности, бизнеса, ведении диалога между специалистами по оценке риска, риск-менеджерами и заинтересованными сторонами (в том числе, как экологами, так и широкой публики). Принятие управленческих решений на локальном или региональном уровнях должно проводится с учетом согласования общественных интересов, экономических потребностей и экологических рисков. Следует стремиться к большей специализации при формулировании запросов на оценку экологических рисков, что влечет за собой дополнительные требования к источникам информации, данным, применяемым моделям. Для больших комплексных оценок риска необходима предварительная научная экспертиза уже на стадии постановки задачи. Особое внимание необходимо уделять учету неопределенностей, присущих экологической и другой информации при оценке рисков. В развитии методологии оценки экологического риска наблюдается важная тенденция к интеграции методов и подходов к оценке риска. В сферу интеграции попадают следующие аспекты: расширение анализа взаимосвязей воздействий и произведенного эффекта, совместное рассмотрение вреда здоровью человека и негативных последствий для экосистем, вовлечение инженерных рисков. Основываясь на результатах анализа приведённых материалов, авторы монографии считают, что разработку методики оценки риска техногенных воздействий на природно-техническую среду необходимо осуществлять на следующих принципах и подходах. 1. Оценка экологического риска должна проводиться по основным объектам негативного воздействия (человек, флора, фауна, воздушная среда, водная среда, почвы и подземные воды, ландшафт, урбанизированные, сельскохозяйственные и особо охраняемые территории, объекты рекреации и т.д.) и широкому спектру воздействий опасных и вредных факторов на данные объекты. При этом для каждого конкретного случая определяется приоритетный список объектов и воздействий. 2. Существующая методология комплексной экологической оценки должны являться той методической базой, которая позволяет в каждом конкретном случае выбрать критерии и показатели для оценки риска воздействий на объект. При этом следует учитывать следующее положение: для определённых объектов при одинаковых условиях загрязнения окружающей среды оценка риска по различным критериям может давать различные количественные значения риска, которые могут лишь индикативно оценивать общий вред, наносимый объекту. Поэтому характеристика риска должна проводиться при возможности по комплексу количественных значений риска воздействий, используя преимущество системного подхода. 3. В основу оценки риска техногенных воздействий должны быть положены основные универсальные закономерности в области методологии оценки риска: аддитивность опасности и риска, зависимость“доза-эффект”, пороговый принцип, индексный подход при оценке опасности и т.д. 4. Предполагается, что при техногенном воздействии на любой объект зависимость “доза-эффект” (“воздействие-риск”) для определённой опасности имеет вид S-образной функции, связывающей риск воздействия (вероятность возникновения неблагоприятных эффектов) с количественным показателем опасного фактора. 5. Показатель опасности техногенного воздействия должен однозначно характеризовать опасность и иметь возможность количественного определения. В качестве обобщённого показателя опасного фактора (факторов) предлагается использовать индекс опасности, обладающий свойствами аддитивности для опасностей одного вида. 6. В качестве критериев и показателей для оценки риска выбираются интегральные характеристики или показатели, для которых имеются литературные данные по характеристике зависимости “доза-эффект” или данные по уров-ням градации, связанным с риском воздействий. Возможен выбор показателей, которые определяют риски воздействий в градированной форме (например, в виде класса неблагополучия по сравнению с фоном – норма, риск, кризис, бедствие и т.д.). При выборе показателя учитывают их значимость, распространенность при проведении исследований, возможность получения комплексных оценок, вариабельность и т.д. Важным условием для выбора критерия (показ теля) является возможность определения вида распределения риска по опытным данным. 7. Предполагается, что риски и критерии (показатели) для оценки риска могут быть однозначно связаны между собой несмотря на то, что неопределённость в данных может быть значительна. При анализе воздействий оценка риска проводится обычно или в качественной или в количественной форме. При задании риска в количественной форме оценка зависимости “доза-эффект” не представляет сложности. В этом случае критерий или показатель для оценки риска позволяет связать между собой риск и количественный показатель фактора опасности с учетом вида распределения. Основная проблема количественного определения рисков возникает тогда, когда оценки риска заданы в качественном виде. В этом случае в процессе шкалирования данных градациям переменных необходимо приписывать численные значения, которые характеризуют риск определенного вида воздействия и эффекта. Экспериментальные и статистические данные необходимо обобщать в однотипном виде, который позволяет градациям риска, измеренным в шкалах качественных оценок, приписать численные значения. Такой подход позволяет провести шкалирование риска при их качественном описании. В частности, вся область воздействия, в зависимости от тяжести неблагоприятного эффекта может быть разделена на уровни, которые количественно определяются определенным диапазоном фактора опасности (критерия воздействия) и видом распределения. В свою очередь данному уровню ставится в соответствие определенный уровень риска. Например, норма – риск от 0 до 20 %, кризис – риск от 80 до 100 % по данному критерию и т.д. Такой подход при известном распределении рисков позволяет построить зависимость “доза-эффект” на основе применения метода статистического эксперимента, по аналогии, как это представлено в работе [13]. 8. Комплексная оценка экологической опасности осуществляется в процессе характеристики риска для различных объектов по кумулятивным рискам или по спектру рисков последствий и эффектов, так как и принято в методологии оценки риска. Важным элементом данного этапа характеристики риска является задание приемлемых рисков, оцененных по различным критериям или показателям (например, риск хронического действия для человека). Приемлемые риски подлежат нормированию на региональном или национальном уровне нормативными документами.
2.4 Основные методические подходы к оценке риска здоровью Населения
На рубеже XX - XXI веков в мировой и отечественной науке, а также в практике санитарного надзора получило развитие новое междисциплинарное направление – оценка риска для здоровья населения, связанного с текущим состоянием среды обитания. Оно явилось результатом многолетних исследований российских и зарубежных медиков, экологов и математиков, реализуемых в рамках важнейшей проблемы современности «окружающая среда и здоровье человека». Главным ориентиром нового научного направления служит идея максимального снижения экологического риска для здоровья населения как важнейшего условия обеспечения устойчивого социально-экономического развития общества. Риск здоровью – это вероятность развития угрозы жизни или здоровью человека либо угрозы жизни или здоровью будущих поколений, которая обусловлена воздействием факторов среды обитания. Риск для здоровья населения, связанный с загрязнением техносферы, возникает при следующих необходимых и достаточных условиях: существование самого источника; присутствие данного источника техногенного риска в определённой дозе, вредной для человека; подверженность городского населения воздействию дозы токсичного вещества. Перечисленные условия образуют в совокупности реальную опасность для здоровья человека. К неблагоприятным воздействиям факторов среды обитания относят биологические (вирусные, бактериальные и иные) и химические вещества, физические (шум, вибрация, ультразвук, ионизирующие и иные излучения), социальные (питание, водоснабжение, условия быта, труда, отдыха) и иные условия среды жизнеобеспечения человека. Оценка риска для безопасности любого объекта техносферы: окружающей среды, животного мира и человека является важным этапом анализа риска. Так, риск здоровью человека от автотранспортных загрязнений классифицируется следующим образом: по источнику возникновения – техногенный, по объекту воздействия – экологический индивидуальный (человек и его здоровье). В рамках данной классификации также необходимо указать и оценить величину риска и негативные последствия от воздействия вредных и опасных факторов производственной среды, в том числе и от автотранспорта. В табл. 2 представлена соответствующая классификация. Таблица 2 Классификация рисков по объекту воздействия негативных факторов
Оценка риска для ПТС и здоровья населения территории– один из элементов методологии анализа риска, включающей в себя оценку риска, управление риском и информирование о риске. В научном отношении оценка риска здоровью – это последовательное, системное рассмотрение всех аспектов воздействия анализируемого фактора на здоровье человека, включая обоснование допустимых уровней воздействия. В практическом приложении основная задача оценки риска состоит в получении и обобщении информации о возможном влиянии факторов среды обитания человека на состояние его здоровья, необходимой и достаточной для обоснования наиболее оптимальных управленческих решений по устранению или снижению уровней риска, оптимизации контроля (регулирования и мониторинга) уровней экспозиций и рисков. Оценка риска воздействия окружающей среды на здоровье человека позволяет на основе использования количественных критериев сформировать необходимую надёжную информационную базу для принятия научно обоснованных управленческих решений. Процедура оценка основана исключительно на критериях, отражающих непосредственное влияние химических веществ на здоровье наиболее чувствительных групп населения. При сравнительной оценке риска, осуществляемой с целью установления приоритетов среди широкого круга проблем, включая характеристику качества, условий и образа жизни, в качестве дополнительного критерия могут использоваться показатели, непосредственно не связанные с риском для здоровья человека, например риск развития дискомфортных состояний. Риск для здоровья, согласно общепринятой терминологии, – это вероятность развития угрозы жизни или здоровью человека либо угрозы жизни или здоровью будущих поколений, обусловленная воздействием факторов среды обитания. Оценка риска для здоровья представляет процесс установления вероятности развития и степени выраженности неблагоприятных последствий для здоровья населения, которые обусловлены воздействием факторов среды обитания. Методической основой практического применения оценки риска для здоровья городского населения служит вероятностный статистический анализ, позволяющий оценить уровень взаимной связи между критериями здоровья людей и факторами риска, построить математическую модель воздействия вредного фактора на здоровье населения, количественно оценить уровень риска для здоровья населения. Общим в оценке техногенного риска, прогнозировании его параметров и управлением риском является то, что эти виды работ – три стадии единого процесса принятия решения ,основанного на характеристике риска. Такая общность обусловлена их главной целевой функцией – определением приоритетов действий, направленных на уменьшение риска до минимума, для чего необходимо знать как его источники и факторы (анализ риска), поведение их в перспективе (пространственно-временное прогнозирование параметров риска), так и наиболее эффективные пути его сокращения (управление риском). Анализ риска имеет ряд общих положений, независимо от конкретной методики анализа и специфики решаемых задач. Во-первых, общей является задача определения допустимого уровня риска, стандартов безопасности населения и защиты окружающей природной среды. Во-вторых, определение допустимого уровня риска осуществляется, как правило, в условиях недостаточной информации, особенно в случае многофакторности и недостаточной изученности техногенных процессов или новой техники. В-третьих, при выполнении анализа приходится решать вероятностные задачи, что может привести к существенным расхождениям в получаемых результатах. В-четвертых, анализ риска нужно рассматривать как процесс решения многокритериальных задач. Оценка риска – процесс, используемый для определения величины (меры) риска анализируемой опасности для здоровья человека, материальных ценностей, окружающей природной среды и других ситуаций, связанных с реализацией опасности. В рамках данного тезиса оценка риска для здоровья определяется как установление вероятности развития и степени выраженности неблагоприятных последствий для здоровья человека или здоровья будущих поколений, обусловленных воздействием факторов среды обитания. Стадия оценки риска включает следующие операции: анализ частоты, анализ последствий и их сочетаний. Оценка так называемой зависимости «доза – ответ» является одним из четырех основных компонентов процедуры оценки риска для здоровья населения и представляет количественную характеристику токсикологической информации и установления связи между воздействующей дозой (концентрацией) загрязняющего вещества и случаями вредных эффектов в экспонируемой популяции. Рассмотрим основные положения существующих методик, которые применяются для оценки риска здоровью населения. Одной из широко применяемых методик, применяемых для оценки экологического риска здоровью населения, является расчётная инвентаризация [56]. Суть этой методики заключается в том, что на основе априорной информации об экологических характеристиках автотранспорта, его техническом состоянии, условиях и режимах эксплуатации определяются участки дорожной сети, которые характеризуются наибольшим уровнем воздействия на ОС, и рассчитывается мощность выбросов загрязняющих веществ на исследуемых участках. Затем определяется экологический риск, который применительно к автотранспортным объектам представляет собой оценку последствий для городского населения от выбросов загрязняющих веществ при нормальном функционировании транспортных средств, а также в случае потенциальной аварийной опасности. Для оценки экологического риска при перевозках опасных грузов (ОГ) различными видами транспорта предложена методика, в которой учитываются следующие две группы факторов, определяющие экологический риск при перевозке опасных грузов: факторы, влияющие на аварийность при транспортировке ОГ и факторы, определяющие последствия аварии для окружающей среды. К первой группе факторов относятся: характеристика транспортного пути, параметры дорожного путевого движения. Вторую группу представляют следующие факторы: параметры ОС по маршруту следования автотранспорта, параметры аварии и физико-химические и токсикологические свойства ОГ, масштабы распространения опасных веществ в окружающей среде и последствия их воздействия на население и природную среду. Суммарный экологический риск при транспортировании опасного груза автомобильным транспортом составит
R = P х (a1 х a3 + a2 + a4 + a5) где P – вероятность аварии при транспортировке ОГ соответствующим видом транспорта; a1 – коэффициент экологической опасности вредных веществ, поступающих в атмосферу при аварии; a2 – параметр аварийности транспортного пути; a3 – параметр экологической уязвимости той или иной территории по маршруту следования транспорта с ОГ; a4 – параметр опытности водителя транспортного средства; a5 – коэффициент экологической опасности вредных веществ, поступающих при аварии в ОС. Интегральная оценка экологического риска для населения производится по одному из перевозимых грузов, который является наиболее опасным. В практике оценки автотранспортных загрязнений также применяется оценка риска не канцерогенных эффектов путём расчета индексов опасности [57]. В соответствии с данной методикой для оценки риска здоровью на первом этапе отбирается представительная группа компонентов отработавших газов автотранспорта, в которую включаются приоритетные химические вещества такие как бензол, бензапирен, диоксид азота, диоксид серы, оксид углерода, свинец, кадмий и др. Оценка риска с использованием среднегодовых концентраций проводится по следующей схеме: – средневзвешенная для городских районов, включенных в исследование с учетом трёх-четырёх градаций индивидуального риска в каждом из муниципальных районов и с установлением численности населения для каждой градации; – суммарно для всей исследованной территории города. 2) неканцерогенный риск оценивался на основе расчета индексов опасности для 18 веществ. Расчёт выбросов вредных веществ от автотранспорта осуществляется в соответствии с утвержденными методиками Минприроды и Минтранса РФ для некоторых веществ или, в случае отсутствия таковых, согласно рекомендациям ряда европейских организаций, например, методике Европейского Сообщества. При расчётах выбросов вредных веществ рассматривались 5 групп автотранспортных средств, участвующих в движении: легковые автомобили с выделением доли иномарок; грузовые дизельные; грузовые бензиновые с учетом доли малотоннажных автомобилей; автобусы бензиновые и дизельные. Учитывались скоростные характеристики транспортных потоков (3 диапазона скорости движения: < 45 км/ч, 45-60 км/ч, > 60 км/ч) и задержки транспорта на светофорных объектах. Для расчётов среднегодовых концентраций загрязняющих веществ используется программа CAL3QHC, в основе которой лежит известная модель рассеивания выбросов от автотранспортных потоков, рекомендованная Организацией экономического сотрудничества и развития Европейского Союза. С привлечением данной модели аппроксимируют автомагистраль множеством точечных источников. Концентрация в заданной точке рассчитывается как сумма концентраций от каждого точечного источника. Для расчетов средних значений концентраций загрязняющих веществ в атмосфере по модели необходимо иметь данные о совместной повторяемости категорий устойчивости атмосферы, высот слоя перемешивания, направлений и скоростей ветра за осредненный период. В количественных оценках экологического риска, связанного с загрязняющими веществами компонентов окружающей среды, важное место принадлежит величине, называемой частотностью дополнительного риска. Учёные МГУ предложили следующую методику учёта негативных эффектов от техногенных факторов [58]. Механизмы формирования негативных эффектов, обусловленные уже существующими и дополнительными рисками, учитываются с помощью показателя qe – частность вредных воздействий. Для случая одинаковых механизмов воздействия
qe = qt - qc
где qt, qc – частности появления таких же негативных эффектов в группе риска и контрольной группе. Если эти механизмы различны:
qe = (qt - qc)/(1- qc)
Для оценки влияния токсиканта, присутствующего в окружающей среде, вводится понятие «риска от дозы i токсиканта j», обозначаемого через [Pe(D)]ij. Фактически величина [Pe(D)]ij является вероятностью, она зависит от так называемого фактора риска данного токсиканта Fr и его дозы D. Доза измеряется в мг, а фактор риска имеет размерность (мг) -1 и представляет собой риск, приходящийся на единицу дозы. Часто в литературе термины «индивидуальный риск» и «вероятность употребляются как синонимы», однако помимо вероятности события здесь присутствует («по умолчанию») его последствие – гибель человека. Федеральные ведомства, разрабатывающие нормативные акты, в которых устанавливаются стандарты рисков для здоровья, ориентируются на нижний предел теоретического индивидуального риска, равный, согласно нормативам ЕРА (Агентства по охране окружающей среды), 10-6, что соответствует увеличению вероятности смерти на один шанс на миллион за всю жизнь человека, продолжительность которой принимается равной 70 годам. В расчете на один год приемлемый риск составляет, соответственно, 1,43 · 10-8 год-1. Также используется ещё один вариант методики оценки риска здоровью, который исходит из следующих теоретических соображений, получивших признание научной общественности: – биологический эффект воздействия зависит от интенсивности вредного (химического, физического и др.) фактора, действующего на организм человека; – интоксикация представляет одну из фаз адаптации; – предельно допустимый уровень загрязнения окружающей среды есть понятие вероятностное, определяющее приемлемый (допустимый) риск и имеющее профилактическую направленность и гуманистическое значение. Схема оценки риска здоровью включает четыре блока: – расчёт потенциального (прогнозируемого) риска в соответствии с результатами оценки качества окружающей среды; – оценка здоровья населения в соответствии с материалами медицинской статистики и специальных исследований; – оценка реального риска здоровью с использованием статистиче- ских и экспертных аналитических методов; – оценка индивидуального риска на основе расчета накопленной дозы и применения методов дифференциальной диагностики. Необходимо указать, что ряд методик разработано с использованием математического моделирования, которое позволило эффективно решить поставленные задачи, в частности, о рассеянии загрязнений в атмосфере [58]. Одной из эффективных методик представляется методика, в основу которой положен метод медико-экологического картографирования, учитывающий многоплановую антропогенную нагрузку на природу и человека [58]. Наиболее ценное значение такого метода, с позиции охраны здоровья человека, состоит в возможности дифференцированного представления глубины эколого-гигиенических нарушений состояния объектов, долгосрочного прогнозирования трансформаций негативных тенденций, определения достоверности наиболее опасных «горячих» точек негативного воздействия на окружающую среду, а затем разработки адекватных эффективных мероприятий по улучшению санитарно-гигиенической обстановки. Принципиальной принадлежностью медико-экологического районирования является то, что экспертную основу метода составляют территориальные особенности причинно-следственных связей между состоянием здоровья городского населения и воздействующим на него негативными факторами, например, выбросами автотранспорта. Алгоритм оценки риска здоровью городского населения изображён на рис. 17.
Рис. 17. Принципиальная схема оценки риска здоровью населения |
Последнее изменение этой страницы: 2019-03-21; Просмотров: 575; Нарушение авторского права страницы