Методички

Министерство образования Российской ФедерацииМосковский государственный университет им. М.В. ЛомоносоваХимический факультетА.А. Швыряев, В.В.МеньшиковОЦЕНКА РИСКАВОЗДЕЙСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫВ ИССЛЕДУЕМОМ РЕГИОНЕДопущено Советом по химии Учебно-методического объединенияпо классическому университетскому образованиюв качестве учебного пособия для студентов высших учебныхзаведений, обучающихся по специальности 011000 – ХимияИздательствоМосковского университетаМосква 2004 г.УДК 614.8ББК 26.23Ш35Рецензенты:Чл.-корр.

РАН, д.х.н, профессор Олейников Н.Н. МГУ им. М.В. Ломоносова,д.х.н, профессор Богдановский Г.А. МНЭПУ – МГУ им. М.В. Ломоносова.Ш35Швыряев А.А., Меньшиков В.В.Оценка риска воздействия загрязнения атмосферы в исследуемомрегионе: Учебное пособие для вузов. – М.: Изд-во МГУ, 2004.

– 124с.ISBN 5-211-05995-6Учебное пособие подготовлено на кафедре химическойтехнологии Химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова,ответственной за реализацию учебного курса «Техногенные системыи экологический риск».Разработка программы: м.н.с.Иван Александрович ШвыряевХимическогофакультетаМГУВ учебном пособии рассмотрены вопросы оценки риска от систематического и аварийногозагрязнения атмосферы в исследуемом регионе. Излагаются основные методы и алгоритмысравнительной оценки риска на конкретных примерах.

Приводится математическое обеспечение, воснову которого положены известные подходы к моделированию распределения примесейзагрязняющих веществ в атмосферном воздухе. В ходе выполнения задания студенту с помощьюинформационно-моделирующей системы предлагается осуществить количественную оценку рискасостояния атмосферного воздуха в г. Усть-Каменогорск в результате воздействия промышленныхпредприятий и провести сравнительный анализ наиболее неблагоприятных воздействий с цельювыдачи рекомендаций по снижению риска для здоровья населения от выбросов токсичныхвеществ.

Данное учебное пособие позволяет студентам, обучающимся по специальности 011000Химия, при отсутствии учебников по данной дисциплине успешно подготовиться и выполнитьпредлагаемые расчетные задания.Для студентов высших учебных заведений. Настоящее учебное пособие может бытьполезно также научным работникам и специалистам в области охраны окружающей среды,контроля и прогноза загрязнений.УДК 614.8ББК 26.23ISBN 5-211-05995-6© Швыряев А.А., Меньшиков В.В., 2004© Химич. факультет МГУ им. М.В.

Ломоносова, 20042СодержаниеСодержание ..................................................................................................................... 3Введение ..........................................................................................................................

4Глава 1. Анализ риска .................................................................................................... 71.1 Основные положения ........................................................................................... 71.2 Требования к проведению анализа риска .......................................................... 9Глава 2.

Алгоритмы построения вероятностных зон поражения при выбросахтоксикантов в атмосферу ............................................................................................. 122.1 Количественные показатели риска ................................................................... 122.2 Методические особенности расчета распространения (рассеивания)выбросов в атмосфере .............................................................................................. 142.3 Обобщенный алгоритм расчета вероятности гибели людей (риска) привозникновении выбросов токсикантов................................................................... 21Глава 3.

Процедура анализа риска для региона......................................................... 373.1Основные положения ................................................................................... 373.2Этапы общего анализа загрязнения объектов окружающей среды врезультате выбросов стационарных источников при нормальномфункционировании производств............................................................................. 413.3Основные элементы процедуры оценки риска для здоровья...................

503.1.1Идентификация опасности................................................................. 503.1.2Оценка воздействующих доз ............................................................... 543.1.3Оценка зависимости «доза-эффект» ................................................ 583.1.4Характеристика риска ........................................................................

62Глава 4. Последовательность процедуры оценки экологического риска отсистематического загрязнения атмосферы ................................................................ 634.1Выбор предприятий и загрязняющих веществ для проведения процедурыоценки риска для здоровья населения ....................................................................

634.2Характеристика населения региона и анализ данных по плотностинаселения................................................................................................................... 674.3Многолетние климатические данные региона г. Усть-Каменогорск ..... 684.4Принципы построения вероятностных полей превышения пороговыхконцентраций для выбросов загрязняющих веществ ...........................................

694.5Расчет среднегодовых концентраций в рецепторных точках .................. 734.6Количественное оценивание риска угрозы здоровью, обусловленногозагрязняющими веществами ................................................................................... 754.7Основные уравнения для расчета риска, используемые в программномкомплексе «RoSP» ....................................................................................................

774.8Методика оценки риска для здоровья населения от загрязненияатмосферы, обусловленного выбросами стационарных источников .................. 794.9Описание работы с информационно-моделирующей системой «RoSP» 854.10 Пример расчета ............................................................................................. 90Заключение.................................................................................................................... 94Литература ....................................................................................................................

97Приложение 1.............................................................................................................. 100Приложение 2..............................................................................................................

114Сведения об авторах…………………………………………………………………1233Памяти нашего учителя академика В.А. Легасовапосвящаем свой скромный труд.АвторыВведениеМетодология оценки риска воздействия химических веществ насостояние здоровья населения начала использоваться в США с 80-х годов.Начиная с этого времени, было разработано значительное количествометодов для установления различных видов риска и различных причин,обусловивших необходимость проведения такой оценки.

На сегодняшнийдень эта методология широко применяется в большинстве развитых странмира и рекомендована Всемирной Организацией Здравоохранения вкачестве ведущего инструмента при определении количественного ущербадля здоровья от воздействия неблагоприятных факторов окружающейсреды.Наука о риске сформировалась в последней четверти прошлого века,она, безусловно, будет одной из ведущих в настоящем столетии. Причинойэтого является значимость проблем, связанных с риском. В индустриальноразвитых странах постоянно растет финансирование научных исследованийв области анализа и оценки риска.Подход на основе анализа риска, как некоторой количественнойоценки, особенно важен на региональном уровне, в первую очередь длярегионов, где сосредоточен значительный потенциал опасных производстви объектов в сочетании со сложной социально-политической обстановкой инедостаточным финансированием.Исходным этапом в процессе оценки риска является определениеграниц изучаемого региона и идентификация источников опасности.Риск при нормальном функционировании промышленных объектовможет быть обусловлен за счет выбросов или утечки вредных или опасныхвеществ, сбросов неочищенных стоков, захоронения опасных ивысокотоксичных отходов и др.

в количествах, превышающих санитарногигиенические нормативы и оказывающих постоянное воздействие наздоровье населения и окружающую среду.Первый шаг в анализе постоянных выбросов заключается вустановлении их источников, количественных характеристик, а такжефизических и химических свойств выбрасываемых в окружающую средувеществ.Второй шаг заключается в идентификации реципиентов и описаниипроцесса переноса загрязняющих веществ в выбросах от источника креципиенту (главным образом путем использования математическихмоделей). Моделирование переноса выбросов от источника к реципиентупозволяет оценить количественную характеристику опасности.4Следующий шаг состоит в идентификации или установлениизависимостей «доза-эффект» между опасностью и эффектами так, чтобыэффекты или риск могли быть определены количественно.Определение величины опасного воздействия от данного источникаявляется одним из начальных этапов количественной оценки риска.Точность и правильность решения данной задачи во многом определяетточность и правильность всей дальнейшей работы.Охрана окружающей среды в непосредственной близости кпромышленным предприятиям является весьма актуальной задачей,требующей решения целого комплекса научных и практических проблем.Расчетно-практические семинары по данному курсу направлены наизучение методов математического моделирования, используемых вприродоохранной деятельности для оценки воздействия на окружающуюсреду.

Рассматриваются примеры оценки последствий для здоровьянаселения техногенных воздействий с использованием процедуры оценкириска.Предлагаемыепроводить:впособииматематическиеметоды,позволяют• построение математических моделей загрязнения атмосферы;• прогноз и экономическую оценку возможных последствий на основеметодов математического моделирования;• разработку систем контроля и управления загрязнением атмосферноговоздуха на основе математических моделей;• разработку научно обоснованных методов долгосрочного планированиямероприятий, направленных на сокращение выбросов токсичныхвеществ.Наиболее эффективно решение этих задач может быть обеспеченопри использовании новых информационных технологий (ГИС),позволяющих объединить в единую интегрированную структуруинформационные системные программные комплексы для контроля иуправления качеством атмосферного воздуха для конкретного региона.Методическое пособие позволяет:• познакомить студентов с принципами количественной оценкивозможных негативных последствий от систематических воздействийтехногенных систем на природу и человека;• научить студентов уметь идентифицировать техногенные опасности,оценивать конкретные риски, анализировать результаты оценки рисков.Основная часть настоящего учебного пособия – содействоватьподготовке специалистов химиков в области оценки и сниженияэкологического риска, обусловленного использованием химикатов.