Глава 2

Радиационный и химический риски, основы их анализа и оценки

2.1. Характеристика радиационного и химического рисков, общие принципы установления приемлемых уровней

В соответствии с современными взглядами, риск обычно интерпретируется как вероятностная мера возникновения техногенных или природных явлений, сопровождающихся формированием и действием вредных факторов, и нане­сенного при этом социального, экономического, экологического, а в ряде слу­чаев и эстетического ущерба.

Вполне понятно, что риск является априорной величиной. Он может опре­деляться до негативного события (аварии, катастрофы и т.п.) и после такого события. Но в любом случае величина риска имеет прогнозный характер.

При определении уровня риска его величина в общем случае представляет­ся в виде произведения трех компонент:

R = Ri ■ R₂ ■ R3, (2.1)

где: R — уровень риска, то есть вероятность нанесения определенного ущерба человеку и окружающей среде;

R₁ — вероятность (в ретроспективе — частота) возникновения опасного события или явления, обусловливающего формирование и дейст­вие вредных (поражающих) факторов;

R₂ — вероятность формирования определенных уровней физических по­лей, ударных нагрузок, полей концентрации вредных веществ в различных средах и их дозовых нагрузок, воздействующих на лю­дей и другие объекты биосферы;

R₃ — вероятность того, что указанные выше уровни полей и нагрузок приведут к определенному ущербу.

Заметим, что вероятности R₂ и R₃ носят условный характер, их реализация становится возможной, если произойдет опасное событие, характеризуемое вероятностью R₁.

В качестве ущерба могут рассматриваться как негативные последствия не­посредственного воздействия поражающих факторов на объекты окружающей среды, так и долгосрочные последствия экологического характера.

Первый вид ущерба характеризуется разрушениями, повреждениями раз­личного рода объектов, утратой материальных и культурных ценностей, пора­жением людей, в том числе с летальным исходом, ухудшением их здоровья, поражением животных и т.п.

Второй вид ущерба выражается в негативном изменении экологической об­становки — дегармонизации естественных процессов, ухудшении здоровья людей, в том числе по причине радиационных и химических поражений, а также по экологическим показателям, снижении их жизнедеятельности, уменьшении в природе видового разнообразия, исчезновении отдельных ви­дов растений и животных и нарушении генофонда, в сдвигах экологических равновесий и разрушении экосистем, деградации флоры и фауны и т.д.

Таким образом, в зависимости от того, для какого вида ущерба проводятся вероятностные расчеты, определяется техногенный риск того или иного вида, в том числе радиационный, химический, термобарический и т.п., а также эко­логический риск.

К сожалению, зачастую не всегда проводится грань между двумя рассмат­риваемыми видами ущерба и в связи с этим возникают ошибочные толкова­ния понятия «экологический риск».

Итак, один и тот же источник техногенной опасности может оцениваться двумя вероятностными показателями: техногенным риском и экологическим риском. При определении этих показателей общими являются вероятностные параметры R1 и i^. Существенное различие в оценках риска обусловлено вкладываемым смыслом в величину R3 и методологией ее определения.

Необходимо заметить, что в настоящее время, к сожалению, нет методик вероятностных расчетов по оценке многих видов экологического риска. Основное внимание, несомненно, уделяется оценке риска ухудшения здоро­вья людей по причинам экологического характера. Что же касается оценки ри­ска дегармонизации тех или иных естественных процессов, сдвигов экологи­ческих равновесий в конкретных экосистемах, здесь предстоит еще большая работа по поиску подходов к решению проблемы создания необходимого ме­тодического аппарата.

Кстати, из-за отсутствия соответствующей научно-методической базы для такого рода оценок, довольно часто происходит подмена понятия экологиче­ского риска понятием техногенного риска.

В структуре риска, выраженного формулой (2.1), важная роль принадлежит первому сомножителю.

Вероятность возникновения аварии или другого опасного события во многих случаях рассматривается и анализируется отдельно и при оценке общего уровня риска R не учитывается. При этом для расчета уровня риска ис­пользуется формула

R = R₂ ■ R₃. (2.2)

В качестве мотивов, оправдывающих такую схему расчетов, можно привес­ти следующие.

В условиях нормальной эксплуатации объектов событиями, обусловливаю­щими возникновение опасностей, являются выбросы и сливы продуктов, со­держащих вредные вещества. Периодичность и объем этих выбросов и сливов продуктов, а также уровни физических людей (электромагнитного, акустиче­ского и др.), оказывающих негативное воздействие на объекты живой приро­ды, носят детерминированный характер. Поэтому величина в этом случае может быть принята равной единице. Следовательно, для условий регламент­ного функционирования объектов последняя формула является правомерной.

Для аварийных и других нештатных условий величина определяется до­статочно сложным образом, и зачастую проведение расчетов связано с мето­дическими трудностями.

При определении риска как математического ожидания величины ущерба представляется целесообразным принимать во внимание все возможные виды опасных происшествий, аварий и катастроф применительно к данному объек­ту и оценку риска производить по сумме произведений вероятностей указан­ных событий на соответствующие ущербы. В этом случае:

^Rmo =JL^Ri^Yi^, (2.3)

i=1

где: R_mo — уровень риска, выраженный через математическое ожидание ущерба;

Rj — вероятность возникновения опасного события i-го вида или типа;

Y_t — величина ущерба при i-м событии.

Необходимо иметь в виду, что оценка риска с помощью математического ожидания носит условный характер. При этой оценке условно полагают, что величина ущерба имеет детерминированное значение, его вероятностная при­рода не учитывается.

Сегодня понятие риск широко используется во многих областях науки и техники для оценки вероятности и объема событий, но каждая из этих обла­стей, как правило, имеет свой предмет, свою направленность в исследовании риска и пользуется для этого собственными методами.

Достаточно широко понятие риска используется и в области радиационной и химической безопасности. В этой главе представляется целесообразным ра­зобраться с понятиями радиационный и химический риски, которые доста­точно полно характеризуют состояние радиационной и химической безопас­ности, являющуюся предметом нашего рассмотрения в данной книге.

Хотя понятия радиационный и химический риск являются признанными и широко используемыми, необходимо отметить, что под этими названиями авторы понимают техногенный и экологический риск соответственно радиа­ционной и химической природы. Имеется в виду природа тех угроз и опасно­стей, которые вызывают риск.

Как известно, проявление угроз и опасностей радиационного и химическо­го характера является весьма разнообразным. Эти угрозы и опасности, как от­мечалось выше, возникают в условиях нормального функционирования ради-ационно и химически опасных объектов, но в наибольшей мере они проявля­ются при авариях и катастрофах на такого рода объектах. В этих случаях ради­ационный и химический риски, как правило, выражаются уже весьма высоки­ми уровнями.

В связи с этим радиационный и химический риски представляется целесо­образным систематизировать в зависимости от причин возникновения и при­роды угроз и опасностей, выделяя следующие их виды:

• радиационный и химический риски при нормальной деятельности ради-ационно и химически опасных объектов (объектов с ядерными и химическими технологиями), осуществляемой в рамках установленных технологических и других норм и правил;

• радиационный и химический риски аварий и катастроф на радиационно и химически опасных объектах;

• радиационный риск, связанный с наличием природных источников ра­диационной опасности, которой подвергаются в той или иной степени все ка­тегории населения;

• радиационный и химический риски, связанные с освоением и техноген­ным преобразованием недр в процессе горного производства, в частности, с добычей и переработкой урановых руд, добычей каменного угля, содержаще­го метан и другие газовые включения и т.п.

Необходимо также отметить, что определенный радиационный риск имеет место в медицинских учреждениях, где применяются источники ионизирую­щих излучений в лечебных целях. Этому риску в той или иной форме и степе­ни подвергаются пациенты и медицинский персонал, работающий с источни­ками излучений. Аналогично химический риск имеет место на предприятиях и в лабораториях, где ведутся работы с опасными химическими веществами.

Анализ источников опасностей, обусловливающих возникновение приве­денных выше видов радиационного и химического рисков, показывает, что второй и последний виды рисков следует отнести к техногенным рискам, име­ющим соответственно радиационную и химическую природу. Первый же и третий виды рисков являются по своему смыслу экологическими. Также, как и в предыдущем случае, они имеют радиационную либо химическую природу.

Следует, однако, иметь в виду, что понятия техногенного и экологического рисков трактуются не всегда однозначно. В настоящее время значительное развитие получили теория и методы анализа и оценки риска возникновения техногенных аварий и катастроф, а также ущерба, обусловленного ими. При этом, к сожалению, понятие техногенного риска, зачастую без должных осно­ваний, распространяется на экологический риск.

Такого рода основания имеются лишь в отдельных случаях. Например, это относится к риску, связанному с авариями и катастрофами на радиационно опасных объектах. Применительно к таким ситуациям принято говорить о ра-диационом риске, который включает элементы техногенного и экологическо­го рисков. Разделить эти элементы не всегда представляется возможным. Од­нако иногда это делается. В этих случаях, в соответствии со сложившимися взглядами, техногенную составляющую радиационного риска называют про­фессиональным радиационным риском, имея в виду, что такого рода риск ка­сается персонала радиационно опасных объектов, экологическую же состав­ляющую именуют радиоэкологическим риском.

В связи с этими замечаниями представляется целесообразным, прежде все­го с учетом современных достижений в области теории риска, высказать неко­торые соображения о том, что следует понимать под экологическим риском при техногенных воздействиях на природную среду.

Экологический риск при техногенных воздействиях аварийного характера отражает прежде всего прогнозную оценку возможного проявления долго­срочных последствий в экологической сфере, а не непосредственное воздей­ствие на природную среду факторов радиационной и химической природы, которые формируются при экстремальных событиях, относящихся к предмет­ной области анализа и оценки техногенного риска.

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

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

Все отмеченные в этом определении составляющие экологического риска, на наш взгляд, должны приниматься во внимание при анализе и оценке эко­логического риска техногенных воздействий любого характера, в том числе связанных с авариями, катастрофами и преобразованием недр в процессе гор­ного производства. При этом в зависимости от характера окружающей среды, где рассматривается возможность возникновения и развития аварийных и иных техногенных воздействий, акцент может делаться на анализ и оценку экологического риска для тех или иных рецепиентов этих воздействий. Услов­но могут быть названы по крайней мере пять возможных вариантов таких ре-цепиентов:

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

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

• геосистемы как целостные природно-технические системы;

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

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

В каждом из этих вариантов могут быть выделены составные элементы и определена структура возможного экологического ущерба при техногенных воздействиях. Например, для биоценозов и экосистем экологический ущерб целесообразно выражать главным образом через снижение уровня биоразно­образия, нарушение процессов биотической саморегуляции и экологического равновесия; для такого компонента окружающей среды, как почва — через снижение способности почвы к ассимиляции загрязнителей и сопротивлению к неблагоприятным воздействиям, снижение плодородия почвы и ее способ­ности к саморегуляции естественных процессов.

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

Радиационный и химический риски, в особенности связанные с прогноз­ной оценкой непосредственного воздействия техногенных поражающих фак­торов, в зависимости от возможного характера, масштабов и динамики разви­тия аварийных событий могут иметь весьма широкий диапазон значений уровня риска, пространственно-временных параметров и других характери­стик. Поле уровней риска, превышающих приемлемые и оправданные в соци­ально-экономическом отношении значения, может охватывать территории отдельных объектов, промышленно-хозяйственных комплексов, социаль­но-экономических систем различного уровня, включая региональный.

В последние годы получили развитие взгляды на широкомасштабные риски в тех или иных сферах, включая техногенную, природную, социальную и дру­гие. Поскольку такого рода риски характеризуют угрозы и опасности нацио­нальной безопасности государства, то их по праву называют стратегическими рисками. Проблемам анализа и оценки стратегических рисков посвящен ряд трудов ученых и специалистов Российской академии наук, МЧС России и дру­гих ведомств [137]. Анализ крупных радиационных и химических аварий и ка­тастроф, произошедших в мире в последние десятилетия двадцатого века (на­пример, на АЭС в Три Майл Айленде, на Чернобыльской АЭС, на химических заводах в Севезо и в Бхопале), показывает, что возникающие при них угрозы и опасности могут оцениваться на уровне так называемых дифференцирован­ных стратегических рисков. А это дает все основания рассматривать диапазон возможных масштабов опасности и значимости радиационного и химического рисков от объектового и местного до регионального и даже федерального уровня.

Заметим, что в структуре стратегических рисков наряду с дифференциро­ванными стратегическими рисками, которые возникают в определенных сфе­рах деятельности, принято выделять: интегральные стратегические риски, представляющие собой проинтегрированные (просуммированные) риски пер­вой группы и относящиеся к сфере безопасности регионов и отраслей; систем­ные стратегические риски — риски регионально-федерального и федерального уровней. Таким образом, интегральные риски являются суммой дифференци­рованных рисков, а системные — суммой интегральных рисков, возникающих в тех или иных сферах деятельности.

По мнению авторов, стратегические радиационные и химические риски могут рассматриваться главным образом для отдельных сфер деятельности, отраслей и регионов. Федеральный масштаб этих рисков возможен, но мало­вероятен.

Следует отметить, что уровень техногенной и экологической безопасности, включая радиационную и химическую компоненты, удовлетворяющий обще­ство, определяется и устанавливается с учетом путей и достижений в развитии экономики, инвестиционных намерений на тех или иных территорияхивре-гионах, а также некоторых принципов, вытекающих из международной и оте­чественной практики. К таким принципам могут быть отнесены:

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

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

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

• принцип последовательного приближения к абсолютной безопасности, то есть к нулевому риску, а также другие принципы, представляющие собой сочетание или развитие выше приведенных.

До недавнего времени в нашем государстве в основу концепции по обеспе­чению любого вида безопасности закладывался принцип нулевого риска. Чер­нобыльская авария показала неправомерность такого подхода ввиду невоз­можности достижения абсолютной безопасности. Концепция абсолютной бе­зопасности сегодня признается [69, 70] неадекватной внутренним законам техносферы.

В России, как и в большинстве стран мирового сообщества, в настоящее время принята концепция приемлемого риска, иногда еще называемая кон­цепцией ненулевого риска.

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

При установлении целесообразного и приемлемого для общества уровня безопасности и риска возникает необходимость в проведении многокритериа­льного анализа условий и путей устойчивого развития общества с учетом мате­риальных и духовных стимулов и приоритетов.

Качественное проведение такого анализа представляется возможным лишь при наличии адекватных критериев выбора оптимального уровня безопасно­сти в рамках тех требований, которые предъявляются к нему обществом.

В качестве таких критериев могут рассматриваться [69]:

• валовой национальный продукт (ВНП);

• качество жизни (КЖ);

• средняя ожидаемая продолжительность предстоящей жизни (СОППЖ);

• стоимость увеличения ожидаемой продолжительности жизни (СОПЖ).

Валовой национальный продукт — это все материальные ценности, созда­ваемые обществом за определенный период (обычно за год), в денежном вы­ражении. Исчисленный в деньгах и отнесенный к общему количеству людей, он составляет средний доход на душу населения. Величина валового национа­льного продукта непосредственно влияет на такие важные показатели уровня жизни, как качество жизни и ожидаемая продолжительность жизни. Недоста­ток валового национального продукта как критерия безопасности — в том, что часть его, иногда значительная, идет на оборону, космические исследования, на борьбу с уголовными преступлениями и другие цели, не связанные с обес­печением безопасности от воздействия техногенных, природных и экологиче­ских факторов.

Качество жизни обычно характеризуется также наличием возможностей для отдыха, занятий спортом, искусством, получением образования и т.п. С качеством жизни также принято связывать возможность приобретения предметов не первой необходимости и роскоши, избыток услуг. Качество жиз­ни как критерий безопасности не носит самостоятельного характера в силу не­достаточной представительности. Он используется в совокупности с другими критериями.

Средняя ожидаемая продолжительность предстоящей жизни в настоящее время считается [69, 123] наиболее приемлемым критерием для оптимизации уровня безопасности. Этот критерий обладает достаточной представительно­стью, поскольку именно на СОППЖ сказываются техногенные и природные воздействия. С другой стороны, СОППЖ зависит от среднего дохода на душу населения, а следовательно, от ВНП.

Создаваемая человеком инфраструктура вызывает изменение СОППЖ. Строительство жилья, медицинских учреждений, обеспечение населения про­дуктами и товарами, развитие транспорта, коммунальных объектов, иных услуг, оказываемых населению, обусловливают рост СОППЖ. С другой сторо­ны, создание для этих целей необходимых народно-хозяйственных объектов ведет к загрязнению окружающей среды, авариям, истощению природных ре­сурсов, деградации природы и, как следствие, к сокращению СОППЖ. В свя­зи с этим при установлении оптимальной величины СОППЖ стараются учи­тывать обе указанные тенденции.

Безусловно, что устойчивое развитие общества характеризуется постоян­ным ростом СОППЖ. При этом оптимизация темпов роста СОППЖ преду­сматривается, исходя из интересов как настоящего, так и будущего поколе­ний, и проводится с учетом прогнозируемых техногенных, экологических и других нагрузок на объекты биосферы, а также социально-экономических со­ображений.

Стоимость же увеличения продолжительности жизни может использовать­ся в виде дополнительного критерия при оптимизации уровня безопасности. СОППЖ определяется двумя основными видами расходов:

• расходами на медицину, питание, жилье, транспорт, отдых, культуру, разным образом влияющими на ожидаемую продолжительность жизни;

• расходами на предотвращение и компенсацию отрицательного влияния техногенной деятельности и опасных природных явлений на ожидаемую про­должительность жизни.

В первом случае расходы обычно называют затратами на увеличение СОППЖ и обозначают ЗУ, во втором — затратами на предотвращение — ЗП. При оптимизации уровня безопасности задача состоит в том, чтобы найти правильное соотношение между этими затратами. Считается, что ЗП состав­ляют малую долю от валового национального продукта (10-15%) и растут при­мерно пропорционально увеличению ВНП. В качестве критерия правильного выбора соотношения между затратами принимается непревышение отноше­ния ЗП к величине предотвращаемого сокращения СОППЖ над значением СОПЖ. Указанное выше отношение ЗП к предотвращенному сокращению СОППЖ называют предельной стоимостью снижения риска (ПССР).

Следует отметить определенные трудности в расчете СОППЖ с учетом вне­дрения новых безопасных технологий. Дело в том, что модернизация произ­водства и внедрение новых технологий, являющихся более безопасными, чем прежде, вызывают не только повышение безопасности, но и, как правило, ве­дут к увеличению эффективности производства. Возникает некоторая неодно­значность в оценке долей затрат, которые могли бы быть отнесены к повыше­нию безопасности и увеличению эффективности производства. Не без основа­ния считается, что вторая часть затрат в значительной мере направлена на по­вышение безопасности будущих поколений. Имеется в виду, что высокая эф­фективность производства создает серьезные предпосылки для повышения уровня безопасности человека и окружающей среды.