Анализ риска: основы оценки экологического риска

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерно-технологическая академия

Б. И. МАРЧЕНКО

АНАЛИЗ РИСКА: ОСНОВЫ ОЦЕНКИ

ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА

Учебное пособие

Ростов-на-Дону – Таганрог

Издательство Южного федерального университета

2018

УДК 502/504(075.8)
ББК 20.1я73

М30

Печатается по решению кафедры техносферной безопасности и химии
Института нанотехнологий, электроники и приборостроения Южного

Федерального университета (протокол № 6 от 16 февраля 2018 г.)

Рецензенты:

доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой гигиены 

факультета повышения квалификации и профессиональной переподготовки 

специалистов Ростовского государственного медицинского университета

Г. Т. Айдинов

доктор медицинских наук, заведующий лабораторией санитарной
микробиологии водных объектов и микробной экологии человека

Ростовского научно-исследовательского института микробиологии и 

паразитологии П. В. Журавлев

Марченко, Б. И.

М30
Анализ риска: основы оценки экологического риска : учебное посо
бие / Б. И. Марченко ; Южный федеральный университет. – Ростов-наДону ; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 
2018. – 148 с.

ISBN 978-5-9275-3061-8
В учебном пособии дается представление о различных видах риска; рас
сматриваются принципы и закономерности формирования экологического риска; основные понятия, цели и задачи методологии анализа и оценки экологического риска, обусловленного неблагоприятными воздействиями на окружающую среду, включая последствия чрезвычайных ситуаций природного, антропогенного и техногенного характера.

Изложены основные принципы и критерии, лежащие в основе международ
но признанной методологии оценки экологического риска и риска для здоровья 
населения, концепция которого в настоящее время рассматривается как основной инструмент научного обоснования разрабатываемых оптимизационных 
управленческих решений в сфере охраны окружающей среды. Подробно рассмотен алгоритм процедуры оценки риска, включающий этапы идентификации 
опасности, оценки зависимости «доза – ответ», оценки экспозиции и характеристики риска.

Для студентов специальности 20.03.01 «Техносферная безопасность».

УДК 502/504(075.8)

ISBN 978-5-9275-3061-8
ББК 20.1я73

 Южный федеральный университет, 2018
 Марченко Б. И., 2018
 Оформление. Макет. Издательство

Южного федерального университета, 2018

Введение

3

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………...
4

1. АНТРОПОГЕННЫЕ И ТЕХНОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА 
ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ КАК ИСТОЧНИКИ РИСКА ………….
6

1.1. Классификация антропогенных факторов риска …………….
8

1.2. Воздействие человека и техносферы на окружающую среду
10

1.3. Техногенные и природно-техногенные системы …………….
13

1.4. Влияние техногенных систем на окружающую среду ………
19

1.5. Загрязнение окружающей среды ……………………………...
23

2. РИСКИ. ПРИНЦИПЫ АНАЛИЗА РИСКА ………………………
25

2.1. Классификации рисков ………………………………………...
27

2.2. Принципиальная схема анализа риска ………………………..
30

2.3. Экологические риски …………………………………………..
33

2.4. Особенности восприятия экологического риска населением..
36

2.5. Методологические подходы к оценке экологического риска..
39

2.6. Оценка экологических рисков в техносфере …………………
43

3. ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ …….
52

3.1. Введение в анализ экологического риска для здоровья ……..
55

3.2. Идентификация опасности …………………………………….
64

3.3. Оценка зависимости «доза – ответ» …………………………..
86

3.4. Оценка экспозиции …………………………………………….
105

3.5. Характеристика риска ………………………………………….
128

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………….
144

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………………
146

ВВЕДЕНИЕ

Резкий рост численности населения Земли на протяжении XX в. и 

многократное увеличение объемов промышленного и сельскохозяйственного производства, выработки энергии сопровождалось экстремально быстрым развитием и повсеместным распространением новых 
технических систем и технологических процессов. Итогом этого явилось 
значительное увеличение доли обусловленных деятельностью людей 
потоков вещества, энергии и информации в общем биогенном круговороте, и как следствие этого – экстремальные изменения в функционировании всей биосферы.

В области охраны окружающей среды в последние десятилетия 

находят широкое применение понятия техногенеза и техносферы. Под 
техногенезом принято понимать комплекс процессов, связанных с формированием элементов материальной культуры и совершенствованием 
техники, что неизбежно приводит к изменениям в окружающей среде, 
включая среду обитания человека. Техносфера в настоящее время рассматривается как континуум всех видов технической деятельности людей, который полностью охватывает ландшафтную оболочку нашей планеты, проникает в глубины литосферы и выходит в космическое пространство за пределы атмосферы. Техносфера принципиально отличается от любой другой из оболочки Земли, биосферы и ноосферы, и по своему генезису, и по специфике становления, и по динамике развития, и по 
уровню активности. Само понятие «техносфера» указывает на ее «искусственный» характер, подчеркивает приоритетную роль техники в 
жизнедеятельности людей [5, 11].

Деятельность людей связана с вовлечением различных природных 

ресурсов в так называемый ресурсный цикл, представляющий собой 
многоэтапные трансформации и перемещения в пространстве веществ, 
используемых человеком, включая их добычу, переработку, превращения и заключительную утилизацию с возвращением в природу. Ресурсные циклы протекают совместно с естественными циклами соответственно в социально-экономической и природной средах, составляя с 
последними единые естественно-ресурсные циклы.

Деятельность людей в настоящее время обуславливает значитель
ную часть суммарной биогеохимической динамики веществ на Земле. 

Введение

5

Так, человечество потребляет более 2 % пресной воды, поступающей в 
биосферный круговорот от растений суши за счет процесса транспирации
– прохождения влаги через растения и последующего испарения с поверхности листьев, стеблей и цветков. Почти 20 % всего биотического 
газообмена приходится на его антропогенный компонент, люди используют 10 % общей продукции биомассы на нашей планете, а ежегодный 
дефицит в балансе вещества достиг почти 100 млн тонн. Сегодняшняя, на 
начало XXI в., ситуация расценивается как критическая в связи с тем, что: 
во-первых, потребление ресурсов планеты намного превышает скорость 
их естественного воспроизводства, а это является причиной необратимой 
качественной и количественной деградации литосферы и биосферы; и, вовторых, происходит интенсивное загрязнение биосферы производственными и бытовыми отходами, сопровождающееся нарушениями экологических систем и состояния здоровья человеческой популяции [15].

Высокая интенсивность применения природных ресурсов и сопут
ствующая этому деградация окружающей среды связана одновременно 
как с научно-технической революцией, так и с демографической ситуацией (увеличение численности населения и активные процессы урбанизации). Принципиальная схема взаимодействия следствий научнотехнической революции и демографических процессов в рамках системы «социум – окружающая среда» объединяет в себя две подсистемы –
социально-экономическую и природно-ресурсную (рис. 1).

Рис. 1. Взаимодействие основных факторов в системе «социум – окружающая 

среда» (по В.Ф. Протасову и А.В. Молчанову, 1995)

1. АНТРОПОГЕННЫЕ И ТЕХНОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ КАК ИСТОЧНИКИ РИСКА

Воздействие человека на окружающую среду реализуется посред
ством антропогенных факторов – обусловленных процессами социального обмена веществ и энергии явлений, процессов, объектов и веществ, которые влияют на природные системы сообща с факторами 
естественного происхождения. Основной удельный вес в структуре антропогенных факторов приходится на результаты производственной деятельности человека, и лишь незначительная их доля представлена благоприятными воздействиями, например, организация водохранилищ и 
лесопосадки.

Одна из классификаций антропогенных факторов предусматрива
ет подразделение их на четыре группы:

 факторы-тела – рельеф, водоемы, обрабатываемые почвы, со
оружения и другие подобные, которые в ряде случаев обладают ограниченными пространственными пределами и значительной продолжительностью воздействия, вплоть до веков и тысячелетий. Основная часть 
факторов-тел не обладает подвижностью, исключение составляют интродуцированные организмы, обладающие способностью к перемещению в пространстве либо за счет способности к передвижению (животные) и переноса спор и семян растений (под биологической интродукцией подразумевается преднамеренное или случайное переселение особей 
какого-либо вида животных и растений за пределы естественного ареала 
в новые для них места обитания; интродукция является процессом введения в некую экосистему чужеродных ей видов);

 факторы-вещества, к которым относятся химические веще
ства и соединения, в том числе радиоактивные и искусственно созданные, присутствующие в сточных водах, выбросах в атмосферный воздух и других средах. После попадания в окружающую среду факторывещества не обладают пространственной стабильностью, их концентрация, локализация и интенсивность влияния на компоненты природы 
динамичны. Те факторы-вещества, которые обладают значительной 
устойчивостью в окружающей среде, способны накапливаться (акку

1. Антропогенные и техногенные воздействия на окружающую среду…

7

мулироваться) в ней и сохраняться в неизмененном виде десятилетиями и даже веками;

 факторы-процессы, включая многообразную деятельность лю
дей, влияние на окружающую среду домашних животных и сельскохозяйственных растений, добыча полезных ископаемых из литосферы, 
гидросферы и атмосферы, антропогенные эрозия почв и круговорот веществ и другие. Факторы-процессы могут быть приурочены как к ограниченным, так и к значительным пространствам; способны непосредственно или косвенно влиять на окружающую среду (например, коррозия материалов и эрозия почв);

 факторы-явления – тепловые излучения, магнитные и элек
тромагнитные поля, вибрация и шум, загрязненность атмосферного воздуха, водной среды и другие. Факторы-явления обладают определенными качественными и количественными параметрами воздействия на 
окружающую среду, во многом определяющимися удалением от их источников.

Собственно антропогенными факторами допустимо признавать 

только те созданные людьми объекты и вещества, а также обусловленные их деятельностью явления и процессы, которые отсутствовали в 
окружающей среде до появления Homo sapiens. Подобные антропогенные факторы могут иметь региональный характер, если они отсутствовали до вмешательства людей только в данном регионе, или быть сезонными, не существовавшими ранее в соответствующем сезоне.

Если какие-либо вещества, объекты, явления или процессы антро
погенного происхождения по своим параметрам соответствуют уже существующим природным аналогам в данном пространственном континууме и в данный период времени, то антропогенными эти факторы 
можно признать лишь в том случае, если они количественно преобладают над естественным фоном (например, если тепло, излучаемое промышленными источниками в окружающую среду, обуславливает повышение ее температуры). Подобные факторы следует обозначать как количественно-антропогенные.

Если человеческое влияние проявляется в форме трансформации 

материальных объектов, явлений или процессов в какое-либо иное новое 
качество, причем подобный переход имеет место в природе и без участия 

1. Антропогенные и техногенные воздействия на окружающую среду…

8

людей, то факторы, детерминирующие указанные процессы, обозначаются как качественно-антропогенные (например, вода, образовавшаяся при 
таянии ледников из-за антропогенного потепления климата) [3, 8, 11].

1.1. Классификация антропогенных факторов риска

По природе:
– механические (например, препятствия для миграции ихтиофау
ны при строительстве гидросооружений);

– физические (например, электромагнитные поля или ионизиру
ющие излучения);

– химические (химические элементы и соединения – ксенобиотики 

и другие экотоксиканты);

– биологические (например, воздействие интродуцированных орга
низмов, естественный отбор под влиянием человеческой деятельности);

– ландшафтные, к которым относятся искусственные водоемы и 

водотоки, изменения рельефа и другие.

По общим особенностям:
– первичные – непосредственно обусловленные человеком;
– вторичные – формирующиеся в окружающей среде под ком
плексным влиянием первичных антропогенных и естественных факторов (например, химические соединения, образующиеся при разложении
пестицидов в окружающей среде).

По времени происхождения и воздействия:
– появившиеся в прошлом – во-первых, уже прекратившие свое 

воздействие, но при сохранении его последствий; во-вторых, воздействие которых продолжается в настоящем (например, созданное ранее 
водохранилище или интродуцированный биологический вид);

– производимые и воздействующие непосредственно в настоящее

время – во-первых, воздействующие в момент генерации (радиоволны,
ионизирующие излучения и другие); во-вторых, воздействующие определенный временной период по завершении производства (например, 
стойкие химические экотоксиканты, попавшие в окружающую среду).

1.1. Классификация антропогенных факторов риска

9

По длительности воздействия:
– актуальные только во время их генерации (вибрация, шум, элек
тромагнитные поля, ионизирующие излучения и другие);

– кратковременного воздействия (например, попадание в почву

быстро испаряющихся химических соединений);

– длительного воздействия (загрязнение местности долгоживу
щими радиоактивными изотопами, созданный человеком искусственный 
рельеф, интродуцированные биологические виды и другие).

По возможности аккумуляции в окружающей среде:
– не способные к аккумуляции, характеристики которых опреде
ляются объемом и интенсивностью воздействия (например, шумовое и 
вибрационное воздействие);

– способные к кратковременной аккумуляции, что обуславливает 

усиление их влияния (например, запыление атмосферного воздуха);

– способные к неопределенно продолжительной и непрерывной 

аккумуляции (радионуклиды с продолжительным временем полураспада, 
стойкие химические поллютанты, изятие ископаемых и другие).

По способности к миграции в окружающей среде:
– не способные к миграции, воздействующие в точке генерации

или на определенной дистанции от нее (например, вибрация и шумовое 
воздействие, электромагнитные поля);

– мигрирующие с потоками атмосферного воздуха или воды

(пыль, химические экотоксиканты и другие);

– мигрирующие со средствами их генерации (различные транс
портные средства, люди);

– способные к самостоятельной миграции (например, подвижные 

организмы).

По масштабам воздействия:
– воздействующие только в точке генерации (например, механи
ческое воздействие);

– воздействующие в точке их генерации и на определенной от нее 

дистанции (взвешенные вещества в воде и другие);

– способные к воздействию на любом расстоянии (например, стой
кие химические вещества в атмосфере, долгоживущие радионуклиды).

1. Антропогенные и техногенные воздействия на окружающую среду…

10

По стойкости вызываемых изменений в окружающей среде:
– обуславливающие относительно кратковременные обрати
мые изменения (загрязнение воды и воздуха не стойкими веществами 
и другие);

– обуславливающие относительно необратимые изменения (неко
торые варианты интродукции биологических видов, организация водохранилищ и искусственных водотоков и другие);

– способные вызывать абсолютно необратимые изменения в 

окружающей среде (полное уничтожение биологических видов, изъятие 
полезных ископаемых и другие).

По видам деятельности человека – связанные с:
– индивидуальным воздействием (например, браконьерство);
– промышленным производством;
– добычей полезных ископаемых;
– энергетическими отраслями (теплоэнергетикой, гидроэнергети
кой, атомной энергетикой и другими);

– обрабатывающей промышленностью – металлургической, хи
мической, металлообрабатывающей, пищевой и другими отраслями;

– сельскохозяйственным производством (растениеводство и жи
вотноводство);

– здравоохранением (зоны рекреации, курорты и т.д.);
– охраной природы (например, заповедники и заказники, биотех
нические мероприятия);

– транспортом, строительной индустрией, лесной промышленно
стью, охотопромыслом, сбором дикоросов [2, 8, 15].

1.2. Воздействие человека и техносферы на окружающую среду

Антропогенное и техногенное воздействие представляет собой 

влияние производственной и непроизводственной деятельности людей 
на свойства природных систем, подразделяемое на категории в соответствии:

 с общим характером антропогенных воздействий, предопре
деляемых видами деятельности людей, включая, во-первых, транс