Экологический риск

Нормативы качества природной среды - это нормы технического или технико-экономического характера, не относящиеся к правовым. Подобные нормы в виде научных разработок и методических указаний существуют в большинстве министерств и ведомств, научных и проектных учреждениях, но они необязательны для соблюдения.

Нормативы становятся обязательными и имеют юридическую силу с момента учреждения их компетентными органами. Для разработки нормативов качества окружающей среды существуют такие органы в России, как Министерство здравоохранения и Министерство природных ресурсов. После утверждения закон юридически закрепляет требования к нормативам качества, виды нормативов качества; органы, которые их утверждают; обязанности их соблюдения и последствия их невыполнения. Сами нормативы как технические нормы не входят в содержание закона, а издаются в виде нормативных справочников и изданий.

Нормативы качества окружающей природной среды делятся на три группы: Санитарно-гигиенические, производственно-хозяйственные и комплексные. Рассмотрим содержание каждого, по возможности приводя примеры некоторых наиболее важных для всего населения нормативов. 

 

Глава 2

САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ НОРМАТИВЫ

 

Санитарно-гигиенические нормативы - это нормы допустимых концентраций химических веществ, биологических соединений, физических воздействий, санитарно-защитных зон или предельно допустимых уровней радиационного воздействия. Цель создания подобных нормативов - определение показателя качества природной или урбанизированной среды в отношении к здоровью человека. Эта группа нормативов в настоящее время считается наиболее разработанной и продвинутой по отношению к двум другим. Далее рассмотрим наиболее разработанные нормативы.

 

2.1. Предельно допустимые  концентрации вредных веществ

 

В специальной литературе вредными называют все вещества, воздействие которых на биологические системы может привести к отрицательным последствиям. Все ксенобиотики (чужеродные для живых организмов, искусственно синтезированные вещества) считаются вредными. Система нормированных показателей включает:

ПДК вредных веществ;

предельно допустимые уровни воздействия радиации, шума, вибрации, электромагнитных полей;

нормативы предельно допустимых остаточных количеств вредных веществ в продуктах питания: пестицидов в овощах и фруктах, солей тяжелых металлов в питьевой воде.

Нормативы ПДК вредных веществ, биологически активных веществ и вредных микроорганизмов устанавливаются для характеристики состояния объектов окружающей среды, продуктов питания и питьевой воды. Положение о порядке действия на территории Российской Федерации санитарных правил (Постановление Правительства Российской Федерации № 625 от 5 июня 1994 г.) гласит: санитарно-гигиеническое нормирование направлено на разработку научно обоснованных показателей безопасности для здоровья человека вредных факторов и условий его жизнедеятельности и является составной частью обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения. Это нормирование направлено не столько на экологическую безопасность, сколько на характеристику бытовой и производственной сфер жизни и деятельности человека.

Первые нормативы ПДК для питьевой воды установлены в 1939 г. К 1990 г. число нормативов ПДК вредных веществ для воды хозяйственно-питьевого и бытового назначения достигло 1925. ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе впервые введены в СССР в 1957 г. для 10 вредных веществ, а к 1991 г. их стало 479. Для почвы ПДК стали вводиться в 1980 г.; в настоящее время они установлены для 109 вредных веществ.

Более полная информация о численных значениях ПДК вредных веществ представлена в соответствующих документах: для питьевой воды - в СанПиН 2.1.4.1074 - 01; для атмосферного воздуха - в Законе «Об охране атмосферного воздуха» от 4 мая 1999 г. № ФЗ-96, для почвы - в СанПиН 2.1.7.1287-03; для пищевых продуктов - в СанПиН 2.3.2.1078-01.

 

2.2. Предельно допустимые  уровни радиационного воздействия

 

Среди нормативов качества окружающей природной среды особое место занимают ПДУ радиационного воздействия, устанавливаемые в величинах доз облучения. ПДУ не должны быть опасными для здоровья человека и его потомства.

Радиационное воздействие - это действие корпускулярно-волнового излучения радиоактивных атомов или действие рентгеновских лучей. Дозиметрия радиационного воздействия хорошо разработана. Прежде чем перейти к характеристике радиационного нормирования, кратко познакомимся с дозиметрией ионизирующего излучения, а также величиной естественного и техногенного радиационного фона.

Одна из основных характеристик ионизирующего излучения - радиоактивность - количество распадающихся ядер за единицу времени. Радиоактивность в системе СИ измеряют в беккерелях [Бк, Bq] (1 Бк = распад/с). Для оценки реальных ситуаций эта единица слишком мала, поэтому используют производные единицы: килобеккерель (1 кБк — 103 Бк), мегабеккерель (1 МБк= 106 Бк), гигабеккерель (1 ГБк = 109 Бк), терабеккерель (1 ТБк = 1012 Бк) и петабеккерель (1 ПБк = 1015 Бк).

Широко используется внесистемная единица радиоактивности - кюри (Ки).

1 Ки - это радиоактивность 1 г-эквивалента радия, находящегося  в равновесии с продуктами  своего распада. 1Ки = 3,7 •.1010 Бк - громадная  радиоактивность. Поэтому на практике  чаще всего применяют производные  от Ки величины: милликюри (1мКи = 10-3 Ки); микрокюри (1мкКи = 10-6 Ки); нанокюри (1нКи = 10-9 Ки); пикокюри (1пКи = 10 -12 Ки); аттокюри (1аКи = 10-18 Ки). В результате 37 МБк - это 1 мКи.

Перейдем к единицам измерения доз ионизирующего излучения или, как говорят, доз радиации. Греческое слово «доза» означает меру, в данном случае меру радиации. Для описания воздействия радиации на человека и живую природу введены несколько понятий дозы.

Экспозиционная доза - это доза гамма-квантов или квантов рентгеновского излучения, при прохождении которых через воздух в нем образуется определенное число ионов. Единица измерения экспозиционной дозы в системе СИ - 1 кулон электрического заряда обоих знаков, образующегося под действием излучения в 1 килограмме воздуха. Старая единица экспозиционной дозы - рентген (Р) - количество рентгеновского или гамма-излучения, при котором ассоциированные вторичные электроны образуют ионы, несущие заряд любого знака, равный 2,58-10-4 Кл/кг воздуха. Мощность экспозиционной дозы на практике выражают в мкР/ч.

Поглощенная доза - это энергия излучения, переданная единице массы вещества. Для измерения поглощенной дозы в 1956 г. введена единица рад (radiation absorbed dose).

1 рад - это величина поглощенной  энергии радиации, равная 10-2 Дж/кг массы вещества. Энергия, соответствующая экспозиции в 1 Р, дает поглощенную дозу, равную 0,95 рад. Следовательно, на практике эти величины взаимосвязаны и численно практически равны. В системе СИ величину поглощенной дозы измеряют в греях (Гр): 1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад.

Оценивая поглощенную дозу, мы не акцентировали внимание на виде излучения, а точнее, на его качестве. Эквивалентная доза учитывает эти различия. Из-за разной ионизирующей способности a-, b-, g-излучений и нейтронов они даже при одной и той же поглощенной дозе оказывают разное поражающее действие. Различие в величине радиобиологического воздействия учитывают, вводя коэффициент качества излучения K.

K — безразмерный коэффициент - характеризует степень разрушающего воздействия на биологическую ткань или клетки. По общему согласованию K выражают по отношению к действию рентгеновского излучения с энергией 200 кэВ. В табл. 2.1 приведены значения K для разных видов излучения.

 

Таблица 2.1

Коэффициенты качества разных видов излучения

Вид излучения	Величина коэффициента качества
Рентгеновское излучение	1
g-из лучение	1
b-излучение	1
a-излучение с энергией менее 10 МэВ	20
Протоны с энергией менее 10 МэВ	10
Нейтроны с энергией менее 20 кэВ	3
Нейтроны с энергией от 0,1 до 10 МэВ	10
Заряженные ионы	20

 

 

С учетом коэффициента качества формула для расчета эквивалентной дозы выражается в виде:

 

H = KD,      (2.1)

 

где H - эквивалентная доза, Зв; D — поглощенная доза, Гр; K - коэффициент качества излучения.

Единица эквивалентной дозы меньше поглощенной в K раз:

1 Зв = 1 Гр/K. (2.2)

Старая внесистемная единица эквивалентной дозы - бэр (биологический эквивалент рентгена) 1 Зв = 100 бэр.

Эффективная эквивалентная доза (или, для краткости, просто эффективная доза) — расчетная величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела и отдельных органов с учетом их радиочувствительности. Разные органы и биологические ткани имеют разную радиочувствительность. Эффекты радиоактивного облучения в значительной степени зависят от радиочувствительности организмов, от вида радиации и режима облучения, т.е. от распределения дозы во времени или от ее мощности. До 50-х годов XX в. основным фактором непосредственного воздействия радиации считалось прямое радиационное поражение некоторых особо радиочувствительных органов и тканей - кожи, костного мозга и центральной нервной системы, желудочно-кишечного тракта (так называемая лучевая болезнь), Вскоре выяснилось, что огромную роль в лучевом поражении играет не только общее внешнее, но и внутреннее облучение организма, связанное с концентрированием в отдельных органах и тканях инкорпорированных радионуклидов. Они поступают в организм с пищей, водой, атмосферным воздухом и через кожу и задерживаются в органах или тканях. В первую очередь при относительно небольших дозах облучения поражаются красный костный мозг, половые железы, мутнеет хрусталик глаза, тогда как нервная ткань очень устойчива к облучению.

Подразделяют детерминированные и стохастические эффекты, вызванные воздействием ионизирующего излучения. Эффекты излучения детерминированные - это клинически выраженные биологические эффекты, вызываемые ионизирующим излучением, в отношении которых предполагается существование порога дозы излучения, ниже которого эффект отсутствует; выше - тяжесть эффекта зависит от дозы. Эффекты излучения стохастические - вредные биологические эффекты, вызванные ионизирующим излучением, не имеющие дозового порога возникновения, вероятность возникновения которых пропорциональна дозе и для которых тяжесть проявлений не зависит от дозы.

Установлено, что соотношение между вероятностью стохастических эффектов и эквивалентной дозой неодинаково для различных облученных органов и тканей. Поэтому удобно определить величину, полученную из эквивалентной дозы и представляющую такое сочетание различных доз в нескольких различных тканях, которое, вероятно, могло бы соответствовать сумме всех стохастических эффектов. Множитель, с помощью которого взвешивается эквивалентная доза в ткани или органе Т, называется тканевым весовым множителем WT. Значения WT выбраны такими, чтобы равномерное по всему телу облучение данной эквивалентной дозой давало значение эффективной дозы, численно равной этой эквивалентной дозе.

   Следовательно, сумма  тканевых весовых множителей  равна единице. Ниже представлены  значения WT для разных органов и тканей (табл. 2.2).

 

Таблица 2.2

Тканевые весовые множители WT для разных органов и тканей

 

Орган или ткань	Величина WT	Орган или ткань	Величина
Красный костный мозг	0,12	Желудок	0,12
Половые железы	0,2	Мочевой пузырь	0,05
Молочные железы	0,05	Печень	0,05
Легкие	0,12	Пищевод	0,05
Щитовидная железа	0.05	Кожа	0,01
Кость (поверхность)	0,03	Остальные органы	0,05
Толстая кишка	0,12	Все тело	1

 

 

Формула для вычисления эффективной дозы имеет вид:

= H * WT = D * WT * K    (2.3)

где WT  - тканевый весовой множитель.

Коллективная доза. Для оценки ущерба от действия радиации с использованием понятия радиационного риска необходимо определить коллективную дозу облучения. Коллективную дозу рассчитывают по формуле:

   (2.4)

 

где Ni- число людей в 1-й группе облученных людей, человек; Hi - эффективная доза облучения, полученная каждым из этих людей, Зв.

Зная величину S, можно оценивать масштаб радиационного поражения, применяя статистические методы усреднения и понятие радиационного риска (это сделано нами в следующих главах). В табл. 2.3 сведены наиболее часто используемые на практике показатели дозы облучения и коэффициенты перехода между ними.

Таблица 2.3

Перечень, единицы измерения и коэффициенты перевода разных видов доз радиационного воздействия

 

Доза	Единицы		Перевод
	Система СИ	Внесистемные
Экспозиционная	Кл/кг	Рентген (Р)	1 Кл/кг = 3876 Р
Поглощенная	Грей (Гр)	рад	1 Гр = 100 рад
Индивидуальные: эквивалентная эффективная	Зиверт (Зв) Зв	бэр бэр	1 Зв= 100 бэр 1 Зв= 100 бэр
ожидаемая эффективная	Зв	бэр
Коллективные: эффективная	чел-Зв	чел-бэр	1 чел-Зв = = 100 чел-бэр
ожидаемая эффективная	чел-Зв	чел бэр