CC BY
24
МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОБУСЛОВЛЕННЫХ НАРУШЕНИЙ ЗДОРОВЬЯ
УДК 614.76:614.2
О.В. Адмаев
ОЦЕНКА ФУНКЦИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА ОСНОВЕ СТАТИСТИЧЕСКИХ ДАННЫХ
Красноярская государственная архитектурно-строительная академия (Красноярск)
В данной работе для оценки экологических воздействий используется вероятностный подход. Процесс накопления вредных воздействий на придорожных территориях наиболее адекватно описывается. пуассоновским законом, распределения. На основе статистических данных построены, функции экологической безопасности для. нескольких городов Красноярского края.
Ключевые слова: выбросы транспортных потоков, функция безопасности, максимально-разовая предельно-допустимая концентрация
ESTIMATION OF FUNCTIONS OF ECOLOGICAL SAFETY ON THE BASIS OF STATISTICAL DATA
O.V. Admaev Krasnoyarsk state academy architecture construction education, Krasnoyarsk
In the given work for an estimation of ecological influences the likelihood approach is used. Process of accumulation of harmful influences in roadside territories is most adequately described by the Poisson's law of distribution. On the basis of statistical data functions of ecological safety for several cities of Krasnoyarsk region are constructed.
Key words: emissions of transport streams, function of safety, is maximal-single maximum-permissible concentration
Исследования экологической обстановки в г. Красноярске показывают, что в центральной части города уровень загрязняющих веществ значительно превышает предельно-допустимые нормы. В настоящее время федеральная автомобильная дорога М-53 «Байкал» (часть транспортного коридора «Москва — Владивосток») проходит в пределах городской черты г. Красноярска по территории Советского и Ленинского районов, причем на некоторых участках — вплотную к территориям жилой застройки. Совмещение транзитного потока с внутригородским движением создает ряд проблем, ведущих к росту аварийности и ухудшению экологической ситуации в краевом центре. Выбросы загрязняющих веществ только от транзитного транспорта, составляющего 30 % от общего потока, в 2001 году содержали 1734 тонны оксида углерода, 428 тонн двуокиси азота [4].
В качестве примера на рис. 1 приведена карта содержания угарного газа в атмосфере Красноярска [1]. Темные пятна соответствуют концентрациям СО, превышающим ПДК в три раза.
Как отмечают некоторые авторы [5], необходимо проводить оценку воздействия различных по физико-химической природе процессов, исполь-
зуемых в промышленности и на транспорте. Эта оценка должна выполняться на значительной территории с учетом трансформации отдельных веществ, риска заболевания населения.
В данной работе для оценки экологических воздействий используется вероятностный подход. Процесс накопления вредных воздействий на придорожных территориях наиболее адекватно описывается пуассоновским законом распределения. В этом случае функция безопасности имеет вид [3]:
S(t) = expj - j(^ (т)Р (т) + • • • + Xn (т)Рп (T))dT !
(1),
где — интенсивность экологического воздействия транспортного потока 1-го вида (шум, радиационный фон, вибрация, электромагнитные излучения), Р1 — вероятность поражения экологической системы придорожной территории при 1-м виде воздействия.
Вычисление вероятностей Р1 предполагает наличие технических, экологических, экономических и социальных критериев опасности. В этих условиях можно принять Р1 = п/п, где щ — число превышений ПДК 1-го вида, п — общее число со-
бытий. Параметры и Pi могут быть оценены по данным статистики для каждого 1-го вида источника опасности.
В качестве примера рассмотрим данные, приведенные в [2] известными красноярскими специалистами в области гигиены и экологии человека Л.Г. Климацкой и С.В. Куркатовым. Как пишут авторы, «на территории жилых зон городов края доля проб, не соответствующих гигиеническим нормам, составила 4 — 6 % от числа исследованных учреждениями Росгидромета и Госсанэпиднадзора». Из рассмотренных авторами городов Красноярского края выделим те из них, по территории которых проходят федеральные автомобильные дороги М-53 «Байкал» (Ачинск, Красноярск, Канск) и М-54 «Енисей» (Минусинск) (табл. 1). Лесосибирск расположен на не менее оживленной трассе краевого подчинения «Красноярск-Енисейск». Как известно, в Норильске транспортные выбросы не играют большой роли по сравнению с выбросами промышленных предприятий. Результаты по этому городу приведены для сравнения с городами, по территории которых проходит транзитный транспорт.
Авторы не выделяют конкретно какие-либо загрязняющие вещества, поэтому будет естественным положить п = 1. Параметр интегрирования t изменяется с 1995 года по 2000 год. Функция Р^^ в этом случае будет кусочно-постоянной и разрывной (например, для Красноярска):
0,025 для 1995 года; 0,028 для 1996 года; 0,040 для 1997 года; 0,044 для 1998 года; 0,069 для 1999 года;
0,040 для 2000 года.
ж;) =
Поскольку авторы не указывают число критических событий в каждом году, то предположим, что критические события распределяются равномерно в расчетный период т. Это может быть, например, час, сутки, месяц. В данной задаче расчетный период т равен одному году. Тогда интенсивность является постоянной величиной, которую можно вынести из-под знака интеграла.
Таблица 1
Удельный вес проб атмосферного воздуха, превышающих гигиенические нормативы на территории
населенных мест Красноярского края ( %)
Населенный пункт Доля проб с превышением ПДКМРВ по годам
1995 1996 1997 1998 1999 2000
Красноярск 2,5 2,8 4 4,4 6,9 4
Норильск 6,76 7,41 5,9 11,1 19 14,1
Канск 3,26 1,17 0,42 4,2 5,4 0,6
Ачинск 5,7 4,93 4,96 8,7 4,8 4,7
Минусинск 0,08 0,02 0 0 0,3 0
Лесосибирск 0,04 0,08 0,09 0 0,1 0
Примечание: ПДКмрв - максимально разовая предельно допустимая концентрация в атмосферном воздухе.
Интеграл J Х1(х)Р1(х)^х в этом случае может
0
t
быть представлен как X11Р1 (т)й?т . При кусочно-по-
0
стоянной функции Pl, как в рассматриваемом примере, интеграл |Х1(х)Р1(х)^х окончательно будет
равен X1P1t. Следовательно, S(t) будет иметь вид:
ехр(-^-0,0250 для 1995 года; ехр( —Х^0,028^ для 1996 года; ехр( —Х^0,04^ для 1997 года;
5(^ = ехр( —X1•0,044t) для 1998 года; ехр( —Х1-0,069() для 1999 года; ехр( —Х^0,04^ для 2000 года.
Таким образом, зависимость S(t) качественно может быть представлена как на рис. 2. График показывает, что функция S(t) имеет разрывный характер, как и функция P1. Та же зависимость представлена на рис. 3, но уже в качестве аргумента по оси абсцисс выбраны годы.
Данный способ оценки экологических воздействий представляется перспективным. Если в рассмотренной ситуации предположить, что учитывается не одно вещество, а шесть, но при этом они ежегодно будут дополнять друг друга, то функция безопасности будет постоянно убывать, при-
1 5 9 13 172125 29333741 4549535761 6569 месяцы
чем «с нарастающим итогом», как это изображено на рис. 4.
Если же анализировать многолетние наблюдения по нескольким параметрам, то даже одни и те же вещества, но при этом различно распределенные по времени, дадут отличные друг от друга функции безопасности. Данное обстоятельство представляется очень важным, поскольку именно такая модель наиболее адекватна действительности.
Результаты расчета функций безопасности «с нарастающим итогом» для городов Красноярского края представлены на рис. 5 (а — е). По оси абсцисс откладываются годы, по оси ординат — значения функции безопасности.
Для городов Красноярск, Норильск, Ачинск, известных своими промышленными предприятиями, функции безопасности 8(1) принимают малые значения уже достаточно быстро. Надо заметить, что при этом остаются открытыми вопросы интерпретации ситуации при 8(1) ^ 0 уже в 1999 и 2000 годах для названных городов и, как следствие, адекватности рассматриваемой модели. Города Лесосибирск и Минусинск имеют хорошие показатели функции безопасности, хотя для Лесосибирска, например, характерным является фон, образующийся в результате процессов естественной утилизации отходов лесоперерабатывающих предприятий, не учитываемый в данном анализе.
Вклад автодорожно-транспортной составляющей может быть выделен при использовании данных с учетом выбросов транспортных потоков. Поскольку в августе 2004 года в г. Москве было подписано соглашение между Федеральным дорожным агентством и Советом администрации Красноярского края о направлении субсидий на строительство новой дороги в обход краевого центра, то данное направление исследований становится актуальным, тем более что строительство обхода включено в Федеральную целевую программу «Модернизация транспортной системы России (2002 — 2010 годы)».
Рис. 2. Функция безопасности для Красноярска (данные по месяцам).
Красноярск
годы
Рис. 3. Функция безопасности для Красноярска (данные по годам).
Красноярск
месяцы
Рис. 4. Функция безопасности при ежегодном добавлении вредных веществ по-прежнему остается разрывной.
Красноярск
Канск
а
Ачинск
в
Лесосибирск
б
Норильск
Минусинск
д
Рис. 5. Графики функций безопасности для городов Красноярского края (по годам).
г
е
ЛИТЕРАТУРА
1. Беляков А.В. Медико-экологическое и эко-лого-географическое картирование и программно-технологические решения для публикации результатов научных исследований в Интернет / А.В. Беляков, О.Э. Якубайлик // Информационноаналитические системы и технологии в здравоохранении и обязательном медицинском страховании: Тр. Всерос. конф. — Красноярск: КМИАЦ, 2004. - Т. 2. - С. 50-59.
2. Климацкая Л.Г. Особенности среды обитания и здоровья населения Красноярского края / Л.Г. Климацкая, С.В. Куркатов // Учебно-метод. пособие. - Красноярск: Изд-во Красн. гос. мед. академии, 2002. - 91 с.
3. Оценка рисков природных и техногенных чрезвычайных ситуаций / С.П. Воронов, М.П. Зак-ревский, А.М. Лепихин и др. // Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Региональные проблемы безопасности. Красноярский край. — М.: МГФ «Знание», 2001. - С. 100-117.
4. Проблемы экологии и развития городов: Сб. ст. по материалам 2-й Всероссийской научно-практической конференции. - Красноярск: СибГТУ, 2001. - 336 с.
5. Экологическая безопасность автомобильной дороги: понятие и количественная оценка // М12291 901850854 Распоряжение Министерства транспорта Российской Федерации, 31.12.2002, № ОС-1181-р.
