Особенности прогноза ущерба здоровью людей от воздействия вредных химических веществ

Наряду с изложенными выше подходами представляется важным рассмотреть также особенности прогнозирования ущерба от аварийных и иных выбросов вредного вещества, проявляющегося не мгновенно, а с учетом их динамики и по истечении некоторого времени. Естественно, что для этого потребуется как можно более точная априорная оценка полученной ингаляционной токсодозы химических веществ, а в ряде случаев – и экспозиционной мощности дозы радиоактивного облучения. Соответствующий прогноз можно провести с помощью моделей, связывающих эти дозы с параметрами концентрационного поля и временем его существования или воздействия на людей.

При оценке размеров зон загрязнения токсичными веществами и вероятности поражения человека следует руководствоваться длительностью их воздействия от момента времени tH его начала до конца tK, а также их концентрацией в конкретной точке г(х, у, z) в текущий момент времени t. Как известно, эта концентрация c(r, t) будет являться функцией двух основных параметров: а) расстояния между источником загрязнения и месторасположением людей (между точками r' и r); б) длительности времени t с момента выброса вредного вещества либо с начала его адсорбции или ингаляции.

Последнее означает, что ниже будут использованы следующие обозначения интервалов времени: а) – для оценки текущих параметров поля концентрации и б) – при расчете либо токсонагрузок в пятне загрязнения вредным веществом, либо токсодоз, полученных оказавшимися там без средств защиты людьми. Учитывая, что при имеет место равенство т и t, смысл используемых в последующем символов т, t, t и t будет непосредственно уточняться в каждом конкретном случае.

Меру возможностипоражающего воздействия вредных веществ на людей (вероятность или причинения ущерба заданной степени тяжести либо процент их гибели) целесообразно оценивать двумя способами, отличающимися числом учитываемых факторов, а значит, и достоверностью. Предварительно кратко охарактеризуем каждый из них, обратив внимание на то, что оба эти способа основываются на расчете экспозиционных доз и использовании рассмотренных ранее (см. параграф 15.1) зависимостей типа "доза – эффект".

Первый (менее точный) способ базируется на уравнении (15.5), предполагающем стационарность концентрации вредного вещества: c(r, t) = С = const и оценивающем мощность поглощенной токсодозы по упрощенной формуле DP = Сnτ. Показатель степени п и коэффициенты а и Ь, используемые в этом случае для расчета Pr(DP), совместно со смертельно опасными концентрациями некоторых веществ – LCS0 (ppm, τ – мин) даны в табл. 15.9.

Таблица 15.9. Параметры токсичности некоторых химических соединений

Вещество

n

а

b

LC50

Акролеин

1

-9,93

2,049

304

Акрилонитрил

1,43

-29,42

3,008

Аммиак

2

-35,90

1,85

6164

Бензол

2

-109,78

5,3

Бромистый метил

1

-56,81

5,27

Диоксид азота

2

-13,79

1,4

235

Диоксид серы

1

-15,67

2,1

Метилизоцианат

0,653

-5,64

1,637

57

Окись пропилена

2

-7,41

2,1

Сероводород

1,43

-31,42

3,008

987

Соляная кислота

1

-16,85

2

Толуол

2,5

-6,79

0,408

Угарный газ

1

-37,98

3,7

7949

Формальдегид

2

-12,24

1,3

Фосген

1

-19,27

3,686

14

Фтористоводородная кислота

1

-35,87

3,354

802

Хлор

2

-8,29

0,92

1017

Четыреххлористый углерод

2,5

-6,29

0,408

3940

В отличие от первого, второй (более точный) способ учитывает реальную нестационарность концентрационного поля в зоне рассеяния вредного вещества, в том числе и по причине различной динамики его выброса из точки r' расположения источника. При реализации этого метода уже необходимо использовать две прогнозные модели: одна – для изменяющегося поля концентрации, а другая – для поглощенной вредной дозы.

Что касается меняющейся концентрации вредного вещества, например вследствие эпизодичности работы источника его мгновенных выбросов на интервале времени t Î [0; T], то для прогноза характера ее влияния разумно использовать базовые соотношения (14.45), (14.46). Однако при этом следует различать два периода времени: а) до момента t' = t0= 0 повторного выброса вещества; б) в течение времени Т после него. Тогда, используя принцип суперпозиции для текущего момента времени t и продолжительности рассматриваемого периода, можно записать следующие два выражения для поля концентрации в каждый такой период:

(15.16)

где m – интенсивность выброса вредного вещества в единицу времени, кг/с; – функция его метеорологического разбавления в атмосфере, характеризуемая следующим аналитическим выражением [10]:

(15.17)

Аналогично определяется и токсодоза, поглощенная человеком. Однако в отличие от предыдущего случая здесь следует различать уже другие две ситуации: 1) когда , т.е. поглощение вредного вещества реципиентом заканчивается при еще работающем источнике выброса, 2) если это имеет местонесколько позже, т.е. при Введя подстановку и приняв , для каждой такой ситуации можно получить следующие два уравнения:

(15.18)

(15.19)

Проиллюстрируем конструктивность полученного результата на примере сравнительной оценки доз, поглощенных людьми при

выбросе в атмосферу одного и того же количества М вредных веществ за одинаковое время , но при разной динамике их выброса.

При этом, используя формулы (15.16), целесообразно рассмотреть два важных случая: а) аварийный выброс произошел практически мгновенно; б) имело место непрерывное истечение таких веществ с постоянной интенсивностью

Оказывается, что для мгновенного выброса полученная кем-то вредная доза D3(?; t) всегда превышает на величину соответствующее значение DH от непрерывно действующего источника. При этом их разница определяется по следующим формулам:

(15.20)

Последние соотношения справедливы для любых источников вредных выбросов и функций метеорологического разбавления, в том числе для всех тех моделей их распространения, которые были ранее рассмотрены в данном разделе настоящего учебника.

Попутно заметим, что для оценки риска, связанного с вредными выбросами в атмосферу, недостаточно знания усредненных величин Dv D2 и D3, так как нужен более точный прогноз характера воздействия токсичных и радиоактивных веществ на живые организмы. Ведь величина реально поглощенных ими доз за конкретное время зависит от интенсивности физической нагрузки (объема зараженного воздуха, прошедшего через органы дыхания), а их разрушительный эффект – от возраста и состояния здоровья. Более подробные сведения о влиянии этих и других факторов можно найти в работах [6,13, 27, 39,49].

Приведем также эмпирически найденные пропорции между различными исходами массового отравления людей парами токсичных веществ. Установлено, например, что доля легко пострадавших обычно составляет примерно 65%; получивших отравления средней и тяжелой степени – около 30%, а смертельный исход наблюдается приблизительно у 5% людей, оказавшихся под вредным воздействием этих веществ. Общее же число Чп пострадавших иногда рассчитывается по следующей приближенной эмпирической формуле:

(15.21)

где – количество высвободившегося токсичного вещества, кг, и присвоенный ему индекс смертности (табл. 15.10) соответственно; Ч – число людей, оказавшихся в зоне воздействия газов или паров конкретного вредного вещества, чел.

Как следует из данной таблицы, значения индексов смертности для сернистых соединений и метилизоцианида отличаются в несколько сот раз. Причина подобного расхождения обусловлена сформировавшимися у людей эволюционными защитными механизмами в первом случае и отсутствием таковых – во втором, что особенно ярко проявилось в упомянутой выше (см. параграфы 6.1 и 6.2) трагедии в индийском городе Бхопале.

Таблица 15.10. Индексы смертности / некоторых вредных веществ

Вещество

Индекс

Вещество

Индекс

Вещество

Индекс

Сернистый газ

0,04

Фосген

0,50

Сероводород

0,07

Метилизоцианид

12,5

Хлор

0,18

Аммиак

0,18

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >