Анализ риска - относительно новая дисциплина, которая стала играть важную роль в общественных дебатах и процедурах принятия решений по широкому кругу экологических вопросов. Этот анализ стремится количественно оценить опасность, которую несут опасные вещества или процессы. В своей основе анализ рисков является вероятностным: он нацелен на количественное определение как вероятности, так и величины конкретных вредных последствий, от которых могут пострадать люди, группы людей или экосистемы².

Оценка риска включает в себя несколько этапов, начиная от определения природы опасности и кончая оценкой размера воздействия и фактических эффектов.

Определение природы опасности

Во-первых, необходимо решить, может ли и каким образом некий конкретный процесс или вещество наносить вред. Например, вещество может быть токсичным кратковременно, вызывать отравление только при продолжительном воздействии, быть канцерогенным, вызывать мутации и т.д. Также необходимо определить дозы, ответственные за те или иные эффекты. Если опасности включают в себя аварийные выбросы, необходимо также рассчитать вероятность аварий. Возможно, что прежде, чем наступит данная авария, должна произойти определенная серия отказов. В таких случаях анализ риска обычно включает в себя построение "деревьев отказа" - диаграмм, показывающих последовательности отказов в подсистемах, которые могут повлечь отказ системы в целом. В идеальном случае это позволяет провести вычисления общей вероятности отказа.

Определение дозы воздействия

При оценке воздействия вследствие загрязнения окружающей среды (называемой "реконструкцией дозы") очень важно знать "характеристики источника выбросов" - количество загрязняющего вещества, выбрасываемого из источника загрязнения в определенную среду, такую как воздух или воду, - или необходимо знать точную историю концентрации загрязняющего вещества в воздухе, воде или почве.

Сбросы в одну среду могут оказать воздействие на другую среду. Так, выбросы частиц радиоактивного материала в воздух приведут, по мере их выпадения, к отложению их в почве. Загрязняющие вещества на поверхности почвы могут просочиться в подземные воды или быть смыты в поверхностные воды дождем или при таянии снега. Радионуклиды, такие как цезий-137, стронций-90 или углерод-14, и многие органические токсические соединения могут попадать из воздуха, воды и почвы в растительность или сельскохозяйственные культуры.

"Анализ путей проникновения" проясняет зачастую сложные пути, которыми загрязняющие вещества из окружающей среды достигают человека. Этот анализ позволяет перевести оценки выбросов в оценки доз. Дозы облучения персонала, в принципе, могут быть выяснены более прямым путем. Например, работники АЭС носят пленочные дозиметры, которые могут регистрировать дозы воздействия гамма- и бета-излучения. Внутренние дозы облучения радиоактивным материалом могут быть определены по анализам мочи и путем измерения радиоактивности всего тела.

Вредные вещества могут также содержаться в потребительских товарах, в этом случае, для того чтобы оценить дозы воздействия, необходимо провести выборочный анализ продуктов и схем использования или потребления.

Оценка наносимого вреда

После того, как определены дозы воздействия на группы людей, проживающих вне объекта, и на персонал предприятия, можно оценить последствия вредного воздействия на здоровье, если известны эффекты воздействия данного вещества. Другой путь оценки вреда, наносимого здоровью, во многих случаях заключается в проведении эпидемиологических исследований (если можно установить соответствующие контрольные группы и группы облученных людей).

Риски могут быть выражены в абсолютных и относительных единицах, а также из расчета на человека или на группу людей. Сказать, что риск для человека заболеть раком в результате данного уровня воздействия равен 1 из 100 000, это, в общем, равносильно тому, что сказать, что можно ожидать одного дополнительного случая рака, превышающего норму, в группе из 100 000 людей, если каждый из этой группы подвергся одной и той же степени воздействия. Это формулировка "абсолютного риска", поскольку здесь указывается фактическое число случаев рака, которые бы произошли в результате этого воздействия.

Можно также определить "относительный риск", например, сказав, что в результате воздействия индивидуальный риск (в пределах группы людей, подвергшихся воздействию) заболеть определенным видом рака удвоился. Это означает, что можно ожидать, что в группе людей, подвергшихся воздействию, случаев заболевания раком окажется в два раза больше, чем в сравнимой "контрольной", но не подвергшейся облучению, группе людей.

Неопределенности в природе опасности

При определении опасности кратковременные эффекты от высоких уровней воздействия токсических веществ обычно хорошо известны; в таких случаях относительно легко показать, что эффект, вероятно, был вызван определенной опасностью. Например, хорошо известны сильные кратковременные эффекты от воздействия излучения высоких уровней, вызывающего рвоту и выпадение волос.

В противоположность этому, хронические эффекты воздействия низких доз токсических материалов и излучений проявляются в течение долгого времени и могут быть обусловлены многими, трудно различимыми факторами, такими как диета, генетическая предрасположенность, воздействие других вредных веществ. Например, длительный латентный период и неопределенности, связанные с причинами возникновения рака, делают трудным установление связи между воздействием и отрицательными последствиями.

Дополнительные проблемы возникают из-за того, что оценки долгосрочных эффектов зачастую основаны скорее на экстраполяции, чем на прямых данных: относительно высоких доз - на относительно низкие дозы, исследований на животных - на людей, данных по мужчинам - на женщин, взрослых - на детей и эмбрионы. В результате таких экстраполяций возникает ряд проблем. Например, некоторые вещества могут иметь пороговый предел, ниже которого они не причиняют особого вреда, делая, таким образом, неправомерными экстраполяции относительно высоких на низкие дозы. В других случаях воздействия в пределах норм, установленных для взрослых, могут нанести больше вреда (пропорционально) детям и эмбрионам.

Другой серьезной проблемой при определении опасности является отсутствие данных. Очень большое число химических веществ было введено в широкое пользование без анализа их долгосрочной токсичности при малых дозах. Синергетические эффекты токсических химических веществ, действующих совместно или в комбинации с излучением, слишком часто совсем не изучались. Наконец, основное внимание в исследованиях по идентификации опасности было сосредоточено на раковых заболеваниях, зачастую в ущерб другим важным вредоносным воздействиям на здоровье, таким как врожденные дефекты у детей и нарушения иммунной системы.

Неопределенности при оценке воздействия

Чтобы вычислить дозу воздействия в результате аварии, необходимо оценить вероятность как аварии, так и ее последствий. Для хорошо изученных систем эти оценки относительно просты. Например, число автомобильных катастроф в США и их последствия могут быть оценены достаточно точно от года к году.

Однако при оценке вероятностей для новых сложных систем, содержащих компоненты с предполагаемой низкой частотой отказов, возникает много проблем. Внутренняя зависимость между отказами компонент подсистем может быть не очень ясной. В таких случаях предсказания частоты катастрофических событий, таких как плавление активной зоны ядерных реакторов, делаются на основе ограниченных данных. Моделирование может помочь снизить эти неопределенности, но не исключить их. Иногда трудно предвидеть даже типы катастрофических аварий, которые могут произойти, не говоря уже об определении их вероятностей.

Оценки воздействия также зависят от того, насколько хорошо известны характеристики источников выбросов или концентраций загрязняющих веществ, выбрасываемых в окружающую среду. Иногда данные отсутствуют из-за того, что не были проведены измерения. Например, в течение первых трех десятков лет работы предприятия Министерства энергетики (МЭ) по переработке урана около Ферналда, штат Огайо, измерения выбросов в атмосферу радия-226 не проводились. В других случаях качество официальных оценок может оказаться низким из-за неэффективного мониторинга, плохого содержания инструментов и множества других причин. Повторная оценка характеристик источников выбросов вредных веществ составляет существенную часть работы по оценкам доз и вредным воздействиям на здоровье групп людей, проживающих вне объекта, вблизи военных заводов МЭ. По сравнению с этим оценка воздействий химических веществ, попавших в пищевые продукты, зачастую относительно легка.

То же самое наблюдается в отношении персонала предприятий: соответствующих данных зачастую нет или они слишком ненадежны, чтобы сделать точные оценки доз воздействия на работников. Например, воздействие на работников нерадиоактивных вредных материалов, таких как фтористоводородная кислота, в результате технологических операций на многих ядерных военных заводах не может быть напрямую выяснено, поскольку никаких измерений по этим материалам не проводилось. Тем не менее, эти воздействия могут оказаться намного более серьезными, чем это представлялось.

Ограничения, присущие анализу риска

Неопределенности являются неотъемлемой частью анализа рисков, поскольку оценки рисков представляют собой в общем случае вероятностные утверждения. Оценивать неопределенности и выражать их принято явным образом. Если данные достаточно качественные, то вычисление неопределенностей - задача довольно простая. Однако, если данные низкокачественные или они отсутствуют, то такие вычисления намного более проблематичны и противоречивы, поскольку вместо реальных данных и анализа включают в себя субъективные суждения "экспертов". Диапазон неопределенности в таких случаях может быть довольно большим.

Однако, даже если есть все необходимые данные, нужные для вычисления, по нескольким причинам анализ риска не должен быть единственным основанием для принятия решения. Во-первых, в нем не делается различий между добровольными и недобровольными рисками. Между этими рисками существуют принципиальные общественные, политические и этические различия. Можно добровольно потерять сотню долларов, делая ставки с большим риском на скачках, но оправданно не желать потерять и доллара при грабеже.

Второй фундаментальной проблемой, связанной с анализом риска, является то, что события с катастрофическими последствиями, но с низкой вероятностью, рассматриваются наравне с событиями с незначительными последствиями, но с высокой вероятностью. Это обусловлено тем, что простой риск рассчитывается как произведение вероятности события и оцененного последствия. Таким образом, редкие, крупномасштабные аварии, наподобие чернобыльской или в Бхопале, рассматриваются наравне с более вероятной периодической утечкой намного меньшего количества радионуклидов или химических веществ. Эта проблема оказывается наиболее серьезной, когда последствия аварии, такие как потеря жизни или увечье, или широкомасштабное загрязнение подземных вод непоправимы.

Анализ рисков обычно уравнивает риски, которые простираются далеко в будущее, с рисками, которым подвергается поколение, непосредственно извлекающее выгоду из той или иной деятельности. Аналогично, риски, которые несет одна часть общества, уравниваются с преимуществами, получаемыми другой частью общества, даже когда распределение рисков является, в сущности, дискриминирующим. Например, сельское население и этнические меньшинства зачастую несут бремя непропорционального риска от деятельности, преимуществами которой пользуются городской средний класс и богатые люди.

В общем, анализ рисков может быть полезным количественным руководством при принятии решения, если в его основу положена добротная наука и если он дополняется социальными и политическими процессами принятия решения, учитывающими присущие ему ограничения.