Анализ и прогноз негативных изменений качества окружающей среды в результате природных и антропогенных воздействий становится все более актуальной проблемой [ ].
Экологический риск (ЕР) - оценка на всех уровнях - от локального до глобального - вероятности появления негативных изменений в окружающей среде, вызванных антропогенным или иным воздействием.
Под экологическим риском также понимают возможную степень опасности причинения вреда природной среде в виде возможных потерь за определенное время
Оценка экологического риска включает:
• изучение сценариев возможных аварий и их последствий для окружающей среды и населения;
• анализ мер предупреждения и ограничения последствий аварий;
• порядок расчета ущерба, нанесенного деятельностью предприятия;
• детализацию способов уменьшения этого ущерба;
• оценку воздействия на среду остаточного загрязнения;
• систему информирования надзорных организаций и граждан о возможной аварии
Любые хозяйственные или иные решения должны приниматься с таким расчетом, чтобы не превышать пределы вредного воздействия на окружающую среду.
Установить эти границы сложно, потому пороги воздействия многих антропогенных и природных факторов неизвестны. Поэтому расчеты ЕР должны быть достоверными и разнообразными, с выделением риска для здоровья человека и природного среда.
Оценка допустимого риска особенно важна при принятии решений об инвестировании.
Понятие «риск» включает следующие составляющие:
• возможность отклонения от поставленной цели, ради которой реализуется выбранная альтернатива;
• вероятность достижения желаемого результата;
• отсутствие уверенности в достижении поставленной цели;
• возможность возникновения нежелательных последствий (материальные или физические убытки, заболеваемость, смертность и т.д.) при проведении или планировании других действий в условиях неопределенности для субъекта, который рискует;
• материальные, экологические, нравственные и другие расходы, связанные с реализацией выбранной в условиях неопределенности альтернативы;
• ожидания угрозы, неудачи в результате выбора альтернативы и реализации.
Объективная возможность риска обусловлена??вероятностным характером многих природных, социальных, технологических процессов, много вариантностью материальных и идеологических соотношений, в которые вступают субъекты.
Стратегия управления риском может основываться на выборе уровня риска в пределах от минимального (который считается достаточно малым) до максимально допустимого.
Разработано несколько стратегий управления экологической безопасностью:
• предотвращения возникновения катастроф вплоть до отказа от продукции опасных производств, закрытие аварийных объектов;
• предупреждение чрезвычайных ситуаций в случае, когда невозможно предотвратить причиненный катастрофу (строительство защитных сооружений, дамб, создание подземной инфраструктуры, заблаговременная эвакуация населения;
• смягчение последствий катастроф, внедрение стабилизационных компенсационных мер
В оценке риска можно выделить 4 основных направления: инженерный, модельный, экспертный и социальный
Инженерное направление - является расчет вероятностей аварий. Основные усилия направляются на сбор статистических данных об авариях и связанные с ними выбросы токсичных веществ в окружающую среду.
Модельное направление. Разрабатываются математические модели процессов, которые приводят к нежелательным последствиям для человека и окружающей среды при использовании вредных химических веществ и соединений.
Экспертное направление. При использовании первых двух подходов к оценке риска часто недостаточно статистических данных или не совсем понятны некоторые принципиальные зависимости. В таком случае единственным источником информации является эксперты. Перед ними ставится задача вероятной оценки последствий событий, связанных с анализом риска.
Социологическое направление позволяет определить степень риска отдельными группами населения.
Стратегия управления экологической безопасностью должна опираться на концепцию ненулевого риска.
Она признает факт недостаточности абсолютной безопасности. Эта концепция требует не только изучения факторов и источников повышенного риска, но и предсказания развития событий, оценки последствий природных и техногенных катастроф. Предвидя вероятность таких катастроф и ожидаемый размер потерь, можно избежать в ряде случаев крупных катастроф, находя альтернативные решения.
В последнее время все большее распространение получает подход к определению риска неблагоприятного события, который учитывает не только вероятность этого события, но и его возможные последствия. Такое «двумерное» определение риска используется при его количественном оценивании - риск может быть определен как произведение вероятности события на магнитуду (меру) ожидаемых последствий. Если в течение периода (чаще всего года) может произойти несколько опасных событий, то показателем риска служит сумма ущербов от всех возможных событий.
, (38)
где R - количественная мера риска (средний риск), выражаемая в тех же показателях, что и ущерб; n - число возможных вариантов ущербов при наступлении неблагоприятного события, включая нулевой ущерб; Pi - вероятность наступления неблагоприятного события (группы событий); Ui - величина ущерба в стоимостном выражении [37,38]:
, (39)
где Wi - обобщенная составляющая прогнозируемого вреда по различным компонентам окружающей среды; Ci - цена i-ой составляющей вреда на единицу измерения с учётом его социально-экономического значения.
Таким образом, для определения величины риска по выражению (38) необходимо иметь информацию, выражающую соответствие значений Pi и Ui, i = 1, 2,.. n. Такая информация в простейшем случае определяет закон распределения вероятностей в пространстве ущербов. В предположении непрерывной зависимости вероятности Pi от значений ущерба u получим Pi = P(u) и выражение (38) может быть представлено в интегральном виде:
, (40)
В более общем случае, когда ущерб может наступать вследствие различных неблагоприятных и не зависящих друг от друга событий, средний риск может быть определен согласно следующей формуле:
, (41)
где Pij - вероятность получения ущерба Ui при наступлении события j-го типа.
Вероятность получения ущерба из формулы (41) определяется как условная вероятность согласно следующему произведению:
, (42)
где Pj - вероятность наступления неблагоприятного события j-го типа; Pi(j) - вероятность получения ущерба Ui при наступлении события j-го типа.
При условии, что ущербы от различных событий измеряются по одной шкале (например в стоимостном выражении) и с учётом формулы (42) для определения величины среднего риска вместо выражения (38) можно использовать следующую формулу:
, (43)
В формуле (43) Pj выражает закон распределения вероятностей наступления неблагоприятных событий, а Pi(j) - законы распределения ущербов при наступлении каждого из таких событий.
Таким образом, для количественной оценки экологических рисков необходимо знать, прежде всего, сами риски (факторы экологической опасности), а также методы оценки ущерба от их проявления.
Информационной основой для оценки экологических рисков являются информация о различных процессах и явлениях, результаты мониторинга экологической обстановки, данные оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС), экологической экспертизы и аудита, экологической и санитарно-гигиенической паспортизации, государственного учета и регистрации.
В рамках экологических рисков рассматриваются опасности, возникающие при взаимодействии экономических объектов и сосуществующих с ними экосистем. Крупные экономические объекты, пересекающие значительные территории, требующие изменения ландшафтов при строительстве и влияющие на него в процессе эксплуатации, существенно нарушают сложившиеся экосистемы. Обычным следствием появления таких объектов оказываются явления, которые иногда называют «ранами Земли» (залитые нефтью безжизненные земли вдоль нефтепроводов, отравленные поверхностные воды в местах горной добычи, загрязнение воздуха на больших территориях и др.).
Таким образом, очевидна необходимость разработки классификации факторов экологической опасности, позволяющей выявлять при комплексной экологической оценке территорий всю совокупность причин, которые обуславливают или могут вызвать негативные изменения в параметрах качества компонентов окружающей среды. Классификация факторов экологической опасности позволяет перейти к оценке экологических рисков, как вероятности их проявления [ ].
Оценка экологического риска является основой для управления им и на макроуровне ее проводят обычно в следующих целях:
-поддержка принятия решений по экологической безопасности предприятий и промышленных комплексов;
- поддержка принятия решений по выбору направлений экономического развития на основе сравнения воздействия альтернативных технологий на здоровье населения и окружающую среду;
- коммуникации риска.
При оценке риска вероятность выступает как мера (показатель) риска, удобная для сравнения рисков для одного объекта или субъекта от различных событий или для различных объектов (субъектов) в типовых условиях функционирования (деятельности).
Оценка ущерба от проявления факторов экологической опасности является одним из важнейших инструментов управления природоохранной деятельностью.
В промышленных странах оценка экологических ущербов напрямую связана с нарушением функционирования экономической системы при нанесении вреда окружающей среде. Экологический ущерб Uэкол рекомендуется определять как сумму ущербов от различных видов вредного воздействия на объекты окружающей природной среды:
, (44)
где Эа - ущерб от загрязнения атмосферы; Эв - ущерб от загрязнения водных ресурсов; Эп - ущерб от загрязнения почвы; Эб - ущерб, связанный с уничтожением биологических (в т.ч. лесных) ресурсов; Эо - ущерб от засорения (повреждения) территории обломками зданий, сооружений и оборудования.
При рассмотрении экологических сторон последствий тяжелых аварий или катастроф целесообразно оперировать понятиями полного, косвенного и прямого ущербов.
Прямой экологический ущерб обусловлен негативным воздействием на почву, растительный и животный мир, водоемы, атмосферу, а его оценки связаны с негативным влиянием на нынешнее поколение людей.
Косвенный экологический ущерб имеет глобальный масштаб, например, нарушение климатического баланса, ухудшение качества природных ресурсов, гибель и уменьшение численности зверей и птиц. Он следует из негативного влияния на жизнедеятельность будущих поколений людей.
Экологический ущерб тесно связан с социальным. Именно человек в процессе хозяйственной деятельности определяет, какие экосистемы и на какой территории он должен сохранить как для себя, так и для потомков. Общество определяет природоохранную политику исходя из общественной значимости территорий при подчиненном значении степени их загрязненности. В настоящее время внедряются в основном лишь следующие принципы:
-принцип равномерности - уменьшение антропогенных нагрузок выравниванием по территории страны;
-принцип эффективности - проведение первоочередных мероприятий там, где легче и быстрее выйти на приемлемый уровень качества среды;
-принцип учета уникальности нарушаемых при хозяйственной деятельности природных объектов.
Применяемые в настоящее время методики оценки последствий загрязнения окружающей среды, в основном ориентированы на экологическое воздействие нормально (т.е. с небольшими отклонениями) функционирующих промышленных и других объектов на природу и население.
Степень ущерба для здоровья человека и методы его оценки различаются в зависимости от длительности и уровней негативных воздействий. При постоянно или продолжительно действующих слабоинтенсивных негативных факторах (повышенные концентрации вредных веществ в воздухе, малые дозы радиации и др.) в организме человека наблюдаются неблагоприятные эффекты, влияющие на его здоровье. Для количественной оценки ущерба от слабоинтенсивных факторов используются модели зависимости «доза - эффект» [26]. При кратковременно действующих поражающих факторах значительной интенсивности, обычно происходящих в случайные моменты времени в форме опасных событий, ущерб для человека наступает в случае превышения уровней воздействий некоторых предельных (пороговых) значений. Для количественных оценок используется факторная модель «действующая нагрузка - критическая нагрузка» (или «несущая способность»).
Последствия для человека от негативных воздействий любого вида выражаются бинарной переменной w:
(45)
(46)
где 
- действующая на человека нагрузка; 
- несущая способность конкретного человека.
Несущая способность зависит от дифференциальных характеристик негативных воздействий, в частности, длительности действия (экспозиции). По совокупности индивидов она имеет существенный разброс (т.е. является случайной величиной), который в задачах прогноза обычно не учитывается.
Риск здоровью человека можно определить с использованием модели «нагрузка - несущая способность» через частоту смертей:
, (47)
где λ0 и λ - частоты негативных и поражающих воздействий, соответственно; u - случайная величина уровней негативных воздействий, P(u > uкр) - условная вероятность смерти, т.е. поражающего воздействия, условием которого является превышение действующей нагрузки критической для человека.
Тогда математические ожидания числа поражающих воздействий в год
, (48)
Для редких событий индивидуальная вероятность смерти вычисляется как вероятность хотя бы одного поражающего воздействия в год:
= 
(49)
т.е. риск выражается через частоту поражающих воздействий.
Прямой экологический ущерб связан с ущербом природной среде. Укажем на особенности оценки ущерба, обусловленного непрерывными выбросами загрязняющих веществ в природную среду. В соответствии с требованиями существующих методических рекомендаций по администрированию платы за негативное воздействие на окружающую среду выбросов, для производственных предприятий в расчетном периоде устанавливаются различные нормативы выплат за данные вредные выбросы - в пределах, установленных для них лимитов и сверх них.
В случае не превышения предельно допустимых выбросов, величина выплат S1 (руб) за них в атмосферу и водные объекты определяется следующим образом:
, (50)
где t и T - год планового периода и его общая продолжительность; St, 
- затраты на снижение токсодозы вредных выбросов в текущем году и приведенный лимит таких выбросов, установленный с учетом вида загрязняющих веществ, их допустимого объема и предельно допустимых концентраций в атмосферном воздухе или воде, соответственно.
При превышении объема предельно допустимых выбросов, соответствующие издержки предприятий S2 рассчитываются по формуле:
, (51)
где Sjt - затраты предприятия, необходимые для достижения установленного лимита выбросов; dMjt - плановый приведенный объем вредных выбросов, установленный предприятию в текущем году.
Косвенный ущерб включает убытки, понесенные вне зоны прямого воздействия. К косвенному ущербу можно отнести и плохо поддающиеся стоимостной оценке отрицательные социальные эффекты.
В качестве оценки косвенного ущерба могут использоваться экспертные оценки в долях от прямого ущерба без его детализации и анализа для отдельных составляющих. При детальном анализе целесообразно анализировать ущерб применительно к отдельным группам объектов, косвенный ущерб от повреждения которых имеет ряд общих черт.
Логическим продолжением оценки риска является управление его уровнем, которое направлено на обоснование наилучших (оптимальных) в данной ситуации решений по его минимизации, а также динамическому контролю (мониторингу) экспозиций и рисков, оценке эффективности и корректировке оздоровительных мероприятий. Управление риском базируется на совокупности политических, социальных и экономических оценок величин риска, сравнительной характеристике возможных ущербов для окружающей природной среды и здоровья общества, возможных затрат на реализацию различных вариантов управленческих решений по снижению риска и выгод, которые будут получены в результате реализации мероприятий (например, предотвращенные случаи заболеваний и др.).
Процесс управления риском состоит из четырех элементов: сравнительная оценка и ранжирование рисков, определение уровней приемлемости риска, выбор стратегии снижения и контроля риска, принятие управленческих (регулирующих) решений.
В самом общем виде в основе управления риском лежит метод оптимизации соотношений выгоды и ущерба. Алгоритм стратегии управления риском основан на логических операциях выбора направления действий в зависимости от выполнения критериев приемлемости параметров экологического риска [ ].
Рассмотренная методика позволит проводить количественную оценку экологических рисков, что в свою очередь будет способствовать выработке вариантов и выбору оптимальных управленческих решений, минимизирующих не только вероятность проявления факторов экологической опасности, но и ущерб в случае их реализации.