ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ ЛЮДЕЙ

 

Томас Оттерстрём (Tomas Otterstrцm) и Юха Тервонен (Juha Tervonen)

Консультационная фирма Electrowatt-Ekono Oy (консультации по вопросам экологии)

P.O. Box 93 (Tekniikantie 4D), 02151 ESPOO, FINLAND

Телефон +358-9-46911, факс +358-9-4691 275, e-mail: firstname.secondname@poyry.fi

1.      Введение... 1

2.      Оценка последствий вредных выбросов в атмосферу для здоровья людей – методология Impact Pathway.. 2

3.      Примеры, иллюстрирующие значительность последствий для здоровья   6

1. Введение

Экологическая выгода – это денежная выгода, которая получена в результате определенной экономической деятельности, способствующей улучшению экологии. И наоборот, экологический ущерб – это денежный ущерб, вызванный ухудшением качества окружающей среды вследствие той или иной деятельности. Львиная доля экологического ущерба, наносимого энергетикой и транспортом, связана с выбросами в атмосферу вредных веществ. Оценка выгод и ущерба позволяет рассмотреть широкую гамму последствий, к которым приводит использование энергетических систем и систем организации движения, производственных технологий и транспортных средств. Размер выгоды или ущерба может, например, быть представлен в расчете на единицу выработанной электроэнергии или километр пробега. Можно также измерять средние значения экологической выгоды или ущерба (в долларах США на тонну), оценивая изменения в объемах выброса каждого из компонентов.

Результаты оценки могут быть использованы при разработке мер по сокращению выбросов вредных веществ в атмосферу, коммунальном планировании, оценке проектов и анализе социально-экономических факторов в энергетике и на транспорте. Информация об экологических выгодах и ущербе все чаще применяется в процессе принятия деловых решений. На основе этой информации можно сравнивать экологическую конкурентоспособность альтернативных видов топлива, технологий и способов организации транспортных сетей.

Для оценки экологических выгод и ущерба в результате выбросов в атмосферу в рамках исследовательских проектов ExternE была разработана методология Impact Pathway. Последствия загрязнения окружающей среды предприятиями энергетической и транспортной отрасли рассматриваются этой методологией как путь, по которому развивается процесс, с момента выброса вредных веществ и их прохождения по отводным трактам до момента нанесения ущерба, т.е. в нашем случае преимущественно ущерба для здоровья и материального вреда. Дальнейшее развитие этого метода привело к созданию компьютерного приложения EcoSense, которое позволяет, например, проследить за работой конкретной электростанции или движением конкретного транспортного средства и оценить их воздействие на различные среды.

Фирма Electrowatt-Ekono принимает активное участие в финансируемых ЕС программах изучения промышленного воздействия на окружающую среду, таких как проекты ExternE, начиная с 1996 года. Так, в рамках программы JOULE “The National Implementation in the EU of the ExternE Accounting Framework” было оценено воздействие, которому подвергается окружающая среда со стороны предприятий энергетической отрасли; вслед за этим ущерб, наносимый экологии со стороны энергетического и транспортного секторов был исследован в рамках таких проектов, как “The Extension of the ExternE Accounting Framework to the Transport Sector”, “Cost Evaluation and Financial Schemes for Urban Transport Systems” (FISCUS), “ExternE Core Transport” и “ExternE Concerted Action”.

Говоря о прикладном значении проделываемой работы, следует отметить, что фирма Electrowatt-Ekono провела целый ряд исследований, которые были использованы при принятии как деловых, так и политических решений в области энергетики (множество исследований), промышленности (несколько исследований) и транспорта (множество исследований). В 2000 году по заказу Всемирного Банка было реализована программа исследований “Assessment of the Costs of Environmental Degradation and The Benefits of Environmental Initiatives” (Ростов-на-Дону).

2. Оценка последствий вредных выбросов в атмосферу для здоровья людей – методология Impact Pathway

Методология Impact Pathway предусматривает четыре основных этапа (рис. 1):

Этап 1: Составление кадастра вредных выбросов

Этап 2: Измерение концентрации вредных веществ

Этап 3: Количественная оценка последствий

Этап 4: Оценка последствий в денежном выражении

Рисунок 1. Этапы, предусмотренные методологией Impact Pathway.

Составляющие вредных выбросов, которые заслуживают рассмотрения в большинстве случаев, это окиси азота (NO_x), углеводороды (HC), окись углерода (CO), сернистый газ (SO₂), частицы (TSP, PM₁₀ и PM_2,5, включая прямые выбросы частиц, а также сульфаты и нитраты, формирующиеся в атмосфере), озон (O₃), формирующийся из вредных выбросов, и углекислый газ (CO₂). В некоторых случаях уместно также рассмотреть определенные виды углеводородов и тяжелых металлов.

Измерение концентрации вредных веществ предусматривает оценку влияния выхлопных газов на формирование загрязняющих агентов в окружающей среде. Можно измерять концентрацию вредных веществ по отдельности на местном и региональном уровне, используя при этом расчеты на основе модели диспергирования, что является более научно-обоснованным и надежным методом, или оценивая концентрацию по нисходящему принципу. Согласно данному методу концентрация вредных веществ оценивается путем измерения общей концентрации каждого из загрязняющих агентов и ее распределения между секторами (транспорт, энергетика и т.д.) пропорционально объемам вредных выбросов, производимым каждым из них, при возможности, с учетом высоты выброса.

Затем требуется оценить, как те или иные концентрации влияют на здоровье людей (наличие различных симптомов и сокращение продолжительности жизни). Оценка последствий осуществляется, главным образом, с помощью функций «воздействие-реакция». Применительно к влиянию на здоровье интенсивность воздействия сегодня все чаще изучается в контексте концентрации и последствий; объемы исследований, проводимых в этом направлении, за последние годы значительно возросли. Неприменение такого понятия, как доза, объясняется тем фактом, что в большинстве исследований, посвященных реакциям, за основу принято измерение не дозы, а концентрации, и, таким образом, воздействие представляет собой среднюю величину, принимаемую в расчет в функции «воздействие-реакция». Для последствий самого разного рода функция «воздействие-реакция» выглядит в основном следующим образом:

Изменение фактора

=

корреляция • концентрация • численность людей, подверженных воздействию данного фактора

Например, усиление кашля у взрослых, страдающих астмой, в результате воздействия мелких частиц, может быть оценено следующим образом:

Количество дней, отмеченных приступами кашля

=

корреляция • концентрация PM2.5 • количество взрослых, страдающих астмой

           

Функции «воздействие-реакция» были рассчитаны для целого ряда негативных последствий для здоровья людей (см. таблицу 1).

Таблица 1.  Негативные последствия для здоровья, для которых были предложены функции «воздействие-реакция».

Категория последствий	Загрязняющий агент	Последствия
Здоровье населения – смертность	PM10 a SO2, озон	Сокращение вероятной продолжительности жизни в результате смертности от острых и хронических заболеваний Сокращение вероятной продолжительности жизни в результате смертности от острых заболеваний
Здоровье населения – заболеваемость	PM10, озон	Госпитализация с респираторными заболеваниями Ограничение активности
	Только PM10	Госпитализация с цереброваскулярными заболеваниями
		Сердечная недостаточность в результате застойной гиперемии
		Случаи применения бронходилататора
		Случаи хронического бронхита
		Случаи хронического кашля у детей
		Кашель у людей, страдающих астмой
		Симптомы заболеваний нижних дыхательных путей
	Только O3	Приступы астмы
		Дни проявления симптомов заболеваний

^a частицы с аэродинамическим диаметром < 10 µm, включая вторичные частицы (аэрозоли сульфатов и нитратов)

 

Последствия различны для различных подгрупп населения, подверженных воздействию тех или иных факторов. В связи с этим необходимо выделять в особые категории такие подгруппы, как страдающие астмой, престарелые, дети и взрослые.

В таблице 2 показаны негативные последствия для различных подгрупп населения.

Таблица 2.  Количественная оценка последствий для здоровья людей.

Подгруппа	Категория последствий	Загрязняющий агент
СТРАДАЮЩИЕ АСТМОЙ
Взрослые	Применение бронходилататора	PM10, Нитраты, Сульфаты
	Кашель	PM10, Нитраты, Сульфаты
	Симптомы заболеваний нижних дыхательных путей (одышка)	PM10, Нитраты, Сульфаты
Дети	Применение бронходилататора	PM10, Нитраты, Сульфаты
	Кашель	PM10, Нитраты, Сульфаты
	Симптомы заболеваний нижних дыхательных путей (одышка)	PM10, Нитраты, Сульфаты
Все	Приступы астмы	O3
ЛИЦА СТАРШЕ 65 ЛЕТ
	Сердечная недостаточность в результате застойной гиперемии	PM10, Нитраты, Сульфаты
ДЕТИ
	Хронический кашель	PM10, Нитраты, Сульфаты
ВЗРОСЛЫЕ
	Ограничение активности Незначительное ограничение активности	PM10, Нитраты, Сульфаты, O3
	Chronic bronchitis	PM10, Нитраты, Сульфаты
ВСЕ НАСЕЛЕНИЕ
	Госпитализация с респираторными заболеваниями	PM10, Нитраты, Сульфаты, SO2, O3
	Госпитализация с цереброваскулярными заболеваниями	PM10, Нитраты, Сульфаты
	Проявление симптомов заболеваний	O3
	Смертность от острых заболеваний	SO2, O3
	Смертность от хронических заболеваний	PM10, Нитраты, Сульфаты

 

 

3. Примеры, иллюстрирующие значительность последствий для здоровья

Пример 1. Экологический ущерб от эксплуатации транспортных систем в Финляндии

Аналогичные методы были использованы для оценки экологического ущерба, обусловленного вредными выбросами в атмосферу в результате эксплуатации автомобильного, железнодорожного и водного транспорта в Финляндии. Обобщенные показатели этого ущерба приведены в таблице 3. Разложив общие значения ущерба, рассчитанные для разных видов транспорта, на составляющие по компонентам вредных выбросов, мы получили приведенные в таблице 4 коэффициенты ущерба, выраженные в долларах США на тонну выброса (USD/t_emission). Коэффициент ущерба для углекислого газа был прямо позаимствован из других источников (Европейская комиссия, 1997 г.). Коэффициенты ущерба по всем компонентам выбросов, кроме углекислого газа, различны для разных видов транспорта. На водном транспорте значения коэффициентов ущерба ниже средних значений, характерных для других видов транспорта (кроме углеводородов), поскольку в большинстве случаев вредные выбросы имеют место вдали от населенных пунктов.

Таблица 3.  Экологический ущерб от вредных выбросов в атмосферу при эксплуатации автомобильного, железнодорожного и водного транспорта, USD млн./год (в пересчете стоимости в FIM по курсу 1997 года). USD 1 = FIM 6.5.

Воздействие	Автотранспорт	Ж/д транспорт	Водный транспорт
Последствия для здоровья	460		36
Материальный ущерб	32		1
Экологический вред	10		6
Изменение климата	370		83
Всего	840	13	130
Топливные циклы	7	0.2	1.5
Последствия за рубежом	53	Не оценивалось	31
Итого	900	13	160

Таблица 4.  Коэффициенты ущерба от вредных выбросов в атмосферу в результате эксплуатации автомобильного транспорта, дизельного железнодорожного транспорта и водного транспорта, USD/т (в пересчете стоимости в FIM по курсу 1997 года). USD 1 = FIM 6.5.

Компонент выброса	Автотранспорт	Ж/д транспорт (дизельный)	Водный транспорт
	TA	HA	KE	TA	HA	KE
SO2	13 000	1 800	7 500	25 000	900	5 000	600
NOx	950	350	600	2 000	200	500	300
Частицы	98 000	3 100	51 000	85 000	2 300	15 000	6000
CO	20	1	20	20	1	3	2
Углеводороды	50	50	50	250	250	250	90
CO2	30	30	30	30	30	30	30

TA = населенные пункты, HA = малонаселенные районы, KE = среднее значение

Причины регистрации в населенных пунктах более высоких, по сравнению с малонаселенными районами, коэффициентов ущерба очевидны. Коэффициент ущерба для здоровья в значительной степени зависит от плотности населения. Еще одной причиной является нелинейный характер зависимости между объемами вредных выбросов и порождаемыми ими концентрациями. Важно, например, на какой высоте происходит выброс, и с какой скоростью движется транспортное средство. На практике многое зависит от того, где и как выброшена тонна загрязняющих веществ (кроме углекислого газа); при этом коэффициенты ущерба, приносимого разными видами транспорта, не могут быть одинаковыми.

Пример 2. Готовность платить за чистый воздух

Работа по изучению готовности платить (ГП) за чистый воздух включает  исследование, проведенное в Хельсинки в 1997 г. (Ekono Energy, 1998 г.). Этот проект осуществлялся в сотрудничестве между Министерством окружающей среды, компанией Finnra, компанией Helsinki Energy и Финским метеорологическим институтом (FMI). Главным элементом проекта стал анализ заполненных респондентами опросных листов, проводившийся по методу выявления субъективной оценки (Contingent Valuation Method (CVM)). Опросные листы были распространены среди двух тысяч жителей Хельсинки. Метод выявления субъективной оценки все шире применяется для изучения различных воздействий на окружающую среду.

Задача заключалась в том, чтобы выяснить, сколько респонденты готовы заплатить за предотвращение негативных последствий для здоровья, вызываемых определенными вредными агентами, встречающимися в атмосфере. Это была первая в Финляндии научная программа, направленная на анализ экономической стоимости ущерба, наносимого здоровью людей, и предусматривавшая проведение комплексного исследования по методу выявления субъективной оценки. Еще одной целью программы стало установление основополагающих факторов, на которых базируется готовность платить, а также выяснение того, насколько полученные значения соответствуют мировой исследовательской практике.

В исследовании описано восемь различных симптомов и заболеваний. Респондентам было предложено ответить на вопрос о том, сколько они готовы заплатить за предотвращение вызываемых ими неприятных и болезненных ощущений, а также о том, в какую сумму они оценивают потерянное свободное время, что, по сути, является субъективным компонентом единиц стоимости, соответствующих рассматриваемым заболеваниям. Кроме этого, в единицы стоимости была включена стоимость медицинских услуг и потерянного рабочего времени. Полученные результаты отражены в приведенной ниже таблице; в ней же указаны единицы стоимости, рекомендованные, в рамках проекта ExternE (значения за 1997 год). Некоторые из полученных результатов очень к ним близки, большинство из них довольно близки, а вот стоимость госпитализации существенно отличается от значения, рекомендованного в рамках проекта ExternE и основанного на результатах исследований, проводившихся в США. В целом различия, скорее всего, связаны с различиями в системах социального обеспечения и культурными факторами.

Таблица 5.  Единицы стоимости, полученные в ходе исследования по методу выявления субъективной, и значения, рекомендованные в рамках проекта ExternE (в пересчете стоимости в FIM, исходя из цен 1996 года). USD 1 = FIM 6.5.

Заболеваемость	Единица стоимости - USD -	Доля стоимости медицинского обслуживания и потерянного рабочего времени - % -	Предельная погрешность g = 1.4 - 1.6 - USD -	Значения ExternE - USD-
День проявления симптомов	15	35	6.6 – 33	6.6
День приступов астмы	19	17	8.2 – 54	32
День ограниченной активности	86	63	33 – 165	66
Посещение кабинета неотложной помощи	193	80	92 – 352	195
Период госпитализации	1 614	85	790 – 3 036	7 024
День проявления кашля у детей	32	19	13 – 83	6.2

Эти единицы стоимости были применены при изучении двух случаев. Один из них связан с внедрением установки десульфурации на тепловой электростанции  Hanasaari B, принадлежащей компании Helsinki Energy. Второй представляет собой теоретическое исследование, в котором рассматривается возможность заменить весь принадлежащий хельсинкской транспортной компании HKL парк городских автобусов, оснащенных дизельными двигателями, машинами, работающими на сжатом природном газе. В этом случае была использована методология Impact Pathway.

Пример 3. Экологические выгоды энергетической политики, предусматривающей контроль над содержанием CO₂ в выбросах в атмосферу

В таблице 6 обобщены оцененные в количественном выражении выгоды от сокращения стоимости ущерба, наносимого здоровью людей, урожаю сельскохозяйственных культур и материальным ценностям в результате вредных выбросов в атмосферу, производимых предприятиями энергетического сектора Финляндии. Оценка проводилась на основе двух разных сценариев (один из них предусматривает эксплуатацию предприятия в традиционном порядке, а другой – реализацию энергетической политики, направленной на приведение уровня CO₂ в производимых энергетическим предприятием выбросах в атмосферу в соответствие с уровнем 1990 г., как это предусмотрено для Финляндии Киотским протоколом). В 1997 году стоимость годового ущерба достигала приблизительно 200 миллионов Евро₂₀₀₀. Более 90% оцениваемого в количественном выражении ущерба приходится на ущерб, наносимый здоровью людей; последствия для урожая сельскохозяйственных культур и материальный ущерб, по сравнению с общим ущербом, невелики. По прогнозам, приблизительно 20% издержек, обусловленных этим ущербом, будет понесено на территории Финляндии. Помимо последствий, которые могут быть оценены в денежном выражении, выбросы в атмосферу, производимые энергетическим сектором, ведут к значительному расширению той части экосистемы, в которой имеет место превышение предельно допустимой нормы подкисления и эвтрофикации.

Таблица 6.  Экологические выгоды (в млн. Евро₂₀₀₀/год) от проведения энергетической политики, направленной на контроль уровня CO₂ в выбросах в атмосферу, в сравнении со сценарием, который предусматривает традиционный порядок работы энергетических предприятий (выгоды по категориям последствий, имеющих место в Европе в целом).

	Экологические преимущества сценария 2 перед сценарием 1	D между показателями за 2010 г. и контрольный 1997 г. в результате реализации сценария 1 (традиционный порядок эксплуатации)	D между показателями за 2010 г. и контрольный 1997 г. в результате реализации сценария 2 (контроль над уровнем CO2)
Потери урожая	1.7	0.5	- 1.2
Материалы	1.5	- 0.3	- 1.8
Заболеваемость	14.3	- 0.03	- 14.3
Смертность	33.6	- 2.0	- 35.6
Итого:	51.1	- 1.8	- 52.9
Расширение районов с превышением максимально допустимых норм загрязнения (км2)
Подкисление	3080	-226	-3306
Эвтрофикация	12700	1500	-11200

Библиография

European Commission (1997a): External Costs of Transport in ExternE. JOULE III Programme. Bickel B., Schmid S., Krewitt W. and Friedrich R. IER (ed.).

Gynther, L, Hдmekoski, K. and Otterstrцm, T. (1999a). Environmental costs of fuel emissions from Finnish railway traffic. Energia-Ekono Oy (Since 1.1.2000 Electrowatt-Ekono Oy). Publications of Finnish Rail Administration A 2/1999 (in Finnish)..

Gynther, L., Hдmekoski, K. and Torkkeli, S. (1999b). Environmental costs of fuel emissions from Finnish road traffic – Update of the 1996 study. Energia-Ekono Oy. Internal publications of Finnish National Road Administration 23/1999 (in Finnish)..

Gynther, L., Torkkeli, S. and Hдmekoski, K. (2000). Environmental costs of emissions from Finnish waterborne traffic. Electrowatt-Ekono Oy. Publications of Finnish Maritime Administration 3/2000 (in Finnish)..

Laurikka H., Torkkeli S. and Otterstrцm T. (2001). Environmental benefits – estimatioin and integration in decision-making – case energy policy scenario reducing CO₂ emissions. Electrowatt-Ekono Oy. Publications of the Ministry of the Environment, Finland (in Finnish).

Otterstrцm, T and Gynther L. (1999). Willingness to pay for better air quality including application to fuel conversion buses from diesel to natural gas. In proceedings of the TERA98 Conference: Externalities in the Urban Transport: Assessing and Reducing the Impacts. 27-29 October 1998, Milan, Italy