ПРИМЕНЕНИЕ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА И ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ МОНИТОРИНГА И ОЦЕНКИ РИСКОВ, СВЯЗАННЫХ С ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

Одним из ключевых способов минимизации рисков, связанных с химически опасными веществами, является мониторинг и оценка рисков. Мониторинг включает в себя регулярное тестирование и анализ веществ для выявления любых изменений или потенциальных рисков. Это может быть сделано с помощью отбора проб и анализа воздуха, воды, почвы или других образцов окружающей среды. Оценка риска включает в себя оценку потенциальных рисков, связанных с воздействием конкретного вещества. Это включает в себя такие факторы, как токсичность вещества, доза и продолжительность воздействия, а также способ воздействия (например, вдыхание, проглатывание или контакт с кожей).

Необходимость мониторинга и оценки рисков очевидна. Воздействие химически опасных веществ может вызвать острые или хронические последствия для здоровья, начиная от раздражения и аллергических реакций и заканчивая раком, репродуктивными проблемами и неврологическими расстройствами. Воздействие также может нанести вред экосистемам и дикой природе. Мониторинг и оценка рисков могут помочь выявить потенциальные опасности и предотвратить негативное воздействие на здоровье и окружающую среду.

Перечислим методы исследования: дедуктивная логика помогла на основе рассмотренных изданиях в разных странах сделать общий вывод о перспективах ИИ и ГИС  в мониторинге и оценки рисков. Анализ исследований зарубежных экспертов проводится достаточно широко для очертания образа будущего и обобщения перспектив применения новых технологий.

Цель данной статьи заключается в исследовании и анализе инновационных технологий, которые используются в области мониторинга и оценки риска опасных химических веществ.

Мониторинг и оценка рисков являются важнейшими компонентами многих нормативных актов и стандартов в отношении опасных веществ, включая согласованную на международном уровне систему классификации и маркировки химических веществ Организации Объединенных Наций [1] и регламент Европейского Союза по регистрации, оценке, разрешению и ограничению химических веществ [2]. Эти акты подчеркивают важность регулярного мониторинга и оценки рисков для обеспечения безопасного использования опасных веществ и минимизации негативного воздействия на здоровье человека и окружающую среду.

Мониторинг химически опасных веществ имеет решающее значение для обеспечения безопасного обращения, использования и утилизации этих веществ. Существует несколько типов методов мониторинга, используемых для оценки уровней опасных веществ в окружающей среде, а также воздействия этих веществ на отдельных лиц и группы населения. Тремя основными типами мониторинга являются непрерывный, периодический и случайный мониторинг.

Непрерывный мониторинг предполагает регулярное и продолжающееся измерение содержания опасных веществ в окружающей среде или в определенном месте. Этот тип мониторинга часто используется в промышленных условиях, где опасные вещества производятся или используются в больших количествах. Непрерывный мониторинг может помочь выявить потенциальные опасности и позволить принять немедленные меры по снижению рисков.

Периодический мониторинг включает регулярный и запланированный сбор проб из определенных мест для оценки уровней опасных веществ в окружающей среде. Этот тип мониторинга часто используется в ситуациях, когда существует известный или предполагаемый источник опасных веществ, таких как загрязненный участок. Периодический мониторинг может помочь отслеживать изменения уровней опасных веществ с течением времени и оценивать эффективность усилий по восстановлению.

Выборочный мониторинг включает в себя незапланированный и непредсказуемый сбор проб из различных мест для оценки уровней опасных веществ в окружающей среде. Этот тип мониторинга часто используется для оценки потенциального воздействия опасных веществ на отдельных лиц и группы населения. Выборочный мониторинг может дать более полную картину распределения опасных веществ в окружающей среде и выявить потенциальные источники воздействия.

Выбор метода мониторинга будет зависеть от конкретной ситуации и желаемых результатов. Непрерывный мониторинг может быть более целесообразным в промышленных условиях, в то время как периодический мониторинг может быть более целесообразным на загрязненных участках. Выборочный мониторинг может быть полезен для оценки уровней воздействия в сообществах или группах населения.

В промышленном секторе широко распространено использование опасных химических веществ, и несчастные случаи могут привести к серьезным последствиям. Например, взрыв на заводе по производству пестицидов в Бхопале в 1984 году привел к гибели более 3000 человек и серьезным последствиям для здоровья тысяч людей. Для предотвращения таких аварий решающее значение имеют непрерывный мониторинг и оценка рисков.

Машинное обучение и искусственный интеллект (ИИ) становятся все более популярными в различных областях, включая оценку рисков и мониторинг химически опасных веществ. Эти методы продемонстрировали большой потенциал в повышении точности и эффективности мониторинга и оценки рисков.

Одним из наиболее значительных преимуществ машинного обучения и искусственного интеллекта является их способность анализировать большие и сложные наборы данных. Это позволяет проводить всестороннюю оценку рисков и более точные прогнозы потенциальных опасностей. Кроме того, алгоритмы машинного обучения могут извлекать уроки из прошлых данных и со временем повышать их точность, что делает их ценными инструментами для непрерывного мониторинга.

Например, в исследовании [4] использовались алгоритмы машинного обучения для прогнозирования опасности для здоровья 1300 опасных химических веществ. Результаты показали, что подход к машинному обучению превзошел традиционные методы и смог идентифицировать ранее неизвестные опасности. В другом исследовании, [3], система искусственного интеллекта использовалась для мониторинга качества воздуха и обнаружения опасных загрязнителей в режиме реального времени. Система достигла высоких показателей точности и смогла своевременно выдавать предупреждения для предотвращения потенциальных рисков для здоровья.

Однако важно отметить, что методы машинного обучения и искусственного интеллекта по-прежнему имеют ограничения, и их результаты всегда должны проверяться экспертами. Как отмечают специалисты [4], "использование машинного обучения и искусственного интеллекта для мониторинга и оценки рисков должно дополнять экспертное суждение, а не заменять его".

Геоинформационные системы (ГИС) зарекомендовали себя как эффективные инструменты мониторинга и оценки рисков, связанных с различными опасными веществами. ГИС позволяет интегрировать пространственные данные, которые включают местоположение источников загрязнения, демографические данные, условия окружающей среды и данные об инфраструктуре. Такая интеграция данных может помочь в выявлении потенциальных путей воздействия, оценке рисков для здоровья человека и окружающей среды и разработке стратегий управления.

Согласно исследованию [5], ГИС используется для различных ситуаций, таких как определение районов, подверженных риску воздействия опасных веществ, прогнозирование рассеивания загрязняющих веществ и оценка потенциального воздействия стихийных бедствий на здоровье человека и окружающую среду. Кроме того, ГИС может помочь в разработке планов реагирования на чрезвычайные ситуации, определяя области, требующие особого внимания, и соответствующим образом распределяя силы и средства.

В заключение, машинное обучение и искусственный интеллект обладают большим потенциалом для улучшения мониторинга и оценки рисков, связанных с химически опасными веществами. Однако, они всегда должны использоваться в сочетании с экспертным заключением и традиционными методами для обеспечения точных и надежных результатов. Кроме того, использование ГИС для мониторинга и оценки риска опасных веществ доказало свою эффективность. ГИС обеспечивает интеграцию пространственных данных и может помочь в выявлении потенциальных путей воздействия опасности, оценке рисков для здоровья человека и окружающей среды и разработке стратегий управления.