Статистика и выполнение требований законодательства
Измерение воздействий загрязнённого воздуха на рабочих в производственных условиях - история вопроса.
Чтобы наиболее адекватно обеспечить (насколько это возможно) чтобы у рабочих не возникали профзаболевания и/или инвалидность, в США установлены ограничения вредного воздействия (29 CFR 1910 подчасть Z), обязательные для выполнения (работодателем). В связи с наличием этих требований государство должно принимать меры для их выполнения. Dunkan (1-5) определил такие мероприятия как все действия, проводимые государственными органами для достижения желаемого уровня качества. Для OSHA, согласно закону об охране труда 1970г, эти шаги включают рассмотрение дел в суде, техническую оценку и рекомендуемые добровольные программы выполнения требований.
Самый простой юридически-правовой подход к выполнению этих требований выглядит так: Разрабатывается способ отбора проб и их анализа для определения воздействия на рабочего (рабочих). Его используют для определения воздействия на рабочих. Если измеренное воздействие превышает установленное ограничение, то это считается нарушением законодательства. Такой упрощённый подход не учитывает количество и длительность измерений, и случайные отклонения при отборе проб и при их анализе. Также не учитывается, сколько нужно сделать измерений (государственному инспектору или работодателю) для получения требуемой эффективности программы измерений.
Например, если инспектор обнаружит, что средняя концентрация (загрязнений) в воздухе при проведении 5 замеров в течение всей смены составляет 105 ppm, а стандарт ограничивает её 100 ppm, то с чисто юридической точки зрения инспектор обязан оформить повестку в суд. Предположим, что повестка будет оспорена, и инспектора спросят - уверен ли он, что результаты его измерений показывают, что произошло нарушение стандарта. Если инспектор осведомлён о статистике, которая легла в основу отбора проб воздуха, он (по закону) ответит ''Да'', но на самом деле - ''Я не знаю''. Поэтому важно, чтобы проведение измерений производственных воздействий проводилось с помощью статистически-обоснованных планов измерений, и чтобы решения принимались со статистическим обоснованием - чтобы результаты измерений статистически обоснованно показывали, происходит ли нарушение требований законодательства.
Tomlinson (1-6) в 1957г в английских угольных шахтах для определения того, выполняются ли выполнения требования, использовал идею (проведения) последовательных проверок концентраций загрязнений. Он отметил большое непостоянство средних концентраций пыли как в течение смены, так и средних концентраций за смену (при сравнивании разных смен).
Roach (1-7, 1-8) для определения того, выполняются ли установленные ограничения воздействия, использовал идею применения верхнего доверительного предела для средних арифметических значений у серии кратковременных замеров. Но он предполагал, что значения измеряемой величины соответствуют нормальному распределению, в то время как правильнее предполагать, что они соответствуют логарифмически-нормальному распределению. Roach сделал очень важное замечание - что любые измерения, вне зависимости от качества их проведения, являются всего лишь оценкой реальной средней концентрации в производственных условиях.
Впервые предложение использовать статистику было сделано NIOSH для определения выполнения требований, ограничивающих воздействие CO (1-9). К сожалению, предложенный способ обработки результатов серии кратковременных замеров основывался на предположении о нормальном распределении результатов измерений, и он был неподходящим.
В Федеральном законодательстве (Federal regulations) есть прецедент, когда статистические методы включались в стандарты по охране труда и по выпуску продукции. Эти методы давались и для программ проверки государственными инспекторами, и для программ наблюдения, проводимых частными компаниями. В несколько стандартов (по продукции) комиссия Consumer Product Safety Commission (CPSC) включила очень конкретные планы отбора проб и принятия решений.
Стандарт по горючести матрасов (FF 4-72 Flammability Standard for Mattresses) (1-10) даёт подробные указания (требования), относящиеся к программе выполнения установленных требований изготовителем, и он позволяет промышленности предложить альтернативные планы отбора проб. Комиссия считает, что (выполнение) этих планов защитит людей от чрезмерного риска, и что они обоснованы, технологически достижимы и приемлемы. Поставленными целями является выполнение всех планов отбора проб и принятия решений.
Комиссия учитывает нагрузку на контролирующие государственные органы по выявлению нарушений, и (требует) показать наличие нарушения с (заданной) высокой степенью вероятности. Комиссия включила план последовательного отбора проб при проверке (веществ), раздражающих глаза (16 CFR 1500.42) (1-11) и таблицу для размера партии, размера выборки и доли негативных результатов для треснувших шаров в 16 CFR 1500.86 (1-12).
Минздрав США разработал стандарт для питьевой воды (42 CFR 72, подчасть J) в котором определена минимальная частота отбора проб и порядок принятия решений. Стандарт Министерства продовольствия и медикаментов (FDA) по очкам (прочность при ударе 21 CFR 3.84) указывает, что изготовитель должен проверять статистически-значимое количество линз из каждой изготовленной партии.
В области промышленной гигиены, NIOSH требует, чтобы изготовители сертифицированных индикаторных трубок для разных газов обязательно проводили программу контроля качества, во многих отношениях схожей с описанной в MIL-Q9858A (Требования к программе контроля качества), но добавляют требование - использовать план отбора образцов из MIL-STD-105D или MIL-STD-414. Процедуры сертификации в NIOSH отчасти основаны на использовании этих систем отбора образцов. Также институт предлагает использовать схожие программы контроля качества изготовителям СИЗ (42 CFR 83) и шумомеров (42 CFR 82).
Агентство по охране окружающей среды (EPA) не включает статистические методы для анализа результатов измерения загрязнённости воздуха в свои нормативные документы, и не делает ссылки на них. Но Larsen (из ЕРА) обсуждает эту проблему в техническом отчёте ЕРА (1-13). Рассел Трэйн, директор ЕРА, выразил желание, чтобы в стандартах по охране окружающей среды использовались стандартные статистические методы для определения достоверности/значимости результатов измерений (1-14). Он считает, что при определении загрязнённости окружающей среды должен использоваться метод статистического контроля качества.
В статье (1-15) ставится под сомнение точность результатов измерений загрязнённости воздуха с помощью шкалы Рингельмана, проводимая одним наблюдателем. Сделан вывод, что низкая точность не позволяет точно выполнить проверку соблюдения требований законодательства, когда его требования строгие. Приводится таблица вероятности (выдачи) повестки в суд (при нарушении требований) (%) для зависимости реальной плотности дыма от максимальной возможной плотности. Большая часть таких статей, основанных на статистике, будет, вероятно, опубликована как (обсуждение) статистических аспектов выполнения ограничений загрязнённости воздуха.
Нужно подчеркнуть, что разработанные OSHA стандарты по охране труда (1.4), обязательные для выполнения работодателем, не требуют[1] от него использования статистических методов из главы 4 этого руководства при принятии решений о измерении воздействия на сотрудников. Но считается, что добросовестный работодатель захочет использовать эти методы для дополнительной защиты своих рабочих. OSHA рассматривает включение этих статистических методов в свои (документы, определяющие порядок) выявления нарушения требований.
Наконец, считается, что статистические методы будут чаще использоваться в судебных делах, затрагивающих измерения загрязнённости (воздуха): статья (1-16) рассматривает практические аспекты использования статистики в судах, а статья (1-17) обсуждает применение статистики для определения нарушений ограничений Федерального стандарта по воздействию угольной пыли.
Ссылки
1-1. American Conference of Governmental Industrial Hygienists: TLVss – Threshold Limit Values for Chemical Substances in the Workroom Environment with Intended Changes. American Conference of Governmental Industrial Hygienists, P.O. Box 1937, Cincinnati, Ohio 45201, published annually.
1-2. American Conference of Governmental Industrial Hygienists: Documentation of the Threshold Limit Values for Substances in Workroom Air. American Conference of Governmental Industrial Hygienists, P.O. Box 1937, Cincinnati, Ohio 45201, published annually.
1-3. Snedecor GW and WG Cochran: Statistical Methods. The Iowa State University Press, Ames, Iowa, p.3, 1967.
1-4. Armitage P.: Statistical Methods in Medical Research. John Wiley and Sons, New York, NY, p. 2, 1971.
1-5. Duncan AJ: Enforsement of Government Mandatory Product Standards. ASTM Standerdization News, 2(4):12-15, 1974.
1-6. Tomlinson RC: Simple Sequential Procedure to test Whether Average Conditions Achieve a Certain Standard. Applied Statistics, 6:198-207, 1957.
1-7. Roach SA: Testing Compliance with the ACGIH Threshold Limit Values for Respirable Dusts Evaluated by Count. Transactions of American Conference of Governmental Industrial Hygienists, pp. 27-29, 1966.
1-8. Roach SA, EF Baier, HE Ayer and RL Harris: Testing Compliance with Threshold Limit Values for Respirable Dusts. American Industrial Hygiene Association Journal, 23:74-82, 1967.
1-9. US Department of Health, Education and Disease CONTROL, National Institute for Occupational Safety and Health: Occupational Exposure to Carbon Monooxide. NIOSH HSM 73-1100, VIII-2. GPO No 1733-00006, 1972.
1-10. Federal Register. 38 (No. 110), 15095-15100, June 8, 1973.
1-11. Federal Register. 38 (No. 187), 27019, September 27, 1973.
1-12. Federal Register. 38 (No. 187), 27027, September 27, 1973.
1-13. Larsen RI: A Mathematical Model for Relating Air Quality Measurements to Air Quality Standards. US Environmental Protection Agency. AP-89, 1971.
1-14. Train RE: The Need for Sound Standards for Environmental Improvement. Remarks given before the National Conference of Standards for Environmental Improvement, Washingtin, DC, February 20, 1974.
1-15. Smoke Readings Vary with Observers. Electrical World, January 15, 1971.
1-16. Katz L: Presentation of a Confidence Interval Estimate As Evidence in a Legal Proceeding. American Statistician, 29(4):138-142, 1975.
1-17. Corn M: Remarks on Determination of Non-compliance with the Respirable Dust Standard, Federal Coal Mine Health and Safety Act of 1969. American Industrial Hygiene Association Journal, 36:404-407, 1975.
Литература, рекомендуемая для чтения к Главе 1
Стандарты ANSI (1430 Broadway, New York, NY 10018):
Benzene (Z37.4-1969)
Beryllium and beryllium compounds (Z37.5-1970)
Cadmium dust (as Cd) (Z37.5-1970)
Carbon disulfide (Z37.3-1968)
Carbon tetrachloride (Z37.17-1967)
Ethylene dibromide (Z37.31-1970)
Ethylene dichloride (Z37.21-1969)
Formaldehyde (Z37.16-1967)
Hydrogen fluoride (Z37.28-1969)
Fluoride as dust (Z37.28-1968)
Lead and its inorganic compounds (Z37.11-1969)
Methyl chloride (Z37.18-1969)
Methylene chloride (Z37.23-1969)
Organo(alkyl)mercury (Z37.30-1969)
Styrene (Z37.12-1969)
Tetrachloroethylene (Z37.22-1967)
Toluene (Z37.12-1967)
Hydrogen sulfide (Z37.2-1968)
Mercury (Z37.8-1971)
Эти стандарты (в современной редакции) есть на сайте www.osha.gov → Regulations 29 CFR 1910 …
US Department of Health, Education and Welfare, Public Health Service, Center for Disease Control, National Institute for Occupational Safety and Health: Registry of Toxic Effects of Chemical Substances. Superintendent of Documents, US Governmental Printing Office, Washington, DC 20402, published annually.
US Department of Health, Education and Welfare, Public Health Service, Center for Disease Control, National Institute for Occupational Safety and Health: Suspected Carcinogens. Superintendent of Documents, US Governmental Printing Office, Washington, DC 20402, published annually.
Maroney MJ: Facts From Figures. A good introduction to the practical application of statistics. Penguin Books, Baltimore, Md, 1951.
Natrella MG: Experimental Statistics. National Bureau of Standards Handbook 91. Governmental Printing Office, Washington, DC 20402, 1963.
[1] Сейчас инструкция для государственных (OSHA) инспекторов по охране труда описывает порядок выполнения проверки - измерения загрязнённости вдыхаемого воздуха - именно так, как описано в этом руководстве. Поэтому, хотя работодатель напрямую не обязан использовать описанные здесь методы, но проверка того, выполняет ли он требования (ограничения загрязнённости), будет проводиться в соответствии с ними.
Полезная информация:
Измерение воздействий загрязнённого воздуха на рабочих в производственных условиях - история вопроса.
Чтобы наиболее адекватно обеспечить (насколько это возможно) чтобы у рабочих не возникали профзаболевания и/или инвалидность, в США установлены ограничения вредного воздействия (29 CFR 1910 подчасть Z), обязательные для выполнения (работодателем). В связи с наличием этих требований государство должно принимать меры для их выполнения. Dunkan (1-5) определил такие мероприятия как все действия, проводимые государственными органами для достижения желаемого уровня качества. Для OSHA, согласно закону об охране труда 1970г, эти шаги включают рассмотрение дел в суде, техническую оценку и рекомендуемые добровольные программы выполнения требований.
Самый простой юридически-правовой подход к выполнению этих требований выглядит так: Разрабатывается способ отбора проб и их анализа для определения воздействия на рабочего (рабочих). Его используют для определения воздействия на рабочих. Если измеренное воздействие превышает установленное ограничение, то это считается нарушением законодательства. Такой упрощённый подход не учитывает количество и длительность измерений, и случайные отклонения при отборе проб и при их анализе. Также не учитывается, сколько нужно сделать измерений (государственному инспектору или работодателю) для получения требуемой эффективности программы измерений.
Например, если инспектор обнаружит, что средняя концентрация (загрязнений) в воздухе при проведении 5 замеров в течение всей смены составляет 105 ppm, а стандарт ограничивает её 100 ppm, то с чисто юридической точки зрения инспектор обязан оформить повестку в суд. Предположим, что повестка будет оспорена, и инспектора спросят - уверен ли он, что результаты его измерений показывают, что произошло нарушение стандарта. Если инспектор осведомлён о статистике, которая легла в основу отбора проб воздуха, он (по закону) ответит ''Да'', но на самом деле - ''Я не знаю''. Поэтому важно, чтобы проведение измерений производственных воздействий проводилось с помощью статистически-обоснованных планов измерений, и чтобы решения принимались со статистическим обоснованием - чтобы результаты измерений статистически обоснованно показывали, происходит ли нарушение требований законодательства.
Tomlinson (1-6) в 1957г в английских угольных шахтах для определения того, выполняются ли выполнения требования, использовал идею (проведения) последовательных проверок концентраций загрязнений. Он отметил большое непостоянство средних концентраций пыли как в течение смены, так и средних концентраций за смену (при сравнивании разных смен).
Roach (1-7, 1-8) для определения того, выполняются ли установленные ограничения воздействия, использовал идею применения верхнего доверительного предела для средних арифметических значений у серии кратковременных замеров. Но он предполагал, что значения измеряемой величины соответствуют нормальному распределению, в то время как правильнее предполагать, что они соответствуют логарифмически-нормальному распределению. Roach сделал очень важное замечание - что любые измерения, вне зависимости от качества их проведения, являются всего лишь оценкой реальной средней концентрации в производственных условиях.
Впервые предложение использовать статистику было сделано NIOSH для определения выполнения требований, ограничивающих воздействие CO (1-9). К сожалению, предложенный способ обработки результатов серии кратковременных замеров основывался на предположении о нормальном распределении результатов измерений, и он был неподходящим.
В Федеральном законодательстве (Federal regulations) есть прецедент, когда статистические методы включались в стандарты по охране труда и по выпуску продукции. Эти методы давались и для программ проверки государственными инспекторами, и для программ наблюдения, проводимых частными компаниями. В несколько стандартов (по продукции) комиссия Consumer Product Safety Commission (CPSC) включила очень конкретные планы отбора проб и принятия решений.
Стандарт по горючести матрасов (FF 4-72 Flammability Standard for Mattresses) (1-10) даёт подробные указания (требования), относящиеся к программе выполнения установленных требований изготовителем, и он позволяет промышленности предложить альтернативные планы отбора проб. Комиссия считает, что (выполнение) этих планов защитит людей от чрезмерного риска, и что они обоснованы, технологически достижимы и приемлемы. Поставленными целями является выполнение всех планов отбора проб и принятия решений.
Комиссия учитывает нагрузку на контролирующие государственные органы по выявлению нарушений, и (требует) показать наличие нарушения с (заданной) высокой степенью вероятности. Комиссия включила план последовательного отбора проб при проверке (веществ), раздражающих глаза (16 CFR 1500.42) (1-11) и таблицу для размера партии, размера выборки и доли негативных результатов для треснувших шаров в 16 CFR 1500.86 (1-12).
Минздрав США разработал стандарт для питьевой воды (42 CFR 72, подчасть J) в котором определена минимальная частота отбора проб и порядок принятия решений. Стандарт Министерства продовольствия и медикаментов (FDA) по очкам (прочность при ударе 21 CFR 3.84) указывает, что изготовитель должен проверять статистически-значимое количество линз из каждой изготовленной партии.
В области промышленной гигиены, NIOSH требует, чтобы изготовители сертифицированных индикаторных трубок для разных газов обязательно проводили программу контроля качества, во многих отношениях схожей с описанной в MIL-Q9858A (Требования к программе контроля качества), но добавляют требование - использовать план отбора образцов из MIL-STD-105D или MIL-STD-414. Процедуры сертификации в NIOSH отчасти основаны на использовании этих систем отбора образцов. Также институт предлагает использовать схожие программы контроля качества изготовителям СИЗ (42 CFR 83) и шумомеров (42 CFR 82).
Агентство по охране окружающей среды (EPA) не включает статистические методы для анализа результатов измерения загрязнённости воздуха в свои нормативные документы, и не делает ссылки на них. Но Larsen (из ЕРА) обсуждает эту проблему в техническом отчёте ЕРА (1-13). Рассел Трэйн, директор ЕРА, выразил желание, чтобы в стандартах по охране окружающей среды использовались стандартные статистические методы для определения достоверности/значимости результатов измерений (1-14). Он считает, что при определении загрязнённости окружающей среды должен использоваться метод статистического контроля качества.
В статье (1-15) ставится под сомнение точность результатов измерений загрязнённости воздуха с помощью шкалы Рингельмана, проводимая одним наблюдателем. Сделан вывод, что низкая точность не позволяет точно выполнить проверку соблюдения требований законодательства, когда его требования строгие. Приводится таблица вероятности (выдачи) повестки в суд (при нарушении требований) (%) для зависимости реальной плотности дыма от максимальной возможной плотности. Большая часть таких статей, основанных на статистике, будет, вероятно, опубликована как (обсуждение) статистических аспектов выполнения ограничений загрязнённости воздуха.
Нужно подчеркнуть, что разработанные OSHA стандарты по охране труда (1.4), обязательные для выполнения работодателем, не требуют[1] от него использования статистических методов из главы 4 этого руководства при принятии решений о измерении воздействия на сотрудников. Но считается, что добросовестный работодатель захочет использовать эти методы для дополнительной защиты своих рабочих. OSHA рассматривает включение этих статистических методов в свои (документы, определяющие порядок) выявления нарушения требований.
Наконец, считается, что статистические методы будут чаще использоваться в судебных делах, затрагивающих измерения загрязнённости (воздуха): статья (1-16) рассматривает практические аспекты использования статистики в судах, а статья (1-17) обсуждает применение статистики для определения нарушений ограничений Федерального стандарта по воздействию угольной пыли.
Ссылки
1-1. American Conference of Governmental Industrial Hygienists: TLVss – Threshold Limit Values for Chemical Substances in the Workroom Environment with Intended Changes. American Conference of Governmental Industrial Hygienists, P.O. Box 1937, Cincinnati, Ohio 45201, published annually.
1-2. American Conference of Governmental Industrial Hygienists: Documentation of the Threshold Limit Values for Substances in Workroom Air. American Conference of Governmental Industrial Hygienists, P.O. Box 1937, Cincinnati, Ohio 45201, published annually.
1-3. Snedecor GW and WG Cochran: Statistical Methods. The Iowa State University Press, Ames, Iowa, p.3, 1967.
1-4. Armitage P.: Statistical Methods in Medical Research. John Wiley and Sons, New York, NY, p. 2, 1971.
1-5. Duncan AJ: Enforsement of Government Mandatory Product Standards. ASTM Standerdization News, 2(4):12-15, 1974.
1-6. Tomlinson RC: Simple Sequential Procedure to test Whether Average Conditions Achieve a Certain Standard. Applied Statistics, 6:198-207, 1957.
1-7. Roach SA: Testing Compliance with the ACGIH Threshold Limit Values for Respirable Dusts Evaluated by Count. Transactions of American Conference of Governmental Industrial Hygienists, pp. 27-29, 1966.
1-8. Roach SA, EF Baier, HE Ayer and RL Harris: Testing Compliance with Threshold Limit Values for Respirable Dusts. American Industrial Hygiene Association Journal, 23:74-82, 1967.
1-9. US Department of Health, Education and Disease CONTROL, National Institute for Occupational Safety and Health: Occupational Exposure to Carbon Monooxide. NIOSH HSM 73-1100, VIII-2. GPO No 1733-00006, 1972.
1-10. Federal Register. 38 (No. 110), 15095-15100, June 8, 1973.
1-11. Federal Register. 38 (No. 187), 27019, September 27, 1973.
1-12. Federal Register. 38 (No. 187), 27027, September 27, 1973.
1-13. Larsen RI: A Mathematical Model for Relating Air Quality Measurements to Air Quality Standards. US Environmental Protection Agency. AP-89, 1971.
1-14. Train RE: The Need for Sound Standards for Environmental Improvement. Remarks given before the National Conference of Standards for Environmental Improvement, Washingtin, DC, February 20, 1974.
1-15. Smoke Readings Vary with Observers. Electrical World, January 15, 1971.
1-16. Katz L: Presentation of a Confidence Interval Estimate As Evidence in a Legal Proceeding. American Statistician, 29(4):138-142, 1975.
1-17. Corn M: Remarks on Determination of Non-compliance with the Respirable Dust Standard, Federal Coal Mine Health and Safety Act of 1969. American Industrial Hygiene Association Journal, 36:404-407, 1975.
Литература, рекомендуемая для чтения к Главе 1
Стандарты ANSI (1430 Broadway, New York, NY 10018):
Benzene (Z37.4-1969)
Beryllium and beryllium compounds (Z37.5-1970)
Cadmium dust (as Cd) (Z37.5-1970)
Carbon disulfide (Z37.3-1968)
Carbon tetrachloride (Z37.17-1967)
Ethylene dibromide (Z37.31-1970)
Ethylene dichloride (Z37.21-1969)
Formaldehyde (Z37.16-1967)
Hydrogen fluoride (Z37.28-1969)
Fluoride as dust (Z37.28-1968)
Lead and its inorganic compounds (Z37.11-1969)
Methyl chloride (Z37.18-1969)
Methylene chloride (Z37.23-1969)
Organo(alkyl)mercury (Z37.30-1969)
Styrene (Z37.12-1969)
Tetrachloroethylene (Z37.22-1967)
Toluene (Z37.12-1967)
Hydrogen sulfide (Z37.2-1968)
Mercury (Z37.8-1971)
Эти стандарты (в современной редакции) есть на сайте www.osha.gov → Regulations 29 CFR 1910 …
US Department of Health, Education and Welfare, Public Health Service, Center for Disease Control, National Institute for Occupational Safety and Health: Registry of Toxic Effects of Chemical Substances. Superintendent of Documents, US Governmental Printing Office, Washington, DC 20402, published annually.
US Department of Health, Education and Welfare, Public Health Service, Center for Disease Control, National Institute for Occupational Safety and Health: Suspected Carcinogens. Superintendent of Documents, US Governmental Printing Office, Washington, DC 20402, published annually.
Maroney MJ: Facts From Figures. A good introduction to the practical application of statistics. Penguin Books, Baltimore, Md, 1951.
Natrella MG: Experimental Statistics. National Bureau of Standards Handbook 91. Governmental Printing Office, Washington, DC 20402, 1963.
[1] Сейчас инструкция для государственных (OSHA) инспекторов по охране труда описывает порядок выполнения проверки - измерения загрязнённости вдыхаемого воздуха - именно так, как описано в этом руководстве. Поэтому, хотя работодатель напрямую не обязан использовать описанные здесь методы, но проверка того, выполняет ли он требования (ограничения загрязнённости), будет проводиться в соответствии с ними.
Полезная информация: