Фрагмент документа "СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ В СВЯЗИ С СОСТОЯНИЕМ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ И УСЛОВИЯМИ ПРОЖИВАНИЯ НАСЕЛЕНИЯ. КРИТЕРИИ УСТАНОВЛЕНИЯ УРОВНЕЙ МИНИМАЛЬНОГО РИСКА ЗДОРОВЬЮ НАСЕЛЕНИЯ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ".
3. Оценка уровней минимального риска при многосредовых
воздействиях химических веществ
3.1. Для условий так называемой кумулятивной экспозиции,
характеризующейся возможностью одновременного поступления химических
веществ всеми возможными путями (ингаляционно, перорально, накожно) из
всех реально воздействующих сред (водопроводная вода, атмосферный
воздух и воздух помещений, почва, вода водных объектов, используемых
для рекреационных целей, пищевые продукты), расчет суммарных
экспозиционных доз и суммарных рисков осуществляется для групп
веществ, оказывающих воздействие на одни те же критические органы
(системы) организма. При одновременном воздействии химических
канцерогенов их возможные эффекты суммируются для расчета
индивидуальных и популяционных рисков. Более подробно эти вопросы
освещены в ранее вышедших методических рекомендациях Центра
госсанэпиднадзора в г. Москве, а также монографии под редакцией
Рахманина Ю.А. и Онищенко Г.Г.
3.2. В основе установления уровней минимального риска лежит
предварительный расчет суммарной экспозиции, воздействию которой
подвергается население (дети и взрослые), проживающее на анализируемой
территории. В частности, при анализе канцерогенных эффектов
используется табл. 2.
Таблица 2
СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ДЛЯ АНАЛИЗА КАНЦЕРОГЕННОГО РИСКА
ПРИ МНОГОМАРШРУТНОЙ, МНОГОСРЕДОВОЙ ЭКСПОЗИЦИИ
J-ГО ХИМИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА
------------------------------------------------------------
|Путь |Объекты окружающей среды |
|поступления |---------------------------------------------|
| |Воздух|Почва|Питьевая|Открытый|Продукты|Сумма|
| | | |вода |водоем | | |
|------------|------|-----|--------|--------|--------|-----|
|Ингаляция |CRai |CRsi |CRwi |CRri | - |CRi |
|------------|------|-----|--------|--------|--------|-----|
|Перорально | - |CRso |CRwo |CRro |CRfo |CRo |
|------------|------|-----|--------|--------|--------|-----|
|Накожно | - |CRsd |CRwd |CRrd | - |CRd |
|------------|------|-----|--------|--------|--------|-----|
|Сумма |CRa |CRs |CRw |CRr |CRf |CRsum|
------------------------------------------------------------
Примечание. CR - индивидуальный дополнительный канцерогенный
риск. Индексы относятся к различным объектам и путям поступления
вещества: i - ингаляция, o - перорально, d - накожно, a - воздух, s -
почва, w - питьевая вода, r - открытый водоем (рекреационное
использование), f - продукты питания. Величина CRsum отражает
суммарный канцерогенный риск при поступлении j-го вещества разными
путями из разных сред.
Аналогичная таблица составляется и для веществ, оказывающих
общетоксический эффект на одни и те же критические органы/системы
организма (табл. 3).
Таблица 3
ПРИМЕР РАСЧЕТА ИНДЕКСА ОПАСНОСТИ ПРИ КОМПЛЕКСНОМ
МНОГОСРЕДОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
--------------------------------------------------------
|Среда/путь |Ингаляционно|Перорально|Накожно |Сумма |
|воздействия | | | | |
|------------|------------|----------|--------|--------|
|Атмосферный |HQai | - | - |HIa |
|воздух | | | | |
|------------|------------|----------|--------|--------|
|Питьевая |HQwi |HQwo |HQwd |HIw |
|вода | | | | |
|------------|------------|----------|--------|--------|
|Почва |HQsi |HQso |HQsd |HIS |
|------------|------------|----------|--------|--------|
|Сумма |HIi |HIo |Hid |HItotal |
--------------------------------------------------------
Примечание. a - атмосферный воздух, w - питьевая вода, s - почва,
i - ингаляционное поступление, o - пероральное поступление, d -
накожное воздействие, HI = C / RfC или D / RfD, где C, D -
концентрация или доза вещества, RfC, RfD - референтные (безопасные)
концентрация и доза.
Далее выбираются те объекты окружающей среды, в которых можно
добиться наиболее эффективного снижения уровня загрязнения (например,
загрязненная почва). Исходя из того, что конечная величина риска после
проведения всего комплекса оздоровительных и природоохранных
мероприятий должна достичь установленного целевого (приемлемого)
уровня, значения допустимых региональных уровней воздействия
устанавливаются на таком уровне, при котором этот уровень становится
реально достижимым.
3.3. Методика обоснования регионального уровня минимального риска
основана на следующих основных положениях.
Уровень индивидуального пожизненного канцерогенного риска при
воздействии вещества в дозе LADD равен:
CR = LADD x SF,
где:
LADD - среднесуточная доза в течение жизни, мг/(кг x день); SF -
-1
фактор наклона [мг/(кг x день)] .
При использовании величины единичного риска (UR) расчетная
формула приобретает следующий вид:
CR = C x UR,
где:
C - средняя концентрация вещества в исследуемом объекте
окружающей среды за весь период усреднения экспозиции (питьевая вода,
мг/л; воздух, мг/куб. м);
UR - единичный риск для воды (риск на 1 мг/л) или воздуха (риск
на 1 мг/куб. м).
Стандартное уравнение для расчета LADD имеет следующий вид:
LADD = [C х CR x ED x EF] / [BW x AT x 365],
где:
LADD - средняя суточная доза или поступление (I), мг/(кг x день);
C - концентрация вещества в загрязненной среде, мг/л, мг/куб. м,
мг/кв. см, мг/кг;
CR - скорость поступления воздействующей среды (питьевой воды,
воздуха, продуктов питания и т.д.), л/день, куб. м/день, кг/день и
др.;
ED - продолжительность воздействия, лет;
EF - частота воздействия, дней/год;
BW - масса тела человека, кг;
AT - период усреднения экспозиции (для канцерогенов AT = 70 лет);
365 - число дней в году.
Канцерогенный риск при комплексном поступлении химического
вещества различными путями (перорально, накожно, ингаляционно) и при
комбинированном воздействии нескольких химических соединений
рассматривается как аддитивный. При воздействии нескольких
канцерогенов суммарный канцерогенный риск для данного пути поступления
(например, перорального или ингаляционного) рассчитывается по формуле:
CR = SUM CR ,
T j
где:
CR - общий канцерогенный риск для пути поступления T;
T
CR - канцерогенный риск отдельных канцерогенных веществ при
j
данном пути поступления.
Характеристика риска развития неканцерогенных эффектов проводится
на основе расчета коэффициента опасности:
HQ = AD / RfD или HQ = AC / RfC,
где:
HQ - коэффициент опасности;
AD - средняя суточная доза за период воздействия, мг/кг;
AD - средняя концентрация, мг/куб. м;
RfD - референтная (безопасная) доза, мг/кг;
RfC - референтная (безопасная) концентрация, мг/куб. м.
Характеристика риска при комбинированном и комплексном
воздействии химических соединений проводится на основе расчета индекса
опасности (HI). Индекс опасности для условий одновременного
поступления нескольких веществ одним и тем же путем (например,
ингаляционным или пероральным) рассчитывается по формуле:
HI = SUM HQ ,
i
где:
HQ - коэффициенты опасности для отдельных компонентов смеси
i
воздействующих веществ.
При комплексном поступлении химического вещества в организм
человека из окружающей среды одновременно несколькими путями, а также
при многосредовом и многомаршрутном воздействии критерием риска
является суммарный индекс опасности (THI):
THI = SUM HI ,
j
где:
HI - индексы опасности для отдельных путей поступления или
j
отдельных маршрутов воздействия.
Например, при одновременном поступлении вещества a ингаляционно и
перорально индекс опасности будет равен:
THI = C / RfC + D / RfD,
a o
где:
C - оцениваемая концентрация вещества в воздухе (мг/куб. м);
a
D - доза, получаемая пероральным путем (мг/кг).
o
Оценка опасности при комплексном поступлении осуществляется без
учета коэффициентов поглощения веществ в органах дыхания и
желудочно-кишечном тракте, т.е. на основе воздействующих доз и
концентраций. Это обусловлено тем, что величины безопасных уровней
воздействия химических веществ (RfD, RfC) всегда устанавливаются как
экспозиционные (воздействующие), а не поглощенные дозы.
При накожном воздействии химических веществ, как правило,
оценивается величина поглощенной дозы, методы расчета которой
приведены в подготовленных Методических рекомендациях "Расчет доз при
оценке риска многосредового воздействия химических веществ", а также
работе С.М. Новикова (1999 г.). В связи с отсутствием данных о
безопасных уровнях при накожном воздействии для большинства
приоритетных химических веществ в качестве ориентировочной меры
допустимого накожного воздействия (RfDd) используется величина
поглощенной дозы, рассчитанной исходя из референтной дозы (RfDo) при
пероральном пути поступления:
RfDd = RfDo/GIABS,
где:
GIABS - коэффициент абсорбции в желудочно-кишечном тракте.
Расчет индексов опасности, как правило, проводится с учетом
критических органов/систем, поражаемых исследуемыми веществами. Как
свидетельствуют результаты научных исследований, при воздействии
компонентов смеси на одни и те же органы или системы организма
наиболее вероятным типом их комбинированного действия является
суммация (аддитивность). Данное правило далеко не универсально, так
как не учитывает возможных различий в тонких механизмах специфического
действия компонентов смеси, а также локальных вредных реакций в месте
первичного контакта вещества с организмом (например, на слизистых
оболочках дыхательных путей или желудка). Вместе с тем по мнению
международных и зарубежных экспертов подобный подход хотя и достаточно
консервативен, так как может преувеличивать опасность для здоровья,
однако является более предпочтительным по сравнению с раздельной,
независимой оценкой каждого из компонентов или признанием всех
компонентов аддитивно действующими. Применение рассматриваемого
подхода в системе социально-гигиенического мониторинга существенно
расширяет возможности для прогноза возможных изменений в состоянии
здоровья населения, а также поиска связей между качеством окружающей
среды и показателями здоровья.
Задача установления региональных уровней минимального риска по
сути дела состоит в определении той суммарной дозы вещества и ее
составляющих, при которой не будет превышено значение принятого
регионального целевого риска. Например, для канцерогенных эффектов это
означает, что в известном уравнении:
CR = SUM CR
T j
нам известна величина CR , и необходимо установить значения доз
j
анализируемого химического соединения, при которых не будет превышена
CRf. Эти дозы по своей сути и являются уровнями минимального риска по
канцерогенному эффекту.
Для неканцерогенных эффектов уровень минимального риска выводится
из уравнений:
HI = SUM HI ,
T M
HI = SUM HQ ,
M p
HQ = D / RfD или HQp = C / RfC,
p
где:
HI - суммарный коэффициент опасности для всех воздействующих сред
T
всех путей поступления химического вещества;
HI - суммарный индекс опасности для всех путей поступления
M
вещества из данной среды, например, для перорального, накожного и
ингаляционного поступления из питьевой воды;
HQp - коэффициент опасности для данной среды и данного пути
поступления, например, ингаляционного поступления паров вещества,
испаряющегося из питьевой воды;
D, C - воздействующие доза и концентрация химического вещества
для конкретного пути поступления и объекта окружающей среды;
RfD, RfC - референтные доза и концентрация.
Например, для оценки комплексного воздействия химического
вещества разными путями из загрязненной почвы можно использовать
уравнения:
1 = Do / RfDo + Dd / RfDd + C / RfC,
-5
10 = Do х SFo + Dd x SFd + C x URi,
где:
1 - целевой уровень суммарного коэффициента опасности;
Do, Dd -дозы при пероральном и накожном воздействии;
C - воздействующая концентрация вещества в воздухе;
RfDo, RfDd - референтные дозы при пероральном и накожном
поступлении;
RfC - референтная концентрация при ингаляции;
-5
10 - целевой уровень канцерогенного риска;
Sfo, SFd - факторы канцерогенного потенциала при пероральном и
накожном поступлении;
URi - величина единичного канцерогенного риска.
При введении в сценарий экспозиции большого числа маршрутов
воздействия возникают значительные вычислительные сложности
определения подходящих величин уровней минимального риска для каждой
из анализируемых сред. В связи с этим нами были разработаны алгоритмы
расчетов уровней минимального риска, некоторые из которых приведены в
приложении.
Кроме вычислительных сложностей расчет уровней минимального риска
требует также знания многочисленных физико-химических констант
вещества и различных факторов экспозиции. В связи с этим в процессе
работы нами было уделено большое внимание информационному обеспечению
исследовательского процесса. Данная задача была решена на основе
сбора, анализа и обобщения в виде компьютерной базы данных
многочисленных сведений о физико-химических свойствах и параметрах
опасности более 1000 химических соединений (база данных TOXVAL,
входящая в состав разработанной в НИИ ЭЧ и ГОС совместно с Центром
госсанэпиднадзора в г. Москве компьютерной системы DOSE&RISK).
В качестве примера, иллюстрирующего данный методический подход, в
табл. 4 приведена формула для расчета уровня минимального риска для
почвы с учетом всех возможных путей поступления химического вещества в
организм человека из этого объекта окружающей среды.
Наибольшую опасность в связи с возможностью межсредовых переходов
представляют некоторых органические и неорганические соединения,
примеры которых приведены в табл. 5.
Таблица 4
СУММАРНОЕ ИНГАЛЯЦИОННОЕ, ПЕРОРАЛЬНОЕ И НАКОЖНОЕ
ПОСТУПЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ИЗ ПОЧВЫ
C = T x BW x AT / EF x ED x [(TV х IR х FI) +
o
1 1
+ (TV x BW x (-- + ---)) + (TV x CF x SA x AF x ABS)]
i VF PEF ad
---------------------------------------------------------------
|Параметр|Характеристика (единицы) |Стандартное |
| | |значение |
|--------|------------------------------------|---------------|
|ABS |Фактор абсорбции (в долях единицы) |TOXVAL <*> |
|--------|------------------------------------|---------------|
|AF |Фактор загрязнения кожи (мг/кв. см) |EXPO <*> |
|--------|------------------------------------|---------------|
|AT |Период усреднения экспозиции |70 x 365 |
| |(лет х день/год) |(канцерогены) |
| | |ED x 365 |
| | |(неканцерогены)|
|--------|------------------------------------|---------------|
|BW |Масса тела взрослого (кг) | 70 |
|--------|------------------------------------|---------------|
|C |Величина уровня минимального риска | |
| |для почвы (мг/кг) | |
|--------|------------------------------------|---------------|
|CF |Пересчетный коэффициент | 0,01 |
| |(кг-кв. см)/(мг-кв. м) | |
|--------|------------------------------------|---------------|
|ED |Продолжительность воздействия (лет) | 30 |
|--------|------------------------------------|---------------|
|EF |Частота воздействия (дней/год) | 350 |
|--------|------------------------------------|---------------|
|FI |Поступающая перорально доля | 1,0 |
| |загрязненной почвы (в долях единицы)| |
|--------|------------------------------------|---------------|
|IR |Величина перорального поступления | 0,0001 |
| |почвы для взрослого (кг/день) | |
|--------|------------------------------------|---------------|
|PEF |Фактор эмиссии пылевых частиц | 9 |
| |(куб. м/кг) |1,32 x 10 |
|--------|------------------------------------|---------------|
|RfD |Референтная доза для накожного пути |TOXVAL <*> |
| ad |поступления (мг/кг-день) | |
|--------|------------------------------------|---------------|
|RfC |Референтная концентрация при |TOXVAL <*> |
| i |ингаляции (мг/куб. м) | |
|--------|------------------------------------|---------------|
|RfD |Референтная доза при пероральном |TOXVAL <*> |
| o |поступлении (мг/кг-день) | |
|--------|------------------------------------|---------------|
|SA |Площадь поверхности тела у взрослого| 0,53 |
| |(кв. м) | |
|--------|------------------------------------|---------------|
|SF |Фактор канцерогенного потенциала при|TOXVAL <*> |
| ad |накожном поступлении | |
| | -1 | |
| |[(мг/кг-день) ] | |
|--------|------------------------------------|---------------|
|SF |Фактор канцерогенного потенциала при|TOXVAL <*> |
| o |пероральном поступлении | |
| | -1 | |
| |[(мг/кг-день) ] | |
|--------|------------------------------------|---------------|
|T |Целевой риск TR (канцерогены) THI | |
| |(неканцерогены) | |
|--------|------------------------------------|---------------|
|THI |Целевой индекс опасности |1,0 или 0,1 |
|--------|------------------------------------|---------------|
|TR |Целевой канцерогенный риск | -6 -5 |
| | |10 -10 |
|--------|------------------------------------|---------------|
|TV |Критерий риска для абсорбированной | |
| ad |дозы (накожное воздействие) | |
| |SF (канцерогены) | |
| | ad | |
| |l / RfD (неканцерогены) | |
| | ad | |
|--------|------------------------------------|---------------|
|TV |Критерий риска для ингаляции | |
| i |URF (канцерогены) | |
| |1 / RfC (неканцерогены) | |
| | i | |
|--------|------------------------------------|---------------|
|TV |Критерий риска для перорального | |
| o |поступления SF (канцерогены) | |
| | o | |
| |l / RfD (неканцерогены) | |
| | o | |
|--------|------------------------------------|---------------|
|URF |Единичный канцерогенный риск при |TOXVAL <*> |
| |ингаляции -1 | |
| |[(мг/куб. м) ] | |
|--------|------------------------------------|---------------|
|VF |Фактор испарения (только для летучих|TOXVAL <*> |
| |органических веществ) (куб. м/кг) | |
---------------------------------------------------------------
--------------------------------
<*> EXPO, TOXVAL - базы данных, входящие в разработанную нами
компьютерную систему для оценки многосредовых рисков DOSE&RISK.
Таблица 5
ВЕЩЕСТВА, ПРЕДСТАВЛЯЮЩИЕ ОПАСНОСТЬ В СВЯЗИ
С ИХ МЕЖСРЕДОВЫМИ ПЕРЕХОДАМИ
-------------------------------------------------------
|Вещество |Вещество |
|--------------------------|--------------------------|
|Мышьяк |Полиароматические |
| |углеводороды, включая |
| |нафталин |
|--------------------------|--------------------------|
|Ртуть |Кадмий |
|--------------------------|--------------------------|
|Полихлорированные бифенилы|Хлорбензолы |
|--------------------------|--------------------------|
|Бериллий |Хром (YI) |
|--------------------------|--------------------------|
|Нитрозамины |Хлорированные диоксины |
| |и фураны |
|--------------------------|--------------------------|
|Свинец |Хлорфенолы |
-------------------------------------------------------
Значения уровней минимального риска для условий комплексного
поступления химических веществ из разных сред приведены в поступления
приложении 1. Расчет данных величин осуществлялся при уровне
-6
приемлемого канцерогенного риска 1 x 10 и HI = 1,0. Представленные
значения носят информационный характер и подлежат корректировке с
учетом региональных геохимических особенностей и реальных уровней
загрязнения различных объектов среды обитания человека.
|
Фрагмент документа "СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ В СВЯЗИ С СОСТОЯНИЕМ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ И УСЛОВИЯМИ ПРОЖИВАНИЯ НАСЕЛЕНИЯ. КРИТЕРИИ УСТАНОВЛЕНИЯ УРОВНЕЙ МИНИМАЛЬНОГО РИСКА ЗДОРОВЬЮ НАСЕЛЕНИЯ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ".