Экологический риск

 

Международная практика (в соответствии с подходом ЕРА US).

Принцип пороговости распространяется на все виды не канцерогенного воздействия; нормирование качества среды осуществляется в соответствии с референтными концентрациями для каждого вида воздействия. Референтная концентрация химического вещества расценивается как безопасная по риску неканцерогенного воздействия, а превышение ее опасно с точки зрения возникновения эффектов неканцерогенного (общетоксического) действия.

Канцерогенные эффекты оцениваются по беспороговому принципу; нормирование осуществляется по уровню приемлемого риска. Сам же риск представляет собой вероятность (или, при другой интерпретации, количество дополнительных случаев) заболевания раком при воздействии оцениваемого фактора.

Для примера рассчитаем канцерогенный риск при содержании хлороформа в питьевой воде на уровне 1 мг/л, используя методику Американского агентства по охране окружающей среды. В соответствии с этой методикой риск рассчитывается на условие ежедневного потребления данной воды на протяжении всей жизни человека. На этот же срок определен и норматив для расчета риска. Среднее количество ежедневно потребляемой внутрь воды примем за 3 л, средний вес человека - 70 кг. Ежедневно в этих условиях человек потребляет с питьевой водой хлороформ в дозе (ADD):

ADD = 3л * 1 мг/л / 70кг = 0,043 мг/кг. (5.8)

В официальных материалах ЕРА, доступных в Интернете, приводится следующая информация (табл. 5.4).

Таблица 5.4

Величины для оценки риска и стандарты для хлороформа (номер классификации CAS 67-66-3)

 

Наименование рассматриваемых величин	Значения	Единицы   измерения	Ссылка
Величина для расчета потенциального канцерогенного ингаляционного риска	0,019	кг-день/мг	CRICAR
Величина для расчета потенциального неканцерогенного ингаляционного риска (референтная концентрация)	300	мкг/м3	OEHHA-REL
Национальный стандарт на содержание в воздухе	Отсутствует
Величина для расчета потенциального канцерогенного перорального риска	0,031	кг-день/мг	CRICAR
Величина для расчета потенциального неканцерогенного перорального риска (референтная доза)	0,01	мг/кг*день	IRIS-HEAST
Национальный стандарт в питьевой воде	0,1	мг/л	SDWA-MCL

 

Величина риска при использовании линейной модели:

Risk = 0,031 * 0,043 = 0,00133. (5.9)

При использовании экспоненциальной модели значение аналогично:

Risk = 1 – exp (-0,031 * 0,043) = 0,00133. (5.10)

Это равноценно 1330 дополнительным случаям заболеваний раком на миллион человек, постоянно потребляющих такую воду.

Возможна оценка риска комплексного и комбинированного действия.

В качестве примера приведем оценку канцерогенного риска, связанного с загрязнением мышьяком атмосферного воздуха (0,0001 мг/м3) и питьевой воды (0,5 мг/л). В официальных материалах ЕРА по поводу мышьяка, имеющего номер классификации CAS 7440-38-2, приводится следующая информация (табл. 5.5).

Таблица 5.5

Величины для оценки риска и стандарты для мышьяка

 

Наименование рассматриваемых величин	Значения	Единицы измерения	Ссылка
Величина для расчета потенциального канцерогенного ингаляционного риска	12	кг*день/мг	CRICAR
Величина для расчета потенциального неканцерогенного ингаляционного риска (референтная концентрации)	0,03	мкг/м3	OEHHA-REL
Национальный стандарт на содержание к воздухе	Отсутствует
Величина для расчета потенциального канцерогенного перорального риска	1,5	кг*день/мг	IRIS-HEAST
Величина для расчета потенциального иеканперогенного перорального риска (референтная доза)	0,0003	мг/кг*день	IRIS-HEAST
Национальный стандарт в питьевой воде	0,05	мг/л	SDWA-MCL

 

В соответствии с подходами Американского агентства по охране окружающей среды [17] определяем дозу мышьяка, поглощаемую из воздуха (ADDa): вес человека (BW) - 70 кг; средний объем ежедневно вдыхаемого воздуха (DAV) - 22 м3; концентрация мышьяка в воздухе (С) - 0,0001 мг/м3.

ADDa = С * DAV/BW = 0,0001 22/70 = 0,0000314 мг/кг.  (5.11)

Определяем дозу мышьяка, поглощаемую с питьевой водой (ADDd). Вес человека (BW) - 70 кг; средний объем ежедневно потребляемой воды (DW) - 3 л; концентрация мышьяка в воде (С) - 0,5 мг/л.

ADDd = DW * С/BW =(3 л 0,5 мг/л) / 70 кг = 0,0214 мг/кг.  (5.12)

Определяем суммарную (Risk) величину канцерогенного риска при ингаляционном (RiskA) и пероральном (RiskW) путях поступления:

Risk = RiskA + RiskW = 0,0000314 * 12 + 0,0214 * 1,5 = 0,000377 + 0,0321 = 0,0325.

Это равноценно 32500 дополнительным случаям заболеваний раком на миллион человек.

Аналогично осуществляется расчет и для комбинированного действия веществ (когда разные вещества поступают из одного и того же объекта среды).

Методы оценки риска, основанные на отечественных принципах гигиенического регламентирования вредных факторов окружающей среды, частных моделях и результатах эпидемиологических исследований. Вводится понятие индекса относительного условного риска (Risk).

Данный подход разработан профессором С.М. Новиковым (НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина). Принимая во внимание сложность и многоаспектность понятий «опасность» и «риск», дадим их определения в контексте настоящей методики. Под условной опасностью понимается степень возрастания вероятности (риска) развития неблагоприятных эффектов и их выраженности (т.е. медико-биологической и социальной значимости, тяжести) в случае определенного превышения ПДК в течение заданного промежутка времени. Условной эта опасность названа потому, что ее оценка ограничена имеющимися в настоящее время данными о вредных эффектах, вызванных исследованными концентрациями химических веществ. В отличие от принятой в стандартной методике оценки риска показателей потенциальной опасности рассматриваемое понятие отражает тяжесть последствий воздействия загрязнителей в зависимости от кратности превышения ПДК. Ниже под термином «условный риск» понимается некая функция, интегрально отражающая вероятность и тяжесть возможных биологических ответов на воздействие загрязнителя атмосферного воздуха. Рассматриваемая методика основана на следующих исходных положениях.

• Опасность для здоровья, обусловленная превышением ПДКсc. (среднесуточных), может быть оценена на основе анализа зависимости риска и тяжести эффектов от уровней воздействия во всем диапазоне эффективных концентраций: от смертельных до пороговых или максимальных недействующих. Мерой условного риска (R) является некоторая функция от вероятности появления эффекта определенной степени тяжести.

• Опасность для здоровья, вызванная воздействием i-го загрязнителя, имеет степенную (логарифмическую) зависимость от уровней воздействия или степени превышения ПДКсc.

Расчет относительного условного риска (Risk):

Risk = b lg (Ci/ПДКсc)     (5.13)

или

Risk = a + b lg Ci     (5.14)

где Ci -фактическая концентрация i-го загрязнителя при Ci > 0; a = -lg (ПДКcc); b - показатель угла наклона зависимости «концентрация - условный риск», интегрально характеризующий опасность, связанную с превышением ПДК.

• Степень возрастания опасности при превышении ПДКсс определяется углом наклона графика зависимости риска от уровней воздействия (величиной b).

• Опасность для здоровья, обусловленная превышением ПДК, не зависит от существующих классов опасности и должна оцениваться с учетом индивидуальных характеристик каждого вещества.

• С увеличением продолжительности воздействия риск и тяжесть эффектов либо возрастают, либо остаются на уровне, наблюдавшемся при исходном времени экспозиции данной концентрации.

За нулевой уровень относительного риска (R = 0) приняты эффекты действия химического вещества в концентрации, не превышающей ПДКсс. Эффект воздействия концентрации, соответствующей порогу хронического действия при круглосуточной ингаляции, принят равным 1/5, Воздействие концентрации на уровне ПДКр.з (рабочей зоны) соответствовало эффекту, равному 2,5 условных единиц. Уровни воздействия, близкие к среднесмертельным концентрациям или американским аварийным нормативам для воздуха рабочей зоны (Immediately Dangerous to Life and Health Values - IDLH), соответствовали 1. Для стандартизации других параметров токсикометрии использована построенная по вышеприведенным точкам зависимость «концентрация - условный риск (эффект)». При построении графиков в координатах Ri — lg (Сi / ПДКcc) для приоритетных загрязнителей атмосферного воздуха практически во всех случаях получены линейные зависимости риска от логарифма отношения концентрации к ПДК, При трактовке полученных величин индекса риска пользуются ранговой шкалой (табл. 5.6).

Таблица 5.6

Ранговая шкала величин индекса риска

 

Тяжесть эффектов	Относительный условный риск
Смертельные эффекты	1,0-0,9
Тяжелые острые эффекты	0,8 - 0,6
Пороговые острые эффекты	0,6-0,5
Тяжелые хронические эффекты	0,5-0,2
Пороговые хронические эффекты	0,2-0,1
Реакции суперчувствительных подгрупп	0,1 -0,3
Уровни минимального риска	0 - 0,05

 

Расчет вероятности рефлекторных реакций (как правило, ощущение запаха и другие органолептические эффекты) проведен на основе использования отечественной нормативной базы предельного содержания вредных веществ в объектах окружающей среды.

Данный подход нормативно закреплен в методических рекомендациях «Комплексная гигиеническая оценка степени напряженности медико-экологической ситуации различных территорий, обусловленной загрязнением токсикантами среды обитания населения». Методические рекомендации утверждены главным санитарным врачом России 30 июля 1997 г. № 2510/5716-97-32. Этот подход применим при уровне загрязнения объекта среды обитания до 10-15 ПДК. В качестве эффекта оценивается не риск появления дополнительных случаев заболеваний, а вероятность рефлекторных реакций (ощущение раздражения, неприятного запаха и пр.) или эффектов психологического дискомфорта, что также расценивается как факт нарушения здоровья. В пользу этого суждения свидетельствует ряд соображений практического свойства. Так, с одной стороны, основной поток жалоб населения в органы Госсанэпиднадзора вызывает такое изменение качества окружающей среды, которое фиксируется населением органами чувств. С другой стороны, вредные примеси и другие факторы, обладающие свойствами вызывать такие ощущения, нормируются с учетом этих эффектов. При этом в экспериментах используется беспороговая модель интенсивности нарастании тех или иных эффектов при увеличении уровня воздействия, а норматив определяется как вероятностная величина.

При нормировании допустимого содержания вредных примесей, обладающих рефлекторным эффектом, для атмосферного воздуха обосновывается ПДКм.р, служащая для предупреждения развития немедленных токсических эффектов. В соответствии с [18] ПДКм.р определяется как

ПДКм.р = ЕС16/Кз, (5.14)

где ЕС16- концентрация вещества, принятая в качестве пороговой при однократном воздействии и вызывающая токсический (рефлекторный, раздражающий и др.) эффект с вероятностью 16%; Кз - коэффициент запаса, определяемый в соответствии с углом наклона графика зависимости «концентрация-эффект», который на логарифмически-пробитной сетке аппроксимируется прямой.

Значения Кз и тангенса угла наклона графика служат основанием для отнесения рассматриваемого вещества к одному из четырех классов опасности. В табл. 5.7 представлены величины указанных параметров в соответствии с классом опасности.

 

Таблица 5.7

Численные значения коэффициента Кз и угла наклона графика зависимости «доза (концентрация) — эффект»

Класс опасности		Ða, градусы
1-й	5,0	От 71 и выше
2-й	4,0	От 62 и выше
3-й	2,3	От 43 и выше
4-й	1,5	До 43