Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду
 Скачать 3.07 Mb.
|
|
3.12. Стандартная формула для расчета средней суточной дозы при ингаляционном воздействии химических веществ, попадающих в воздух из почвы I = (Ca IR ED EF)/(BW AT 365) Параметр Характеристика Стандартное значение I Ингаляционное поступление, мг/(кг день) - Ca Концентрация вещества в воздухе, мг/м 3 Cs (1/PEF + 1/EF) Cs Концентрация вещества в почве, мг/кг - PEF Фактор эмиссии пылевых частиц, м 3 /кг расчетная величина (табл. 3.13) VF Фактор испарения из почвы, м 3 /кг расчетная величина (табл. 3.14) IR Скорость поступления, м 3 /сут. 20 м 3 /сут.; дети: 10 м 3 /сут. EF Частота воздействия, дней/год 350 дн./год ED Продолжительность воздействия, лет 30 лет; дети: 6 лет BW Масса тела, кг 70 кг; дети: 15 кг AT Период усреднения экспозиции, лет Для взрослых: 30 лет; для детей: 6 лет; канцерогены: 70 лет 3.13. Расчет фактора эмиссии пылевых частиц PEF = Q/C 36667/(0,036 (1 - V) (U m /U t ) 3 F(x)) Параметр Определение Стандартная величина PEF Фактор эмиссии пылевых частиц, м 3 /кг 1,32 10 9 или расчетная величина Q/C Средняя инверсная концентрация в центре участка площадью 0,5 акра, г/м 3 - с на кг/м 3 90,8 F(x) Функция, зависящая от U m /U t 0,194 U m Среднегодовая скорость ветра, м/с 4,69 м/с U t Эквивалентное пороговое значение скорости ветра на высоте 7 м, м/с 11,32 м/с V Фракция земли, покрытая растительностью, отн. ед. 0,5 3.14. Расчет фактора испарения вещества из почвы VF = Q/C (3,14 D a Т) 1/2 10 -4 (2 rho b D a ) Параметр Определение Стандартная величина VF Фактор испарения с поверхности почвы, м 3 /кг - Q/C Средняя инверсная концентрация в центре участка площадью 0,5 акра, г/м 2 - с на кг/м 3 68,81 T Интервал воздействия, с 9,5 10 8 с D a Наблюдаемая диффузия, см 2 /с см. примечание* rho b Плотность сухой почвы, г/см 3 1,5 г/см 3 theta a Соотношение пористости почвы и пористости воздуха(L воздух /L почва ) 0,28 L Пористость среды - N Общая пористость почвы (L поры /L почва ) 0,43 theta w Пористость почвы для воды(L вода /L почва ) 0,15 rho s Плотность почвенных частиц, г/см 3 2,65 г/см 3 Di Диффузия в воздух, см 2 /с Для органических веществ: Di = 1,9/MW 0,67 Для большинства неорганических веществ коэффициент диффузии близок к нулю H Константа закона Генри, Па м 3 /моль Может быть рассчитана по величине растворимости вещества в воде и давлению его паров. Значения параметров (H, растворимость вводе, давление паров) содержатся в химических справочниках, базе данных SARETbase, базах данных к программе по оценке межсредовых переходов и расчету доз многосредового воздействия** H' Константа закона Генри, отн. ед. H' = H 41 Dw Диффузия в воду, см 2 /с Для органических веществ: Dw = 22 0,00001/MW 0,67 . Для большинства неорганических веществ коэффициент диффузии близок к нулю Kd Коэффициент распределения почва/вода, см 3 /г K oc f oc K oc Коэффициент распределения органического углерода почва/вода, см 3 /г Может быть рассчитан по величине коэффициента распределения октанол/вода f Фракция органического углерода в почве, г/г 0,006 г/г (0,6%) * 3,3 3,3 2 (( ) / ) ) a a w b a D theta Di H theta Dw n rho Kd theta H ** Базы данных и программы по расчету межсредовых переходов и доз многосредового воздействия разработаны в НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды. 3.15. Стандартная формула для расчета средней суточной дозы при накожной экспозиции почвы DAD = (DAe EF ED EV SA)/(BW AT 365) Параметр Определение Стандартная DAD Абсорбированная накожная доза, мг/(кг день) - DAe Абсорбированная доза за событие, мг/см 2 -событие DAe = Cs CF AF ABSd Cs Концентрация вещества в почве, мг/кг - CF Пересчетный коэффициент, кг/мг 10 -6 кг/мг AF Фактор загрязнения кожи, мг/см 2 -событие Зависит от сценария экспозиции или 0,2 мг/см 2 (дети); 0,1 мг/см 2 (взрослые) ABSd Абсорбированная фракция, отн. ед. Определяется свойствами вещества: для органических веществ - 0,1, для неорганических - 0,01 SA Площадь поверхности кожи, см 2 5700 см 2 ; ребенок: 3300 см 2 EF Частота воздействия, событие/год 350 ED Продолжительность воздействия, лет 30 лет; дети: 6 лет EV Число событий в день 1 событие/день BW Масса тела, кг 70 кг; дети: 15 кг AT Период усреднения экспозиции, лет 30 лет; дети: 6 лет; канцерогены: 70 лет Содержание 1. Область применения и общие положения 2. Основные элементы анализа риска 2.1. Оценка риска для здоровья 2.2. Управление риском 2.3. Информирование о риске 3. Основные понятия, используемые в документе 3.1. Термины и определения 3.2. Нормативные ссылки 4. Идентификация опасности 4.1. Общие положения 4.2. Сбор и анализ данных об источниках, составе и условиях загрязнения на исследуемой территории 4.3. Выбор показателей опасности потенциально вредных факторов 4.4. Анализ информации о показателях опасности химических канцерогенов 4.5. Анализ информации о показателях опасности химических неканцерогенов 4.6. Выбор приоритетных для исследования химических веществ 4.7. Методы ранжирования химических соединений 4.8. Характеристика неопределенности идентификации опасности 5. Оценка зависимости "доза-ответ" 5.1. Общие положения 5.2. Параметры для оценки неканцерогенного риска 5.3. Применение референтных уровней воздействия 5.4. Параметры для оценки канцерогенного риска 5.5. Выбор параметров зависимости "доза-ответ" для оценки риска. Анализ неопределенностей 6. Оценка экспозиции 6.1. Общие положения 6.2. Характеристика зоны воздействия 6.3. Пути распространения химических веществ в окружающей среде и их воздействие на человека. 6.4. Определение степени воздействия (количественная характеристика экспозиции) 7. Характеристика риска для здоровья населения 7.1. Общие положения 7.2. Оценка риска канцерогенных эффектов 7.3. Оценка риска неканцерогенных эффектов при острых и хронических воздействиях 7.4. Оценка риска при многосредовых, комбинированных и комплексных воздействиях 7.5. Оценка неканцерогенного риска на основе эпидемиологических данных 7.6. Классификация уровней риска 7.7. Обобщение информации о риске 7.8. Сравнительная оценка рисков 7.9. Факторы, влияющие на надежность оценок риска Список литературы Приложения Роль химических элементов в функционировании организма человека Биологическая роль химических элементов в организме человека разнообразна. Главная функция макроэлементов (О, С, Н, N, P, S, Ca, Mg, Na, Cl) состоит в построении тканей, они входят в состав белков, нуклеиновых кислот, жиров и углеводов и поддерживают постоянное осмотическое давление, ионный и кислотно-основной состав. Микроэлементы (I,Cu, As, F, Br, Sr, Ba, Co, Hg, Au, V, Th, Ra, Se, Sb и другие) входят в состав ферментов, гормонов, витаминов, участвуют в обмене веществ, тканевом дыхании и обезвреживании токсических веществ. Они влияют на процесс кроветворения, восстановления-окисления, проницаемость сосудов и тканей. По значимости для жизнедеятельности химические элементы разделяют на жизненно необходимые (Ca, Mg, К, Na, P, Cl, Fe, Cu, I, Zn, Mn, Cr, F, Mo, Co) и примесные элементы, биологическая роль которых недостаточно выяснена. Установлено, что в ряде случаев неблагоприятное действие на человека промышленных выбросов может усиливаться дефицитом биологически активных микроэлементов, которые в недостаточном количестве поступают с пищей в организм. Для обозначения всех патологических процессов, вызванных дефицитом, избытком или дисбалансом макро- и микроэлементов, используют понятие микроэлементозов. Различают природные, техногенные и ятрогенные (связанные с лечением) микроэлементозы. Техногенные микроэлементозы связаны с производственной дея- тельностью человека и могут быть вызваны: – избытком определенных микроэлементов и их соединений непосредственно в зоне самого производства (профессиональные микроэлементозы); – соседством с производством (соседские микроэлементозы); – воздушным или водным переносом микроэлементов от производства на значительные расстояния (трансгрессивные микроэлементозы). Природные микроэлементозы приурочены к определенным гео- графическим зонам и связаны с геохимическим загрязнением, при котором в почве или воде некоторых территорий содержание химических элементов отличается от среднего. Такие территории называютбиогеохимическими провинциями. Природные микроэлементозы, возникающие у людей, проживающих в биогеохимических провинциях, называются эндемическими заболеваниями. Недостаток элементов довольно легко компенсировать, вводя в пищу соответствующие биологически активные добавки (БАДы).Избыток элементов приводит к сильным медленно действующим токсикозам. Для большинства микроэлементов определены суточные нормы поступления их в организм человека (табл. 8.2). Таблица 8.2 Роль химических элементов в функционировании организма человека, нормы их поступления и перечень основных источников Хими- ческийэле мент Функция в организме Среднесу- точная по- требность взрослого человека, мг Лучшие пищевые источники 1 2 3 4 Кальций Основной структурный компонент костей и зубов, входит в состав ядер клеток, клеточных и тканевых жидкостей, необходим для свертывания крови. При его дефиците у взрослых развивается остеопороз – деминерализация костной ткани, а у детей нарушается развитие скелета 800 – 1200 Молоко и молочные продукты (сыры и творог), зеленый лук, петрушка, фасоль Магний Участвует в поддержании нормальной функции нервной системы и сердечной мышцы, стимулирует желчеотделение, повышает активность кишечника 350 Растительные продукты (крупы, пшеничные отруби, бобовые, урюк, курага, чернослив) Калий Участвует в передаче нервных импульсов, регулирует водно-солевой обмен, участвует в регуляции деятельности сердца. При его дефиците в организме человека развиваются нарушения функций нервно-мышечной и сердечно-сосудистой систем 2000 Чернослив, урюк, изюм, морская капуста, фасоль, горох, картофель Натрий Участвует в поддержании осмотического давления в тканевых жидкостях и крови, в передаче нервных импульсов, регулирует кислотно-щелочной баланс, водно-солевой обмен, повышает ак- тивность пищеварительных ферментов 550 Соления, брынза, сыры, хлеб Фосфор Принимает участие во всех процессах жизнедеятельности организма человека: синтезе и расщеплении веществ в клетках, регуляции обмена веществ, входит в состав нуклеиновых кислот и ряда ферментов 800 – 1200 Икра, печень, зерновые, бобовые, овсяная и перловая крупы Хлор Участвует в регуляции водно-солевого обмена и осмотического давления в тканях и клетках 5000 Соления Окончание табл. 8.2 1 2 3 4 Цинк Выступает в роли активатора ферментов и входит в состав многих из них, участвует в синтезе РНК и белков, необходим для нормального кроветворения 15 – 20 Мясо, птица, сыры, крупы, овощи, орехи, продукты моря Железо Необходимо для биосинтеза соединений, обеспечивающих дыхание и кроветворение, участвует в иммунобиологических и окислительно- восстановительных реакциях 15 – 20 Субпродукты, мясо, яйца, фасоль, овощи, ягоды Медь Играет важную роль в ряде фи- зиологических процессов, контролирует образование ДНК и РНК, без меди невозможно нормальное функционирование ряда ферментов, она — кроветворный микроэлемент, способствующий транспортировке железа в костный мозг, принимает участие в репродуктивной функции, с нарушением обмена меди в организме связаны ранние стадии развития злокачественных опухолей 2 – 6 Печень, яичный желток, зеленые овощи Цинк Выступает в роли активатора ферментов и входит в состав многих из них, участвует в синтезе РНК и белков, необходим для нормального кроветворения 15 – 20 Мясо, птица, сыры, крупы, овощи, орехи, продукты моря Йод Необходим для нормального функционирования щитовидной железы 0,15 Рыбные и другие морские продукты, мясо, яйца, молоко, овощи Марганец Необходим для нормального роста, функционирования хрящевой и костной тканей, синтеза белков, участвует в регуляции углеводного и жирового обмена, способствует образованию важного для всех обмена веществ гормона – инсулина 2 – 5 Хлеб, крупы, овощи, бобовые, фрукты, орехи, кофе, чай Хром Влияет на углеводный обмен, усвоение сахара и на уровень его содержания в крови 0,2 Говяжья печень, бобовые, томаты, корнеплоды Фтор Необходим для построения костной ткани, участвует в процессе формирования зубной эмали 0,5 – 1,8 Питьевая вода, рыба (треска, сом), печень, орехи, чай Действие вредных веществ на организм человека Понятие токсичности и токсической дозы В окружающей среде накоплено огромное количество химических веществ – ксенобиотиков– более 5 млн наименований. Около 60 тыс. этих веществ используется непосредственно в быту в виде пищевых добавок, лекарственных и косметических средств, пестицидов, препаратов бытовой химии и др. При взаимодействии с биологическими системами химические вещества могут вызывать у них интоксикацию (или отравление). Интоксикация (токсикоз) – патологическое состояние, связанное с нарушением химического равновесия в организме вследствие взаимодействия различных биохимических структур с токсическими веществами. Токсичность–свойство (способность) вещества, действуя на биологические системы немеханическим путем, вызывать их повреждение или гибель.Токсичные вещества могут попадать в организм тремя путями: через желудочно-кишечный тракт, дыхательный аппарат и кожу. Химические вещества существенно различаются по токсичности. Впервые на это указал еще в ХV веке выдающийся врач, химик Парацельс: «Все есть яд и ничто не лишено ядовитости. Яд от лекарства отличается дозой». Мерой токсичности вещества является доза– количество вещества, способное вызвать отравление или смерть. Чем в меньшем количестве вещество способно вызывать повреждение организма, тем оно токсичнее. Существуют три понятия токсической дозы: 1.Терапевтическая лечебная доза – доза вещества, вызывающая определенный лечебный эффект. 2.Токсическая доза – доза вещества, вызывающая патологические изменения в организме, не приводящие к летальному исходу. 3. Смертельная (летальная) доза – доза вещества, которая вызывает гибель организма. Показатели и факторы токсичности В основу суждения о токсичности вещества для человека положены результаты опытов на животных. Среди смертельных доз принято выделять абсолютные, вызывающие 100-процентную гибель экспериментальных животных (LCt 100 – при ингаляционных воздействиях, LD 100 – при других видах воздействия), и средние смертельные, вызывающие гибель 50 % подопытных животных (LCt 50 и LD 50 ). При поражении через желудочно- кишечный тракт дозу выражают в мг на 1 кг массы тела, при ингаляционном воздействии в мг/м 3 Показатели токсичности зависят не только от свойств яда, но и от видовой, половой, возрастной и индивидуальной чувствительности к нему организма. Разработка основ экстраполяции на человека, полученных в эксперименте на животных данных, позволяет подтвердить факт отравления. Известно, что при выпуске нового лекарственного препарата его клинические испытания на человеке обязательны. При этом прогноз его лечебного и токсического действия на основании опытов на животных оказывается правильным при изучении на крысах не более чем в 35 % случаев, а на собаках – в 53 %. Точные значения смертельных доз и концентраций для человека, естественно, не установлены. Поэтому при экстраполяции экспериментальных данных на человека руководствуются следующим правилом: если смертельные дозы для обычных типов лабораторных грызунов (мыши, крысы, морские свинки и кролики) различаются незначительно (в 3 раза и меньше), существует высокая вероятность того, что для человека они будут такими же. Токсичными считаются вещества, у которых летальная доза LD мала. Так, у классических ядов – цианистого калия и стрихнина LD 100 составляет соответственно 10 и 0,5 мг/кг. Намного меньше LD у боевых отравляющих веществ (зарин, заман и др.). В практике для оценки токсичности веществ наибольшее распространение получил показатель LD 50 . С его использованием все химические вещества по токсичности делят на четыре класса (табл. 14.1). |