Оцінка ризику для здоров'я населення при хімічному забрудненні навколишнього середовища

Завдання:

1. Складіть сценарій дії забруднювача на людину. Заповніть таблицю відповідних шляхів дії для кожного з середовищ.

 

Середовище, схильне до дії зовнішніх факторів
Підземні води	Поверхневі води	Ґрунт

 

2. Розрахуйте дозове навантаження під час надходження аналізованої речовини.

3. Розрахуйте поглинену дозу для дорослого при пероральному шляху надходження для кожного з середовищ.

4. Розрахуйте загальну сукупну дозу (дермальна + поглинання) для дорослого від кожного з середовищ.

5. Розрахуйте середню денну дозу, складаючи загальні сукупні дози для кожного з середовищ.

6. Розрахуйте індекс небезпеки неканцерогенних ефектів для кожного з шляхів дії.

7. Розрахуйте ризик виникнення канцерогенних ефектів при дії аналізованої речовини при заданому сценарії дії.

8. Дайте характеристику ризику дії аналізованої речовини на населення.

Вихідні дані за завданням видаються викладачем.

 

Вказівки до виконання завдання

Розрахунок аналізованої речовини ведемо за такими формулами:

Розрахунок сумарної добової дози

Шкіряна дія

Внутрішня (абсорбція) доза при шкіряному контакті – кількість речовини на одиницю ваги тіла, яке перетнуло абсорбційні бар'єри організму, - потрапило в кров, пройшло шлунково-кишковий бар'єр.

1.1.1. Поверхневі й підземні води:

DERMWAT = (CW·SA·PC·ЕТ·EF·ED·0,001)/(BW·AT),

де CW – концентрація у воді, мг/дм³;

SA – загальна площа поверхні тіла, см²;

PC – константа дермальної проникності, см/година;

ЕТ – час дії, година/день;

EF – частота дії, випадок/рік;

ED – тривалість дії, роки;

BW – вага тіла, кг;

AT – усереднений час (при оцінці канцерогенної дії AT = 365 днів х 70 років; при оцінці неканцерогенної дії AT = 365 днів х 15 років);

0,001 – коефіцієнт для переведення см³ в літри.

 

1.1.2. Ґрунт:

DERSOIL = (CS·SA·ABS·AF·EF·ED·0,001)/(BW·AT),

де CS – концентрація в ґрунті, мг/кг;

SA – площа поверхні контакту шкіри з ґрунтом, см²/випадок;

ABS – фактор поглинання при дермальному контакті, безрозмірна величина;

AF – фактор ступеня зчеплення шкіри з ґрунтом, кг/см².

 

1.2. Дія при поглинанні:

Отримана доза при поглинанні – кількість речовини на одиницю ваги тіла, яке перетнуло межі організму – потрапило всередину (у шлунково-кишковий тракт).

1.2.1. Підземні й поверхневі води:

INGESTWAT = (CW·IR·EF·ED)/(BW·AT),

де IR – величина водоспоживання, л/день;

EF – частота дії, дні/рік.

 

1.2.2. Ґрунт:

INGESTSOIL = (CS·IR·EF·ED)/(BW·AT),

де IR – випадкове поглинання ґрунтових частинок, кг/день;

EF – частота дії, дні/рік.

Характеристика неканцерогенного ризику

· Кількісна оцінка неканцерогенних ефектів

- порівняння отриманої дози з референтною (безпечною) дозою

- розрахунок коефіцієнта небезпеки (HQ)

· HQ = Intake / RfD

- Intake = надходження (доза)

- із збільшенням HQ величина потенційного ризику зростає

· Допустимою величиною HQ вважається значення < 1,0.

 

Характеристика канцерогенного ризику

· Кількісна оцінка канцерогенного ризику

- заснована на оцінці додаткового числа випадків раку на всьому протязі життя, виниклого унаслідок дії канцерогену

· Індивідуальний канцерогенний ризик:

IELCR = Cancer Stope Factor x Lifetime Average Daily Dose

- IELCR – додаткове число випадків раку;

- Cancer Stope Factor – фактор канцерогенного потенціалу;

- Lifetime Average Daily Dose – розрахункова добова доза.

 

Характеристика канцерогенного ризику, популяції

· Кількісна оцінка канцерогенного ризику, популяції

PCR = Сумарний канцерогенний ризик х Кількість населення

Результати розрахунків зводимо в чотири таблиці (за чотирма видами поглинання).

Перша і друга таблиці – неканцерогенна дія: Таблиця 1 – Розрахунок сумарної добової дози, Таблиця 2 – Розрахунок коефіцієнта небезпеки; третя і четверта таблиці – канцерогенна дія: Таблиця 3 - Розрахунок сумарної добової дози, Таблиця 4 – Розрахунок канцерогенного ризику

 

Шлях надходження	Об’єкти навколишнього середовища
Питна вода	Відкрита водойма	Ґрунт	Сума
Перорально
Нашкірно
Сума

ПРИКЛАД

Оцінки ризику для здоров'я населення при хімічному забрудненні навколишнього середовища миш'яком

Умови дії

Заселений квартал міста через недбалість був побудований на раніше покинутій сильно зараженій миш'яком ділянці ґрунту. Миш'яком були заражені місцевий ґрунт і верхній горизонт підземних вод. Населення, що живе в даному районі, бере воду для побутових потреб з підземних вод, а також купається в прилеглих природних водоймищах, які не уникнули забруднення.

Вас попросили розглянути різні види дії, що відносяться до різних природних середовищ (поверхневі води, підземні води, ґрунт). До того ж необхідно оцінити ступінь ризику для місцевих мешканців.

Дані для оцінки ризику

Концентрації миш'яку в природних середовищах

Концентрація
Підземні води (мг/дм^3)	Поверхневі води (мг/дм^3)	Ґрунт (мг/кг)
0,03	0,2

Ступінь поглинання і інші параметри

Необхідні при оцінці ступеню дії ризику

Параметри, необхідні для оцінки шляхів дії	Дорослий	Дитина
Загальна площа поверхні шкіри, см^2
Константа шкіряної проникності для води, см/година	0,00084	0,00084
Площа поверхні тіла, що контактує з поверхнею ґрунту, см^2/випадок	4230 (шорти і сорочка з короткими рукавами)	6450 (шорти і сорочка з короткими рукавами)
Фактор абсорбції при дермальному контакті з ґрунтом, безрозмірна величина	0,05	0,05
Фактор ступеня зчеплення шкіри з ґрунтом, кг/см^2	1,45х 10'6	1,45х 10'6
Величина водоспоживання, л/день		1.5
Випадкове поглинання води при купанні в навколишніх водоймищах, л/день	0,13	0,13
Випадкове поглинання ґрунтових частинок, кг/день	8,6 х 10'5	1,64х 10'4
Вага тіла, кг
Роки, прожиті на даній території

Тривалість контакту організму з впливаючим середовищем

Дорослий 0,58 годин плавання в день 30 днів плавання в рік   0,58 години в день на прийом душу 350 днів в рік на прийом душу   75 днів контакт із ґрунтом 1 годину в день – контакт із ґрунтом

Дитина 1,0 годин плавання в день 45 днів плавання в рік   1,0 години в день на прийом душу 350 днів в рік на прийом душу   90 днів контакт із ґрунтом 1 годину в день – контакт із ґрунтом

Оцінка ступеня токсичності миш'яку для людини

Неканцерогенна дія
Референтна доза
- при пероральному надходженні, мг/кг/день	0,0003
- нашкірний, мг/кг/день	0,00073
Ефект, що чиниться на здоров'я	шкіра, ЦНС, периферична нервова система, серцево-судинна система
Канцерогена дія
Фактор канцерогенного потенціалу
- при пероральному надходженні, мг/кг/день	1,5
- нашкірний, мг/кг/день	3,735
Тип раку	легкі/шкіра

Чисельність населення: 25000 дорослих, 12000 дітей

РІШЕННЯ

(розрахунок зроблений для дорослого населення)

Таблиця можливих дій

Середовища дії
Підземні води	Поверхневі води	Ґрунт
Споживання питної води Шкіряний контакт при прийомі душу	Шкіряний контакт при плаванні Випадкове заковтування води при плаванні	Шкіряний контакт Випадкове заковтування

Дорослі

I. Неканцерогенна дія

Таблиця 1 – Розрахунок сумарної добової дози

Шлях надходження	Об'єкти навколишнього середовища
Питна вода	Відкрите водоймище	Ґрунт	Сума
Пероральний	8,57E-04	3,05E-05	1,44E-05	9,02E-04
Нашкірний	3,88E-06	2,22E-06	5,13E-08	6,16E-06
Сума	8,61E-04	3,27E-05	1,44E-05	9,08E-04

Таблиця 2 – Розрахунок індексу небезпеки

Шлях надходження	Об'єкти навколишнього середовища
Питна вода	Відкрите водоймище	Ґрунт	Сума
Пероральний	2,86E+00	1,02E-01	4,80E-02	3,01E+00
Нашкірний	5,32E-03	3,04E-03	7,03E-05	8,43E-03
Сума	2,86E+00	1,05E-01	4,80E-02	3,02E+00

П. Канцерогенна дія

Таблиця 3 – Розрахунок сумарної добової дози

Шлях надходження |	Об'єкти навколишнього середовища
Питна вода	Відкрите водоймище	Ґрунт	Сума
Пероральний	1,84E-04	6,54E-06	3,08E-06	1,93E-04
Нашкірний	8,32E-07	4,76E-07	1,10E-08	1,32E-06
Сума	1,85E-04	7,02E-06	3,09E-06	1,95E-04

Таблиця 4 – Розрахунок канцерогенного ризику

Шлях надходження	Об'єкти навколишнього середовища
Питна вода	Відкрите водоймище	Ґрунт	Сума
Пероральний	2,76E-04	9,81E-06	4,63E-06	2,90E-04
Нашкірний	3,11E-06	1,78E-06	4,11E-08	4,93E-06
Сума	2,79E-04	1,16E-05	4,67E-06	2,95E-04

Розрахунок канцерогенного ризику популяції:

PCR = 2,95Е-04 х 25000 = 7,37 випадків на рік