Численные методики расчета доз

Приведенные в предыдущем параграфе формулы составляют базис, на котором основаны все методики расчета величин доз.

Формулы, используемые в практике для подсчета доз, являются численными приближениями вышеприведенных и отличаются друг от друга учетом пути экспозиции, а также времени и частоты воздействия. В основном, это усредненные по одному из параметров величины.

В случае однократного воздействия химического вещества на индивидуум вне зависимости от пути воздействия средняя дневная доза, или среднесуточная доза на день воздействия (СДД), рассчитывается по формуле:

СДД =

где СДД — средняя доза (мг/кг/день) вещества на кг массы тела человека, полученная им при воздействии в течение суток; С — концентрация загрязнителя в точке воздействия (масса вещества на объем или массу среды, например, мг/м³ для воздуха или мг/кг для почвы); V — сте­пень, или скорость, контакта (объем или масса в час); W — вес тела человека, подвергающегося воздействию (кг); Т — время воздействия (час/день) в течение суток; при Т ≤ 1 час Т принимается равным 1.

Расчет средней дневной дозы поступления химических веществ через воду уже приводился в гл. 1.

На основе вышеприведенной формулы можно рассчитать дозы хро­нического и пожизненного воздействия, а также острого и подострого воздействия.

В случае длительного воздействия весь период делится на интервалы, в которых воздействие предполагается постоянным.

Расчет доз хронического и пожизненного воздействия производится за период воздействия и за время всей жизни соответственно.

Для расчета дозы хронического действия в течение года используется формула:

СГД =

где СГД — средняя дневная доза при воздействии в течение года (мг/кг/день); F — частота воздействия (дней/год); 365 — число дней в году (дней/год).

Для профессионального воздействия частота воздействия может быть принята продолжительностью 250 дней в году (по 5 дней в неделю х 50 недель в год). Если частота воздействия составляет 365 дней в году, то хроническая СГД равна среднесуточной.

Пожизненная суточная доза рассчитывается как сумма, осредненная по трем периодам жизни, в течение которых продолжалось воздействие данным химическим веществом:

ADD =

где ADD — пожизненная средняя суточная доза (мг/кг/день); 0<Е₁<6 лет — продолжительность экспозиции для детей младшего возраста; 6 < E₂ < 12 — продолжительность экспозиции для детей старшего возраста; 12 < E₃ — продолжительность экспозиции для взрослых; ADD₁ — хроническая средняя суточная доза для детей младшего возраста (мг/кг/день); ADD₂ — хроническая средняя суточная доза для детей старшего возраста (мг/кг/день); ADD₃ — хроническая суточная доза для взрослого (мг/кг/день); Т — время осреднения (число лет).

Следует иметь в виду, что для канцерогенных эффектов величина в знаменателе учитывает продолжительность жизни человека, хотя сроки воздействия могут быть разными. Данная формула справедлива, если способ воздействия остается неизменным в течение всего периода хронического воздействия. При этом длительность воздействия (в годах) эквивалентна числу лет, в течение которых общая доза усреднялась, и эти множители не появляются в формуле для расчета хронической дозы. Пользуясь приведенной формулой, следует помнить о следующих ограничениях:

1. Если воздействие происходит в течение короткого периода, то оно оценивается отдельно как острое или подострое.

2. Для сценариев жилой зоны, где экспозиция продолжается больше одного возрастного периода жизни, расчет суточной и хронической ССD следует проводить отдельно для каждого периода жизни. Это связано с тем, что различным возрастным периодам характерны специфические точения величин контакта и массы тела.

Расчет доз, поступивших в организм, производится по следующей формуле:

D_ij = C_ijV_iK_ij,

где D_ij — доза j -го вещества, поступившая в организм из i -го объекта окружающей среды; C_ij — концентрация j -го вещества в i -ом объекте окружающей среды (с соответствующим периодом осреднения); V_i— объем потребления объекта окружающей среды; K_ij — коэффициенты поглощения организмом вредных веществ. Коэффициенты определяются по специальным таблицам, например, для тяжелых металлов — по табл. 3.6.

Суммарная поглощенная доза (ТD — Тоtаl Dоsе) рассчитывается как сумма доз, поглощенных при различных путях поступления:

TD_j =

Стандартная поглощенная доза (SD — Standard Dоsе) поступившая в организм, рассчитывается по формуле:

SD_j =

где Stan _ij — стандарт (guideline) j-го компонента загрязнения в i -том

Таблица 3.6

Коэффициенты поглощения организмом металлов при водно-алиментарном путях поступления

Наименование вещества	Путь поступления вещества
Ингаляционный	Водно-алиментарный
Свинец	0,40	0,50
Цинк	0,30	0,50
Кадмий	0,30	0,40
Никель	0,46	0,50

объекте окружающей среды¹⁾; N — количество веществ в данном комплексе загрязнения, обладающих эффектом суммации.

Относительный риск при поглощении данной дозы определяется как отношение суммарной поглощенной дозы к стандартной поглощенной дозе:

TDR =

Его иногда называют дозовым риском, чтобы подчеркнуть, что расчет проведен на основе оценки дозы, поступившей в организм.

Реальная доза вещества, поступившая каждым путем r_ij, определяется по формуле:

r_ij =

где r_ij — коэффициент, показывающий, какой вклад в формирование суммарной дозы вносит каждый из путей поступления.

Для определения величины дозовых рисков необходимо определить величину доли каждого объекта среды обитания, участвующего в формировании суммарного риска поступления химических веществ в организм по формуле:

DR_ij = TDR · r_ij.

При этом если выполняется условие DR_iпогл. < 1, то ситуацию в зоне мониторинга можно считать нормативной.

В соответствии с принятой в санитарно-эпидемиологической службе градацией превышения нормативов и учитывая критерии оценки экологической обстановки территорий, величины DR < 1 рассматривают

_________________________________

¹⁾Примечание. В качестве такого объекта целесообразно использовать воздух, по­скольку респираторный путь поступления является основным, кроме того, потребление воздуха определенными возрастными группами более постоянно и для воздушной среды разработано наибольшее число гигиенических регламентов содержания вредных веществ.

как показатель отсутствия риска, 1 < DR < 3 — как невысокий риск, 3 < DR < 5 — повышенный риск, DR > 5 — высокий риск.

Для нормализации санитарно-гигиенического состояния необходимо достичь безопасной концентрации загрязнителя в объектах окружающей среды lim C_ij, при которой обеспечивается снижение дозового риска до нормативного. Величина допустимой лимитирующей конценnрации определяется по формуле:

lim C_ij =

Расчет допустимой лимитирующей концентрации производится только в тех случаях, когда DR_ij > 1.

При оценке токсичности неканцерогенные агентов риска, как уже говорилось, используется также понятие референтной, или допустимой, дозы. Величина ее определяется в зависимости от ингаляционного или перорального путей поступления вещества, а также для различных длительностей воздействия: хронического, субхронического или однократного. При расчете учитываются неопределенности, которые будут рассмотрены в конце данной главы, там же приведены и методы расчета референтной дозы.

В дополнение к референтной дозе для оценки риска воздействия химического вещества на организм человека в США используются рекомендательные показатели воздействия на здоровье (Health Advisories - HA). Эти показатели представляют собой концентрации, не оказывающие заметного действия на здоровье в течение определенного срока:

HA₁ — концентрацию, не вызывающую заметных эффектов до 5 дней;

HA₁₀— концентрацию, не вызывающую заметных эффектов до 14 дней;

HA_L — концентрацию, не вызывающую заметных эффектов до 7 лет;

HA — концентрацию, не вызывающую заметных эффектов в течение всей жизни.