Определение экспозиции и риска при воздействии на человека загрязняющих веществ

Согласно руководству Р 2.1.10.1920-04 выделяют канцерогенный и неканцерогенный риски. Рассмотрим для начала определение величины канцерогенного риска.

R = LADD(I) × SF, (1.4)

где R – канцерогенный риск, LADD - среднесуточная доза в течение жизни или экспозиция (I), SF - фактор наклона или фактор канцерогенного потенциала, (мг/(кг×день))^-1 (SF^O пероральный или SF^I ингаляционный).

В общем виде величина экспозии (I [мг/кг массы тела в день]) может быть определена по следующей формуле:

, (1.5)

где: C - концентрация химического вещества; средняя концентрация, воздействующая в период экспозиции (например, мг/л воды);

CR - величина контакта; количество загрязненной среды, контактирующее с телом человека в единицу времени или за один случай воздействия (например, л/день);

EF - частота воздействий, число дней/год;

ED - продолжительность воздействия, число лет;

BW - масса тела: средняя масса тела в период экспозиции, кг;

AT - время осреднения; период осреднения экспозиции, число дней.

Для каждого пути поступления в руководстве Р 2.1.10.1920-04 разработаны частные формулы для определения величины экспозиции и приведены значения справочных величин.

Так при оценке канцерогенного риска заболеваемости работников для определения величины экспозиции может быть использована следующая формула:

, (1.6)

где С - осредненная концентрация за оцениваемый период, мг/м³.

Т_возд - период воздействия на протяжении рабочего стажа, в годах.

Т_год - период воздействия на протяжении рабочего года, в сутках.

Т_смена - период воздействия на протяжении рабочей смены, в часах.

70 - средняя продолжительность жизни человека, годы (под Т_возд).

70 – средняя масса тела человека, кг

365 - число дней в году; 24 - продолжительность суток в часах.

V – средний объем вдыхаемого за сутки м³ (в среднем 22 м³).

Продолжительность смены зависит от условий труда и профессии, в нормальных условиях труда при пятидневной рабочей неделе продолжительность смены составляет 8 часов. В соответствии с ТК РФ и Постановлением правительства РФ от 20.11.2008 №870 «Об установлении сокращённой продолжительности рабочего времени, ежегодного дополнительного оплачиваемого отпуска, повышенной оплаты труда работникам, занятым на тяжёлых работах, работах с вредными и (или) опасными и иными особыми условиями труда» продолжительность рабочей недели для работающих во вредных и опасных условиях труда не должна превышать 36 часов.

Для характеристики риска развития неканцерогенных эффектов согласно Р 2.1.10.1920-04 проводится расчёт коэффициента опасности (HQ), который сравнивает фактический уровень экспозиции с безопасными уровнями воздействия

, (1.7)

где AD - средняя доза, мг/кг; RfD - референтная (безопасная) доза, мг/кг.

При определении коэффициента опасности средняя и референтная доза могут быть заменены на на фактическую (С0) и предельно допустимую (ПДК) концентрации:

, (1.8)

Если рассчитанный коэффициент опасности (HQ) вещества не превышает единицу (фактический уровень экспозиции не превышает безопасный), то вероятность развития у человека вредных эффектов при ежедневном поступлении вещества в течение жизни несущественна и такое воздействие характеризуется как допустимое.

Однако, данная величина позволяет только сказать превышает ли фактическое значение норму или нет, то есть возможно или невозможно развитие того или иного заболевания. Таким образом, эта величина не позволяет определить конкретную величину риска. Поэтому для определения величины неканцерогенного риска российским учёным Мельцером А.В. была предложена модель индивидуальных порогов действия, которая представляет собой нормально-вероятностное распределение частоты эффектов.

, (1.9)

где π – число пи (3.14…); е – основание натурального логарифма, D – воздействующая доза, t – доверительный коэффициент, a и b – эмпирические коэффициенты.

Верхний предел интегрирования (Prob) в этом случае предлагается определять по формуле:

, (1.10)

где C – концентрация вещества, мг/м³ (для воздуха) или мг/л (для воды); ПДК – предельно допустимая концентрация для соответствующей среды; Т – время воздействия или рабочий стаж в годах.

Данная формула позволяет рассчитывать накапливаемый с годами риск для здоровья и выявлять, через какое количество времени величина риска станет значимой.

Значение верхнего предела интегрирования зависит от загрязняющих веществ:

а) вещества с остро направленным механизмом действия

Prob=-2.1+2.1*lg(C/ПДКр.з)*lg(T) (1.11)

б) аэрозоли преимущественно фиброгенного действия

Prob=-2.0+1.55*lg(C/ПДКр.з)*lg(T) (1.12)

в) металлы, оксиды металлов

Prob = -2.1 + 1.2*lg(C/ПДКр.з)*lg(T) (1.13)

г) общее уравнение

Prob = -2.2 + 1.6*lg(C/ПДКр.з)*lg(T), (1.14)

где С – концентрация вещества; ПДКр.з – норматив; Т – рабочий стаж в годах.

При определении неканцерогенного риска следует учитывать, что вероятность возникновения и развития заболеваний существует только при превышении фактической концентрации над предельно допустимой. Кроме того, данная формула не позволяет определить неканцерогенный риск при стаже работы 1 год.

Сложностью при оценке риска является отсутствие строго установленных допустимых величин риска. Основываясь на концепции пороговости для оценки неканцерогенных эффектов принято, что уровни риска, при которых вероятность развития неблагоприятных эффектов оценивается более 16-25% при нормально-вероятностном распределении, принимаются значимыми. В ряде стран при оценке канцерогенного риска приемлемой считается величина на уровне от 10^-4 до 10^-6. В России величина приемлемого риска для населения составляет 10^-5-10^-6.

Популяционный риск (PR) определяется как произведение индивидуального риска (R или Risk) на численность популяции (POP)

PR=R(Risk)*POP. (1.15)

На человека одновременно могут воздействовать несколько разных факторов, в этом случае суммарный риск определяется по правилу умножения вероятностей:

Risk_сум = 1 – (1–Risk₁) · (1–Risk₂) · (1–Risk₃) ·... · (1–Risk_n), (1.16)

где Risk_сум – риск комбинированного действия примесей; Risk₁ - Risk_n – риск действия каждого отдельного вредного вещества.