Методические указания к выполнению практических заданий по курсу «Санитарно-гигиенические основы специальности» (стр. 6 из 7)
При переходе от концентраций токсиканта в воздухе и в воде к дозам обычно используют “стандартные” параметры легочной вентиляции и водопотребления для взрослых и детей, а при пересчёте суточной дозы на кг массы тела – “стандартные” значения последней. Так, US EPA рекомендует в качестве средней оценки объёма лёгочной вентиляции за сутки 20 м3 для взрослых и 10 м3 для детей 1-14 лет; потребления питьевой воды – соответственно, 1,9 л и 1,7 л; массы тела – 70 кг и 22,5 кг. Предпочтительно использовать национальные и, если имеются, региональные “стандарты” такого рода, а также региональные (а ещё лучше – местные) данные о потреблении воды хозяйственно-питьевого водопровода для мытья тела, о купании в загрязнённых водоёмах и, что наиболее важно, о потреблении пищи. Для оценки СДД, получаемой с пищей, необходима как можно более приближенная к местным условиям оценка соотношения между различными продуктами в рационах питания различных возрастных и/или организованных группах населения с особым вниманием к вкладу тех продуктов местного происхождения, которые могут содержать повышенные концентрации загрязнителей, мигрирующих из почвы или воды водоёмов, а также продуктов, завозимых из других зон. Недостаточность таких сведений (в особенности, в отношении домашнего питания) является основным источником неопределённости оценки пищевого пути экспозиции даже в тех случаях, когда имеется немало данных химического анализа пищи на содержание токсичных металлов и других загрязнителей.
Для оценки дозы, поглощаемой детьми непосредственно из почвы (с грязными руками и т.п.), по рекомендации US EPA, можно принять, что дети в возрасте от 1 до 6 лет “потребляют” её в количестве 200 мг, а старше 6 лет - 100 мг за день. Однако это потребление, зависящее от климатических условий, особенностей поведения, гигиенических навыков, является крайне приблизительной, что также вносит существенную неопределённость в расчёты экспозиции по одному из путей, имеющему особое значение в младшем детском возрасте.
Оценка зависимости “доза-ответ”
Зависимость между дозой вещества и вероятностью вредного воздействия является основой при оценке риска. Эта зависимость выражена величиной “фактора потенциала” вещества. EPA делает 2 общих допущения о “доза-ответных” связях конкретных веществ:
- для канцерогенных эффектов, допуская, что эффекты могут встретиться при любой дозе, и они возникают из-за изменений генетических материалов;
- для неканцерогенных эффектов, допуская, что уровень порога существует, и воздействие ниже этого уровня не вызывает вредный эффект на здоровье.
Из-за этих фундаментальных различий в связях “доза-ответ” для канцерогенов и неканцерогенов обсуждаются ниже 2 отдельных подхода.
Определение фактора потенциала канцерогенных веществ
На основании моделирования “доза-ответных” функций EPA разработало 2 критерия: “канцерогенный фактор потенциал” и “единичный фактор риска” для многих подозреваемых для человека канцерогенов. В сравнительном анализе рисков обычно используются эти оценки потенциала для того, чтобы оценить риски, связанные с воздействием канцерогенов.
Используя разработанные для отдельных канцерогенных веществ зависимости доза-ответ, исследователи высчитывают индивидуальный риск при различных путях поступления вещества в организм. Прижизненный риск определяется умножением средней дневной дозы на, так называемый, фактор потенциала, который определяет верхнюю оценку риска для человека. Фактор потенциала канцерогенного вещества (CPF) представляет собой угол наклона кривой доза-ответ. Агентство по охране окружающей среды (ЕРА) располагает факторами потенциала для нескольких десятков наиболее изученных канцерогенных веществ.
Рис. 5.1 - “Доза-ответная” зависимость при низких дозах воздействия
“Доза-ответная” зависимость также выражается и в понятии риска на единицу концентрации. Допущения при проведении расчета включали предположение, что средний человек вдыхает 20 куб.м воздуха в сутки, пьет 2 литра воды в день и средняя масса тела взрослого человека равна 70 кг. Единицей риска для воздуха, поступающего ингаляционным путем, является риск на микрограмм вещества на кубический метр воздуха, или единица риска для питьевой воды является риск на микрограмм на литр воды. EPA утвердило CPF и значения единичного фактора риска, отражающих 95% доверительный интервал “доза-ответной” функции, оцененный с использованием линейной множественной “доза-ответной” модели. Они не объясняют неопределенности, присущие экспериментальным данным при использовании их для человека.
Однако, так как эти допущения применяются при анализе всех проблем территории, то полученные результаты можно сравнивать и оценивать, как это требуется в сравнительном анализе рисков.
“Доза-ответные” функции для неканцерогенов
Для оценки биологического эффекта неканцерогенных веществ EPA приняло допущение, что существует некая пороговая доза, ниже которой не будет выявляться вредный эффект. Таким образом, порог является минимальной дозой, которую надо превысить, чтобы вызвать вредное воздействие. Все дозы, ниже пороговых, не будут вызывать неблагоприятных эффектов, в отличие от всех доз выше пороговых. Наиболее высокая доза, не вызывающая эффекта, называется уровнем необнаруживаемого эффекта. Самая низкая доза, вызывающая эффект, называется минимальным уровнем обнаруживаемого эффекта. Вероятность вредного эффекта повышается с увеличением дозы выше порогового уровня. Однако, “доза-ответная” связь выше порога различная для разных химических веществ и типов воздействия и еще недостаточно изучена для многих химических веществ.
При отсутствии эпидемиологических данных для характеристики “доза-ответных” зависимостей для неканцерогенов необходимо определить пороговую дозу. На рис. 5.2 приведена типичная “доза-ответная” функция для неканцерогенов. Пороговая доза для химического вещества почти равняется NOAEL, которая является самой большой дозой, при которой не наблюдается эффекта в токсикологическом эксперименте. Простое вещество может оказывать больше, чем один вредный эффект, и NOAELs для этих эффектов могут быть различными. NOAEL - это величина, которая обычно используется как основа для оценки максимального безопасного уровня.
Рис. 5.2 – Типичная “доза-ответная” кривая для неканцерогенов:
LOAEL – наименьший уровень, при котором наблюдается эффект;
NOAEL – наивысший уровень, при котором не наблюдается эффекта;
RfD – референтная (безопасная) доза;
UF – единичный фактор;
MF – множественный фактор
ЕРА разработало безопасные уровни, так называемые “референтные дозы” (RfD), разделив величину NOAEL на фактор неопределенности (коэффициент запаса), таким образом, референтная доза будет всегда ниже, чем NOAEL. Референтная доза (RfD) определяется, как: “доза ежедневного воздействия токсического вещества на население (включая чувствительные подгруппы), которая не вызывает определяемого неблагоприятного эффекта в течение всей жизни” (EPA, 1991). Она выражена в миллиграммах вещества на килограмм массы тела в день. Референтные дозы оценивают уровни порогов и обычно используются как относительные меры уровней воздействующих концентраций. Если величина воздействующей дозы, превышающей референтную дозу, увеличивается, то вероятность неблагоприятного эффекта на здоровье также увеличивается. Поэтому, значительное превышение референтной дозы приводит к значительному риску для здоровья человека.
Характеристика риска – это связь между оценкой риска и ранжированием риска. Этот этап включает соединение информации, полученной на трех предыдущих этапах оценки риска: данные об идентификации опасности (этап 1), о “доза-ответной” зависимости (этап 2) и об оценке воздействия (этап 3). На этом этапе решаются вопросы о форме представления результатов анализа лицам, принимающим решения, учитывается информация о множестве загрязнителей и путях поступления веществ в форме, доступной, наглядной и позволяющей им, оценить соответствующие риски, расставленные по различным экологическим проблемам региона. Так как характеристики рисков канцерогенов и неканцерогенов отличаются, ниже они рассматриваются отдельно.
Характеристика канцерогенных рисков
Наиболее полезными и информативными оценками канцерогенного риска в проектах сравнительного анализа риска являются величины превышения индивидуального риска в течение всей жизни и превышение числа ежегодных случаев рака над “ожидаемым” среди людей, подвергающихся воздействию. Величина популяционного риска - есть предполагаемый годовой уровень заболеваемости раком. В большинстве региональных проектов сравнительного анализа оцениваются как индивидуальные риски, так и для всего населения (популяционные), но в большинстве исследований больше доверяют оценкам популяционного риска в окончательном ранжировании проблем региона для канцерогенных рисков.
Индивидуальный канцерогенный риск
Индивидуальный канцерогенный риск основывается на “доза-ответной” зависимости и оценке экспозиции (воздействия). Он рассчитывается умножением канцерогенного фактора потенциала на среднюю суточную дозу, которой подвергается отдельный человек. Фактор потенциала представляет собой угол наклона кривой “доза-ответ”.