ВІД ДІЇ ЗАБРУДНЕНОГО АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ
Мета роботи: навчитися розраховувати ризик здоровꞌю населення від впливу забрудненого атмосферного повітря.
Теоретична частина
Здоров'я людини визначається складною взаємодією цілого ряду факторів: спадковість, соціально-економічне та психологічне благополуччя, доступність і якість медичного обслуговування, спосіб життя і наявність шкідливих звичок, умови життєдіяльності та якість навколишнього природного середовища.
Визначення точного внеску окремих факторів у розвиток захворювання нерідко є досить важким завданням, яке ускладнюється значною кількістю обумовлених ними ефектів, багато з яких, до того ж, можуть зустрічатися серед населення і без впливу цих факторів.
Аналіз існуючих літературних даних показав, що останнім часом ГДК як критерій інтегральної токсичності речовини перестає задовольняти, оскільки не враховує індивідуальних особливостей дії речовини та чутливості людського організму на вплив небезпечних сполук, різних за структурою та походженням.
У той же час, шляхом проведення належним чином спланованих епідеміологічних та еколого-гігієнічних досліджень можна виявити і кількісно оцінити ризик розвитку захворювань, пов'язаних з шкідливою дією факторів навколишнього природного середовища для відносно великих груп населення.
Сьогодні одним із найбільш ефективних сучасних підходів до встановлення зв'язку між станом навколишнього природного середовища та здоров'ям населення в певному регіоні чи місті, що дозволяє вирішувати подібні задачі в умовах обмежених термінів і фінансових можливостей, є методологія оцінки ризику.
Методологія оцінки ризику - це вибір оптимальних у даній конкретній ситуації шляхів усунення або зменшення ризику, він складається з трьох взаємопов'язаних елементів:
- оцінка ризику. До цього етапу відносяться вибір пріоритетних забруднюючих речовин і розрахунок ризику;
- управління ризиком Управління ризиком є логічним продовженням оцінки ризику. Основні завдання управління ризиком - порівняльне вивчення факторів ризику, установлення вагомості ризиків, їхнє ранжування і виявлення пріоритетів, обґрунтування найкращих в даній ситуації рішень з усунення або мінімізації ризику, а також оцінка ефективності і корегування оздоровчих заходів. Управління ризиком базується на сукупності політичних, соціальних і економічних оцінок отриманих величин ризиків, порівняльній характеристиці можливої шкоди для здоров'я людини і суспільства в цілому, можливих витрат на реалізацію різних варіантів управлінських рішень зі зниження ризику і тих вигод, які будуть отримані в результаті реалізації заходів;
- інформування про ризик. Останнім етапом методології аналізу ризику є інформування про ризик. Iнформування про ризик - це процес розповсюдження результатів визначення ступеня ризику для здоров'я людини і рішень щодо його контролю.
На їх основі органи санепідслужби спільно з адміністративними органами, з огляду на пріоритетність як окремих джерел забруднення, так і провідних чинників, які формують найбільш високий і небезпечний рівень ризику для здоров'я населення та стану навколишнього природного середовища, розробляють комплекс профілактичних заходів і черговість їх впровадження. Цей аспект є принципово новим і відрізняє концепцію ризику від попередніх концепцій, що використовувались при оцінці небезпеки впливу шкідливих факторів оточуючого середовища на населення.
Основні терміни
Аналіз ризику - процес отримання інформації, необхідної для запобігання негативних наслідків для здоров'я і життя людини, який включає етапи з оцінки ризику, управління ризиком і розповсюдження інформації про ризик.
Доза - основна міра експозиції, яка характеризує кількість хімічної речовини, що впливає на організм.
Експозиція - кількість хімічної речовини, яка доступна для абсорбції на обмінних оболонках тіла (легені, шлунково-кишковий тракт, шкіра) протягом певної тривалості впливу.
Залежність "доза-відповідь" - зв'язок між рівнем експозиції (дозою) і ступенем прояву специфічного ефекту у популяції, що зазнає впливу даної сполуки.
Iндекс небезпеки - сума коефіцієнтів небезпеки для речовин з однорідним механізмом дії або сума коефіцієнтів небезпеки для різних шляхів надходження хімічної речовини.
Iндивідуальний ризик - оцінка імовірності розвитку негативного ефекту у індивіда, наприклад, ризик розвитку раку у одного індивіда із 1 000 осіб, які зазнавали впливу.
Канцерогенний ризик - імовірність розвитку новоутворень протягом життя людини, що обумовлена впливом потенційного канцерогену.
Коефіцієнт небезпеки - відношення дози (або концентрації) впливу хімічної речовини до її безпечного (референтного) рівня впливу.
Кумулятивний ризик - імовірність розвитку шкідливого ефекту внаслідок одночасного надходження в організм усіма можливими шляхами хімічних речовин, що мають схожий механізм дії.
Розрізняють неканцерогенний (хімічний) і канцерогенний ризики.
ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА
1 Розрахунок хімічного (НЕКАНЦЕРОГЕННОГО) ризику
Характеристику ризику розвитку неканцерогенних ефектів здійснюють на підставі визначення коефіцієнта небезпеки (HQ):
HQ = AC/RfC, (5.1)
де HQ - коефіцієнт небезпеки;
AC - середня концентрація, мг/м3;
RfC- референтна концентрація, мг/м3.
За висновком російських експертів, у разі відсутності референтних концентрацій як еквівалент можна використовувати гранично допустимі концентрації (ГДК).
Iндекс небезпеки - сума коефіцієнтів небезпеки для речовин з однорідним механізмом дії.
Критерії для характеристики коефіцієнта небезпеки наведено у таблиці 5.1.
Таблиця 5.1 - Критерії неканцерогенного ризику
| Характеристика ризику | Коефіцієнт небезпеки (HQ) |
| Ризик виникнення шкідливих ефектів розглядають як зневажливо малий | < 1 |
| Гранична величина, що не потребує термінових заходів, однак не може розглядатися як досить прийнятна | |
| Ймовірність розвитку шкідливих ефектів зростає пропорційно збільшенню HQ | > 1 |
2 Розрахунок канцерогенних ризиків
Величина канцерогенного ризику у людини протягом усього життя (CR) оцінюється з урахуванням середньодобової дози протягом усього життя (LADD):
CR = LADD × SF, (5.2)
де LADD - середньодобова доза протягом життя, мг/(кг×добу);
SF - фактор нахилу на кривій доза-ефект, мг/(кг×добу)-1.
Розрахунок середньої добової дози для інгаляційного впливу речовини з атмосферного повітря здійснюється за формулою:
, (5.3)
де LADD – середня добова доза речовини, мг/(кг·добу);
Ca – концентрація речовини в атмосферному повітрі, мг/м3;
Ch – концентрація речовини у повітрі приміщення, мг/м3;
Tout – час, що проводиться поза приміщенням, год/добу, Tout = 8 год;
Tin – час, що проводиться у приміщенні, год/добу, Tin =16 год;
Vout – швидкість дихання поза приміщенням, м3/год, Vout = 1,4 м3/год;
Vin – швидкість дихання у приміщенні, м3/год, Vin = 0,63 м3/год;
EF – частота впливу, днів/рік, EF = 350 днів;
ED – тривалість впливу, років, ED = 70 років;
BW – середня маса тіла, кг, BW = 70 кг;
AT – період осереднення експозиції, років, АТ = 70 років.
Таблиця 5.2 – Рівні канцерогенного ризику
| Рівень ризику | Ризик протягом життя |
| Високий - не прийнятний для виробничих умов і населення. Необхідне здійснення заходів з усунення або зниження ризику | > 10-3 |
| Середній - припустимий для виробничих умов; за впливу на все населення необхідний динамічний контроль і поглиблене вивчення джерел і можливих наслідків шкідливих впливів для вирішення питання про заходи з управління ризиком | 10-3 – 10-4 |
| Низький - припустимий ризик (рівень, на якому, як правило, встановлюються гігієнічні нормативи для населення) | 10-4 – 10-6 |
| Мінімальний - бажана (цільова) величина ризику при проведенні оздоровчих і природоохоронних заходів | < 10-6 |
Сумарний канцерогенний ризик визначається за формулою:
Riskсум = 1 – (1 – Risk1) · (1 – Risk2) · (1 – Risk3) · (1 - Riskn), (5.4)
де Riskсум – ризик комбінованої дії забруднюючих речовин;
Risk1 – Riskn - ризик дії кожної окремої забруднюючої речовини.
Практична частина
Згідно варіанту провести розрахунок хімічного (формула 5.1) і канцерогенного ризику (формули 5.2 - 5.4).
Визначити рівень ризику.
Дані по ГДКс.с. забруднюючих речовин наведено в таблиці 5.3.
Дані за фактором нахилу – в таблиці 5.4.
Таблиця 5.3 – Величини ГДКсс для ряду забруднюючих речовин
| Назва речовини | ГДКсс, мг/м3 | Назва речовини | ГДКсс, мг/м3 |
| Діоксид азоту | 0,04 | Кадмій та його сполуки | 0,0003 |
| Діоксид сірки | 0,05 | Нікель та його сполуки | 0,001 |
| Формальдегід | 0,003 | Свинець та його сполуки | 0,0003 |
| Фенол | 0,003 | Хром та його сполуки | 0,0015 |
| Бенз(а)пірен | 10-6 | Цинк (VI) та його сполуки | 0,05 |
| Оксид вуглецю | 3,0 | Зважені речовини | 0,15 |
Таблиця 5.4 – Величини фактору нахилу для ряду канцерогенних речовин
| Назва речовини | Фактор нахилу, SF, мг/(кг×добу)-1 | Назва речовини | Фактор нахилу, SF, мг/(кг×добу)-1 |
| Діоксид азоту | 0,082 | Кадмій | 6,3 |
| Формальдегід | 0,046 | Нікель | 0,91 |
| Бенз(а)пірен | 3,1 | Свинець | 0,042 |
| Хром (VI) | Цинк | 0,9 |
Результати розрахунків навести у вигляді наступних таблиць:
А) для хімічного ризику:
| Назва забруднюючої речовини | Концентрація, С, | ГДКс.с., мг/м3 | С/ГДКс.с. | Рівень ризику |
Б) для канцерогенного ризику:
| Назва забруднюючої речовини | Концентрація, С, | Фактор наклону | Доза, | Величина канцерогенного ризику | Рівень ризику |
Вихідні дані для розрахунків наведено в таблицях 5.5 – 5.6.
Канцерогенним ефектом серед зазначених забруднюючих речовин володіють такі:
- Діоксид азоту;
- Формальдегід;
- Бенз(а)пірен;
- Кадмій, нікель, свинець, хром (VI), цинк та їх сполуки;
Однорідним механізмом дії володіють:
- Діоксид сірки, сірководень;
- Сірководень, формальдегід;
- Діоксид сірки, діоксид азоту;
- Діоксид сірки, оксид вуглецю, діоксид азоту та фенол.
Таблиця 5.5 – Вихідні дані для розрахунків хімічного ризику (концентрації забруднюючих речовин, мг/м3)
| Но мер варі-анту | Сірки діоксид | Фенол | Оксид вуглецю | Зважені речовини | Но мер варі-анту | Сірки діоксид | Фенол | Оксид вуглецю | Зважені речовини |
| 0,08 | 0,006 | 2,4 | 0,30 | 0,10 | 0,008 | 1,5 | 0,32 | ||
| 0,12 | 0,005 | 2,1 | 0,28 | 0,08 | 0,004 | 0,6 | 0,28 | ||
| 0,08 | 0,003 | 2,3 | 0,36 | 0,06 | 0,001 | 0,9 | 0,37 | ||
| 0,04 | 0,008 | 1,9 | 0,32 | 0,08 | 0,005 | 1,7 | 0,46 | ||
| 0,01 | 0,012 | 1,6 | 0,28 | 0,04 | 0,001 | 2,4 | 0,18 | ||
| 0,05 | 0,008 | 1,5 | 0,37 | 0,05 | 0,006 | 2,1 | 0,30 | ||
| 0,07 | 0,004 | 0,6 | 0,46 | 0,03 | 0,005 | 2,3 | 0,28 | ||
| 0,09 | 0,001 | 0,9 | 0,18 | 0,02 | 0,003 | 3,1 | 0,36 | ||
| 0,10 | 0,005 | 1,7 | 0,32 | 0,07 | 0,001 | 0,6 | 0,32 | ||
| 0,03 | 0,001 | 2,1 | 0,22 | 0,06 | 0,008 | 0,9 | 0,37 | ||
| 0,06 | 0,001 | 2,3 | 0,31 | 0,03 | 0,004 | 1,7 | 0,46 |
Таблиця 5.6 – Вихідні дані для розрахунків канцерогенного ризику (концентрації забруднюючих речовин, мг/м3)
| Но мер варі-анту | Формаль-дегід | Бенз(а)-пірен | кадмій | нікель | Сви-нець | хром | цинк | Азоту діоксид |
| 0,012 | 2,16·10-6 | 0,002 | 0,019 | 0,021 | 0,011 | 0,152 | 0,42 | |
| 0,008 | 1,76·10-6 | 0,006 | 0,018 | 0,029 | 0,016 | 0,15 | 0,56 | |
| 0,008 | 1,65·10-6 | 0,002 | 0,02 | 0,04 | 0,02 | 0,13 | 0,37 | |
| 0,01 | 1,46·10-6 | 0,008 | 0,008 | 0,028 | 0,008 | 0,113 | 0,29 | |
| 0,015 | 1,08·10-6 | 0,01 | 0,01 | 0,04 | 0,01 | 0,16 | 0,37 | |
| 0,005 | 1,16·10-6 | 0,06 | 0,06 | 0,02 | 0,04 | 0,19 | 0,41 | |
| 0,007 | 1,28·10-6 | 0,08 | 0,03 | 0,05 | 0,02 | 0,14 | 0,42 | |
| 0,007 | 1,6·10-6 | 0,06 | 0,02 | 0,02 | 0,01 | 0,07 | 0,56 | |
| 0,009 | 1,01·10-6 | 0,08 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,08 | 0,37 | |
| 0,011 | 0,56·10-6 | 0,07 | 0,02 | 0,021 | 0,015 | 0,058 | 0,29 | |
| 0,005 | 1,1·10-6 | 0,19 | 0,05 | 0,03 | 0,04 | 0,16 | 0,37 | |
| 0,008 | 0,87·10-6 | 0,14 | 0,02 | 0,007 | 0,03 | 0,25 | 0,41 | |
| 0,008 | 2,42·10-6 | 0,18 | 0,01 | 0,02 | 0,004 | 0,05 | 0,42 | |
| 0,01 | 0,3·10-6 | 0,16 | 0,08 | 0,05 | 0,007 | 0,04 | 0,56 | |
| 0,011 | 0,96·10-6 | 0,15 | 0,018 | 0,027 | 0,012 | 0,065 | 0,37 | |
| 0,007 | 0,69·10-6 | 0,11 | 0,05 | 0,04 | 0,03 | 0,34 | 0,29 | |
| 0,009 | 0,51·10-6 | 0,08 | 0,02 | 0,03 | 0,01 | 0,06 | 0,37 | |
| 0,009 | 1,29·10-6 | 0,05 | 0,01 | 0,02 | 0,005 | 0,1 | 0,41 | |
| 0,011 | 0,66·10-6 | 0,07 | 0,003 | 0,02 | 0,009 | 0,009 | 0,42 | |
| 0,012 | 0,7·10-6 | 0,09 | 0,009 | 0,014 | 0,006 | 0,026 | 0,56 | |
| 0,008 | 2,5·10-6 | 0,008 | 0,03 | 0,07 | 0,03 | 0,68 | 0,37 | |
| 0,007 | 3,4·10-6 | 0,004 | 0,03 | 0,06 | 0,02 | 0,49 | 0,29 |
Контрольні питання:
1. В чому недоліки нормативу ГДК? Чому виникла необхідність заміни ГДК на ризик?
2. Які є види ризиків здоровꞌю населення? Наведіть їх визначення.
3. Від яких чинників залежить доза речовини, що надходить до організму людини?
4. Як розраховується хімічний ризик?
5. Як розраховується канцерогенний ризик?
6. Як треба при розрахунку канцерогенного ризику враховувати одночасний вплив декількох канцерогенних речовин?
7. Як при розрахунку хімічного ризику враховується вплив на людину речовин, що мають однакову дію на організм людини?
ПРАКТИЧНА РОБОТА № 6
