Реферат: Расчет допустимых концентраций и канцерогенного риска при использовании питьевой воды, содержащей химические вещества-загрязнители

Правильное использование пороговых величин при оценке риски, таких как допустимые концентрации, применяемые при оценке неканцерогенного риска, и концентрации химического вещества в объекте окружающей среды, потенциально связанные с определенным канцерогенным риском (обычно 10-6 или 10-5), невозможно без четкого понимания процедуры, с помощью которой они рассчитываются. ЕРА опубликовало методику такого расчета, которая кратко приводится данном параграфе.

Сначала осуществляется поиск и анализ литературных источников, содержащих различные экспериментальные данные о влиянии химикатов в питьевой воде на здоровье людей и животных. В каждом исследовании выделяются следующие показатели:

• наивысшие дозы, при которых нет вредных последствий (например, в тестах на данном виде животных), — NOAELS (No – obderved – Adverse – Effect Levels);

• самые низкие дозы, при которых вредные эффекты наблюда­лись, — LOAELS (Lowest — obderved – Adverse – Effect Levels) (см. также гл.3, §1).

В результате применения нижеизложенной методики определяются граничные концентрации (НА) химикатов в питьевой воде, при которых не обнаружены заметные воздействия на здоровье. Эти концентрации подразделяются в соответствии со временем воздействия (см. гл. 3, § 5) на:

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

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

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

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

Первыми рассматриваются неканцерогенные эффекты.

Оценка неканцерогенного риска. Процедура включает три этапа.

1. На первом этапе решается вопрос, какой из показателей, NOAEL или LOAEL выбрать при расчете граничных концентраций.

Критериями выбора служат следующие соображения:

• предпочтителен тот показатель, который получен при той же длительности, что и искомая граничная концентрация (например, для определения НА1 берется показатель, который получен при длительности экспозиции до 7 дней, НА10 — от 7 дней до 30 дней и т.д.);

• предпочтителен оральный путь экспозиции, хотя возможен и ингаляционный;

выбирается наименьшее значение между NOAEL и LOAEL;

• анализируется степень доверия данным (насколько эти показатели подтверждаются данными разных исследователей).

2.После выбора показателя проводится расчет НА1, НА10, НАL — граничных концентраций.

НА =

где BW — предполагаемый вес индивидуума; V — предполагаемое ежедневное потребление воды индивидуумом; UF — фактор неопределенности.

Фактор неопределенности берется из табл. 1.5. При расчетах использовались следующие допущения о потреблении воды в зависимости от веса тела и предпочтительной длительности экспозиции (тE).

HA BW V тE

HA1 10 кг – ребенок 1 л ≤ 7 дней

НА10 10 кг – ребенок 1 л

НАL 10 кг – ребенок 1 л 7 дней ≤ тE ≥ 30 дней

70 кг – взрослый 2 л от 90 дней до 1 года

(т. е. ~ 10 % жизни)

НА∞ 70 кг – взрослый 2 л ~ const

70 кг – взрослый 2 л ~ const

Возможно использование дополнительного фактора неопределенности Fu+ от 1 до 10, который учитывает вредные эффекты на здоровье, фармакокинетические факторы, подсчет баланса положительных эффектов, качество соответствующей базы данных для каждого загрязнителя.

3. Определение граничной концентрации при воздействии в течение всей жизни
.

При расчетах учитывается то, что вода не единственный источник поступления загрязнителя. Возможно поступление через пишу, воздух.

Расчеты проводятся в три этапа. Из них первые два аналогичны расчетам для других НА:

а) определяется относительная, или референтная, доза (RfD)

RfD =

б) подсчитывается эквивалентный уровень питьевой воды (DWEL)

DWEL =

DWEL дает концентрацию вещества в питьевой воде, которая не дает каких-либо эффектов на здоровье людей.

в) На третьем шаге НА подсчитывается путем преобразования DWEL пропорционально величине воздействия питьевой воды по отношению к другим источникам (например, еда, воздух).

Относительный вклад источника (RSC) обычно предполагается равным 20 % для органических веществ и 10 % для неорганических, если не определен точно этот вклад путем эксперимента:

Отметим, что до сих пор мы говорили о неканцерогенных химикатах.

Перед тем как перейти к оценке канцерогенного риска, необходимо отметить, что все химические вещества разбиваются на 5 групп в соответствии с их канцерогенным потенциалом:

Группа А: Химические вещества, канцерогенные для человека; для них имеются существенные доказательства связи между экспозицией и раком, полученные при эпидемиологических исследованиях.

Группа В: Вероятная канцерогенность для человека.

В1: Ограниченные данные эпидемиологических исследований.

В2: Существенные доказательства на животных.

Группа С: Предполагаемая канцерогенность для человека; имеются ограниченные или двусмысленные данные на животных и неадекватные или отсутствие данных о человеке.

Группа D: Не классифицированы; неадекватные данные или отсутствие данных о человеке и животных.

Группа Е: Нет доказательств канцерогенности для людей, нет доказательства канцерогенности при адекватном тестировании хотя бы 2-х видов животных и при эпидемиологическом исследовании на человеке и животных.

Эти данные наиболее наглядны и удобны, если их представить в виде табл. 3.8.

Оценка канцерогенного риска.

Если загрязнитель классифицирован как канцерогенный (Группы А и В), то для подсчета верхней границы риска рака при потреблении

Таблица 3.8

Классификация веществ в соответствии с имеющимися данными

о канцерогенности

загрязненной им воды в течение жизни используют математические модели. Их существует довольно много. Однако, так как механизм рака не вполне ясен, то нельзя утверждать, что одна модель лучше предсказывает, чем другая. ЕРА обычно использует линеаризованную модель. Эта модель подходит к линейной кривой «доза—ответ» для низких доз. И, соответственно, это согласуется с беспороговой моделью канцерогенеза, т. е. экспозиция даже при очень маленьком количестве вещества теоретически дает конечный увеличивающийся риск рака.

Линеаризованная многоступенчатая модель использует дозо-ответные данные для подсчета фактора канцерогенного потенциала (CPS).

Этот фактор затем используется для определения концентраций химического вещества в питьевой воде (С), которые соответствуют верхней границе эксцесса пожизненных рисков рака порядка10-4, 10-5, 10-6 (т.е. 1 из 10 000 человек, 1 из 100 000 человек, 1 из 1 000 000 человек) при длительной экспозиции в течение жизни.

Формула для расчета этих концентраций:

С =

где 10-х — уровень риска (х = 4,5 или 6); 70 кг — приблизительный вес взрослого человека; CPS — фактор канцерогенного потен­циала для человека в линейно-ступенчатой модели, (мкг/кг/день)-1 (табл. 3.1); 2 л/день — приблизительное потребление воды в день взро­слым человеком.

Канцерогенный риск, связывающий пожизненную экспозицию с эквивалентным уровнем питьевой воды DWEL, подсчитывается по следующей формуле:

Risk =

Так как DWEL основан на неканцерогенных эффектах, то обычно он не подходит для оценки риска рака, кроме тех случаев, когда показано, что неканцерогенный эффект загрязнителя более важен, чем канцерогенный. С целью сравнения подсчитываются верхние границы риска рака, связанные с пожизненной экспозицией DWEL.

Рекомендуемая литература

1. Авалиани С. Л., Адрианова М. А., Печенникова Е. В., Пономарева О. В. Окру­жающая среда // Оценка риска для здоровья (мировой опыт). М: RCI, 1996.

2. Вишневский А. Г. Методы количественного анализа рождаемости. Методы исследования // Демография: проблемы и перспективы. М.: Мысль, 1986. С. 58.

3. Голуб А., Струкова Е., Авалиани С., Козельцев М., Шапошников Д., Ларсон Б. Методология риска — основа природоохранной политики на урбанизиро­ванных территориях. М.: ГУ ВШЭ, 1997.

4. Косаговская И. И., Сырцова Л. Е., Бекина Г. Б. Основы медицинской стати­стики // Методическое пособие. М.: ММА, 1995. С. 27.

5. Пуцилло Е. В. Системный анализ влияния патогенных факторов среды на нев­рологический статус популяции // Физиология человека. Т. 19. 1993. №6.

6. Социальная гигиена и организация здравоохранения / Под редакцией А. Ф. Серенко и В. В. Ермакова. М: Медицина, 1984. С. 164-168.

7. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology. Vol. 106. N.Y., Office of Drinking Water Health Advisories, Springer-Verlag, 1988.