Законодательная база Российской Федерации

"РУКОВОДСТВО ПО ОЦЕНКЕ РИСКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ. Р 2.1.10.1920-04" (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 05.03.2004)

6.1.1. Оценка экспозиции (воздействия) представляет собой один из важнейших и, как правило, наиболее точных из всех четырех этапов исследования риска. Оценка воздействия - это междисциплинарное направление исследований, которое требует комплексного участия специалистов разного профиля: гигиенистов, токсикологов, эпидемиологов, химиков, профпатологов, клиницистов, метеорологов, математиков, инженеров, а также ученых в области социальных дисциплин. Оценка воздействия, наравне с эпидемиологическими и токсикологическими исследованиями, является определяющей при установлении риска для здоровья загрязнения окружающей среды и зависимостей "доза - ответ".

6.1.2. Экспозиция (воздействие) - контакт организма (рецептора) с химическим, физическим или биологическим агентом. Величина экспозиции определяется как измеренное или рассчитанное количество агента в конкретном объекте окружающей среды, находящееся в соприкосновении с так называемыми пограничными органами человека (легкие, пищеварительный тракт, кожа) в течение какого-либо точно установленного времени. Экспозиция может быть выражена как общее количество вещества в окружающей среде (в единицах массы, например, мг), или как величина воздействия - масса вещества, отнесенная к единице времени (например, мг/день), или как величина воздействия, нормализованная с учетом массы тела, мг/(кг x день).

6.1.3. Оценка экспозиции является этапом оценки риска, в процессе которого устанавливается количественное поступление агента (химического, физического, биологического) в организм разными путями (ингаляционным, пероральным, накожным) в результате контакта с различными объектами окружающей среды (воздух, вода, почва, продукты питания).

6.1.4. Оценка экспозиции заключается в измерении или определении (качественном и количественном) выраженности, частоты, продолжительности и путей воздействия химических соединений, находящихся в окружающей среде. Оценка экспозиции описывает также природу воздействия, размеры и характер экспонируемых популяций.

6.1.5. Наиболее важными шагами при оценке экспозиции являются: определение маршрутов воздействия; идентификация той среды, которая переносит загрязняющее вещество; определение концентраций загрязняющего вещества; определение времени, частоты и продолжительности воздействия; идентификация подвергающейся воздействию популяции.

6.1.6. На этапе оценки экспозиции проводится окончательное уточнение сценария воздействия, характеризующего путь (движение) вещества от места его образования до точки воздействия на человека. С учетом выбранного сценария осуществляется анализ имеющихся данных об уровнях воздействия химических веществ на человека - концентрациях вещества во всех средах в анализируемой точке воздействия. Сценарий воздействия составляется исходя из целей проекта и концептуальной модели исследуемой территории.

6.1.7. Полный сценарий экспозиции, отражающий воздействие на население в реальных условиях, включает оценку поступления химических веществ в организм человека одновременно из разных сред (атмосферный воздух, питьевая вода, вода поверхностного водоема, почва, продукты питания) различными путями (пероральный, ингаляционный, накожный). Такой тип экспозиции характеризуется как многосредовое и комплексное воздействие.

6.1.8. Количественная характеристика многосредового риска позволяет разработать оптимальные управленческие решения по его снижению на основе оценки всех контактирующих сред и путей поступления с учетом их долевого вклада в уровни воздействия на человека.

6.1.9. В зависимости от цели проекта сценарий воздействия может предусматривать оценку поступления химических веществ только из одной среды (например, атмосферного воздуха, воздуха помещений, питьевой воды, продуктов питания и т.д.) и одним путем (например, ингаляционным). В некоторых случаях сценарий воздействия может ограничиваться оценкой поступления вредных агентов от определенных источников выбросов (например, только стационарные источники/промышленные предприятия или автотранспорт).

6.1.10. Во всех случаях, с целью создания наиболее благоприятных условий для последующего процесса управления риском, на стадии оценки экспозиции обязательным является выявление: конкретного места контакта человека с вредным агентом; относительного вклада каждого специфического источника загрязнения этим агентом в данном месте; факторов окружающей среды, влияющих на характер воздействия, что позволяет обеспечить эффективные и рациональные мероприятия по снижению риска.

6.1.11. Оценка экспозиции может рассматривать прошлые, настоящие и будущие воздействия с различными параметрами для каждой фазы, т.е. моделирование будущих, измерение настоящих и анализ суммирования биологических эффектов для прошлых воздействий.

6.1.12. В целом на этапе оценки экспозиции проводится анализ: источников загрязнения окружающей среды; механизмов образования и поступления загрязнителей; транспорта, накопления и трансформации химических веществ в различных объектах внешней среды; воздействующих на человека сред и путей поступления химических веществ из каждой воздействующей среды; концентраций загрязняющих веществ или продуктов их трансформации в различных средах в точке воздействия на человека (месте его пребывания); а также населения и его чувствительных подгрупп, потенциально подверженных изучаемому воздействию.

6.1.13. Определение экспозиции является составной частью не только оценки риска, но и процесса управления риском, потому что позволяет установить:

- распределение концентраций во времени и пространстве в различных объектах окружающей среды;

- популяции или субпопуляции с высоким и низким риском;

- приоритетные, эффективные и наиболее экономичные программы и мероприятия по снижению риска;

- вклад в уровни воздействия от различных источников загрязнения;

- факторы, влияющие на попадание загрязнителей в окружающую среду, пути распространения вредных веществ и пути поступления в организм человека;

- соответствие применяемых мер по снижению загрязнения достижению безопасных для здоровья уровней.

6.1.14. Процесс оценки экспозиции обычно состоит из трех основных этапов.

Первый этап - характеристика окружающей обстановки, которая предусматривает анализ основных физических параметров исследуемой области и характеристику популяций, потенциально подверженных воздействию.

Второй этап - идентификация маршрутов воздействия, источников загрязнения, потенциальных путей распространения и точек воздействия на человека.

Третий этап - количественная характеристика экспозиции предусматривает установление и оценку величины, частоты и продолжительности воздействий для каждого анализируемого пути, идентифицированного на втором этапе. Наиболее часто этот этап состоит из двух стадий: оценки воздействующих концентраций и расчета поступления.

6.2.1. На первом этапе оценки экспозиции проводится подробное описание физической среды и детализированная историческая характеристика исследуемой территории. Необходимые данные для анализа должны включать информацию о топографии, гидрогеологии, растительном и животном мире, земельных ресурсах и их использовании, хозяйственной деятельности человека. Исторический обзор должен содержать сведения о сельскохозяйственной, промышленной, коммерческой деятельности, характеристике селитебных зон.

6.2.2. Характеристика физической среды включает в себя анализ следующих свойств и показателей:

- климат (температурный режим, количество осадков, относительная влажность, особенности топографии, высота местности, количество дней с устойчивым снежным покровом, процесс циркуляции воздушных масс и т.д.);

- метеоусловия (например, скорость и направление ветра, повторяемость штилей, туманов, приземных инверсий температуры и др.);

- геологическое строение;

- растительность (например, травяной покров, древесная растительность и др.);

- тип почвы (например, кислый, основной, органический, песчаный и др.);

- гидрологию подземных водных источников (например, глубина, направление и тип водного потока);

- места расположения и описание поверхностных водоемов (например, тип, скорость течения воды, соленость и др.).

6.2.3. На основании характеристик физической среды исследуемой области и анализа исторических данных использования земельных ресурсов делается предварительное заключение о потенциальных путях вредного воздействия, имея в виду все взаимодействующие среды и факторы окружающей среды - почву, подземные и поверхностные воды, осадки, воздушную среду, биоту, а также возможный транспорт вредного вещества из одной среды в другую.

6.2.4. Характеристика населения, потенциально подверженного воздействию на исследуемой территории и вблизи от нее, предусматривает анализ мест проживания (локализация и расстояние от источника загрязнения окружающей среды), видов деятельности, выявление чувствительных подгрупп.

6.2.5. В анализ следует включать все группы популяции, потенциально подверженные воздействию исследуемых факторов, даже если они проживают вдали от источника загрязнения (например, население, потребляющее загрязненную водопроводную воду или продукты питания, выращенные на загрязненной почве). Кроме того, в анализ следует включать и население, которое может подвергаться воздействиям в будущем, например в результате миграции химических веществ из загрязненной зоны.

6.2.6. Оценка человеческой деятельности обычно проводится по следующей схеме.

Определение времени, которое потенциально экспонируемая популяция проводит в загрязненной зоне. Например, если популяция отнесена к производственному сценарию воздействия, то разумной максимальной оценкой ежедневного периода экспозиции является величина - 8 ч (типичный рабочий день). Если же популяция отнесена к сценарию жилой зоны, то максимальная дневная экспозиция может быть принята равной 24 ч.

Определение времени, которое потенциально экспонируемая популяция проводит в помещении, на открытой местности, в транспорте и т.д. с учетом характера деятельности человека в течение суток. Например, служащие могут проводить практически весь свой рабочий день в помещении, в то время как строительные рабочие большую часть времени находятся на открытой местности.

Определение зависимости человеческой деятельности от сезона года.

Определение возможности временного или постоянного нахождения населения в загрязненной зоне. Например, дети могут играть вблизи загрязненной зоны, а население жилых районов может периодически входить в эту зону или пересекать ее.

Идентификация любых специфичных для исследуемой зоны характеристик популяции, которые могут влиять на экспозицию. Например, если загрязненная зона расположена вблизи мест ловли рыбы, то потенциально экспонируемая популяция вероятнее всего может потреблять значительно больше загрязненных рыбных продуктов, чем популяция, проживающая вдали от данного водоема.

6.2.7. Входные параметры (факторы, дескрипторы экспозиции), используемые в уравнениях для расчетов экспозиций, по возможности, должны отражать специфические, региональные особенности изучаемых популяций и принятых сценариев воздействия. В случае отсутствия или невозможности их получения применяются стандартные (принимаемые "по умолчанию") факторы экспозиции (Прилож. 1).

6.2.8. При анализе информации об исследуемой зоне следует выявить все субпопуляции, которые могут иметь повышенный риск химических воздействий, обусловленный их повышенной чувствительностью, особенностями деятельности и/или предшествующими воздействиями от других источников.

6.2.9. Наиболее чувствительными к действию химических веществ субпопуляциями в ряде случаев могут являться новорожденные и дети, лица пожилого возраста, беременные и кормящие женщины, а также больные хроническими заболеваниями.

6.2.10. Субпопуляции, подверженные повышенному риску вследствие особенностей их деятельности и активности, обычно включают детей (в частности, из-за возможности их контакта с почвой), лиц, которые могут в относительно больших количествах потреблять рыбу, пойманную в местных водоемах, или выращенные в данной местности продукты питания (например, овощи).

6.2.11. Субпопуляции повышенного риска, связанного с предшествующими воздействиями, включают индивидуумов, контактировавших с химическими веществами на производстве, а также лиц, ранее проживавших на загрязненных территориях.

6.2.12. Выявление субпопуляций, требующих повышенного внимания, проводится на основе установления места расположения в исследуемой зоне школ, детских дошкольных учреждений, больниц и поликлиник, жилых зон, мест отдыха и рыбной ловли, основных промышленных и сельскохозяйственных объектов.

6.2.13. Для сценариев жилых районов при оценке риска требуется учитывать воздействие на детей: отдельно до 6 лет, от 6 лет до 18 лет; и на взрослых - от 18 лет и старше. В случае возможного поступления химических веществ в организм ребенка с молоком матери целесообразно дополнительно оценивать воздействие на грудных детей (0 - 1 год).

6.2.14. Выделение возрастных групп, соответствующих важным периодам жизни отдельной когорты, необходимо для оценки риска возможного длительного воздействия на одну и ту же популяцию от детского возраста до старости.

6.3.1. Маршрут воздействия/путь химического вещества

6.3.1.1. Маршрут воздействия, который описывает движение химического вещества от источника его поступления в окружающую среду до подвергающегося воздействию индивидуума, является обязательной составной частью любого сценария экспозиции.

6.3.1.2. Основной задачей анализа пути воздействия является установление связи между источниками выброса загрязнителей, их месторасположением, способами попадания химических веществ в окружающую среду и местами расположения различных популяций населения и их деятельностью.

6.3.1.3. Маршрут воздействия/путь химического вещества описывает механизм, посредством которого индивидуум или популяция подвергаются воздействию химического вещества, точку воздействия и путь поступления. Каждый путь характеризует механизм воздействия исследуемых факторов на население, связанных с определенными источниками загрязнения окружающей среды.

6.3.1.4. Если точка воздействия отдалена от источника, то маршрут воздействия включает в себя также транспортную (в случае межсредовых переходов) и воздействующую среды.

6.3.1.5. Оценка маршрута воздействия включает характеристику: источников загрязнения, выбросов и сбросов химических веществ, мест их нахождения; вероятного(ой) поведения (судьбы) химических соединений в окружающей среде (персистентность, деградация, распределение, транспорт, межсредовые переходы); мест проживания и видов деятельности экспонируемых популяций.

6.3.1.6. Составными частями полного маршрута воздействия являются четыре основных элемента:

- источник и механизм поступления химического вещества в окружающую среду;

- воспринимающая (первично загрязняемая), транспортирующая и воздействующая среды;

- место потенциального контакта человека с загрязненной окружающей средой (точка воздействия/рецепторная точка);

- пути поступления при контакте человека с химическим веществом - пероральный, ингаляционный, кожная абсорбция при потреблении воды, продуктов питания, дыхании и через кожные покровы.

6.3.2. Основные источники поступления химических веществ в окружающую среду

6.3.2.1. К источникам поступления химических веществ в окружающую среду относятся такие процессы, как производство/получение, очищение, обработка, вывоз, хранение, транспортировка, самопроизвольное/случайное получение (в результате побочных реакций) вещества и естественные источники.

6.3.2.2. Среда, загрязненная в результате предшествующего поступления химического вещества из источника загрязнения (первично загрязняемая среда), может, в свою очередь, стать источником загрязнения по отношению к другим средам. Например, почва, загрязненная вследствие разлива химического вещества, может стать источником загрязнения подземных или поверхностных водоисточников.

6.3.2.3. В ряде случаев источник сам по себе является точкой воздействия (например, загрязненная почва). В таких ситуациях путь воздействия состоит из источника, точки воздействия и пути поступления.

6.3.3. Процессы переноса, накопления и трансформации химических веществ в окружающей среде. Межсредовое распределение

6.3.3.1. Вещество, однажды попавшее в окружающую среду, может переноситься в неизмененном виде или трансформироваться в ходе физических процессов (испарение, абсорбция/десорбция), претерпевать химические трансформации, такие как фотолиз, гидролиз, окисление или восстановление, подвергаться биотрансформации (биодеградация или аккумуляция в одной или нескольких средах).

6.3.3.2. В обобщенном виде эти процессы могут быть представлены следующим образом:

- транспорт (перенос химического вещества и его межсредовые переходы);

- физическая трансформация (например, испарение, осаждение);

- химическая трансформация (фотолиз, гидролиз, окисление, восстановление и т.д.);

- биологическая трансформация (например, биодеградация);

- аккумуляция в одной или нескольких средах, включая воспринимающую загрязнение среду.

6.3.4. Сценарий и маршруты воздействия. Точки воздействия

6.3.4.1. Воздействие из окружающей среды может быть прямым (например, вдыхание атмосферного воздуха) или косвенным (например, вдыхание паров вредных веществ, испарившихся из подземных вод, почвы и проникших в воздух помещений).

6.3.4.2. Итоговая характеристика и окончательное формирование сценариев воздействия проводится на основе определения приоритетных путей поступления, т.к. путь воздействия определяет степень абсорбции.

6.3.4.3. Полный маршрут воздействия оценивается при сценарии многосредовой экспозиции, когда анализируются практически все возможные пути поступления вещества (табл. 6.1).

Таблица 6.1

ПРИМЕР СЦЕНАРИЯ МНОГОСРЕДОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

6.3.4.4. Сценарий полного маршрута воздействия представляет собой сочетание различных маршрутов воздействия исследуемых химических веществ.

6.3.4.5. При включении в анализ лишь некоторых из указанных элементов сценарий будет отражать неполный маршрут воздействия. Формирование такого сценария целесообразно в тех случаях, когда одновременное воздействие химических веществ на одну популяцию населения всеми возможными путями маловероятно, в связи с чем следует подразделять сценарии на подсценарии, отражающие причинные соотношения между различными путями воздействия.

6.3.4.6. Неполный маршрут воздействия анализируется также при сценарии, предусматривающем оценку риска от поступления химических веществ только из одной среды (например, атмосферного воздуха, воздуха помещений, питьевой воды, продуктов питания и т.д.) и одним путем (например, ингаляционным).

6.3.4.7. Путь воздействия, при котором вероятность контакта человека с химическим веществом наиболее высока и который приводит к накоплению его концентрации, называется главным (принципиальным) путем воздействия.

6.3.4.8. Исключение того или иного пути воздействия из последующего анализа должно проводиться с большой осторожностью, так как это может приводить к существенным неопределенностям и ошибкам в оценке величины экспозиции.

6.3.4.9. Аргументами для исключения пути воздействия из анализа могут являться следующие положения:

- экспозиция, обусловленная данным путем воздействия, намного меньше по сравнению с другими путями, включающими ту же среду и те же самые точки воздействия;

- потенциальная степень экспозиции при данном пути воздействия ничтожно мала;

- вероятность экспозиции очень низка и риски, связанные с наличием данного пути воздействия, не высоки.

6.4.1. Определение концентраций в точке воздействия

6.4.1.1. Количественная характеристика экспозиции предусматривает первоначально оценку воздействующих концентраций для каждого анализируемого пути воздействия, идентифицированного на предыдущем этапе.

6.4.1.2. Оценка воздействующих концентраций включает определение концентраций химических веществ, воздействующих на человека в течение периода экспозиции.

6.4.1.3. Концентрация - это содержание конкретного загрязнителя в конкретной среде (например, воздушной) на единицу ее объема (например, мг/куб. м) в определенный промежуток времени. Все замеры концентраций прямо или косвенно связаны с временным интервалом. Даже так называемые приборы непрерывного действия имеют предельное, порой весьма короткое время отклика, и поэтому их показания отражают среднее (или приближенное к среднему) значение фактических концентраций в течение ограниченного времени.

6.4.1.4. Концентрации в точке воздействия оцениваются с использованием данных, полученных с помощью двух основных подходов количественной характеристики экспозиции: прямого и косвенного.

6.4.1.5. Прямые методы исследования включают персональный мониторинг загрязнителей в зоне дыхания и использование биологических маркеров.

6.4.1.6. Косвенные (непрямые) методы включают непосредственное измерение образцов проб в разных средах, моделирование распространения химических веществ в окружающей среде, анкетирование, использование суточных дневников и модели экспозиции.

6.4.1.7. Программа исследований по оценке экспозиции должна включать сочетанное использование данных методов для достижения основной цели - наиболее точного установления реальных уровней воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды на организм человека.

6.4.1.8. Воздействующие концентрации чаще всего оцениваются на основе:

1) результатов мониторинга объектов окружающей среды;

2) моделирования распространения и поведения химических веществ в окружающей среде;

3) комбинации результатов мониторинга с данными, полученными с применением моделирования;

4) моделей экспозиции.

6.4.1.9. При оценке риска по полной (базовой) схеме используются результаты мониторинга концентраций химических веществ в анализируемых объектах окружающей среды и/или данные, полученные на основе моделирования рассеивания загрязнителей за период не менее 3 - 5 лет с учетом инвентаризации выбросов.

6.4.2. Мониторинг объектов окружающей среды

6.4.2.1. Мониторинг качества объектов окружающей среды является важнейшим инструментом для аналитического определения содержания химических веществ в каждой анализируемой среде.

6.4.2.2. Конкретный выбор анализируемых загрязнителей, временные масштабы и места размещения пунктов контроля должны соответствовать цели оценки экспозиции населения.

6.4.2.3. Общим основанием для выбора веществ при обосновании стратегии мониторинга, в соответствии с рекомендациями ВОЗ, служат следующие критерии:

- повсеместность распространения в воздушной среде городов;

- наличие, по общему признанию, способности представлять потенциальный риск для здоровья населения;

- необходимость, как правило, регулирования на национальном или международном уровне.

6.4.2.4. Целесообразно, чтобы мониторинг позволял определять экспозицию как в очагах загрязнения, где под воздействием высоких концентраций оказывается небольшая часть населения, так и экспозицию, под воздействием которой находится большинство населения.

6.4.2.5. Одна из важнейших функций организации мониторинга заключается в получении основополагающей информации для определения не только уровня, но и распределения экспозиции по численности населения.

6.4.2.6. Оценка концентрации в точке воздействия должна быть основана на всех пробах, собранных в исследуемой зоне. Число таких измерений должно быть достаточно большим для определения регистрируемых уровней загрязнения.

6.4.2.7. В отчете по оценке риска следует подробно описать расчет концентраций в точке воздействия для каждого сценария и пути вредного воздействия с обоснованием способа отбора проб.

6.4.2.8. Использование данных мониторинга для оценки воздействующих концентраций наиболее оправданно в тех случаях, когда экспозиция обусловлена прямым контактом человека с исследуемой средой (например, прямой контакт с химическими веществами в почве), а также если мониторинг осуществляется непосредственно в точке воздействия (например, концентрация химического вещества в водопроводной воде или в воде источника децентрализованного водоснабжения). Для таких путей воздействия данные мониторинга, как правило, обеспечивают получение наилучших оценок реальных воздействующих концентраций.

6.4.2.9. В целом аналитические измерения, выполненные в соответствии с действующими нормативными документами в режиме мониторинга, дают наиболее объективную информацию о состоянии окружающей среды.

6.4.2.10. Результаты мониторинга могут оказаться неадекватными, если:

- точки экспозиции пространственно изолированы от точек мониторинга (например, в случае межсредовых переходов или транспорта химического вещества);

- аналитические данные охватывают лишь часть тех примесей, которые действительно присутствуют в том или ином оцениваемом объекте, причем они привязаны к конкретному посту наблюдения, а число постов недостаточно;

- временное распределение данных отсутствует (типичной ситуацией является сбор данных о качестве окружающей среды за ограниченный интервал времени; такие данные хорошо характеризуют условия на момент исследования, однако не отражают продолжительные или очень кратковременные воздействия);

- данные мониторинга ограничены пределом количественного определения химического вещества в среде.

6.4.2.11. В ситуациях, приведенных в п. 6.4.2.10, необходимо дополнять результаты мониторинга данными, полученными с использованием моделирования.

6.4.3. Моделирование распределения химических веществ в окружающей среде

6.4.3.1. Сочетание аналитических данных мониторинга с результатами моделирования распространения химических веществ играет важнейшую роль в оценке экспозиции.

6.4.3.2. Модели уровней концентраций представляют собой математические выражения, прогнозирующие концентрации веществ на основании законов физики и химии окружающей среды. Модели распространения химических веществ в окружающей среде используются при оценке риска в следующих целях:

- оценка пространственного распределения концентрации и экспозиции населения;

- определение соотношений "источник - рецептор";

- определение вклада различных источников в суммарные концентрации;

- оптимизация стратегий снижения объема выбросов и анализ сценариев, связанных с выбросами;

- прогнозирование изменения концентраций загрязнителей во времени;

- анализ репрезентативности постов мониторинга и оптимизация процесса организации их сети.

6.4.3.3. Построение моделей рассеивания базируется на данных об источниках и выбросах загрязнителей, а также метеорологической и географической информации.

6.4.3.4. Точность расчетов зависит от качества исходной информации, совершенства моделирования физических и химических явлений, наличия вычислительных ошибок выбранной модели, изменчивостью состояния атмосферы.

6.4.3.5. Выбор модели расчета загрязнения объектов окружающей среды для целей оценки риска проводится по ее способности определять не только максимальные уровни загрязнения, но и осредненные на заданный период экспозиции, а также в максимальной степени учитывать все факторы, влияющие на распространение загрязнения.

6.4.3.6. Период осреднения, к которому относятся вычисленные концентрации, соответствует тому периоду времени, к которому относится используемая при расчете исходная информация. Поэтому модели расчета концентраций, осредненных за год, не могут быть использованы для определения концентраций для других периодов (месяц, сезон).

6.4.3.7. В целом, применяемые в настоящее время оперативные модели расчета концентраций, осредненных за длительный период, разработаны для прогнозирования концентраций от совокупности точечных и площадных источников с учетом вариации как метеорологических параметров, так и характеристик мощности выбросов.

6.4.3.8. Расчетные методы позволяют получить полноценную модель загрязнения объекта окружающей среды с возможностью ее оценки в любой точке изучаемого пространства, что имеет первостепенное значение для определения населения под воздействием.

6.4.3.9. Сравнительная характеристика преимуществ и недостатков использования мониторинга и моделирования загрязнения атмосферного воздуха приводится в табл. 6.2.

Таблица 6.2

СРАВНЕНИЕ МОНИТОРИНГА КАЧЕСТВА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА И МОДЕЛИРОВАНИЯ РАССЕИВАНИЯ АТМОСФЕРНЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ КОНЦЕНТРАЦИЙ В ТОЧКЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ (WHO, REGIONAL PUBLICATIONS, EUROPEAN SERIES, N 85, 1999)

<*> Результаты моделирования должны быть сравнены с несколькими измеренными уровнями для подтверждения надежности и корректности модели.

<**> Увеличение числа постов наблюдений может существенно улучшить пространственное представление о концентрациях.

6.4.4. Модели персональной экспозиции

6.4.4.1. Модели экспозиции при наличии данных адекватных наблюдений используются для получения заключений относительно экспозиции по конкретным загрязнителям на целевые группы населения.

6.4.4.2. Модели экспозиции прогнозируют характер экспозиции на человека или население. В качестве исходной информации в данном случае используются данные о концентрации при воздействии конкретного загрязнителя на человека или группу людей, а также о продолжительности такого воздействия. Вводные данные представлены в этом случае характером деятельности человека с распределением по времени, а также концентрациями вредных агентов.

6.4.4.3. Результаты, полученные на основе моделей экспозиции, позволяют оценить определяющие факторы величины экспозиции и доз загрязнителя в разных точках при изменяющемся распределении населения по территории.

6.4.4.4. Большинство моделей экспозиции ориентировано на поступление химических веществ в организм ингаляционным путем и анализ той микросреды, где происходит контакт человека с загрязнителем. Аналогичный подход может быть использован и для других объектов окружающей среды (питьевой воды, продуктов питания и др.).

6.4.4.5. Понятие микросреды (микроокружения) при построении моделей экспозиции ингаляционного воздействия атмосферных загрязнителей представляет собой трехмерное объемное пространство, в котором концентрация вредного фактора остается постоянной в течение определенного периода времени.

6.4.4.6. Под микросредой, где происходит контакт человека с загрязнителем, подразумевается помещение в жилых и общественных зданиях, салон транспортного средства, улица в городе, парк и т.д.

6.4.4.7. Для определения уровней содержания загрязнителя в каждой микросреде чаще всего используются результаты аналитических измерений концентраций или концентрации загрязнителя, полученные путем моделирования.

6.4.4.8. Оценку концентраций загрязнителей воздуха внутри помещений можно проводить с использованием полуэмпирических методов, которые учитывают проникновение наружных загрязняющих веществ внутрь помещений и вклад в уровни концентраций примесей таких внутренних источников загрязнения, как курение, приготовление пищи, обогрев помещения, его уборка и т.д.

6.4.4.9. Наиболее точное определение уровней воздействия применительно к оценке экспозиции загрязнителей атмосферного воздуха населенных мест проводится с помощью индивидуального (персонального) мониторинга, который предусматривает прямые замеры концентраций воздушных примесей в зоне дыхания человека.

6.4.4.10. Переносные персональные пробоотборники обеспечивают регистрацию повременных суммарных концентраций или сбор повременных суммарных проб определенных загрязнителей, с которыми контактирует человек в своей повседневной жизни.

6.4.4.11. При осуществлении программы многосредового непосредственного мониторинга воздействия параллельно с использованием персональных пробоотборников, измеряющих загрязнение воздуха в зоне дыхания человека, проводится количественное определение химических загрязнителей в пробах воды и пищи (в случае необходимости, например для детей, почвы), потребляемых каждым индивидуумом в отобранной выборке.

6.4.4.12. В случае с водой прямые замеры будут означать взятие проб из крана для питьевой воды. Если речь идет о пищевых продуктах, анализу подлежат повторные пробы пищи, а при определении перкутанной экспозиции соответствующие пробы (например, смывы) берутся непосредственно с кожных покровов.

6.4.4.13. К прямым методам анализа экспозиции относится использование биологических маркеров. Термин "биомаркер" в широком смысле включает почти любое измерение, отражающее взаимодействие между биологической системой и фактором окружающей среды.

6.4.4.14. Биомаркеры подразделяются на три основных типа: маркеры воздействия (экспозиции); маркеры эффекта и маркеры восприимчивости (чувствительности).

6.4.4.15. Маркер воздействия (экспозиции) представляет собой экзогенное химическое вещество, или его метаболит, или продукт взаимодействия между ксенобиотиком и какой-либо молекулой или клеткой, являющимися мишенями, количество которых определяется в различных компартментах организма (например, одним из наиболее известных маркеров экспозиции является содержание в крови свинца, в результате его поступления в организм вместе с вдыхаемым воздухом или с пищей, или карбоксигемоглобина при воздействии оксида углерода).

6.4.4.16. Маркер эффекта количественно характеризует биохимическое, физиологическое, поведенческое или иное изменение в организме, в зависимости от степени которого предопределяется фактическое или потенциальное нарушение здоровья или развитие болезни.

6.4.4.17. Маркер восприимчивости (чувствительности) - это показатель свойственной (врожденной) или приобретенной способности организма реагировать на воздействие определенного вредного агента.

6.4.4.18. Совместное использование всех трех типов биомаркеров дает возможность оценить: воздействующие уровни (количества поглощенной или внутренней дозы); возникающие эффекты от химических веществ и индивидуальную чувствительность к воздействию.

6.4.4.19. Биологические маркеры могут применяться при исследовании поступления химического агента в организм любыми путями из любого источника (объекта) окружающей среды (атмосферного воздуха, воды, почвы, пищевых продуктов и т.д.).

6.4.4.20. Биологические маркеры в конечном итоге позволяют в большей степени прояснить характер зависимостей "причина - следствие" и "доза - ответ" в процессе оценки риска для здоровья, при постановке клинического диагноза и при контроле качества объектов окружающей среды.

6.4.4.21. Модели персональной экспозиции базируются на одновременном применении прямых и косвенных методов расчета воздействия загрязнителей воздушной среды на отдельного человека или популяцию и предполагают получение комбинированных данных о концентрации его в микросредах и об особенностях жизнедеятельности человека.

6.4.4.22. Деловая активность человека в течение наблюдаемого времени (например, суток) оценивается путем анкетирования (опроса) населения или анализа суточных дневников, заполняемых добровольцами, отобранными для исследования.

6.4.4.23. Методическая схема сбора информации с помощью опросных способов исследования направлена, в первую очередь, на получение данных об особенностях жизнедеятельности человека или популяционных групп, в частности о времени пребывания его (их) в различных микросредах в течение суток, и включает следующие этапы:

- отбор респондентов с учетом метода рандомизации из предварительно тщательно подобранного контингента;

- выбор наиболее соответствующего вида сбора данных: обычно персонального интервьюирования или телефонного опроса, анкетирования или другого способа, предложенного самим респондентом;

- создание адекватной по величине выборки, позволяющей проводить статистический анализ;

- обеспечение условий для высокой активности респондентов в проведении исследований;

- выбор наиболее приемлемых методов исследования оценки воздействия, которые могут включать: использование персональных мониторов и/или прямых замеров концентраций в каждой микросреде в сочетании с опросниками и дневниками, отражающими время пребывания исследуемого в различных микросредах;

- разработку протоколов исследований (опросов) в понятном для респондентов и удобном для пользователей виде, а также пригодном для прогнозирования;

- формулировку специфических вопросов на простом, удобном для восприятия языке, исключая двусмысленность;

- обеспечение кодирования и сохранения информации в виде компьютерных баз данных;

- анализ полученных данных с помощью соответствующих статистических методов;

- обоснование статистически значимых заключений на основе анализа полученной информации.

6.4.4.24. Наиболее общая информация, которая должна быть получена с применением опросных методов для установления воздействующих уровней химических загрязнителей, поступающих, в частности, ингаляционным путем, включает:

- процент популяции или специфических групп населения, которые используют газовые плиты на кухне, применяют пестициды или живут в домах, расположенных вблизи от магистралей с интенсивным автомобильным движением (или с примыкающими к домам гаражами);

- количество курящих (особенно сигареты), контактирующих ежедневно с автомобильным топливом и пестицидами;

- количество времени в течение суток, которое люди проводят на открытом воздухе, в жилых и общественных помещениях, на транспорте, в частности в автомобилях, и в присутствии курильщиков.

6.4.4.25. При необходимости оценки кратковременных воздействий (например, в течение часов или дней) исследования требуют высокой степени точности или контроля. Если же оценивается более длительный период (например, воздействие в течение нескольких лет, десятилетий или, даже, всей жизни), то степень точности или контроля может быть меньшей.

6.4.4.26. Прогнозирование персональной экспозиции проводится по уравнениям для расчета интегрированной воздушной экспозиции с учетом концентраций загрязнителя в различных микросредах, умноженной на время, в течение которого человек находится в соответствующей микросреде. При этом единицами измерения могут быть мг/куб. м, умноженные на количество часов.

6.4.4.27. Соответствующее уравнение интегрированной воздушной экспозиции, представляющей собой сумму составляющих определенной концентрации конкретного загрязнителя, воздействующего на человека в условиях различной микросреды, умноженной на время, в течение которого данное лицо находилось в соответствующей микросреде, может выглядеть следующим образом:

(6.1)

где:

- интегрированная экспозиция человека k в результате воздействия конкретного загрязнителя в течение времени t (например, одного дня, на протяжении жизни и т.д.) при пребывании данного лица во всех микросредах j (например, внутри автомобиля, в самолете, на улице, в магазине и т.д.);

j - общее число воздушных микросред, в которых находился человек в течение времени t;

C_j,k - средняя концентрация, под воздействием которой находился человек k в течение временного интервала t в условиях микросреды j;

Dt - время, проведенное человеком в микросреде j (эти данные можно получить из суточных дневников).

6.4.4.28. Составляющие интегрированную воздушную экспозицию отдельные концентрации оказываются особенно полезными параметрами при оценке относительного риска, поскольку они позволяют установить взаимосвязь между уровнями риска и конкретным загрязнителем в течение определенного времени применительно к различным микросредам.

6.4.4.29. Правильность и точность построения моделей экспозиции зависят от количества учтенных различных микросред, в пределах которых необходимо отслеживать основные изменения в концентрациях, предопределяющих различные уровни экспозиции. Следует также учитывать различные сценарии формирования экспозиции в этих микросредах (например, воздействие табачного дыма внутри помещения или автомобиля).

6.4.5. Характеристика концентраций в точке воздействия

6.4.5.1. Концентрация в точке воздействия (месте пребывания человека) может представлять собой среднюю арифметическую величину концентрации, воздействующей в течение периода экспозиции, или максимальную концентрацию в ограниченный период времени.

6.4.5.2. Для оценки риска, обусловленного хроническими воздействиями химических веществ, применяются среднегодовые концентрации и их верхние 95%-ные доверительные границы, установленные по среднесуточным концентрациям. Для расчета вышеуказанных величин, как правило, используются данные 3-летних наблюдений, но не менее чем за 1 год.

6.4.5.3. Для оценки острых воздействий, включая аварийные воздействия (продолжительность экспозиции не более 24 ч), используются максимальные концентрации и 95-й процентиль.

6.4.5.4. В скрининговых исследованиях для оценки хронических воздействий допустимо использование среднегодовых концентраций, а для оценки острых воздействий - максимальных концентраций за период наблюдения.

6.4.5.5. В тех случаях, когда имеется большая вариабельность концентраций или, наоборот, всего два их значения в точке воздействия, в качестве обоснованной оценки целесообразно использовать максимальную из имеющихся концентраций.

6.4.5.6. В зависимости от задачи исследования оценка риска может быть ориентирована на характеристику средней тенденции, обоснованную (разумную) максимальную экспозицию или на анализ максимального воздействия.

6.4.5.7. При ориентации на среднюю тенденцию в качестве меры интенсивности воздействия используются средние величины концентраций вещества в изучаемых средах.

6.4.5.8. Оценка обоснованной максимальной экспозиции проводится исходя из верхних 95%-ных доверительных границ средних величин.

6.4.5.9. Максимальное воздействие характеризуется с использованием максимальных разовых концентраций, наблюдавшихся в анализируемой точке воздействия за исследуемый период.

6.4.5.10. Для оценки канцерогенного риска, как правило, используются обоснованные максимальные экспозиции, исходя из величин среднегодовых концентраций на уровне верхних 95%-ных доверительных границ.

6.4.6. Экспозиция и доза

6.4.6.1. Экспозиция характеризует контакт организма с химическим агентом. Если экспозиция имеет место в течение определенного периода времени, то общая экспозиция должна быть разделена на тот временной интервал, который интересует исследователя. Полученная таким образом величина представляет собой среднюю величину экспозиции на единицу времени.

6.4.6.2. Средняя экспозиция может быть также выражена как функция массы тела. Полученная стандартизованная по времени и массе тела экспозиция носит название "поступление".

6.4.6.3. Расчет поступления предусматривает количественное установление экспозиций для каждого химического вещества при конкретных путях воздействия. Расчетные оценки поступления выражаются в единицах массы химического соединения, находящейся в контакте с единицей массы тела человека, и имеют размерность мг/(кг x день).

6.4.6.4. Поступление химических веществ обычно рассчитывается по формулам, учитывающим воздействующие концентрации, величину контакта, частоту и продолжительность воздействий, массу тела и время осреднения экспозиции.

Общая формула для расчета величины поступления химического вещества имеет следующий вид:

где:

I - поступление (количество химического вещества на границе обмена), мг/кг массы тела в день;

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.

6.4.6.5. Для расчета поступления используются три категории переменных:

1) связанные с химическим веществом - воздействующие концентрации;

2) описывающие экспонируемую популяцию - величина контакта, частота и продолжительность воздействия, масса тела;

3) определяемые исследователем - время осреднения экспозиции.

6.4.6.6. Значения переменных, связанных с воздействующими концентрациями химических веществ, представлены в разделе 6.4.5.

6.4.6.7. Выбор времени осреднения экспозиции зависит от вида оцениваемых токсических эффектов:

- для веществ с острым действием поступление рассчитывается путем осреднения на очень короткие промежутки времени, которые могут привести к развитию неблагоприятного эффекта (на одно воздействие или на сутки);

- при изучении продолжительных воздействий химических веществ, не обладающих канцерогенным действием, поступление рассчитывают путем их осреднения в течение периода экспозиции (например, субхроническое или хроническое ежедневное поступление);

- для канцерогенов расчет поступления проводят путем деления общей накопленной дозы на продолжительность жизни (хроническое ежедневное поступление, которое часто называется пожизненным среднесуточным поступлением).

6.4.6.8. Особенностью традиционной методологии оценки риска является акцент на продолжительные воздействия относительно низких концентраций химических веществ (например, хроническое ежедневное поступление).

6.4.6.9. При решении вопроса о необходимости включения в анализ краткосрочных экспозиций рекомендуется учитывать следующие факторы:

- токсикологические характеристики химических веществ;

- наличие высоких концентраций химических веществ или возможности их массивного поступления в окружающую среду;

- персистентность химического вещества в окружающей среде;

- характеристики популяции, оказывающие влияние на продолжительность экспозиции.

6.4.7. Расчет суточных доз

6.4.7.1. Расчет суточных доз для разных путей поступления химических веществ в организм из основных объектов окружающей среды приведен в Прилож. 3.

6.4.7.2. Входные параметры (факторы экспозиции), используемые в уравнениях для стандартных расчетов экспозиций и рисков, должны отражать специфические особенности изучаемых популяций и принятых сценариев воздействия.

6.4.7.3. Такие факторы экспозиции, как частота и продолжительность воздействия, сезонные различия (например, время контакта с почвой), в идеале должны основываться на результатах специальных региональных исследований.

6.4.7.4. Другие факторы (скорость ингаляции, площадь поверхности тела, масса тела, средняя продолжительность жизни) могут приниматься как стандартные величины.

6.4.7.5. Стандартные величины потребления воды и различных продуктов питания должны корректироваться при наличии специфических региональных особенностей.

6.4.7.6. При отсутствии специфических региональных параметров, используемых в уравнениях для расчетов экспозиции, расчет суточных доз осуществляется с помощью стандартных факторов экспозиции (Прилож. 1).

6.4.7.7. Важнейшим параметром, отражающим воздействие химического вещества на организм, является доза, поскольку она непосредственно указывает на количество загрязнителя, обладающего потенциальным эффектом в отношении органа-мишени. Доза - это количество загрязнителя, полученное организмом с увеличением времени воздействия с учетом массы тела.

6.4.7.8. В качестве количественной меры экспозиции в исследованиях по оценке риска рекомендуется использовать потенциальную дозу, рассчитываемую путем умножения величины концентрации химического вещества в среде (воздухе, воде, продуктах питания) на объем вдыхаемого воздуха, потребляемой воды или уровень абсорбции через кожу с учетом массы тела.

6.4.7.9. Потенциальная доза - это количество химического вещества, которое потребляется или вдыхается, или его количество, содержащееся в разных средах и находящееся в соприкосновении с кожей. Общая потенциальная доза (TPD) рассчитывается с помощью следующего стандартного уравнения:

где:

C - концентрация загрязняющего вещества в объекте окружающей среды (воздух, почва и т.д.), контактирующей с телом человека (выражается в единицах масса/объем или масса/масса);

IR - величина (скорость) поступления, зависящая от скорости ингаляции (объема легочной вентиляции), объема потребляемой воды и др.;

ED - продолжительность воздействия.

6.4.7.10. Общая доза - это сумма отдельных доз, полученных организмом человека в результате влияния на него отдельного загрязняющего вещества за определенный период в процессе взаимодействия со всеми содержащими данный загрязнитель средами (воздухом, водой, пищей, почвой).

6.4.7.11. В связи с недоступностью данных о коэффициенте абсорбции его величина при расчете потенциальной дозы, как правило, принимается равной 1,0, что соответствует 100% поступлению химического вещества в организм.

6.4.7.12. При расчете потенциальной дозы следует принимать во внимание:

- характеристики индивидуумов (пол, возраст, масса тела, площадь поверхности тела);

- факторы поведения и суточной активности (время, проводимое в различных микросредах, специфическая активность, скорость дыхания и др.);

- факторы жилища (планировка, вентиляция, водоснабжение и др.);

- характеристики территории (регион, городская/сельская местность и др.);

- временные факторы (сезон года, выходные дни, отпускной период, каникулы и др.).

6.4.7.13. При оценке риска потенциальные дозы, как правило, усредняются с учетом массы тела и времени воздействия. Такая доза носит название средней суточной потенциальной дозы (ADDpot) или средней суточной дозы (ADD).

6.4.7.14. Среднесуточная доза (ADD) обычно рассчитывается путем деления потенциальной дозы на массу тела (BW) и время осреднения воздействия (AT):

6.4.7.15. При оценке канцерогенных рисков используют средние суточные дозы, усредненные с учетом ожидаемой средней продолжительности жизни человека (70 лет). Такие дозы обозначаются как LADD. Стандартное уравнение для расчета LADD имеет следующий вид:

где:

LADD - средняя суточная доза или поступление (I), мг/(кг x день);

C - концентрация вещества в загрязненной среде, мг/л, мг/куб. м, мг/кв. см, мг/кг;

CR - скорость поступления воздействующей среды (питьевой воды, воздуха, продуктов питания и т.д.), л/день, куб. м/день, кг/день и др.;

ED - продолжительность воздействия, лет;

EF - частота воздействия, дней/год;

BW - масса тела человека, кг;

AT - период усреднения экспозиции (для канцерогенов AT = 70 лет);

365 - число дней в году.

6.4.7.16. Формулы для расчета средней суточной дозы (ADD) и стандартные значения ключевых факторов воздействия для нескольких типичных путей поступления химических веществ приведены в Прилож. 3. Представленные формулы, сгруппированные по путям поступления (пероральное и ингаляционное поступление, перкутанная абсорбция), являются вариантами основной формулы потенциальной дозы.

6.4.7.17. Все формулы для отдельных путей поступления химических веществ имеют общую структуру и содержат пересчетные коэффициенты, необходимые для перевода единиц массы, объема или площади. Для каждого пути поступления химических веществ рекомендованы также стандартные значения степени контакта, продолжительности и частоты воздействия. В отчете по оценке риска необходимо обосновать выбор отличающихся от стандартных величин и привести их документальное подтверждение.

6.4.8. Интегрированная оценка экспозиции

6.4.8.1. Исходя из определения общей потенциальной дозы, рассчитывается "суммарная экспозиция", которая имеет первостепенное значение при установлении реального риска воздействия загрязняющего вещества на здоровье населения и учитывает все воздействия конкретного загрязнителя на человека независимо от среды или путей поступления.

6.4.8.2. На основании положений п. 6.4.7.15 и формул расчета, приведенных в Прилож. 3, составляется сводная таблица для анализа многомаршрутной, многосредовой экспозиции, отражающая поступление химического вещества из анализируемых сред, а также суммарные дозы для отдельных сред, путей поступления и общую величину суммарной дозы. Формат подобного отчетного документа приведен в табл. 6.3.

Таблица 6.3

СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ДЛЯ АНАЛИЗА МНОГОМАРШРУТНОЙ, МНОГОСРЕДОВОЙ ЭКСПОЗИЦИИ

Примечание. D - доза. Индексы относятся к различным объектам и путям поступления вещества: i - ингаляция, o - перорально, d - накожно, a - воздух, s - почва, w - питьевая вода, r - открытый водоем (рекреационное использование), f - продукты питания. Величина Dsum - отражает суммарное поступление вещества из разных сред и разными путями.

6.4.8.3. Средняя суточная доза на день воздействия (ADDd) формирует основу для расчета не только доз хронического и пожизненного воздействий, но и для острого и подострого.

6.4.8.4. Общая формула для расчета хронической средней суточной дозы имеет следующий вид:

где:

ADDch - средняя суточная доза, усредненная на хроническую экспозицию, мг/(кг x день);

ADDd - средняя суточная доза на день экспозиции;

EF - частота воздействия, дней/год;

DPY - число дней в году (365 дней/год).

Примечание. При оценке накожного воздействия применяется концепция внутренней (или поглощенной) дозы, т.е. дозы, поступившей в кровеносное русло.

6.4.8.5. Частота воздействия может отражать либо продолжительное воздействие (365 дней в году), либо частичное или прерывистое воздействие (например, 90 дней в году в условиях теплого времени года; или 250 дней в году по 5 дней в неделю - 50 недель в год для профессионального воздействия). Если частота воздействия составляет 365 дней в году, то хроническая ADDch равна среднесуточной.

6.4.8.6. На последнем этапе рассчитывается пожизненная суточная доза (LADD) из одной или нескольких хронических суточных доз (ADDch), как средневзвешенная доза для трех периодов жизни по формуле:

где:

LADD - пожизненная средняя суточная доза, мг/(кг x день);

EDb - продолжительность экспозиции для детей младшего возраста (0 - < 6 лет) - 6 лет;

EDc - продолжительность экспозиции для детей старшего возраста (6 - < 18 лет) - 12 лет;

EDa - продолжительность экспозиции для взрослых (18 и более лет) - 12 лет;

ADDchb - хроническая средняя суточная доза для детей младшего возраста, мг/(кг x день);

ADDchc - хроническая средняя суточная доза для детей старшего возраста, мг/(кг x день);

ADDcha - хроническая суточная доза для взрослого, мг/(кг x день);

AT - время осреднения, число лет.

6.4.8.7. Длительность воздействия является рядом лет, в течение которых длится данный способ воздействия. В знаменателе стоит среднее время - период, на который усредняется общая доза или распределяется пропорционально по блокам лет.

6.4.8.8. Для канцерогенных эффектов среднее время учитывает продолжительность жизни человека, невзирая на длительность воздействия.

6.4.8.9. Для условий экспозиции в жилой зоне, продолжительность которой может быть больше одного возрастного периода жизни, необходимо рассчитывать суточную и хроническую ADD отдельно для каждого периода жизни, т.к. различным возрастным периодам присущи специфичные значения величин контакта и массы тела.