Материал: 1394
Практическая работа № 4
Оценка влияния беспороговыхтоксикантов на здоровье человека
Цель занятия: научиться делать оценку риска угрозы здоровью при воздействии беспороговыхтоксикантов.
К канцерогенам относят вещества, воздействие которых достоверно увеличивает частоту возникновения опухолей (доброкачественных и/или злокачественных) в популяциях человека и/или животных и/или сокращает время развития этих опухолей. Как уже отмечалось, при оценке риска угрозы здоровью, обусловленного воздействием канцерогенных веществ, используют два важных положения. Во-первых, принято считать, что у канцерогенов нет пороговой дозы, их действие начинается уже при самых малых количествах, попавших в организм человека. Во-вторых, считается, что вероятность развития онкозаболевания (т.е. канцерогенный риск) прямо пропорциональна количеству (дозе) канцерогена, введенного в организм. Совокупность этих двух положений называют беспороговой линейной моделью.
Линейный характер зависимости между канцерогенным риском и дозой канцерогенного вещества выражается простой формулой:
=∙ ,
где r- индивидуальный канцерогенный риск; под ним следует понимать дополнительный риск онкологического заболевания, вызываемый поступлением данного канцерогена;
D - доза канцерогена, попавшего в организм человека;
Fr- коэффициент пропорциональности между риском и дозой, называемый фактором риска.
Фактор риска Fr показывает, насколько быстро возрастает вероятность онкозаболевания при увеличении дозы канцерогена, поступившего в организм человека с воздухом, водой или пищей. Фактор риска еще называют коэффициентом наклона (SlopeFactor), так как он характеризует угол наклона прямой зависимости «риск - доза». Очевидно, что чем больше угол наклона, тем больше угроза здоровью.
Единица фактора риска Fr- [мг/кг·сут]-1; она обратна единице среднесуточного поступления канцерогена. Фактор риска количественно характеризует увеличение угрозы здоровью в результате ежедневного поступления данного канцерогена в количестве 1 мг, отнесенного к 1 кг массы тела человека.
Часто индивидуальный канцерогенный риск вычисляют по формуле:
=∙ ,
где m – среднесуточное поступление канцерогена с воздухом, водой или с пищей, отнесенное к 1 кг массы тела человека (мг/кг·сут).
Удобство расчета риска r по этой формуле заключается в том, что в результате перемножения величин m и Fr получается безразмерная величина.
В таблицах ниже приведены значения факторов риска Fr при поступлении в организм человека ряда канцерогенов с воздухом (табл. 23), а также с водой и пищей (табл. 24).
Таблица 23
Значения факторов риска Fr при поступлении в организм человека канцерогенов с воздухом
|
Канцерогены |
Fr, |
|
|
(мг/кг·сут)-1 |
1 |
Дихлорметан |
1,6·10-3 |
2 |
Трихлорэтилен |
7·10-3 |
3 |
Формальдегид |
2,1·10-2 |
4 |
Свинец и его соединения |
4,2·10-2 |
5 |
Бензол |
5,5·10-2 |
6 |
Винилхлорид |
7,2·10-2 |
7 |
Тетрахлорэтилен |
0,15 |
8 |
Дихлорэтан |
0,27 |
9 |
Хлорбензол С6Н5С1 |
0,27 |
10 |
ДДТ С14Н9С15 |
0,34 |
11 |
Никель (пыль в воздухе) |
0,91 |
12 |
Полихлорированныебифенилы |
2,0 |
13 |
Выхлопные газы дизельных двигателей |
2,1 |
14 |
Кадмий и его соединения |
6,3 |
15 |
Бенз(а)пирен |
7,3 |
16 |
Бериллий, металл и оксид |
8,4 |
17 |
Мышьяк |
12 |
18 |
Хром (VI) |
42 |
19 |
Сульфат бериллия |
3·103 |
20 |
Диоксины (смесь) |
4,6·103 |
Таблица 24
Значения факторов риска Fr при поступлении в организм человека канцерогенов с водой и пищей
|
Канцерогены |
Fr, |
|
|
(мг/кг·сут)-1 |
1 |
Свиней и его соединения |
8,5·10-3 |
2 |
Хлороформ |
3,1·10-2 |
3 |
Бензол |
5,5·10-2 |
4 |
Пентахлорфенол С6НСl5O |
0,12 |
5 |
Хлорбензол С6Н5С1 |
0,27 |
6 |
ДДТ С14Н9С15 |
0,3 |
7 |
Кадмий и его соединения |
0,38 |
8 |
Трихлорэтилен |
0,4 |
9 |
Тетрахлорэтилен |
0,54 |
10 |
Мышьяк |
1,75 |
11 |
Винилхлорид |
1,9 |
12 |
Оксид бериллия |
7,0 |
13 |
Полихлорированныебифенилы |
5,0 |
14 |
Бенз(а)пирен |
12 |
15 |
Сульфат бериллия |
3·103 |
16 |
Диоксины (смесь) |
1,6·105 |
Эти таблицы показывают, что величина фактора риска варьирует в очень широких пределах.
При решении задач, в которых рассматривается поступление канцерогена с воздухом, его среднесуточное поступление m, отнесенное к 1 кг массы тела человека, рассчитывается по формуле:
= |
∙ ∙ ∙ |
, |
3 |
; |
где С- концентрация канцерогена в воздухе∙ |
, мг/м |
|||
V - объем воздуха, поступающего в легкие в течение суток, м3/сут. |
||||
(считается, что взрослый человек вдыхает 20 м3 воздуха ежесуточно);
f- количество дней в году, в течение которых происходит воздействие канцерогена;
Тр - количество лет, в течение которых происходит воздействие канцерогена;
Р - средняя масса тела взрослого человека, принимая равной 70 кг; Т - усредненное время возможного воздействия канцерогена, в
качестве которого принимается средняя продолжительность жизни человека, считающаяся равной 70 годам, 25550 сут).
Если решаются задачи, связанные с потреблением питьевой воды, то среднесуточное поступление m канцерогена с водой на 1 кг массы тела человека определяется по несколько измененной формуле:
= |
∙ ∙ |
∙ |
, |
3 |
; |
где С - концентрация канцерогена в питьевой∙ |
воде, мг/дм |
||||
ν - скорость поступления |
воды |
в |
организм человека, л/сут. |
||
Считается, что взрослый человек выпивает ежесуточно 2 литра воды;
f- количество дней в году, в течение которых происходит воздействие канцерогена;
Тр - количество лет, в течение которых потребляется рассматриваемая питьевая вода;
Р - средняя масса тела взрослого человека, принимая равной 70 кг; Т - усредненное время возможного воздействия канцерогена, в
качестве которого принимается средняя продолжительность жизни человека, считающаяся равной 70 годам, 25550 сут).
Если решаются задачи, связанные с потреблением продуктов питания, то среднесуточное поступление m канцерогена с пищей, приведенное к 1 кг массы тела человека, определяют по формуле:
= |
∙ |
∙ |
, |
где С - концентрация канцерогена∙ |
в |
рассматриваемом пищевом |
|
продукте; |
|
|
|
М - количество продукта, потребляемого за один год; |
|||
Tр - количество лет, в |
течение которых потребляется |
||
рассматриваемый продукт.
После того, как вычислено среднесуточное поступление m канцерогена, приведенное к 1 кг массы тела человека, рассчитывают индивидуальный канцерогенный риск r по формуле:
=∙ ,
где Fr - фактор риска, выражаемый в (мг/кг·сут)-1, его значения приведены в табл. 23 и 24.
Если r ≤ 10-6, индивидуальный канцерогенный риск считается пренебрежимо малым. Верхний предел допустимого индивидуального канцерогенного риска принимается равным 10–4.
Если r> 10-4, индивидуальный канцерогенный риск считается недопустимым.
В случае воздействия нескольких канцерогенов полный риск выражается суммой отдельных рисков:
rt = r1 + r2 + …
Коллективный канцерогенный риск R определяется формулами:
R = r · N;
Rt = rt · N.
где N - количество человек, подвергающихся данному риску. Пример.Рассчитать индивидуальный и коллективный риски угрозы
здоровью для следующих условий. Содержание диоксинов в питьевой воде равно 10ПДК этих веществ в воде, ПДК составляет 2·10–8 мг/дм3. Время потребления такой воды группой в 103 человек – 5 лет. Средняя частота потребления – 300 дней в году. Фактор риска при поступлении диоксинов с водой равен 1,6·105 [мг/(кг·сут)]–1.
Решение
Среднесуточное поступление диоксинов с питьевой водой на 1 кг массы тела человека:
m |
C v f |
Tp |
|
2 10 7(мг/ л) 2(л/сут) 300(сут/ год) 5(лет) |
6 10 4(мг) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
P T |
|
|
|
||||
|
|
|
70(кг) 25550(сут) |
1788500(кг сут) |
|||
3,4 10 10 мг/кг сут.
Индивидуальный канцерогенный риск:
r = m·Fr = 3,4·10–10(мг/кг·сут)× 1,6·105((мг/кг·сут)–1) = 5,4·10–5.
Если привести к одному году, то индивидуальный риск будет равен 5,4·10–5 : 5 = 1,1·10–5. Это значение ниже уровня допустимого риска, который считается равным 1·10–4 чел–1·год–1.
Коллективный риск R = r·N, для условий данной задачи
R = 5,4·10–5 чел–1× 103 чел = 0,054 << 1.
Таким образом, в рассматриваемом случае можно ожидать, что в течение 5 лет не будет наблюдаться ни одного дополнительного случая появления онкологического заболевания.
Задача 18. В воздухе вблизи химического завода находится концероген, концентрация которого составляет С мг/м3. На протяжении Тр лет таким воздухом дышит население, численность которого составляет N тыс. человек. Количество дней, в течение которых люди подвергаются канцерогенному риску, равно в среднем fсут. Рассчитать