Małgorzata Kupczewska-Dobecka 1 Radosław Świercz 2

Transkrypt

1 Medycyna Pracy 2009;60(5): Instytut Medycyny Pracy im. prof. J. Nofera w Łodzi Małgorzata Kupczewska-Dobecka 1 Radosław Świercz 2 PRACA ORYGINALNA WYZNACZENIE BEZPIECZNYCH WARTOŚCI SUBSTANCJI CHEMICZNYCH OBECNYCH NA STANOWISKACH PRACY WYZNACZENIE WARTOŚCI DNEL INH ZGODNIE Z ZAŁOŻENIAMI REACH NA PRZYKŁADZIE BUT-2-YNO-1,4-DIOLU SETTING LIMIT VALUES FOR CHEMICAL SUBSTANCES IN THE WORKPLACE: DNEL INH SETTING ACCORDING TO REACH PRINCIPLES FOLLOWING THE EXAMPLE OF BUT-2-YNO-1,4-DIOL 1 Instytut Medycyny Pracy im. prof. J. Nofera, Łódź Zakład Informacji Naukowej 2 Instytut Medycyny Pracy im. prof. J. Nofera, Łódź Zakład Toksykologii i Kancerogenezy Streszczenie Wstęp: Wyznaczono pochodny poziom niepowodujący zmian w warunkach narażenia zawodowego dla but-2-yno-1,4-diolu, zgodnie z założeniami REACH, oraz porównano wartości najwyższego dopuszczalnego stężenia (NDS) w powietrzu na stanowiskach pracy z oszacowaną wartością. Materiał i metody: Obliczenia wykonano na podstawie danych pochodzących z dwóch eksperymentów toksyczności inhalacyjnej na szczurach oraz danych uzyskanych z trzech doświadczeń, w których narażano zwierzęta drogą pokarmową. Wyniki: Wyprowadzone wartości wykazują znaczne różnice i mieszczą się w granicach od 0,33 do 0,02 mg/m 3, w zależności od rodzaju wybranego eksperymentu i efektu krytycznego. Wydaje się, że 30-dniowa ekspozycja inhalacyjna najlepiej spośród dostępnych badań odzwierciedla rzeczywistą drogę penetracji organizmu człowieka przez ksenobiotyk. Badanie to stało się również podstawą do zaproponowania wartości najwyższego dopuszczalnego stężenia (NDS) dla but-2-yno-1,4-diolu, która wynosi 0,25 mg/m 3 i jest bliska wyliczonej wartości 0,10 mg/m 3 dla miejscowego działania drażniącego. Obie wartości (NDS i ) zostały oszacowane na podstawie tej samej wartości wyjściowej, tj. NOAEC loc dla działania miejscowego 0,5 mg/m 3, natomiast zastosowano różne współczynniki szacunkowe. Wnioski: Ze względu na posługiwanie się inną metodologią do wyznaczenia wartości i NDS, wykazuje tendencje do osiągania niższych wartości niż odpowiednie wartości NDS oszacowane dla tych samych efektów zdrowotnych. Może to wskazywać, że NDS nie stanowi odpowiedniego poziomu zabezpieczenia w przypadku narażenia zawodowego na but-2-yno-1,4-diol, zgodnie z REACH. Obliczenia prowadzą do uzyskania nowych, niższych wartości, które wymagają stosowania innych środków kontroli ryzyka i warunków operacyjnych niż dotychczas. Med. Pr. 2009;60(5): Słowa kluczowe: DNEL, but-2-yno-1,4-diol, NDS Abstract Background: Derived No Effect Level ( ) has been set for occupational exposure to but-2-yno-1,4-diol according to REACH principles. Maximum allowable concentration (MAC) and have been compared. Material and Methods: Experimental data from two inhalation studies on rats and three oral studies have been used to calculate DNEL. Results: Estimated values show significant differences and fall within the range of mg/m 3, depending on the chosen experiment and critical effect. It seems that a 30-day inhalation study best reflects the penetration of xenobiotic to the human organism. This experiment has been used to set MAC value of but-2-yno-1,4-diol of 0,25 mg/m 3 and it is close to local 0.10 mg/m 3. Both values have been estimated on the same starting point NOAEC loc 0.5 mg/m 3, but different assessment factors have been applied. Conclusions: A general feeling is that because of the differences in methodologies for calculating DNELs versus those used for calculating health-based OELs, the DNEL will tend to be lower than any corresponding health-based OEL for that chemical. This indicates that the OEL does not provide the appropriate level of protection required by REACH. The calculation leads to a new value (DNEL) that requires different risk management measures and operational conditions. Med Pr 2009;60(5): Key words: DNEL, but-2-yno-1,4-diol, MAC Adres autorki: Zakład Informacji Naukowej, Instytut Medycyny Pracy im. prof. J. Nofera, św. Teresy 8, Łódź, dobecka@imp.lodz.pl Nadesłano: 15 lipca 2009 Zatwierdzono: 17 sierpnia 2009

2 348 M. Kupczewska-Dobecka, R. Świercz Nr 5 WSTĘP Dotychczasowy system kontroli chemikaliów w Unii Europejskiej był oparty na szeregu dyrektyw i rozporządzeń, tworzonych na przestrzeni kilku dekad. Niestety, nie udało się dzięki niemu uzyskać wystarczających danych na temat wpływu większości substancji na zdrowie człowieka oraz środowisko naturalne. W dniu 18 grudnia 2006 roku Parlament Europejski i Rada Europy wydali Rozporządzenie (WE) nr 1907/2006 w sprawie rejestracji, oceny, udzielania zezwoleń i stosowania ograniczeń w zakresie chemikaliów w skrócie zwane REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) (1). Rozporządzenie to weszło w życie na całym obszarze Unii Europejskiej dnia 1 czerwca 2007 roku. Rozporządzenie REACH zmienia dotychczasową sytuację. W jego ramach przyjęto szereg postanowień mających na celu usprawnienie zarządzania i kontroli obrotu chemikaliami na terenie Unii Europejskiej. Znika podział na substancje nowe oraz istniejące obecnie objęto je wspólnym systemem. Ciężar odpowiedzialności za dokonywanie oceny ryzyka oraz badań danej substancji został przeniesiony z władz na przemysł. Producenci i importerzy zostali zobowiązani do dokonania rejestracji substancji. Dalsi użytkownicy zostali włączeni do systemu kontroli chemikaliów, dzięki czemu informacja o ryzyku stwarzanym przez substancje znajdzie się w całym łańcuchu dostaw. W myśl REACH klasyczną ocenę ryzyka opartą na ustaleniu marginesu bezpieczeństwa zastąpiono oszacowaniem pochodnego poziomu niepowodującego zmian DNEL (derived no effect level). Ocena zagrożeń dla zdrowia ludzkiego wynikających z produkowania i/lub stosowania substancji, klasyfikacja i oznakowanie substancji oraz wyznaczenie DNEL jest jednym z etapów tzw. oceny bezpieczeństwa chemicznego (chemical safety assessment CSA). Ocena bezpieczeństwa chemicznego powinna zostać przeprowadzona przez rejestrujących w odniesieniu do substancji produkowanych i/lub importowanych w ilościach co najmniej 10 ton rocznie w przeliczeniu na jednego rejestrującego oraz przez dalszych użytkowników, jeśli ich zastosowania nie zostały uwzględnione przez dostawcę. Główne zadanie przeprowadzenia takiej oceny polega na zapewnieniu kontroli ryzyka poprzez charakterystykę ryzyka stanowiącą końcowy jej etap. W charakterystyce ryzyka określa się, czy zagrożenia wynikające z produkowania/importowania i stosowania substancji są należycie kontrolowane, i polega ona na porównaniu wartości DNEL z faktycznym narażeniem zmierzonym, przewidywanym lub oszacowanym. Sposób obliczania wartości DNEL jest opisany w 3 części dokumentu technicznego wdrażającego procedurę REACH (2). Na jego podstawie wartość DNEL szacowana jest między innymi z następujących dawek i stężeń wyznaczających: NOAEL (no observed adverse effect level) najwyższy poziom bez obserwowanego działania toksycznego, NOAEC (no observed adverse effect concentration) najwyższe stężenie bez obserwowanego działania toksycznego, LOAEL (lowest observed adverse effect level) najniższy poziom działania toksycznego. Pod uwagę brane są wszystkie dostępne dane dotyczące toksyczności dla ludzi, wyniki doświadczeń na zwierzętach; uwzględniane są różne skutki działania substancji i drogi podania, działanie miejscowe i układowe itp. Do wyliczenia DNEL z odpowiednich dawek wyznaczających stosowane są korekcyjne współczynniki szacunkowe (assessment factors), uwzględniające zmienność wewnątrzgatunkową (wrażliwość osobnicza), różnice międzygatunkowe, różnice w drogach podania substancji, czas trwania narażenia (krótkotrwałe DNEL acute i długoterminowe DNEL chronic ), charakter i nasilenie skutków narażenia, a także jakość dostępnych danych dotyczących toksyczności. Sposób uzyskania wartości DNEL oraz tryb postępowania podczas dobierania liczbowych współczynników korekcyjnych przy wyznaczaniu DNEL przedstawił Gromiec (3). CEL PRACY Celem pracy było wyznaczenie pochodnego poziomu niepowodującego zmian w warunkach narażenia zawodowego dla but-2-yno-1,4-diolu, zgodnie z założeniami REACH, oraz porównanie wartości najwyższego dopuszczalnego stężenia (NDS) w powietrzu na stanowiskach pracy z oszacowaną wartością. Do badań wybrano tę właśnie substancję, ponieważ w ostatnim roku była ona przedmiotem opracowania dokumentacji dopuszczalnych poziomów narażenia zawodowego przez Zespół Ekspertów ds. Czynników Chemicznych Międzyresortowej Komisji ds. NDS i NDN.

3 Nr 5 Wyznaczenie wartości DNEL 349 OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA BADANEJ SUBSTANCJI But-2-yno-1,4-diol (1,4-butynodiol, 2-butyno-1,4-diol, 1,4-dihydroksy-2-butyn, bis(hydroksymetylo)acetylen) jest ciałem stałym, o barwie żółtej, rozpuszczalnym w wodzie, o masie cząsteczkowej 86,09 i wzorze sumarycznym C 4 H 6 O 2. Jest produkowany w Niemczech w łącznej ilości t/rok. But-2-yno-1,4-diol jest stosowany głównie do otrzymywania butanediolu i butenediolu poprzez uwodornienie w wodnych roztworach, jako inhibitor korozji, do produkcji środków opóźniających palenie oraz w procesach chemicznych do wytrawiania powierzchni metali, a także do syntezy polioli (akcelerator polimeryzacji), insektycydów, farmaceutyków, jako stabilizator chlorowanych węglowodorów, dodatek do farb i lakierów, składnik środków myjących i czyszczących (głównie do instalacji sanitarnych, fasad budynków i samochodów). Występuje pod nazwą handlową Agrisynth B3D (4). Narażenie inhalacyjne w środowisku pracy obejmuje przede wszystkim narażenie na pył substancji i aerozole w roztworach, natomiast narażenie na pary jest nieznaczne z powodu ich niskiej prężności (< 0,2 Pa w 20 C). Poniżej przedstawiono charakterystykę i właściwości fizykochemiczne but-2-yno-1,4-diolu (4): nr w rejestrze CAS: , nr WE: , nr indeksowy: , temperatura topnienia: 58 C, temperatura wrzenia: > 200 C (powolny rozkład między 160 C a 200 C; gwałtowny rozkład > 200 C), prężność pary: 0,17 Pa w temp. 20 C, gęstość względna: 1,114 (20 C), współczynnik podziału oktanol/woda: logpow: 0,73 w temp. 25 C, rozpuszczalność w wodzie: ok. 750 g/l w temp. 20 C; 20 g/l w temp. 0 C; 3740 g/l w temp. 25 C. TOKSYCZNE DZIAŁANIE NA LUDZI W piśmiennictwie jest niewiele danych dotyczących działania toksycznego but-2-yno-1,4-diolu u ludzi. Nie znaleziono danych wskazujących na działanie przewlekłe, a także badań epidemiologicznych. Jednorazowy kontakt z but-2-yno-1,4-diolem wywoływał u ludzi silne działanie drażniące na oczy i skórę lub swędzące zapalenie skóry oraz odczyny alergiczne skóry (5 9). TOKSYCZNE DZIAŁANIE NA ZWIERZĘTA Istnieje szereg doniesień na temat działania toksycznego but-2-yno-1,4-diolu u zwierząt laboratoryjnych po jednorazowym podaniu substancji różnymi drogami. Wyznaczone wartości LD 50 po podaniu dożołądkowym wynoszą: dla szczura mg/kg (10 11), dla myszy 105 mg/kg (11), dla świnki morskiej 130 mg/kg (11), dla ptaka 75 mg/kg (12) i dla królika 150 mg/kg (11). Wartości medialnych dawek i stężeń śmiertelnych dla szczurów po podaniu but-2-yno-1,4-diolu innymi drogami wynoszą odpowiednio: na skórę mg/kg (10,13,14), po dodaniu dootrzewnowym 52,4 mg/kg (11) i po narażeniu inhalacyjnym 0,69 mg/m 3 (15). Wykazano, że but-2-yno-1,4-diol wchłania się przez skórę, a jego roztwór wodny działa silniej toksycznie poprzez skórę niż sama substancja w postaci stałej (10). Uznano, że but-2-yno-1,4-diol jest substancją żrącą i drażniącą na oczy królika (10,16 18). W badaniach oceniających potencjał uczulający stwierdzono słabe działanie uczulające but-2-yno-1,4-diolu na świnki morskie w teście Magnussona i Kligmana (19,20). W badaniach oceniających toksyczność but-2-yno- -1,4-diolu u szczurów po wielokrotnym podaniu dożołądkowym lub inhalacyjnym dokonano istotnej oceny, która z punktu widzenia REACH jest potrzebna do wyznaczenia wartości. Dla każdego badania określono wartości NOAEL, LOAEC lub NOAEC. W eksperymentach trwających 5, 14 lub 28 dni wyznaczono wartości NOAEL odpowiednio: 10, 10 i 1 mg/kg m.c./dzień (21 23). W 5-dniowym doświadczeniu inhalacyjnym wyznaczono wartość LOAEC na poziomie 25 mg/m 3 (24), natomiast w 28-dniowym: NOAEC loc dla działania miejscowego 0,5 mg/m 3, NOAEC sys dla działania układowego 25 mg/m 3 i LOAEC 5 mg/m 3 (25). ODLEGŁE SKUTKI DZIAŁANIA TOKSYCZNEGO W piśmiennictwie nie znaleziono danych na temat możliwości działania rakotwórczego but-2-yno-1,4- -diolu u ludzi i zwierząt. W testach in vitro substancja nie wykazywała działania mutagennego (26 29). But-2-yno-1,4-diol nie działał embriotoksycznie, teratogennie i nie wpływał na rozrodczość u szczurów (21,30 32).

4 350 M. Kupczewska-Dobecka, R. Świercz Nr 5 WYLICZENIE WARTOŚCI DNEL INH DLA NARAŻENIA ZAWODOWEGO NA PODSTAWIE DANYCH Z DOŚWIADCZEŃ NA ZWIERZĘTACH, KTÓRYM BUT-2-YNO-1,4-DIOL PODAWANO DROGĄ POKARMOWĄ Wartość dla narażenia zawodowego na but-2-yno-1,4-diol oszacowano na podstawie trzech eksperymentów (21 23). Za efekty krytyczne przyjęto odpowiednio wzrost stężenia cholesterolu w surowicy krwi, obniżenie liczby erytrocytów i zmiany w wątrobie. We wszystkich obliczeniach uwzględniono następujące stałe parametry: wentylacja płuc szczura w czasie 8 godzin (srv rat ) 0,38 m 3 /kg masy ciała, wentylacja płuc u człowieka w czasie 8 godzin (V h1 ) 6,7 m 3 /osoba, wentylacja płuc człowieka podczas wykonywania 8-godzinnej lekkiej pracy (V h2 ) 10 m 3 /osoba, masa ciała człowieka (W h ) 70 kg. Wartość dla narażenia zawodowego na podstawie danych uzyskanych z doświadczeń na zwierzętach, którym substancję podawano drogą pokarmową, obliczono dwoma sposobami: 1. Pierwszy wariant polegał na wyliczeniu najpierw wartości DNEL oral dla narażenia drogą pokarmową, a następnie wykorzystaniu tej wartości do wyliczenia dla narażenia inhalacyjnego. DNEL oral uzyskano poprzez podzielenie będącej punktem wyjścia wartości NOAEL oral (lub LOAEL oral ), wyznaczonej w eksperymencie dawki powtarzanej drogą pokarmową, przez łączny współczynnik szacunkowy (AF), będący iloczynem współczynników cząstkowych: DNEL oral = NOAEL oral /AF = = NOAEL oral /(AF1+AF2+...+AFn) Następnie wartość obliczono jako iloczyn DNEL oral oraz masy ciała człowieka i podzielono przez ilość wdychanego powietrza w ciągu zmiany roboczej: [1] = DNEL oral W h /V h2 [2] [mg/m 3 ] = = DNEL oral [mg/kg] 70 [kg]/10 [m3 ] 2. Drugi wariant polegał na tzw. skorygowaniu wartości NOAEL oral dla podania drogą pokarmową do [3] wartości najwyższego stężenia bez obserwowanego działania toksycznego NOAEC przy pomocy równania: NOAEC = NOAEL oral 1/sRV rat V h1 /V h2 [4] NOAEC [mg/m 3 ] = NOAEL oral [mg/kg/d] 1/0,38 [m 3 /kg/d] 6,7 [m 3 ]/10 [m 3 ] [5] Następnie w celu uzyskania wartości za punkt wyjścia należy przyjąć obliczoną wartość stężenia NOAEC i podzielić przez arbitralnie przyjęty łączny współczynnik szacunkowy AF, będący iloczynem współczynników cząstkowych: = NOAEC/AF = = NOAEC/(AF1+AF2+...+AFn) Wielkości liczbowe współczynników korekcyjnych dobrano zgodnie z zaleceniami wytycznych technicznych (2). W większości przypadków są to arbitralnie przyjęte wartości umowne. W przypadku różnic międzygatunkowych przyjmuje się, że ludzie są wrażliwsi niż zwierzęta doświadczalne współczynnik ten wynosi 1, jeżeli punktem wyjścia do ustalenia DNEL są dane dotyczące toksyczności dla ludzi. W przypadku danych uzyskanych z doświadczeń na zwierzętach, którym substancję podawano drogą pokarmową, stosuje się współczynnik wynikający z tzw. skali allometrycznej, uwzględniającej różnice w masie i rozmiarach różnych gatunków zwierząt, oraz dodatkowo umowny współczynnik 2,5, obejmujący inne różnice międzygatunkowe (np. różnice w toksykokinetyce niewynikające z szybkości metabolizmu itp.). Umowny współczynnik korygujący na różnice wrażliwości osobniczej w populacji narażonych zawodowo wynosi 5. Współczynnik uwzględniający przejście z badań podostrych do podprzewlekłych wynosi natomiast umownie 3, a od badań podprzewlekłych do przewlekłych 2, czyli łącznie 6. Z kolei współczynnik dotyczący charakteru zależności dawka odpowiedź wynosi umownie 1, jednak dopuszcza się również odstępstwa, a czynnikami branymi pod uwagę powinny być zakresy stężeń w badaniach toksyczności, nachylenie krzywej dawka odpowiedź, zastosowanie LOAEL zamiast NOAEL, ciężkość skutków działania toksycznego itp. Umowny współczynnik dotyczący kompletności i jakości danych o toksyczności powinien wynosić 1, jeżeli dane są spójne, wiarygodne, kompletne i wynikają z odpowiednio zaplanowanych i przeprowadzonych badań (3). [6]

5 Nr 5 Wyznaczenie wartości DNEL 351 Eksperyment 5-dniowy z 1992 roku (21) Szczurom podawano but-2-yno-1,4-diol w dawkach 0, 0,5, 10 i 20 mg/kg m.c./dzień przez 5 dni. Stwierdzono znamienny wzrost stężenia cholesterolu w surowicy krwi u zwierząt otrzymujących najwyższą dawkę związku. Autorzy wyznaczyli NOAEL na poziomie 10 mg/kg masy ciała na dzień. Eksperyment 14-dniowy z 1989 roku (23) But-2-yno-1,4-diol w dawkach 0, 1, 10 lub 100 mg/kg m.c. podawano dożołądkowo szczurom (10 zwierząt/płeć/grupa) przez 14 dni. Przeprowadzono obserwacje objawów klinicznych, ocenę masy ciała, badania hematologiczne i biochemiczne krwi, ocenę masy 5 narządów, badanie makroskopowe i histologiczne 30 narządów/tkanek. U zwierząt obserwowano krwistą wydzielinę z nosa, piloerekcję, biegunkę, obniżenie masy ciała (samce), wzrost względnej i bezwzględnej masy wątroby, wzrost stężenia cholesterolu, wzrost poziomu wapnia w surowicy i obniżenie stężenia glukozy (samice) w najwyższej dawce. Badanie krwi wykazało obniżenie liczby erytrocytów i stężenia hemoglobiny u samic. Typ anemii nie został Tabela 1. Wyliczenie wartości dla narażenia zawodowego na podstawie danych uzyskanych z doświadczeń na zwierzętach, którym but-2-yno-1,4-diol podawano drogą pokarmową (21) Table 1. Calculation of value for occupational exposure based on animal data (gavage study) (21) NOAEL oral Wariant I Method I Wariant II Method II 10 mg/kg masy ciała na dzień / 10 mg/kg body weight/day NOAEC (skorygowany NOAEL oral ) / NOAEC (corrected NOAEL oral ) 17,6 mg/m 3 Współczynnik szacunkowy (AF) / Assessment factor (AF) Różnice międzygatunkowe / Interspecies 4 2,5 = 10 2,5 Różnice wrażliwości osobniczej / Intraspecies 5,0 5,0 Przejście z badań krótkoterminowych do długoterminowych / 6,0 6,0 Zastosowanie LOAEL zamiast NOAEL / LOAEL instead NOAEL 1,0 1,0 Kompletność danych / Quality of data 1,0 1,0 DNEL oral 0,03 mg/kg/dzień 0,21 mg/m 3 0,23 mg/m 3 NOAEL oral najwyższy poziom bez obserwowanego działania toksycznego po podaniu drogą pokarmową / no observed adverse effect level after ingestion. NOAEC najwyższe stężenie bez obserwowanego działania toksycznego / no observed adverse effect concentration. LOAEL najniższy poziom działania toksycznego / lowest observed adverse effect level. NOAEL najwyższy poziom bez obserwowanego działania toksycznego / no observed adverse effect level. DNEL oral pochodny poziom niepowodujący zmian po podaniu drogą pokarmowa / derivated no effect level after ingestion. pochodny poziom niepowodujący zmian po podaniu drogą inhalacyjną / derivated no effect level after inhalation. Tabela 2. Wyliczenie wartości dla narażenia zawodowego na podstawie danych uzyskanych z doświadczeń na zwierzętach, którym but-2-yno-1,4-diol podawano drogą pokarmową (23) Table 2. Calculation of value for occupational exposure based on animal data (gavage study) (23) NOAEL oral Wariant I Method I Wariant II Method II 10 mg/kg masy ciała na dzień / 10 mg/kg body weight/day NOAEC (skorygowany NOAEL oral ) / NOAEC (corrected NOAEL oral ) 17,6 mg/m 3 Współczynnik szacunkowy (AF) / Assessment factor (AF) Różnice międzygatunkowe / Interspecies 4 2,5 = 10 2,5 Różnice wrażliwości osobniczej / Intraspecies 5,0 5,0 Przejście z badań krótkoterminowych do długoterminowych / 6,0 6,0 Zastosowanie LOAEL zamiast NOAEL / LOAEL instead NOAEL 1,0 1,0 Kompletność danych / Quality of data 1,0 1,0 DNEL oral 0,03 mg/kg/dzień 0,21 mg/m 3 0,23 mg/m 3 Objaśnienia jak w tabeli 1 / Abbreviations as in Table 1.

6 352 M. Kupczewska-Dobecka, R. Świercz Nr 5 W grupie o najwyższej dawce obserwowano także znamienny wzrost aktywności dehydrogenazy sorbitolowej u obu płci, u samców wzrost poziomu glukozy we krwi, a u samic wzrost całkowitego stężenia białka. Absolutna i względna masa wątroby oraz względna masa nerek były znacząco podwyższone u obu płci w najwyższej dawce. Obserwowano także wzrost względnej masy wątroby w grupie o średniej dawce u samic i absolutnej masy nerek u samic w grupie o najwyżej dawce. Badanie histopatologiczne wykazało przekrwienie narządów wewnętrznych, obrzęk płuc, ostre zmiany w wątrobie i nerkach, obejmujące martwicę, stłuszczenie wątroby, zwyrodnienie kanalików nerkowych u zwierząt, które padły podczas eksperymentu. W badaniu mikroskopowym narządów zwierząt narażonych na dwie wyższe dawki, które zabito po zakończeniu eksperymentu, wykazano hyperplazję hepatocytów. Zmian w wątrobie nie stwierdzono w najniższej dawce. Nacieczenia komórkowe jednojądrzaste i liczne megakajasno zidentyfikowany. Wskazano, że anemia mogła być spowodowana hemolizą krwinek czerwonych. W badanych narządach u obu płci nie stwierdzono zależnych od narażenia zmian histologicznych. Autorzy wyznaczyli NOAEL na poziomie 10 mg/kg masy ciała na dzień. Eksperyment 28-dniowy z 1992 roku (22) W 28-dniowym eksperymencie narażano dożołądkowo 4 grupy szczurów (po 8 samców i samic w grupie) szczepu Wistar Imp: DAK na but-2-yno-1,4-diol w dawkach 0; 1, 10 lub 50 mg/kg m.c. U narażanych zwierząt przeprowadzono badania hematologiczne, badania z zakresu chemii klinicznej, oceniano masę ciała, masę narządów wewnętrznych (nadnercza, wątroba, nerki, śledziona, jądra) oraz wykonano badania histopatologiczne (serce, jelita, nerki, wątroba, płuca, jajniki, trzustka, śledziona, żołądek, jądra). Masa ciała samców z grupy narażanej na najwyższą dawkę była znamiennie niższa, a spożycie paszy było nieznacznie obniżone w porównaniu z kontrolą. Tabela 3. Wyliczenie wartości dla narażenia zawodowego na podstawie danych uzyskanych z doświadczeń na zwierzętach, którym but-2-yno-1,4-diol podawano drogą pokarmową (22) Table 3. Calculation of value for occupational exposure based on animal data (gavage study) (22) NOAEL oral Wariant I Method I Wariant II Method II 10 mg/kg masy ciała na dzień / 10 mg/kg body weight/day NOAEC (skorygowany NOAEL oral ) / NOAEC (corrected NOAEL oral ) 1,76 mg/m 3 Współczynnik szacunkowy (AF) / Assessment factor (AF) Różnice międzygatunkowe / Interspecies 4 2,5 = 10 2,5 Różnice wrażliwości osobniczej / Intraspecies 5,0 5,0 Przejście z badań krótkoterminowych do długoterminowych / 6,0 6,0 Zastosowanie LOAEL zamiast NOAEL / LOAEL instead NOAEL 1,0 1,0 Kompletność danych / Quality of data 1,0 1,0 DNEL oral 0,003 mg/kg/dzień 0,02 mg/m 3 0,02 mg/m 3 Objaśnienia jak w tabeli 1 / Abbreviations as in Table 1. Badanie krwi wykazało znamiennie niższą liczbę erytrocytów ( 21%), obniżony hematokryt ( 11%), obniżone stężenie hemoglobiny ( 11%) u samic narażanych na najwyższą dawkę. Liczba erytrocytów była także znamiennie niższa u samic z grupy narażonej na średnią dawkę. Liczba retikulocytów (samce: +148%, samice: +100%) i leukocytów (samce: +50%, samice: +72%) były znamiennie podwyższone u obu płci narażanych na najwyższą dawkę. W tej grupie stwierdzono także wyższą liczbę leukocytów, co spowodowane było wzrostem liczby neutrofili (samce: +68%, samice: +55%) i limfocytów (samce: +37%, samice: +53%). rocyty w śledzionie obserwowano u 2/8 samców i 1/8 samic w średniej dawce oraz u 2/5 samców i 3/5 samic w najwyższej dawce. Dawkę 1 mg/kg/m.c./dzień przyjęto jako wartość NOAEL. WYLICZENIE WARTOŚCI DNEL INH NA PODSTAWIE DANYCH Z EKSPERYMENTÓW TOKSYCZNOŚCI INHALACYJNEJ Wartość dla narażenia zawodowego na but-2-yno-1,4-diol oszacowano na podstawie dwóch eksperymentów inhalacyjnych (24,25). Za efekty krytyczne

7 Nr 5 Wyznaczenie wartości DNEL 353 przyjęto wzrost poziomu urobilinogenu w moczu i zapalenie nabłonka nosa i krtani dla pierwszego eksperymentu oraz toksyczność układową i działanie miejscowe w drogach oddechowych w przypadku drugiego badania. Wartość dla narażenia zawodowego na podstawie danych pochodzących z eksperymentów toksyczności inhalacyjnej należy obliczyć poprzez podzielenie będącej punktem startowym wartości NOAEL (lub LOAEL) uzyskanej w badaniu inhalacyjnym przez łączny współczynnik szacunkowy (AF), będący iloczynem omawianych wcześniej współczynników cząstkowych: = NOAEL inh /AF = = NOAEL inh /(AF1+AF2+...+AFn) [7] Eksperyment 5-dniowy z 1997 roku (24) Szczury szczepu Wistar (4 grupy w każdej po 5 samców i samic) narażano techniką głowa nos na ciekły wodny aerozol butynodiolu w stężeniach 0; 25; 100 lub 300 mg/m 3 przez 6 godz./dzień, 5 dni w tygodniu. Stężenie 300 mg/m 3 było śmiertelne dla jednego zwierzęcia każdej płci w 2. lub 3. dniu ekspozycji. Objawy kliniczne związane z narażeniem na najwyższe stężenie obejmowały podrażnienie górnych dróg oddechowych manifestujące się krwawą wydzieliną z nosa i przyspieszonym oddychaniem oraz ogólne pogorszenie stanu zdrowia przejawiające się stroszeniem sierści, tremorem, zmianą postawy ciała. Kolor moczu zmieniał się od ciemnożółtego do jasnopomarańczowego. Masa ciała była obniżona znamiennie w porównaniu z kontrolą. U zwierząt obu płci narażanych na związek w stężeniu 300 mg/m 3 wykazano podwyższony poziom aktywności gamma-gt, bilirubiny i cholesterolu oraz obniżony poziom mocznika w surowicy oraz podwyższone poziomy urobilinogenu w moczu. Wyższe poziomy bilirubiny autorzy uzasadniali destrukcją hemoglobiny. Badanie histopatologiczne wątroby wykazało słabą lub umiarkowaną martwicę komórek (4/5 samic) oraz dystrofię (2/5 samców i 1/5 samic). U zwierząt obserwowano zapalenie nabłonka w nosie i/lub krtani przekrwienie, nadmierne wydzielanie śluzu, ropny katar, atrofię nabłonka w nosie i hyperplazję i metaplazję w krtani. Badanie sekcyjne padłych podczas narażenia zwierząt wykazało przekrwienie wątroby, jamy nosowej, płuc, nerek, śródpiersiowych węzłów chłonnych, ostrą dystrofię wątroby, zwyrodnienie i zwapnienie korowo-gąbczastej powierzchni nerek, ostrą martwicę limfocytarną grasicy, nadżerki i owrzodzenia żołądka i przedżołądka, wzrost wydzielania śluzu w jamie nosowej i zapalenie nagłośni. Butynodiol w stężeniu 25 mg/m 3 i 100 mg/m 3 powodował zależny od stężenia wzrost poziomu urobilinogenu w moczu oraz zapalenie nabłonka nosa i krtani. Stężenie 25 mg/m 3 przyjęto za wartość LOAEC. Wartość tę przyjęto jako wyjściową do oszacowania. Wyliczona wartość na podstawie LOAEC wynosi: = 25/(2, ) = 0,11 mg/m 3 [8] Eksperyment 15-dniowy i 30-dniowy z 1998 roku (25) Cztery grupy szczurów szczepu Wistar (16 samców i samic w grupie) narażano techniką głowa nos na ciekły wodny aerozol butynodiolu w stężeniach 0; 0,5; 5 lub 25 mg/m 3 (w przeliczeniu na czysty związek) przez 6 godz./dzień, 5 dni w tygodniu. Połowę narażanych zwierząt badano po 10 ekspozycjach (badanie 15-dniowe), drugą połowę po 20 ekspozycjach (30 dni). Oceniano objawy kliniczne narażenia i masę ciała. U zwierząt wykonywano badanie oftalmoskopowe, baterię testów czynnościowych i testów aktywności ru- Tabela 4. Wyliczenie na podstawie LOAEC (24) Table 4. Calculation of value based on LOAEC (24) Współczynnik szacunkowy (AF) Assessment factor (AF) Różnice międzygatunkowe / Interspecies 2,5 Różnice wrażliwości osobniczej / Intraspecies 5,0 Przejście z badań krótkoterminowych do długoterminowych / 6,0 Zastosowanie LOAEL zamiast NOAEL / LOAEL instead NOAEL 3,0 (zastosowano LOAEC) / (LOAEC was used) Kompletność danych / Quality of data 1

8 354 M. Kupczewska-Dobecka, R. Świercz Nr 5 Tabela 5. Wyliczenie na podstawie NOAEC loc (działanie drażniące) (25) Table 5. Calculation of value based on NOAEC loc (irritation) (25) Współczynnik szacunkowy (AF) Assessment factor (AF) Różnice międzygatunkowe / 1 (szczur oddycha wyłącznie przez nos; jest wrażliwszy niż człowiek) / / Interspecies / (rat breathes only trough the nose, rat is more sensitive than human) Różnice wrażliwości osobniczej / Intraspecies 5 Przejście z badań krótkoterminowych do długoterminowych / Zastosowanie LOAEL zamiast NOAEL / LOAEL instead NOAEL 1 (30 dni; działanie drażniące / 30 days; irritation) 1 (zastosowano NOAEC) / NOAEC was used) Kompletność danych / Quality of data 1 Tabela 6. Wyliczenie na podstawie NOAEC sys (działanie układowe) (25) Table 6. Calculation of value based on NOAEC sys (systemic effects) (25) Współczynnik szacunkowy (AF) Assessment factor (AF) Różnice międzygatunkowe / Interspecies 2,5 Różnice wrażliwości osobniczej / Intraspecies 5,0 Przejście z badań krótkoterminowych do długoterminowych / 6,0 Zastosowanie LOAEL zamiast NOAEL / LOAEL instead NOAEL 1 (zastosowano NOAEC / NOAEC was used) Kompletność danych / Quality of data 1 chowej. Ponadto wykonywano badanie morfologiczne i biochemiczne krwi, badanie nekroskopowe, oceniano masę narządów wewnętrznych oraz wykonywano ich badanie histopatologiczne. Nie stwierdzono zależności między narażeniem a występowaniem padnięć zwierząt. W grupie narażonej na najwyższe stężenie (25 mg/m 3 ) stwierdzono wzrost poziomu urobilinogenu w moczu u 2 samców i samic w 30. dniu badania i 1 samicy w 15. dniu. Nie było innych skutków zależnych od narażenia. Narażenie 15- i 30-dniowe na aerozol w stężeniach 5 lub 25 mg/m 3 wywołało ogniska metaplazji płaskonabłonkowej i stany zapalne w rostralnej części krtani. W rozwidleniu tchawicy ogniska zapalne obserwowano w grupie narażonej na najwyższe stężenie (25 mg/m 3 ) w czasie 20 ekspozycji. Zmiany określono jako łagodne. Nie obserwowano skutków działania układowego butynodiolu po narażeniu inhalacyjnym w żadnym testowanym stężeniu. Stężenie 25 mg/m 3 przyjęto jako wartość NOAEC dla toksyczności układowej, stężenie 0,5 mg/m 3 jako wartość NOAEC dla działania miejscowego w drogach oddechowych, natomiast stężenie 5 mg/m 3 jako wartość LOAEC po przyjęciu za skutek krytyczny zapalenie krtani. Wyliczona wartość na podstawie NOAEC loc (działanie drażniące) wynosi: = 0,5/( ) = 0,10 mg/m 3 [9] Wyliczona wartość na podstawie NOAEC sys (działanie układowe) wynosi: = 25/(2, ) = 0,33 mg/m 3 [10] OMÓWIENIE WYNIKÓW W tabeli 7. przedstawiono wartości dla środowiska pracy wyliczone z różnych badań oceniających toksyczność but-2-yno-1,4-diolu, które przeprowadzono na zwierzętach laboratoryjnych. Badania zostały wykonane na tym samym gatunku zwierząt laboratoryjnych. Wyprowadzone wartości wykazują znacznie różnice i mieszczą się w granicach 0,33 0,02 mg/m 3. Różnica między największym a najmniejszym jest ponad 10-krotna. Należy podkreślić, że wartości te dotyczą różnych efektów krytycznych. Najniższa wartość (wynosząca 0,02 mg/m 3 ) została wyliczona z badania wykonanego na szczu-

9 Nr 5 Wyznaczenie wartości DNEL 355 Tabela 7. Wartości oszacowane na podstawie badań oceniających toksyczność but-2-yno-1,4-diolu przeprowadzonych na szczurach Table 7. Estimated values based on but-2-yno-1,4-diol toxicity data in rats Warunki ekspozycji na but-2-yno-1,4-diol (źródło) Conditions of exposure to but-2-yno-1,4-diol (source) Wartość wyjściowa do wyliczenia Starting point to calculate [mg/m 3 ] Badania dożołądkowe / Gavage study Dawka / Dose: 0; 5; 10; 20 mg/kg m.c./dzień. (b.w./day) 10 mg/kg m.c./dzień (b.w./day) (NOAEL) 0,21 0,23 Czas / Period: 5 dni (days) (21) Dawka / Dose: 0; 1; 10; 100 mg/kg m.c./dzień (b.w./day) 10 mg/kg m.c./dzień (b.w.day) (NOAEL) 0,21 0,23 Czas / Period: 14 dni (days) (23) Dawka / Dose: 0; 1; 10; 50 mg/kg m.c./dzień (b.w./day) 1 mg/kg m.c./dzień (b.w./day) (NOAEL) 0,02 Czas / Period: 28 dni (days) (22) Badania inhalacyjne / Inhalation study Stężenie / Concentration: 0; 25; 100; 300 mg/m 3 25 mg/m 3 (LOAEC) 0,11 Czas / Period: 5 dni (days) (24) Stężenie / Concentration: 0; 0,5; 5; 25 mg/m 3 25 mg/m 3 (NOAEC sys) 0,33 Czas / Period: 30 dni (days) (25) Stężenie / Concentration: 0; 0,5; 5; 25 mg/m 3 0,5 mg/m 3 (NOAEC loc) 0,10 Czas / Period: 30 dni (days) (25) rach, w którym wyznaczono NOAEL = 1 mg/kg m.c., przyjmując jako efekt krytyczny zmiany w wątrobie. Jest prawdopodobne, że wyznaczony przez autorów NOAEL został zaniżony, a według naszej oceny powinien być bliski wartości 10 mg/kg m.c. Tym bardziej, że autorzy opisując u szczurów patologiczne zmiany w postaci zwiększenia masy wątroby lub zaburzenia hematopoezy, określali dawkę but-2-yno-1,4-diolu, która wywołuje taką zmianę, na większą równą 10 mg/kg m.c. Wydaje się, że ekspozycja inhalacyjna 30-dniowa najlepiej spośród dostępnych badań odzwierciedla rzeczywistą drogę penetracji organizmu człowieka przez ksenobiotyk (25). Badanie to stało się również podstawą do zaproponowania wartości najwyższego dopuszczalnego stężenia (NDS) dla but-2-yno-1,4-diolu, która wynosi 0,25 mg/m 3 i jest bliska wyliczonej wartości (0,10 mg/m 3 ). Obie wartości (NDS i ) zostały oszacowane na podstawie tej samej wartości wyjściowej, tj. NOAEC loc dla działania lokalnego 0,5 mg/m 3 (33). Różnica między wartościami NDS a wynika z zastosowania różnych współczynników szacunkowych i niepewności. Na uwagę zasługuje szczególnie wysoka wartość współczynnika związana z różnicami wrażliwości osobniczej do wyznaczenia wartości DNEL. Tabela 8. Porównanie współczynników szacunkowych do wyliczenia wartości NDS i dla but-2-yno-1,4-diolu w oparciu o NOAEC loc wynoszący 0,5 mg/m 3 Table 8. Comparison of assessment factors to calculate but-2-yno-1,4-diol based on NOAEC loc of 0.5 mg/m 3 Współczynnik niepewności/szacunkowy Uncertainty/assessment factor (UF/AF) NDS / MAC współczynnik niepewności/szacunkowy uncertainty/assessment factor Różnice międzygatunkowe / Interspecies 1 1 Różnice wrażliwości osobniczej / Intraspecies 2 5 Przejście z badań krótkoterminowych do długoterminowych / 1 1 Zastosowanie LOAEL zamiast NOAEL / / Dose response LOAEL instead of NOAEL 1 1 Kompletność danych / Route-to-route extrapolation Quality of data 1 1 NDS/DNEL MAC/DNEL 0,5/( ) = 0,25 mg/m 3 0,5/( ) = 0,10 mg/m 3 LOAEL najniższy poziom działania toksycznego / lowest observed effect level. NOAEL najwyższy poziom bez obserwowanego działania toksycznego / no observed effect level. DNEL pochodny poziom niepowodujący zmian / derivated no exposure level. NDS (MAC) najwyższe dopuszczalne stężenie w powietrzu środowiska pracy / maximum admissible concentration.

10 356 M. Kupczewska-Dobecka, R. Świercz Nr 5 Umowny współczynnik korygujący na różnice wrażliwości osobniczej w populacji narażonych zawodowo wynosi 5 przy wyliczaniu, podczas gdy współczynnik niepewności przy wyliczaniu NDS wynosi 2. Wartości tych współczynników zostały porównane w tabeli 8. WNIOSKI 1. wartości zaproponowany przez REACH jest prosty i nie stwarza większych trudności. 2. Proponowana wartość wynosi 0,10 mg/m 3 i nieznacznie odbiega od wartości NDS, tj. 0,25 mg/m Informacje uzyskane w wyniku badań na zwierzętach są podstawą do wyznaczenia wartości wyjściowej (NOAEL, NOAEC, LOAEL) do oszacowania DNEL. Projekt eksperymentu, warunki ekspozycji, rodzaj stosowanej dawki i wybór efektu krytycznego mają wpływ na oszacowaną wielkość wartości. 4. Ze względu na stosowanie innej metodologii do wyznaczenia wartości i NDS, wykazuje tendencje do osiągania niższych wartości niż odpowiednie wartości NDS oszacowane dla tych samych efektów zdrowotnych. Może to wskazywać, że NDS nie stanowi odpowiedniego poziomu zabezpieczenia w przypadku narażenia zawodowego na but-2-yno-1,4-diol, wymaganego zgodnie z REACH. Obliczenia prowadzą do uzyskania nowych, niższych wartości, które wymagają stosowania innych środków kontroli ryzyka i warunków operacyjnych niż dotychczas. 5. Wprowadzenie jednakowego systemu wyboru współczynników niepewności dla NDS i współczynników oceny dla zniweluje różnice w wyliczonych wartościach NDS i. PIŚMIENNICTWO 1. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 18 grudnia 2006 r. w sprawie rejestracji, oceny, udzielania zezwoleń i stosowanych ograniczeń w zakresie chemikaliów (REACH), utworzenia Europejskiej Agencji Chemikaliów, zmieniające dyrektywę 1999/45/WE oraz uchylające rozporządzenie Rady (EWG) nr 793/93 i rozporządzenie Komisji (WE) nr 1488/94, jak również dyrektywę Rady 76/769/EWG i dyrektywę Komisji 91/155/EWG, 93/67/EWG, 93/105/EWG i 2000/21/WE. DzU z 2006 r. L396, ss REACH Implementation Procedure 3.2 2: Reference preliminary. Technical Guidance Document. Rozdział 3. Human health hazard assessment. Part of preliminary TGD, Gromiec J.: Problemy związane z wprowadzeniem DNEL (pochodny poziom niepowodujący zmian) do prawnego systemu ochrony zdrowia pracujących. Med. Pr. 2008;59(1): Risk Assessment Report. European Union But-2-yne-1,4-diol. Final Report, Dortmund Adres: 5. Baadsgaard O., Jorgensen J.: Contact Dermatitis to Butin-2-diol 1,4. Contact Dermatitis 1985;13: BASF AG. Report of Occupational Medical and Health Protection Department; Risk Assessment Report, Blaschke V., Reinicke S., Fuchs T.: Allergic contact dermatitis from 2-butin-1,4-diol. Allergy 2001;56: Grant W.M.: Toxicology of the eye. Wyd. 3. Charles C. Thomas Publisher, Springfield Malten K.E.: But-2-yne-1,4 diol, primary gloss improver and contact sensitizer in a nickel plating bath. Contact Dermatitis 1980;6: Jędrychowski R.A., Czajkowska T., Stetkiewicz J., Stetkiewicz I.: Acute Toxicity of 2-Butyne-1,4-Diol in Laboratory Animals. J. Appl. Toxicol. 1992;12: RTECS. Komputerowa baza danych. Licencja. Instytut Medycyny Pracy, Łódź Schafer E.W., Bowles W.A., Hurlbut J.: The acute oral toxicity, repellency, and hazard potential of 998 chemicals to one or more species of wild and domestic birds. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 1983;12: Hoechst A.G.: Pharma Forschung Toxikologie und Pathologie, unpublished report Nr (on behalf of BG Chemie). Risk Assessment Report, Hoechst A.G.: Pharma Forschung Toxikologie und Pathologie, unpublished report Nr (on behalf of BG Chemie). Risk Assessment Report, BASF. Unpublished report, Project nr 13IO226/ (on behalf of BG Chemie). Risk Assessment Report, BASF. Unpublished report 1986;86/50, Risk Assessment Report, Hüls A.G.: Toxikologie. Unpublished report Nr Risk Assessment Report, Hüls A.G.: Toxikologie. Unpublished report Nr Risk Assessment Report, Hüls A.G.: Toxikologie. Unpublished report Nr Risk Assessment Report, RCC. Unpublished report, Project (on behalf of BG Chemie). Risk Assessment Report, 2005

11 Nr 5 Wyznaczenie wartości DNEL BASF. Unpublished report, Project nr 11C0338/91040 (on behalf of BG Chemie). Risk Assessment Report, Jędrychowski R.A., Czajkowska T., Gorny R., Stetkiewicz J., Stetkiewicz I.: Subacute oral toxicity of 2-Butyne- 1,4-diol in Rats. J. Appl. Toxicol. 1992;12: Komsta E., Secours V.E., Chu I., Valli V.E., Morris R., Harrison J. i wsp.: Short-term toxicity of nine industrial chemicals. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 1989;43: BASF. Unpublished report Butindiol Subacute inhalation toxicity in Wistar rats 5-day liquid aerosol exposure. Risk Assessment Report, BASF. Butindiol Subacute inhalation toxicity and neurotoxicity study in Wistar rats 28-day liquid aerosol exposure. BASF Report 1998, Project nr /95108 (on behalf of BG Chemie). Risk Assessment Report, BASF. Abteilung Toxikologie. Unpublished report 1981;(78/848). Risk Assessment Report, CCR. Unpublished report, Project (on behalf of BG Chemie). Risk Assessment Report, CCR. Unpublished report, Project (on behalf of BG Chemie), 1st Amendment to the Report. Risk Assessment Report, RCC-CCR. Micronucleus assay in bone marrow cells of the mouse with butindiol. Unpublished report RCC-CCR Project Risk Assessment Report, BASF. Butindiol Extended One-Generation Reproduction Toxicity Study in Wistar Rats Continuous Administration in the Drinking Water. Unpublished report Project nr 76R0226/ Risk Assessment Report, BASF. Unpublished report Project nr 30R0338/91101 (on behalf of BG Chemie) ( ). Risk Assessment Report, Hellwig J., Beth M., Klimisch H.J.: Developmental toxicity of 2-butin-1,4-diol following oral administration to the rat. Toxicol. Lett. 1997;92: Kupczewska-Dobecka M.: But-2-yno-1,4-diol. Dokumentacja proponowanych wartości dopuszczalnych poziomów narażenia zawodowego. Zespół Ekspertów ds. Czynników Chemicznych Międzyresortowej Komisji ds. NDS i NDN (dane niepublikowane). Instytut Medycyny Pracy, Łódź 2008