Ocena ryzyka zdrowotnego związanego z narażeniem na substancje chemiczne

Transkrypt

1 Ocena ryzyka zdrowotnego związanego z narażeniem na substancje chemiczne Ocena ryzyka zdrowotnego w następstwie narażenia na substancję chemiczną jest procesem składającym się z czterech etapów: 1. Identyfikacja zagrożeń to procedura uzyskiwania informacji o możliwości wywoływania szkodliwych efektów zdrowotnych przez badaną substancję chemiczną lub czynnik fizyczny. Informację uzyskuje się na podstawie badań właściwości fizykochemicznych substancji, dróg wchłaniania, rodzaju ekspozycji i danych o metabolizmie substancji w organizmie. Weryfikacja przypuszczenia o szkodliwości danej substancji dla zdrowia człowieka odbywa się za pomocą badań eksperymentalnych na zwierzętach lub opiera się na badaniach epidemiologicznych. 2. Oszacowanie narażenia. Narażenie jest to bezpośredni kontakt czynnika szkodliwego z organizmem ludzkim. Ocena narażenia obejmuje określenie wielkości, częstości, czasu trwania, intensywności oraz miejsca (szlak) i drogi narażenia. Aby mówić o narażeniu konieczne są: źródło skażenia, droga narażenia (inhalacyjna, pokarmowa, przezskórna), wrażliwy osobnik (populacja). Podstawą oceny narażenia jest określenie dawki pobrania, czyli ilości substancji szkodliwej, z którą styka się organizm na danej drodze narażenia w ciągu doby w przeliczeniu na 1 kg masy ciała: D(CDI) = C, gdzie: D dawka pobrana substancji, D = CDI (Chronic Daily Intake) oszacowana wielkość dziennego pobrania w warunkach przewlekłego narażenia [mg/(kg m.c... d)]; C stężenie substancji chemicznej w danym medium środowiskowym [mg/m 3 powietrza, mg/dm 3 wody, mg/. kg gleby]; WK wielkość kontaktu z danym medium środowiskowym w jednostce czasu [dm 3 wody/d, mg gleby/d, m 3 powietrza/d]; CN częstotliwość narażenia, np. codziennie; DN długość okresu narażenia, np. cale życie; MC masa ciała [kg] (standardowo 70 kg); T okres uśrednienia, za który najczęściej przyjmuje się 70 lat. 365 dni w roku w wypadku całożyciowego chronicznego narażenia. 3. Oszacowanie zależności dawka odpowiedź, czyli ustalenie ilościowej zależności między poziomem narażenia (dawką) a prawdopodobieństwem wystąpienia niepożądanych skutków zdrowotnych (odpowiedź, reakcja organizmu). Krzywe zależności dawka odpowiedź pochodzą przede wszystkim z toksykologicznych badań na zwierzętach i wymagają odpowiednich ekstrapolacji międzygatunkowych oraz ekstrapolacji z dawek wyższych do niższych. Z praktycznego punktu widzenia w procesie tym istotne jest rozróżnienie czynników toksycznych na substancje o działaniu progowym i bezprogowym. 1

2 Substancje o działaniu progowym to takie, których toksyczne działanie obserwuje się powyżej pewnego stężenia (progu), poniżej zaś tego progu nie stwierdza się ich szkodliwości. Próg ten ilościowo opisuje nieobserwowalny efekt szkodliwy (NOAEL) lub najniższe stężenie wywołujące efekt biologiczny (LOAEL). NOAEL (No Observed Adverse Effect Level) najwyższy poziom narażenia (dawka), przy którym nie obserwuje się istotnego statystycznie lub biologicznie zwiększenia częstości szkodliwych efektów w grupie narażonej w stosunku do nienarażonej. Poziom niewywołujący efektów szkodliwych. LOAEL (Lowest Observed Adverse Effect Level) najniższy poziom narażenia (dawka), przy którym stwierdza się występowanie istotnego statystycznie lub biologicznie zwiększenia częstotliwości szkodliwych efektów wśród grupy narażonej w stosunku do grupy kontrolnej. Poziom wywołujący najmniejsze niekorzystne obserwowane zmiany. Na podstawie progu toksyczności wyznacza się dawkę referencyjną RfD (Reference Dose). Substancje o działaniu bezprogowym mogą wywołać szkodliwe efekty zdrowotne niezależne od wielkości stężenia, w jakim występują. W wypadku substancji rakotwórczych przyjmuje się, że nie ma bezpiecznego progu narażenia, tzn. przy każdym narażeniu występuje pewne prawdopodobieństwo wystąpienia nowotworu. 4. Charakterystyka i ocena ryzyka a. Ocena ryzyka w wypadku narażenia na substancje o działaniu progowym (nierakotwórczym): Dawka referencyjna (RfD Reference Dose) [mg/(kg m.c.. d)] jest to oszacowanie wielkości dziennego narażenia (najczęściej jako dawki pobranej) populacji ludzkiej, włącznie z grupami nadwrażliwymi, które nie powinno spowodować występowania zauważalnego ryzyka powstawania szkodliwych efektów zdrowotnych w ciągu całego życia: RfD =, UF 1 4 współczynnik niepewności (margines bezpieczeństwa); UF ; UF 1 uwzględnia zmienność gatunkową przy ekstrapolacji ze zwierząt na ludzi; UF 2 uwzględnia zmienność osobniczą wewnątrz populacji ludzkiej; UF 3 jest wykorzystywany przy ekstrapolacji danych z badań warunków podprzewlekłych do warunków przewlekłych; D współczynnik modyfikujący (uwzględnia inne niepewności). Iloraz zagrożenia (HQ Hazard Quotient), który oblicza się w odniesieniu do określonej substancji i określonego szlaku narażenia, ze wzoru: HQ = Jeżeli HQ<1, to w danych warunkach brak efektów szkodliwych związanych z narażeniem na dany czynnik chemiczny (wśród populacji narażonej nie wystąpi 2

3 zauważalne ryzyko wystąpienia szkodliwych efektów zdrowotnych w ciągu całego okresu życia). Jeżeli HQ 1, nie można wykluczyć możliwości wystąpienia określonych skutków działania toksycznego wśród narażonej populacji. W razie narażenia na liczne substancje z wielu szlaków dokonuje się sumowania ilorazów zagrożeń, otrzymując wskaźnik zagrożenia. Wskaźnik zagrożenia (HI Hazard Index) HI = HQ 1 +HQ HQ n W dalszej części oceny przyjmuje się, że jeżeli HI 1, należy oszacować wielkość udziału poszczególnych substancji w wartości HI, wykonać segregację substancji pod kątem określonego kierunku działania toksycznego, np. hepatotoksycznego, neurotoksycznego itp. I ponownie ocenić możliwość wystąpienia skutków zdrowotnych dla określonych kierunków działania toksycznego. b. Ocena ryzyka w przypadku narażenia na substancje o działaniu bezprogowym (rakotwórczym): Prawdopodobieństwo rozwoju nowotworu (P) przy dawce (d) kancerogenu: P(d) = d. q, gdzie: q [kg. d/mg] współczynnik do przeliczania pochłoniętej dawki substancji rakotwórczej na skutek zdrowotny (prawdopodobieństwo wystąpienia nowotworu) tzw. współczynnik siły działania kancerogennego substancji (SF Slop Factor). Jest on wyznaczany jako nachylenie krzywej dawka odpowiedź w obszarze niskich dawek. Siła działania nowotworowego danego związku jest zasadniczym parametrem charakteryzującym ich właściwości rakotwórcze. Gdy znana jest siła działania rakotwórczego danej substancji na zwierzę q z to siłę działania rakotwórczego tej substancji na człowieka oblicza się ze wzoru: q cz = K 1. q z, gdzie: K 1 stała dopasowania; (masa ciała człowieka/masa ciała zwierzęcia); cz człowiek; z zwierzę. c. Ocena ryzyka w wypadku narażenia na stanowisku pracy: Ocenę narażenia zawodowego pracowników przeprowadza się na podstawie porównania wyników pomiarów stężeń substancji szkodliwych w powietrzu z wartościami normatywnymi. Polska lista normatywów higienicznych obejmuje następujące kategorie najwyższych dopuszczalnych stężeń: Najwyższe Dopuszczalne Stężenia (NDS) wartość średnia ważona stężenia, którego 3

4 oddziaływanie na pracownika w ciągu 8 godzinnego czasu pracy przez okres jego działalności zawodowej nie spowoduje niepożądanych zmian jego stanu zdrowia oraz stanu zdrowia jego potomstwa. Najwyższe Dopuszczalne Stężenia Chwilowe (NDSCh) wartość średnia stężenia, które nie powinno spowodować niepożądanych zmian stanu zdrowia pracownika, jeżeli występuje w środowisku pracy nie dłużej niż przez 15 min i nie częściej niż 2 razy w czasie zmiany roboczej, w odstępstwie czasu nie krótszym niż 1 godz. Najwyższe Dopuszczalne Stężenia Chwilowe Pułapowe (NDSChP) wartość stężenia, która ze względu na zagrożenie zdrowia lub życia nie może być przekroczona w środowisku pracy w żadnym momencie. Wartości NDS i NDSCh wybranych substancji chemicznych podano w tabeli 1. Tabela 1. Charakterystyka wybranych substancji toksycznych Nazwa substancji arsen i jego związki chrom i jego związki fluor i jego związki cyjanowodór (kwas pruski) tlenek węgla alkohol metylowy alkohol etylowy Źródło narażenia zawodowego i środowiskowego składniki preparatów do zabezpieczania drewna i skór, przemysł farmaceutyczny, szklarski, elektroniczny, produkcja pigmentów, stopów, hutnictwo miedzi, woda pitna i żywność produkcja dwuchromianów w przemyśle chemicznym, produkcja stali nierdzewnej, stopów trudnotopliwych, galwanotechnika składniki preparatów do impregnacji drewna, przemysł szklarski, emalierski, ceramiczny, produkcja stali, aluminium, woda pitna, żywność przemysł metalurgiczny, fotograficzny, elektrochemiczny, tworzyw sztucznych, nawozowy, farmaceutyczny, włókienniczy, chemiczny, spożywczy, produkcja pestycydów i barwników silniki spalinowe, piece, palenie tytoniu produkcja aldehydu mrówkowego, chlorku metylu, rozpuszczalników, stosowanie metanolu jako zamiennika alkoholu etylowego w artykułach gospodarstwa domowego napoje alkoholowe Szkodliwe działanie na ludzi uszkodzenia procesów metabolicznych wątroby (żółtaczka) i nerek, zaburzenia układu krążenia, niedokrwistość, zmiany skórne, nowotwory płuc i skóry, działanie teratogenne uszkodzenia układu oddechowego (owrzodzenia i perforacja przegrody nosowej), pokarmowego, zmiany skórne, działanie mutagenne, embriotoksyczne, teratogenne, nowotwór płuc fluoroza układu kostnego i zębów (patologiczne formowanie kości), zaburzenia w obrębie układu oddechowego niedotlenienie organizmu, porażenie układu oddechowego, zaburzenia czynności serca, zmiany zwyrodnieniowe w centralnym układzie nerwowym, prawdopodobne działanie mutagenne i teratogenne niedotlenienie organizmu, uszkodzenia układu nerwowego, obniżenie zdolności do wykonywania zadań wymagających koncentracji zaburzenia widzenia, ślepota, kwasica metaboliczna, śpiączka, śmierć, działanie toksyczne na płód działanie depresyjne, martwica wątroby, kwasica, upośledzenie widzenia, utrata przytomności i niedotlenie organizmu Wartości toksyczne NDS, NDSCh [mg/m 3 ] czynnik rakotw. (gr. I), NDS: 0,01 (As i jego związki nieorganiczne w przeliczeniu na As) Cr 6+ czynnik rakotw. (gr. I), NDS: 0,5 (Cr 3+ i jego związki), NDS: 0,1 (Cr 6+ i jego związki), NDSCh: 0,3 (chromiany) NDS: 1, NDSCh: 3 (w przeliczeniu na HF) NDSP: 5 (w przeliczeniu na CN) NDS:30, NDSCh: 180 NDS: 100, NDSCh: 300 NDS:

5 aceton stosowanie acetonu jako rozpuszczalnika do farb, lakierów, do wyrobu filmów, sztucznej skóry i jedwabiu, cementów organicznych, przemysł chemiczny, gumowy, farmaceutyczny działanie narkotyczne na centralny układ nerwowy, podrażnienie błon śluzowych jamy nosowo gardłowej, oczu, nieżyty górnych dróg oddechowych, niedokrwistość, uszkodzenie wątroby, nerek NDS: 600, NDSCh: 1800 n heksan stosowanie n heksanu jako rozpuszczalnika organicznego do klejów, farb, lakierów, rozcieńczalnika, środka czyszczącego, przemysł gumowy, obuwniczy, spożywczy, chemiczny, farmaceutyczny, kosmetyczny działanie narkotyczne, uszkodzenie wzroku, działanie toksyczne na płód NDS: 72 benzen ropa naftowa i smoła węglowa, stosowanie do ekstrakcji tłuszczów i olejów roślinnych, przemysł gumowy, chemiczny, farmaceutyczny, farb, lakierów, tworzyw sztucznych zaburzenia widzenia, bóle i zawroty głowy, podrażnienia skóry powodujące jej złuszczanie i pękanie, niedokrwistość, białaczka, działanie narkotyczne, niewydolność oddechowa, utrata przytomności, śpiączka czynnik rakotw. (gr. I) NDS: 1,6 trimetylobenzen (TMB) używanie TMB jako składnika rozpuszczalników organicznych do farb, lakierów zaburzenia układu oddechowego, krwawienie z dziąseł i nosa, działanie drażniące na śluzówki oczu i nosa, osłabienie percepcji, pogorszenie koordynacji wzrokowo ruchowej, wydłużenie czasu reakcji NDS: 100 NDSCh: 170 wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) Czynniki naturalne, spalanie paliw, produkcja koksu, obróbka smoły węglowej, przemysł stalowy, gumowy, hutnictwo, aluminium, palnie tytoniu, żywność martwica skóry, uszkodzenie układu chłonnego, krwiotwórczego, oddechowego, działanie mutagenne i rakotwórcze Czynnik rakotw. (II gr.) NDS: 0,002 fenol substancje methemoglobinotwórcze pirydyna kwas acetylosalicylowy (aspiryna, polopiryna) stosowanie fenolu do produkcji żywic i jako środka dezynfekującego w sanitarnych środkach czyszczących, preparaty medyczne, w których skład wchodzi fenol: maści i krople do oczu oraz nosa, płyny do płukania ust i antyseptyczne produkcja barwników, leków, tworzyw sztucznych, środków zapachowych, nawozów sztucznych, dodatków do żywności stosowanie pirydyny jako rozpuszczalnika do skażania etanolu, produkcja środków antykorozyjnych i impregnatów wodoodpornych, przemysł chemiczny, farmaceutyczny lek przeciwbólowy, przeciwzakrzepowy, przeciwzapalny, przeciwgorączkowy silne działanie drażniące na skórę: zaczerwienienie, stany zapalne, wypryski i martwica skóry sinica, osłabienie, tachykardia, zburzenia oddechu, bóle głowy, śpiączka podrażnienie błon śluzowych górnych dróg oddechowych, oczu, mdłości, bóle głowy, niepokój bezsenność, zapaści, uszkodzenie nerek, wątroby zaburzenia czynności nerek, sinica, wymioty, zawroty głowy, senność NDS: 7,8 DSB 1,5% MetHb, anilina NDS: 5, NDSCh: 20 dinitrobenzen NDS: 1, NDSCh: 3 tlenek azotu(ii) NDS: 3,5, NDSCh: 7 tlenek azotu(iv) NDS: 0,7, NDSCh: 1,5 nitrobenzen NDS: 3, NDSCh: 10 NDS: 5, NDSCh: 30 dawka śmiertelna dla człowieka (doustnie) mg 5

6 pestycydy fosforoorganiczne malation, paration, dichlorofos środki ochrony roślin w rolnictwie, szklarniach, gospodarstwach domowych, tępienie insektów pasożytujących na zwierzętach domowych obfite pocenie, ślinienie, łzawienie, osłabienie i drżenie mięśni, wymioty, biegunka, brak reakcji na światło, bradykardia, bezsenność, uczucie lęku, trudność koncentracji, uszkodzenie wątroby i nerek, porażenie ośrodkowego układu nerwowego i układu oddechowego Malation LD50 dla szczura (p.o.) 1375 mg/ kg, Paration LD50 dla szczura (p.o.) 3 13 mg/kg, Dichlorofos LD50 dla szczura (p.o.) 80 mg/kg Opracowano na podstawie: A. Bajguz, A. Piotrowska: Ćwiczenia z toksykologii środowiska. Wydawnictwo Uniwersytetu w Białymstoku, Białystok 2005; M. Jakubowski: Monitoring biologiczny narażenia na czynniki chemiczne w środowisku pracy. Instytut Medycyny pracy im. prof. dr. J. Nofera, Łódź