CC BY
64
Оценка риска в экологии человека
© П. В. СЕРЕБРЯКОВ, 2012 УДК 613.6:616-006.04
П. В. Серебряков
использование оценки канцерогенного риска на горнорудных и металлургических предприятиях Заполярья
ФБУН Федеральный научный центр гигиены им. Ф. Ф.Эрисмана Роспотребнадзора, Мытищи
Цель проведенного исследования - гигиеническая оценка вклада факторов рабочей среды в формирование канцерогенного риска на горнорудных и металлургических предприятиях Крайнего Севера, установление особенностей структуры онкологической патологии у рабочих этих предприятий, количественная оценка индивидуального профессионального канцерогенного риска при различных нозологических формах и морфологических вариантах злокачественных новообразований.
Ключевые слова: канцерогенный риск, никельсодержащие аэрозоли, злокачественные новообразования
P. V. Serebryakov - USING THE EVALUATION OF CARCINOGENIC RISK IN THE MINING AND METALLURGICAL ENTERPRISES OF THE ARCTIC
Federal Budgetary Institution of Science "F. F. Erisman Federal Research Center for Hygiene" of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare, Mytishchi, Moscow Region, Russia
The aim of this study - hygienic assessment of the contribution offactors of working environment) in the formation of carcinogenic risk to the mining and metallurgical enterprises of the Far North, the establishment of the structural features of cancer pathology among workers of these enterprises, quantitative evaluation of individual professional cancer risk in different nosological forms and morphological variants of malignant neoplasms.
Key words: carcinogenic risk, nickel aerosols, malignant neoplasms
По данным литературы, доля злокачественных новообразований (ЗНО), развивающихся под воздействием профессиональных факторов, составляет от 4 до 28% случаев. Тем не менее даже исходя из минимальной, 4%, оценки доля фактически установленных случаев профессионального рака составляет менее 0,3% от предполагаемого количества, что связано, в первую очередь, с недостаточным учетом этиологической значимости профессиональных факторов [5]. В свете вышеизложенного, оценка вклада факторов рабочей среды в генез ЗНО сохраняет свою актуальность, являясь не только медицинской, но и социально-экономической проблемой.
Объектами наших исследований были Норильский промышленный район (НПР); горнорудные и металлургические предприятия основного градообразующего комплекса НПР-ОАО ГМК "Норильский никель".
Производственные процессы добычи и переработки сульфидных медно-никелевых руд сопровождаются воздействием на работников широкого спектра веществ, обладающих бластомогенным действием [1, 2, 4]. Разработка месторождений медно-никелевых руд в НПР ведется преимущественно подземным способом. При проведении проходческих и очистных работ в воздухе рабочей зоны выявляется никель, входящий в состав рудно-породной пыли в виде сложных сульфидов. Работа самоходного горного дизельного оборудования сопровождается выделением в воздух рабочей зоны бенз(а)пирена. При переделе руд на заводах НПР пиро- и гидрометаллургические технологические процессы сопряжены с выделением в воздух рабочей зоны соединений никеля, свинца, мышья-
Серебряков П. В. - д-р мед. наук, зав. терапевтическим отделением Института общей и профессиональной патологии (drsilver@ yandex.ru)
ка, кобальта и др. Наличие у данных веществ канцерогенного потенциала [5, 6] формирует при производственном контакте определенный уровень профессионального канцерогенного риска (КР), который характеризуется как вероятность развития ЗНО на протяжении всей жизни человека, обусловленную воздействием потенциального канцерогена, и представляет собой верхнюю доверительную границу дополнительного пожизненного риска.
Состояние окружающей среды и, в первую очередь, атмосферного воздуха в НПР определяют выбросы металлургических предприятий - их доля составляет почти 99%. Селитебная зона Норильска в силу расположения предприятий практически всегда находится под факелом одного из заводов. В городе фиксируется повышенный уровень загрязнения атмосферы вредными веществами 1-го и 2-го классов опасности около 350 дней в году, из них около 80% с уровнем до 5 ПДК и около 20% с уровнем 10 ПДК и более. В состав промышленных выбросов входят: диоксид серы, оксиды азота и углерода, медь, никель, кобальт и многие другие вещества; уровни их среднегодовых и максимальных разовых концентраций приведены в табл. 1. По данным Blacksmith Institute (USA), в 2006 и 2007 гг. Норильск был включен в список из десяти наиболее загрязненных районов планеты [7].
Существующая градация КР, опосредованного воздействием на организм человека веществ химической природы, определяет безопасный (допустимый) уровень риска, соответствующий значениям менее 10"6. При таком уровне риска воздействия возможно развитие одного дополнительного пожизненного случая ЗНО более чем на 1 млн человек в экспонированной популяции. Предельный уровень КР для профессиональных групп соответствует уровню более 10-3 (один дополнительный пожизненный случай на 1000 человек).
95
гиена и санитария
5/2012
Таблица 1
Среднегодовые показатели загрязнения атмосферного воздуха селитебной зоны Норильска (по данным Т аймырского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды)
Вещество (класс опасности) ПДК. м. р., мг/м3 Концентрация макс. год, мг/м3 Кратность превышения ПДК ПДК с. с., мг/м3 Концентрация ср.год (мг/м3) Кратность превышения ПДК
Формальдегид (2) 0,035 0,47 13,3 0,003 0,029 9,5
Фенол (2) 0,01 0,092 9,2 0,003 0,006 2
Диоксид азота (2) 0,085 0,4 5,2 0,04 0,05 1,3
Оксид азота (3) 0,4 0,73 1,8 0,06 0,08 1,3
Диоксид серы (3) 0,5 8,75 17,5 0,05 0,21 4,2
Никель (1) 0,002 0,04 20 0,001 0,0075 7,5
Медь (2) 0,003 0,053 17,7 0,001 0,004 4
Кобальт (2) 0,001 0,0058 5,8 0,0004 0,0012 3
Примечание. ПДК м. р. и ПДК с. с. - максимальные разовые и среднесуточные предельно допустимые концентрации (по ГН 2.1.6.1338-03. ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест)
Расчет индивидуальных пожизненных КР для населения НИР, проведенный по данным среднегодичных концентраций канцерогенных веществ в атмосферном воздухе, показал, что в течение одного года проживания в НИР риск практически достигает верхнего допустимого предела для населенных мест (10-4). Вклад в суммарный КР соединений никеля превышает в 1,3 раза вклад кобальта. Присутствие формальдегида опосредует превышение допустимых значений индивидуального КР по этому веществу через 20 лет (рис. 1). Уровень рассчитанного популяционного риска, достигаемого в течение одного года проживания, составил около 10% от среднегодового фактического числа впервые выявляемых случаев ЗНО по НИР.
При этом данные об онкологической заболеваемости в НПР свидетельствуют, что ее уровни в 1,9-2,4 раза ниже среднероссийских показателей (рис. 2). Это обусловлено тем, что возрастная структура населения НПР характеризуется демографической молодостью за счет постоянного притока новой рабочей силы и ремиграции лиц, достигших пенсионного возраста, что, безусловно, способствует снижению показателей онкологической заболеваемости в целом по Норильскому региону. Доказательством этому является возрастная структура онкологической патологии в РФ и НПР. Если в РФ более 69% случаев ЗНО выявляется в возрасте старше 60 лет [3], то в НПР более 78% случаев онкологических заболеваний выявляется в возрастной категории 40-59 лет (табл. 2).
Учитывая, что работники изучаемых предприятий НПР подвергаются преимущественной аэрогенной нагрузке канцерогенными веществами, нами был проведен расчет ингаляционного КР на различных технологических участках с применением многоступенчатой линеаризированной модели в соответствии с "Руководством по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду" (Р 2.1.10.1920-04) [5]. Основными параметрами для расчета риска являлись уровни фактических концентраций вышеперечисленных веществ в воздухе рабочей зоны и их факторы канцерогенного потенциала при ингаляционном поступлении, приведенные в (Р 2.1.10.1920-04) [6]. Индивидуальный профессиональный КР рассчитывался с учетом фактической экспозиции (продолжительность рабочей смены, количество
смен в течение года). При этом оценивался вклад в уровни риска для отдельных веществ и их комплексов. Получены следующие значения одногодичного индивидуального профессионального КР на металлургических предприятиях НПР: медиана -1,66-10-4, 1-й квартиль - 1,32-10-4, 3-й квартиль - 3,19-10-4). При этом вклад соединений никеля в уровни КР составлял в подавляющем большинстве цехов от 76,9 до 99,7%. Расчет индивидуального КР для рабочих подземных рудников НПР свидетельствует о том, что наибольший вклад в его показатели также вносят соединения никеля. Уровни суммарного одногодичного риска для горнорабочих различных профессий составляли от 4,64-10'5 до 1,2-10-4. Присутствие в воздухе рабочей зоны бенз(а) пирена не оказывало существенного влияния на уровни суммарного одногодичного риска, который составил от 1,7110-7 до 2,1710-7.
Нами проведен анализ 278 случаев онкологических заболеваний у рабочих горнорудных и металлургических предприятий НПР (197 горнорабочих и 81 металлург) за период с 1991 по 2007 г. Распределение случаев с учетом места работы свидетельствует о том, что большая часть случаев ЗНО как у горнорабочих, так и у металлургов представлена раком легких (28,4-33,3%) и желудка (19,8-20,8%), что сопоставимо с долей этих заболеваний в структуре онкологической патологии в целом в соответствующей половозрастной категории.
Преобладающая часть случаев ЗНО легких и желудка была гистологически верифицирована. У горнорабочих отмечено преобладание плоскоклеточного рака легких по сравнению с рабочими металлургических предприятий (72,2 и 48,0% случаев соответственно). Встречаемость аденокарцином (7,4-16,0%) и мелкоклеточного (13,0-20,0%) рака легких у горнорабочих и металлургов была сопоставимой. Соотношение наиболее распространенных морфологических форм ЗНО желудка у рабочих заводов и рудников было также сопоставимым: перстневидноклеточный рак - 17,6-20,5% случаев, аденокарцинома желудка - 74,4-76,5% случаев.
Анализ условий труда, проведенный с учетом профес-
Уровни КР
Годы проживания
Рис. 1. Вклад различных веществ в уровни индивидуальных КР для населения НПР с учетом продолжительности проживания.
96
%000
Рис. 2. Динамика показателей онкологической заболеваемости в РФ тизованные показатели; по данным Чиссова В. И., Старинского В. В четным формам городской поликлиники №1 Норильска).
Таблица 2
Возрастная структура (в %) онкологической патологии в РФ и нПр (по данным чиссова в. и., Старинского в. в., Петровой Г. в., 2012, и отчетным формам городской поликлиники № 1 норильска)
Возраст, годы РФ НПР
мужчины женщины мужчины женщины
до 30 1,1 1,1 2,7 1,9
30-39 1,5 2,5 11,0 25,2
40-49 5,8 6,8 38,2 44,7
50-59 22,2 18,1 39,9 21,4
60 и старше 69,4 71,4 8,3 6,9%
лургических предприятий были существенно выше и практически сопоставимы (5,62-10-3 и 5,67-10-3 соответственно), в то время как у рабочих подземных рудников минимальные и практически сопоставимые значения КР отмечены при плоскоклеточном и мелкоклеточном раке легких (9Д3-10-4 и 9,79-10-4 соответственно), а наибольшие значения КР отмечены при аденокарциномах (1,3110-3).
Оценка индивидуального КР при различных морфологических вариантах рака желудка выявила, что аденокарциномы характеризовались более высокими средними уровнями стаже-вых рисков как у металлургов, так и у горнорабочих (6,35•lO-3 и 9Д4-10-4 соответственно). Для перстневидноклеточного рака желудка отмечены существенно меньшие уровни КР, при этом у рабочих-металлургов они были меньше, чем у горнорабочих (4,98-l0-4 и 6,62-10-4 соответственно).
Аденокарциномы и плоскоклеточный рак легких, а также аденокарциномы желудка характеризовались различной степенью клеточной зрелости (от низко- до высокодифференцированных). Средние уровни индивидуальных КР при ЗНО легких и желудка, характеризующихся как высокой, так и низкой степенью клеточной дифферен-цировки, существенно не различались.
заключение
в 2001--2010 гг. (нестандар-, Петровой Г. В., 2012, и от-
сионального маршрута и среднесменных концентраций промышленных аэрозолей на рабочих местах, позволил оценить индивидуальный производственнно обусловленный КР при различных нозологических формах ЗНО. У рабочих заводов онкологические заболевания выявлялись при более высоких средних значениях индивидуального КР по сравнению с горнорабочими (4,98-10-3 и 8,71-10-4 соответственно), что определялось более высокими концентрациями канцерогенных веществ. При этом соотношения уровней КР, отмечающихся при различных нозологических формах ЗНО, как у рабочих заводов, так и горнорабочих, были практически сопоставимы.
Наиболее высокие средние уровни индивидуального КР у рабочих заводов выявлены при ЗНО ободочной кишки (7,7-10-3) и желудка (5,9-10-3), в то время как у горнорабочих наиболее высокие значения рисков отмечались при ЗНО легких (1,07-10-3), ободочной кишки (1,06-10-3) и желудка (9Д3-10-4). Минимальные же средние значения индивидуальных КР отмечались при ЗНО мочевого пузыря, причем как в целом (5,6-10-4), так и у рабочих металлургических предприятий (1,06-10-3) и горнорабочих (3,94-10-4).
Расчет средних значений индивидуального производственного КР при различных морфологических вариантах рака легких выявил, что плоскоклеточный рак легких характеризовался меньшими значениями КР как у металлургов (3,41-10-3), так и у горнорабочих (9Д3-10-4). Средние уровни индивидуальных КР при аденокарциноме и мелкоклеточном раке легких у рабочих метал-
Полученные данные свидетельствуют о важной роли никельсодержащих аэрозолей в развитии ЗНО. Оценка индивидуального КР позволяет достаточно детально определить дозовую нагрузку и проследить роль производственных канцерогенов в морфогенезе ЗНО. Полученные данные также позволяют сделать вывод не только о существующей "органотропности" такого канцерогена как никель, но и о возможной его морфологической тропности.
Проведенная прогностическая оценка позволила прийти к выводу, что приемлемый КР может быть достигнут при снижении уровней запыленности и загазованности на металлургических предприятиях НПР в 15,1-62,9 раза, на горнорудных предприятиях - в 4,6-12 раз. При снижении на 10-20% объемов валовых выбросов в атмосферу металлургическими предприятиями может быть достигнуто уменьшение онкологической заболеваемости населения НПР на 1-2%. Приемлемый уровень КР (10-5) для населения НПР может быть достигнут при практически 10-кратном уменьшении объемов атмосферных выбросов.
Литер атур а
1. Борисенкова Р. В., Пылев Л. Н., Луценко Л. А. и др. // Медицина труда и пром. экол. - 1996. - № 2. - С. 10-13.
2. Борисенкова Р. В., Пылев Л. Н., Луценко Л. А. и др. // Медицина труда и пром. экол. - 2002. - № 1. - С. 7-11.
3. Злокачественные новообразования в России в 2010 г. (заболеваемость и смертность) / Под ред. В. И. Чиссова, В. В. Старинского, Г. В. Петровой. - М.: ФГБУ МНИОИ им. П. А. Герцена Минздравсоцразвития России, 2012.
97
[гиена и санитария 5/2012
4. Знаменский С. В. // Эпидемиология рака легкого. - Ростов-н/Д., 1990.- С. 113-117.
5. Профилактика профессионального рака / Под ред. В. Б. Сму-левича. - М.: Профиздат, 2004.
6. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружаю-
щую среду. Р 2.1.10.1920-04. - М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004.
7. The 2007 Top Ten of Worst Polluted Places. - Blacksmith Institute Press Release. http://www.blacksmithinstitute.org/the-2007-top-ten-of-worst-polluted-places.html (дата обращения 12.01.2012).
Поступила 06.02.12
© Т Н. УНГУРЯНУ С. М. НОВИКОВ, 2012 УДК 614.777:616-053]-074
Т. Н. Унгуряну1, С. М. Новиков2
подходы К ОЦЕНКЕ РИСКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ХИМИЧЕСКИХ
веществ с учетом возрастных особенностей
Управление Роспотребнадзора по Архангельской области, Архангельск; 2 ФГБУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина Минздравсоцразвития России, Москва
Цель работы - изучить факторы экспозиции и оценить риск здоровью отдельных возрастных групп населения при воздействии химических загрязнителей питьевой воды в Новодвинске. Местные факторы экспозиции изучены путем анкетирования 1628 человек в трех возрастных группах: 1-6, 7-17, 18 лет и старше. В модель риска включены 3 пути экспозиции: ингаляционный, пероральный и накожный. Для оценки неканцерогенного риска рассчитаны суммарные индексы опасности (THI), канцерогенного риска - суммарный канцерогенный риск (TCR) с учетом поправочных возрастных коэффициентов для канцерогенного потенциала.
Количество потребляемой воды для питья на 1 кг массы тела у детей 1-6 лет составило 109 мл/кг/сут, 7-17 лет - 55 мл/кг/сут, взрослых - 34 мл/кг/сут. При концентрациях загрязняющих веществ питьевой воды на уровне 90-го и 98-го процентиля риск для системы крови превышает допустимый уровень только у детей в группе 1-6 лет (THI равен 1,8 и 3,7 соответственно), TCR с учетом возрастных коэффициентов для совокупного населения составил 4,310-5 и 9,310-5соответственно.
Ключевые слова: факторы экспозиции, оценка риска
T. N. Ungureanu1, S. M. Novikov2 - APPROACHES ТО ASSESSING THE HEALTH RISK UNDER EXPOSURE TO CHEMICALS WITH ACCOUNT OF AGE PECULIARITIES
1Directorate of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare in the Arkhangelsk region, Arkhangelsk, Russia; 2Federal State Budgetary Istitution "A.N. Sysin Research Institute of Human Ecology and Enviromental Health" of the Ministry of Health Care and Social Development
Purpose. To study the factors of exposure and to assess health risk in different age groups under exposure to chemical contaminants in drinking water in Novodvinsk.
Techniques. Local exposure factors were studied by questionnaire in 1628 men in three age groups: 1 - 6 years, 7 - 17 years, 18 years and older. In the risk model three ways of exposure: inhalation, oral, and skin have been included. To assess the noncarcinogenic risk cumulative risk indices (CRI) were calculated, to evaluate a carcinogenic risk - the total carcinogenic risk (TCR), taking into account the correction for the age-specific cancer-causing potential was calculated.
Results. Quantity of water usedfor drinking for 1 kg of body weight in children of 1-6 years was 109 ml/kg-day, 7-17 years -55 ml/kg-day, and adults - 34 ml/kg-day. At concentrations of contaminants of drinking water at 90th and 98thpercentile the risk to the blood system exceeds the allowable level only for children in the group of 1-6 years (CRI = 1,8 and 3,7, respectively), taking into account age-specific for the total population TCR amounted to 4,310-5 and 9,310~5 correspondingly.
Key words: exposure factors, risk assessment
введение
Общеизвестно, что факторы окружающей среды играют значительную роль в формировании здоровья детей. Многочисленные исследования показывают, что воздействие одних и тех же химических загрязнителей может вызывать различные эффекты у взрослых и детей. Традиционные подходы к оценке риска направлены главным образом на взрослое население.
В последние десятилетия Всемирной организацией здравоохранения, Американским (US EPA) и Калифорнийским (CA OEHHA) агентствами по охране окружающей среды, Канадским министерством здравоохранения (Health Canada) подготовлены и опубликованы многочисленные руководства, рекомендации, документы, в
Унгуряну Т. Н. - канд. мед. наук, доц., гл. специалист-эксперт ([email protected]); Новиков С. М. - д-р мед. наук, проф. ([email protected])
которых освещены проблемы оценки риска на разных этапах жизни [4, 6-11, 13].
Экспозиция детей к загрязнителям окружающей среды значительно отличается от экспозиции взрослых в силу различных причин, связанных с активностью и поведением, питанием детей, физиологическими особенностями метаболизма, проницаемостью кожных покровов и т. д. [4-7, 12].
В многочисленных научных публикациях представлены результаты клинических и эпидемиологических исследований, касающиеся чувствительности к раку в молодом возрасте [2, 3]. US EPA на основе анализа экспериментальных, клинических и эпидемиологических данных, предложений голландских ученых (RIVM) адаптировало подход к оценке риска с учетом экспозиции к канцерогенам в разные возрастные периоды [11]. При повторных исследованиях воздействия мутагенных химических веществ в постнатальном и взрослом возрасте обоснованы пересчетные коэффициенты для количественной оценки
98
