CC BY
57
гигиена и санитария 1/2015
10. Ratanova T.A. Psychophysiological bases of identity [Psikho-fiziologicheskie osnovy individual'nosti]. Voronezh: MODEK; 1999. (in Russian)
11. Sevryukova G.A. Adaptive changes of a functional condition and efficiency of students during studying. Gigiena i sanitariya. 2006; 1: 72-4. (in Russian)
12. Spitsin A.P. Assessment of adaptation of junior students to educa-
tional activity. Gigiena i sanitariya. 2006; 1: 72-4. (in Russian) 13. Andreev D.A., Nesterenko A.I., Vasil'ev V.N., Podkopaeva T.I., Robenkova T. V. Physiological, psychoemotional and professional adaptation of students in medical educational institutions. Fiziologiya cheloveka. 2007; 33(4): 128-31. (in Russian)
Поступила 24.05.13 Received 24.05.13
Профилактическая токсикология и гигиеническое нормирование
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2015 УДК 614.72:546.74]:006
Зайцева Н.В.1, Шур П.З.1, Атискова Н.Г.1, Шараева А.А.2, Романенко К.В.1, ФокинВ.А.1
МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ И МАТЕРИАЛЫ ПО ОБОСНОВАНИЮ ГАРМОНИЗИРОВАННОЙ СРЕДНЕГОДОВОЙ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ НИКЕЛЯ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
'ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», 614045, г Пермь; 2Пермский государственный национальный исследовательский университет, 614068, г. Пермь
В статье представлены результаты обоснования гармонизированной среднегодовой предельно дрпустимой концентрации (ПДК) никеля в атмосферном воздухе по результатам эпидемиологических исследований и математического моделирования эволюции риска. Данные анализа гигиенических нормативов содержания никеля в атмосферном воздухе, используемых как в РФ, так и за рубежом, а также результаты собственных исследований позволяют рекомендовать в качестве гармонизированной среднегодовой ПДК никеля 0,00005 мг/м3, а нарушения со стороны органов дыхания как критические эффекты.
Ключевые слова: гармонизация гигиенических нормативов; среднегодовая ПДК; эпидемиологические исследования; реперный уровень; эволюционное моделирование; фактор неопределенности.
Для цитирования: Гигиена и санитария. 2015; 94 (1): 108-111
Zaytseva N. V.1, Shur P. Z. 1, Atiskova N. G. 1, Sharaeva A. A.2, Romanenko K. V. 1, Fokin V. A.1 METHODOLOGICAL APPROACHES TO THE SUBSTANTIATION OF A HARMONIZED MEAN YEAR MAXIMUM PERMISSIBLE NICKEL CONCENTRATION IN AMBIENT AIR
1Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, Russian Federation, 614045; 2Perm State National Research University Perm, Russian Federation, 614990
In the article there are presented the results of the substantiation of a harmonized mean year maximum permissible nickel concentrations (MPNC) in ambient air according to the results of epidemiological studies and mathematical modeling of the evolution of risk. Data of the analysis of hygienic standards of the nickel content in the air, used both in Russia and abroad, as well as the results of the own research allow us to recommend as a harmonized mean year MPNC - 0.00005 mg/m3, and as critical effects - disorders of the respiratory organs.
Key words: harmonization of hygienic standards, the mean year MPC, epidemiological studies, reference level, evolutionary modeling, uncertainty factor
Citation: Gigiena i sanitariya. 2015; 94 (1): 108-111 (in Russ.)
В настоящее время происходит активный процесс интеграции России в международное сообщество, одним из приоритетных направлений которого является сближение санитарного законодательства, и в частности гармонизация санитарно-гигиенических нормативов качества окружающей среды с международными стандартами.
Основным методом проведения гармонизации гигиенических нормативов является сравнительная оценка, позволяющая выявить наиболее надежные и достоверные исходные материалы, на основании которых устанавливают безопасный уровень содержания химических
Для корреспонденции: Атискова Нина Георгиевна, [email protected]
For correspondence: Atiskova N.G., [email protected].
веществ в атмосферном воздухе в России и за рубежом с учетом особенностей отечественной и зарубежной методологии их обоснования.
При проведении гармонизации выделяют следующие этапы:
- выбор вещества для гармонизации нормативов;
- сбор углубленной информации о выбранном веществе;
- реализацию сценария гармонизации;
- установление значения гармонизированной предельно допустимой концентрации (ПДК);
- экспертную оценку гармонизированного показателя перед его утверждением [1].
Выбор объекта гармонизации осуществляют в соответствии с разработанными критериями определения приоритетных загрязнителей атмосферного воздуха
при хроническом ингаляционном воздействии, включающими наличие различий в значениях стандартов, используемых в РФ и за рубежом; данные о токсичности и опасности химических соединений, в том числе о канцерогенном потенциале; присутствие в международных и национальных списках приоритетных загрязнителей; данные о распространенности исследованного химического вещества в объектах среды обитания [2, 3].
Этап реализации сценария гармонизации гигиенических нормативов, который может включать сохранение действующего в нашей стране норматива без изменения; коррекцию существующего норматива с изменением времени осреднения; разработку нового норматива; использование зарубежных стандартов с проведением сравнительного анализа источников информации (учет надежности данных, наличия экспертной оценки, цити-руемости), качества проведенных исследований (адекватность объектов наблюдения, достаточный объем выборки, длительность эксперимента и др.), результатов исследования (сопоставимость, воспроизводимость полученных данных) [4].
Значение гармонизированной ПДК химических веществ устанавливают с учетом порогового уровня (LOAEL/NOAEL/BMC) воздействия и величины фактора неопределенности (UF).
Гармонизированную ПДК необходимо устанавливать, используя гармонизированную методологию, в соответствии с которой обоснование реперной концентрации химических веществ в атмосферном воздухе следует проводить на основе результатов эпидемиологического анализа с использованием международно признанных методик, например Benchmark Dose Technical Guidance (US EPA, 2012).
Величину фактора неопределенности устанавливают с учетом возможного влияния на достоверность оценки ряда факторов. При выборе значений компонентов фактора неопределенности рекомендуют учитывать экстраполяцию с одного порогового уровня на другой (с LOAEL на NOAEL), межвидовую и внутривидовую экстраполяцию, распространение данных, полученных в условиях относительно непродолжительного воздействия на более длительные экспозиции, влияние на развивающийся организм, экстраполяцию с одного пути поступления на другой, переход с минимальной к полной базе данных и др. [5].
Также с учетом результатов анализа широкого спектра эффектов, вызываемых анализируемым веществом в различных условиях воздействия, гармонизация безопасного уровня включает и установление критических систем и органов. Итогом данного этапа является установление значения гармонизированной ПДК и критических эффектов, связанных с установленным уровнем и продолжительностью воздействия исследуемого соединения.
Экспертизу гармонизированного показателя проводят на основе экспертной оценки в соответствии с установленным порядком.
Выбор никеля в качестве объекта гармонизации объясняется наличием значительных отличий в показателях нормирования содержания никеля в атмосферном воздухе при хроническом воздействии в РФ и за рубежом (величина показателей варьирует от 0,000014 мг/ м3 (Департамент оценки экологической опасности для здоровья - The Office of Environmental Health Hazard Assessment - OEHHA) до 0,001 мг/м3 (РФ)); никель обладает канцерогенными свойствами в соответствии как со стандартами РФ, так с классификацией МАИР (груп-
па 2B - возможный канцероген для человека) и US EPA (группа A - канцероген для человека); никель включен в международные (например, ATSDR, EU и др.) и национальный списки приоритетных загрязнителей; кроме того, никель включен в программу отбора проб в рамках системы социально-гигиенического мониторинга ряда субъектов РФ.
Результаты анализа существующих гигиенических нормативов содержания никеля в атмосферном воздухе, принятых в России и за рубежом, показали различия как в методологии их установления, так и в значениях данных показателей. Например, в качестве референтного уровня (Reference Exposure Level - REL) никеля OEHHA приняты 0,00002 мг/м3 [6]; в качестве допустимой концентрации для соединений никеля (Tolerable Concentration - TC) в атмосферном воздухе Минздравом Канады (Health Canada) предложены от 0,0000035 до 0,00002 мг/м3; значение Reference Exposure Value (REV), разработанное Комиссией по качеству окружающей среды Техаса (Texas Commission on Environmental Quality -TCEQ), - 0,00023 мг/м3 [7]; Калифорнийское агентство по защите окружающей среды (California Environmental Protection Agency - CalEPA) установило воздействия REL для никеля и его соединений 0,00005 мг/м3; Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний (Agency for Toxic Substances and Disease Registry - ATS-DR) предложило минимальный уровень риска (Minimal Risk Level - MRL) 0,00009 мг/м3 [8].
В качестве критического эффекта для всех вышеуказанных гигиенических стандартов никеля приняты нарушения со стороны органов дыхания, а их разработку проводили с использованием порогового уровня воздействия (NOAEL или LOAEL) и системы факторов неопределенностей, включающих фактор, учитывающий межвидовую (UF = 3-10) и внутривидовую (UF = 10-30) экстраполяцию, учет недостаточности данных о канцерогенности и хронических экспериментах (UF = 10); величина суммарного фактора неопределенности варьировала от 30 до 1000.
Значение среднесуточной ПДК, используемой в РФ в соответствии с ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест», 0,001 мг/м3; лимитирующий показатель вредности - резорбтивное действие.
Обобщение данных по обоснованию безопасного содержания никеля в атмосферном воздухе представлены в табл. 1.
Следует отметить, что зарубежные стандарты устанавливают безопасную концентрацию никеля в атмосферном воздухе для условий длительных, вплоть до пожизненных, периодов воздействия, в то время как ПДК разработаны для среднесуточного периода осреднения.
Кроме того, все указанные гигиенические стандарты содержания никеля в атмосферном воздухе были получены в ходе токсикологических экспериментов.
В связи с тем что приоритет в ходе разработки гигиенических стандартов отдают эпидемиологическим исследованиям [9], для обоснования реперной концентрации никеля в атмосферном воздухе использовали результаты эпидемиологического анализа связи низкоу-ровнего загрязнения никелем с уровнем заболеваемости детского населения в соответствии с критическими органами и системами.
Для оценки экспозиции использовали сопряженные расчетные данные о загрязнении никелем атмосферного
[игиена и санитария 1/2015
Таблица 1
Обобщение данных по обоснованию безопасного содержания никеля в атмосферном воздухе
Показатель, мг/м3 Исходные данные для установления Суммарный фактор неопределенности Источник
REL 0,000014
(для соединений никеля, кроме оксида никеля) LOAEL 0,06 мг№/м3 100 OEHHA
REL 0,00002 (для оксида никеля) LOAEL 1,00 мг/м3 100 OEHHA
TC:
0,000018 (субсульфид никеля) Health
0,00002 (оксид никеля) LOAEL 0,1 мг/м3 1000 Canada
0,0000035 (сульфат никеля)
REL 0,00005 LOAEL 0,06 мг№/м3 CalEPA
MRL 0,00009 NOAEL 0,03 мг/м3 RDDR 0,506 30 ATSDR
REV 0,00023 (все соединения никеля) NOAEL 0,03 мг/м3 RDDR 1,313 30 TCEQ
ПДК с.с.:
0,001 (для
никеля, оксида т,тт
1Н
никеля и никеля
, , 2.1.6.1338-03
сульфата)
0,0002 (для растворимых солей никеля)
Примечание. с.с. - среднесуточные.
воздуха промышленно развитого города в местах проживания каждого ребенка, аппроксимированные по результатам инструментальных исследований [10]. Диапазон концентрации составил от 0,0000067 до 0,000073 мг/м3.
В рамках данного исследования использовали многолетние данные (с 2009 по 2011 г.) об обращаемости за медицинской помощью детского населения, проживающего в условиях хронической экспозиции никелем. Группа исследования включала 382 ребенка в возрасте от 3 до 7 лет.
Обоснование реперной концентрации никеля в атмосферном воздухе проводили в соответствии с методическими рекомендациями «Количественная оценка неканцерогенного риска при воздействии химических веществ на основе построения эволюционных моделей» [11].
В качестве ответов со стороны здоровья рассматривали нозологические формы пяти классов болезней (II - новообразования, III - болезни крови, кроветворных органов и отдельные нарушения, вовлекающие иммунный механизм; VI - болезни нервной системы; X - болезни органов дыхания; XII - болезни кожи и подкожной клетчатки), соответствующих критическим органам и системам для условий хронической ингаляционной экспозиции никеля. В качестве реперного уровня экспозиции принимали величину, соответствующую верхней 95% доверительной границе полученной модели.
В ходе проведения исследования разработали и оценили 32 модели зависимости экспозиция - отношение
Таблица 2
Результаты изучения реперного уровня, полученные в ходе собственных исследований
Реперный уровень, мг/м3 Эффект со стороны здоровья
0,00002 Астма с преобладанием аллергического компонента
0,00003 Вазомоторный ринит
0,00002 Хронический тонзиллит
0,00002 Повышение процента фагоцитоза
0,00002 Повышение фагоцитарного числа
0,00002 Снижение уровня СОД в крови
0,00004 Снижение уровня серотонина в крови
шансов. Наиболее адекватными для задач исследования выбрали модели для следующих нозологических форм: астмы с преобладанием аллергического компонента (Т 45.0) (реперный уровень никеля в атмосферном воздухе 0,00002 мг/м3), вазомоторного ринита (Т 30.0) (реперный уровень никеля в атмосферном воздухе 0,00003 мг/м3), хронического тонзиллита (Т 35.0) (реперный уровень никеля в атмосферном воздухе 0,00002 мг/м3), а также донозологических ответов: повышение процента фагоцитоза (реперный уровень никеля в атмосферном воздухе 0,00002 мг/м3), повышение фагоцитарного числа (реперный уровень никеля в атмосферном воздухе 0,00002 мг/м3), снижение уровня СОД в крови (реперный уровень никеля в атмосферном воздухе 0,00002 мг/м3), снижение уровня серотонина в крови (реперное содержание никеля в атмосферном воздухе 0,00004 мг/м3) (табл. 2).
По критерию лимитирующего показателя в качестве реперного уровня никеля в атмосферном воздухе при хроническом воздействии могут быть рассмотрены 0,00002 мг/м3.
Однако неопределенности, связанные с присутствием в атмосферном воздухе исследуемой территории ряда загрязняющих веществ, которые отличаются однонаправленным с никелем действием, оказывают существенное влияние на достоверность результатов эпидемиологических исследований, используемых при установлении реперного уровня.
С целью минимизации неопределенностей в ходе установления гармонизированной среднегодовой ПДК никеля в атмосферном воздухе провели моделирование эволюции риска, считающееся одним из наиболее адекватных методов для решения задач прогнозирования и оценки вероятного воздействия факторов среды обитания на здоровье населения [12]. В рамках данного исследования моделирование эволюции риска здоровью проводили с использованием линейной беспороговой модели, вычислением коэффициента, отражающего силу влияния фактора на скорость накопления риска, и установлением концентрации никеля в атмосферном воздухе, которая соответствует величине приведенного риска менее 0,05, оцениваемого как пренебрежимо малый (приемлемый, допустимый), не отличающийся от обычных, повседневных рисков [11].
По результатам математического моделирования эволюции риска для астмы с преобладанием аллергического компонента для никеля в атмосферном воздухе концентрация, при которой риск здоровью населения характеризуется как пренебрежимо малый, составила 0,00005 мг/м3 и может быть рассмотрена в качестве недействующей.
Расчет среднегодовой ПДК никеля в атмосферном воздухе проводили с использованием установленной по результатам эволюционного моделирования недействующей концентрации и суммарного коэффициента неопределенности [5].
Для данного исследования рассматривали следующие факторы неопределенности:
- фактор неопределенности, учитывающий межвидовую экстраполяцию - 1, поскольку использовали недействующую концентрацию, полученную по результатам эпидемиологического исследования;
- фактор неопределенности, учитывающий внутривидовую экстраполяцию - 1, поскольку рассматривали воздействие на чувствительную группу (дети 3-7 лет);
- фактор неопределенности, связанный с переносом результатов исследования с высокого уровня экспозиции на низкий - 1, поскольку исследование проводили в условиях реальной экспозиции.
В результате среднегодовая ПДК никеля в атмосферном воздухе составила 0,00005 мг/м3.
Полученные результаты адекватны данным CalE-PA, а также соответствуют величине RfC, применяемой в рамках оценки риска здоровью в соответствии с Р.2.1.10.1920-04 «Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» как по уровню, так и по критическим органам и системам.
Следует отметить, что гармонизированная среднегодовая ПДК никеля входит в диапазон наиболее распространенных методов определения содержания никеля в атмосферном воздухе, включающих атомную абсорбцию с атомизацией в пламени, рентгенофлюоресцент-ный метод с полупроводниковым детектором и методику выполнения измерений массовой концентрации никеля в атмосферном воздухе рентгенофлюоресцентным методом, диапазоны определения которых варьируют от 0,00001 до 0,05 мг/м3, что указывает на возможность ее практического применения.
Таким образом, данные анализа российских и зарубежных гигиенических стандартов содержания никеля в атмосферном воздухе позволяют рекомендовать в качестве гармонизированной среднегодовой ПДК никеля
0.00005.мг/м3, а нарушения со стороны органов дыхания как критические эффекты. Результаты моделирования эволюции риска здоровью при экспозиции никеля показали, что этот уровень соответствует критерию приемлемого риска.
Литература (пп. 6-8 см. References)
1. Красовский Г.Н., Егорова Н.А., Быков И.И. Методология гармонизации гигиенических нормативов веществ в воде и ее реализация при совершенствовании водно-санитарного законодательства. Вестник Российской АМН. 2006; 4: 32-6.
2. Атискова Н.Г., Шур П.З., Романенко К.В., Шляпников Д.М., Шараева А.А. Формирование списков приоритетных для гармонизации гигиенических нормативов содержания химических веществ в атмосферном воздухе. Здоровье населения и среда обитания. 2013; 11: 7-9.
3. Романенко К.В. Шараева А.А.Критерии определения списков приоритетных загрязнителей воздуха для гармонизации с международными показателями. Санитарный врач. 2013; 9: 52-5.
4. Шур П.З., Землянова М.А., Атискова Н.Г., Маркова Е.В. Сравнительная оценка безопасных уровней марганца в атмосферном воздухе для задач гармонизации гигиенических нормативов. В кн.: Современные проблемы гигиенической науки и медицины труда: Сборник научных трудов Всероссийской научно-практической конференции. Уфа, 22-23 сентября 2010 г. Уфа; 2010: 236-40.
5. Онищенко Г.Г., Новиков С.М., Рахманин Ю.А., Авалиани С.Л., Буштуева К.А. Основы оценки риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. Рахманин Ю.А., Онищенко Г.Г., ред. М.: НИИ ЭЧ и ГОС, 2002.
9. Зайцева Н.В., Шур П.З., Кирьянов Д.А., Алексеев В.Б., Сбоев А.С., Волк-Леонович О.П. Количественная оценка неканцерогенного риска для здоровья населения. Гигиена и санитария. 2008; 6: 64-7.
10. Май И.В., Вековшинина С.А., Чигвинцев В.М. Сопряжение данных инструментальной и расчетной оценки качества атмосферного воздуха г. Перми для задач эколого-гигиениче-ского зонирования территории. Вестник Пермского университета Серия: Биология. 2010; 2: 60-4.
11. МР 2.1.10.0062- 12. Количественная оценка неканцерогенного риска при воздействии химических веществ на основе построения эволюционных моделей. М.; 2012.
12. Зайцева Н.В., Трусов П.В., Шур П.З., Кирьянов Д.А., Чигвинцев В.М., Цинкер М.Ю. Методические подходы к оценке риска воздействия разнородных факторов среды обитания на здоровье населения на основе эволюционных моделей. Анализ риска здоровью. 2012; 1: 15-22.
References
1. Krasovskiy G.N., Egorova N.A., Bykov I.I. Methodology of hygienic standards for substances in water harmonization for water sanitary legislation improvement. Vestnik Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk. 2006; 4: 32-6. (in Russian)
2. Atiskova N.G., Shur P.Z., Romanenko K.V., Shlyapnikov D.M., Sharaeva A.A. Forming a list of priority hygenic standards of ambient air ingredients for harmonization. Zdorov 'e naseleniya i sreda obitaniya. 2013; 11: 7-9. (in Russian)
3. Romanenko K.V. Criteria of determination list of priority air pollution for harmonization with international indicators. Sanitarnyy vrach. 2013; 9: 52-5. (in Russian)
4. Shur P.Z., Zemlyanova M.A., Atiskova N.G., Markova E.V. Comparative assessment of ambient air Manganese standards for hygienic standards harmonization. In: Sovremennye problemy gigienicheskoy nauki i mediciny truda: sbornik nauchnych trudov Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Ufa, 22-23 September 2010; 236-40. (in Russian)
5. Onishchenko G.G., Novikov S.M., Rakhmanin Yu.A., Avaliani S.L., Bushtueva K.A. Fundamentals of public health risk assessmentfrom exposure to chemical pollutions. [Osnovy otsenki riska dlya zdorov'ya naselenita pri vozdeystvii khimicheskich veshestv, zagryazneniay yushchikh okruzhayushchuyu sredy]. Rakhmanin Yu.A., Onishchenko G.G., eds. Moscow: NII ECh i GOS; 2002. (in Russian)
6. Nickel and Inorganic Nickel Compounds Texas Commission on Environmental Quality, June, 2011.
7. ATSDR. Toxicological Profile For Nickel. August, 2005.
8. Nickel and nickel compounds. Nickel oxide. Reference exposure levels (RELs). Office of environmental health hazard assessment (OEHHA). April? 2011.
9. Zaytseva N.V., Shur P.Z., Kir'yanov D.A., Alekseev V.B., Sboev A.S., Volk-Leonovich O.P. Quantative non-cancerogenic health risk. Gigiena i sanitariya. 2008; 6: 64-7. (in Russian)
10. May I.V, Vekovshinina S.A., Chigvintsev V.M. Conjugation of instrumental and calculating ambient air quality data for ecological and hygienic zoning of Perm territory. Vestnik Permskogo universiteta. Seriya: Biologiya. 2010; 2: 60-4. (in Russian)
11. Methodical recommendations 2.1.10.0062-12. Quantitative assessment of non-cancer risk on the basis of constructing evolutionary models». Moscow; 2012. (in Russian)
12. Zaytseva N.V., Trusov P.V., Shur P.Z., Kir'yanov D.A., Chigvintsev V.M., Cinker M.Yu. Methodical approaches to health risk assessment of heterogeneous environmental factors based on evolutionary models. Analiz riskazdorov'yu. 2012; 1: 15-22.
Поступила 12.02.14 Received 12.02.14
