CC BY
7
Сравнительная оценка методов и приемов, применяемых в эпидемиологических исследованиях, показала, что неадекватное их использование приводит к значительным искажениям и по степени влияния на надежность результатов они распределяются в следующем порядке: методы эпидемиологических исследований > сбор и обработка информации > анализ данных.
Л и тер атура
1. Дмитриев М. Т., Растянников Е. Г.. Этлин С. Н. и др. // Гиг. и сан. - 1984. - № I. - С. 44-47.
2. Илышцкий А. П. Экология и рак. — М., 1985. — С. 64—96.
3. Инструкция по проведению сбора, обработки и порядка представления данных об изменениях в состоянии здоровья населения, связанных с загрязнением окружающей среды. — М., 1985.
4. Кутепов Е. Н. Методологические основы изучения состояния здоровья населения при воздействии факторов окружающей среды: Дис. ... д-ра мед. наук. — М., 1995.
5. Немыря В. Н.. Никитина Ю. Н., Спажакшю Г. П и др. // Гиг. и сан. - 1994. - № 5. - С. 10-13.
6. Новикова Э. А. Гигиеническая оценка состояния здоровья детского населения, проживающего в зоне влияния выбросов лавсанового производства: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — М., 1980.
7. Пушкарева М. В. Критерии и методы минимизации воздействия экологических нагрузок на население: Дис. ... д-ра мед. наук. — М., 1995.
8. Руководство по международной статистической классификации болезней, травм и причин смерти. IX пересмотр. ВОЗ. Т. 1. - М„ 1980.
9. Сидоренко Г. И., Кутепов Е. Н., Гедымии М. 10. // Вестн. АМН СССР. - 1991. - № 1. - С. 15-18.
10. Сидоренко Г. И.. Кутепов Е. Н. // Гиг. и сан. — 1994. — № I. - С. 13-16.
11. Сидоренко Г. И., Кутепов Е. Н., Растяшшкоа Е. Г. // Там же. - № 4. - С. 4—8.
12. Сидоренко Г. И., Кутепов Е. Н. // Там же. — № 8. — С. 3-5.
13. Сидоренко Г. И., Кутепов Е. Н. // Там же. — С. 33—36.
14. Сидоренко Г. И., За.харченко М. П., Маймулов В. Г., Кутепов Е. Н. Проблемы гигиенической диагностики на современном этапе. — М., 1995.
15. Спажакина Г. П. Гигиеническая оценка и прогноз состояния здоровья детей и условиях Кольского Заполярья при воздействии выбросов никилевого производства: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — М., 19S3.
16. Справочник помощника санитарного врача и помощника эпидемиолога. — М., 1990.
17. Суржиков В. Д. Гигиенические основы риска нарушения здоровья различных групп населения под влиянием атмосферных загрязнений: Дис. ... д-ра мед. наук. — М.. 1994.
18. Шабад Л. М. О циркуляции канцерогенов в окружающей среде. — М., ¡973.
19. Экологическое обоснование предложений по территориальному развитию и установлению границ земель г. Кли-мовска. Отчет ГК и НИ и ПН градостроительства. — М., 1992.
20. Янышева Н. Я.. Черниченко И. А.. Баленко Н. В. Канцерогенные вещества и их гигиеническое нормирование. — Киев, 1977.
Поступила 31.05.96
® КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1997 УДК 614.72:612.014.46:001.5
С. Л. Авалианч, Е. В. Иродова, Е. В. Печенникова, Т. Е. Шчмонова
ОЦЕНКА РЕАЛЬНОЙ ОПАСНОСТИ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ЗАВИСИМОСТИ КОНЦЕНТРАЦИЯ (ДОЗА) - СТАТУС ОРГАНИЗМА
НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН, Москва
Оценка реальной опасности веществ базируется на установлении корреляционных связей между уровнями химического загрязнения и зозникающими неблагоприятными эффектами, чаще всего показателями заболеваемости и смертности населения. Однако фундаментальные исследования последнего десятилетия продемонстрировали существенное своеобразие реакций организма на длительное токсическое воздействие малой интенсивности. Оно состоит в том, что по мере снижения количества длительно действующего фактора изменяется не только степень реакций организма или отдельных его систем и органов, но и характер их проявления [1,2, 5—7, 10, 11. 20, 23]. Преобладание неспецифичсских реакций организма интегрируется в конечном итоге изменениями общей реактивности организма в том широком понимании значения этого термина, которое ему придавал И. В. Давыдовский [3,
5].
Поэтому при оценке реальной опасности следует акцентировать внимание на тс показатели, которые характеризуют ранние нсспсцифические изменения в организме. Согласно современным представлениям, наиболее надежными в этом отношении являются критерии, базирующиеся на качественной и количественной характеристике изменений маркерных показателей [19, 24—27). которые позволяют градировать возникающие при воздействии химических факторов окружающей среды нарушения состояния здоровья по степени выраженности эффекта. При этом в качестве градации для обще-токсических эффектов за рубежом применяется 5 степеней ответных реакций организма от уровня необнаруживасмых эффектов (NOEL) до уровня явных эффектов (FEL) [13, 14, 18, 30, 311.
Однако до последнего времени сохраняются значительные различия в трактовке критериев для установления степени выраженности эффекта. Один и тот же наблюдаемый эффект может обозначаться в одном случае как NOAEL (уровень необнаруживасмых вредных эффектов), а в другом — как LOEL (минимальный уровень обнаруживаемых эффектов) или даже LOAEL (минимальный уровень обнаруживаемых вредных эффектов). Поэтому сопоставимая оценка возникающих эффек-
тов при воздействии разных веществ остается затруднительной.
Еще более сложна сравнительная оценка различных клинических эффектов, связанных с токсико-динамическими свойствами исследуемых веществ. Это объясняется тем, что в многочисленных литературных источниках, посвященных этому вопросу, авторы нередко ограничиваются описанием возможных проявлений клинических симптомокомплексов независимо от уровней воздействующих факторов |12, 15, 28, 29]. В связи с вышеизложенным при установлении корреляционных связей между уровнями химического загрязнения и возможными неблагоприятными эффектами в организме необходимо оценивать весь диапазон эффективных концентраций исследуемых веществ, аналогично принципу хорошо известного "треугольника" ВОЗ [32, 33].
Нами предпринята попытка оценить развитие возможных неблагоприятных эффектов у человека в зависимости от уровней воздействия химических загрязнителей с учетом их патогенетической характеристики. С этой целью на основе анализа имеющейся научной информации [2, 10. 16. 17, 23, 31] разрабатывалась система качественных и количественных критериев, позволяющих дифференцировать стадии нарушения функции, начиная от первичных (обратимых) изменений в организме до явной патологии, т. с. проводилось обоснование классификаций статуса организма с учетом донозологических состояний на популяционном уровне.
Разработка градаций состояний целостного организма (статуса) базировалась в первую очередь на качественной и количественной характеристике изменений маркерных показателей [8, 19, 21, 22, 25—27|, а также на анализе клинических симптомокомплексов, которые могут быть резуль~атом воздействия конкретных химических факторов среды [8, 9, 15, 22, 23, 28, 29]. На основании этих критериев устанавливались 5 градаций статуса организма в соответствии с принятыми в нашей стране и за рубежом классификациями состояний с учетом стадий адаптационного процесса — от состояния удовлетворительной адаптации до ее срыва и явной патологии [I, 10, 14, 18, 30, 31, 32].
В соответствии с разработанной системой критериев установления дифференцированного статуса организма на популя-ционном уровне проводили анализ данных литературы по оценке зависимости концентрация (доза) — статус организма в широком диапазоне доз и концентраций исследуемых веществ от подпороговых уровней до явно эффективных.
В качестве примера в табл. 1 представлены исходные данные, на основе которых проводился анализ зависимости, отражающей степень нарастания выраженности эффекта у детей при ингаляционном воздействии различных уровней свинца.
Представленные в табл. I данные позволяют оцекить воздействие свинца на основе построения зависимостей доза — ответ нового типа, которые представляют собой зависимость доза (концентрация) — статус организма. Особенностью зависимости концентрация — статус является то, что, с одной стороны. она отражает шкалу эффективных концентраций, ориентированных на последовательный ряд альтернативных (качественных) реакций организма от уровня нсобнаруживаемо-го эффекта (NOEL) до явно выраженного эффекта (FEL) — рис. I; с другой стороны, при наличии соответствующей информации существует возможность построения количественной зависимости концентрация — статус организма, отражающей связь процента лиц с определенным статусом с уровнями свинца в атмосферном воздухе (рис. 2).
Аналогичные зависимости концентрация — статус организма, отражающие в основном качественное нарастание эффекта, были получены для ряда химических соединений, результаты анализа которых представлены в табл. 2.
Как следует из рис. 1 и табл. 2, при превышении, например. ПДК свинца в атмосферном воздухе до 5 раз у детей преобладают изменения в состоянии здоровья, соответствующие стадии напряжения адаптационных механизмов организма. При 6 — 20-кратном превышении ПДК этого вещества уже развиваются эффекты, относящиеся к категории перенапряжения механизмов адаптации. Срыв адаптации наступает при уровнях свинца в воздухе от 20 до 50 ПДК. И при превышении ПДК свинца в 50 раз и более развиваются резко выраженные прогрессирующие изменения в состоянии здоровья.
Анализ количественной зависимости концентрация — статус организма (см. рис. 2) свидетельствует, что при повышении уровней свинца в воздухе от 10 до 60 ПДК относительное количество лиц со статусом напряжения адаптации увеличивается от 5 до 100%. При этом 50% эффект определяется на уровне около 50 ПДК, что соответствует концентрации свинца в воздухе 0,015 мг/м3. Поскольку в исследованиях по гигиеническому нормированию состояния напряжения и перенапряжения механизмов адаптации в наибольшей степени соответствуют истинно пороговому уровню [2, 5, 8, 10, II, 14, 16, 18, 23, 30, 31], то уровень, равный 0,015 мг/м3. можно принять в качестве порога, определяемого при воздействии свинца на организм взрослого человека. Вместе с тем, как уже было отмечено выше, для детей порогом для того же состояния являлся уровень 5 ПДК свинца в атмосферном воздухе, что указывает на высокую степень выраженности возрастных различий при воздействии свинца на организм.
С учетом данных, представленных в табл. 2. проведен сравнительный анализ полученных градаций с ранее предложенными классификациями, например, приведенными в "Ин-структивно-мстодических рекомендациях по гигиенической оценке степени загрязнения атмосферного воздуха" [4] или в проекте документа по оценке экологической обстановки
Таблица 1
Возможные неблагоприятные эффекты у детей в зависимости от уровней свинца в атмосферном воздухе и соответствующем его содержании в крови (РЬ-К)*
Уровень свинца, кратность превышения ПДК
2-5 10-16
20-30
60
100 >100
4-6
10-12
15-20
25-30
40
70
>80
Ингибирование дс-гидратазы (цитоплаз-матической) дельта-аминолевулиновой кислоты (ДАЛ К) Повышение прото-порфирина в эритроцитах; элсктрофизио-логичсскис изменения центральной нервной системы Повышение ДАЛ К в моче, уменьшение синтеза гемоглобина, повышение ко-пропорфирина Нарушенная проводимость по нервному волокну, периферическая нервная дисфункция Выраженная анемия, ретикулоцитоз Энцефалопатия
Статус организма
Удовлетворительная адаптация (NOEL) Напряжение адаптации (NOAEL)
Перенапряжение адаптации (LOEL)
Срыв адаптации (LOA EL)
Явнся патология (FEL)
Примечание. РЬ-К— концентрация РЬ в крови, звездочка — по данным работ [8, 21, 22, 25, 29, 321.
территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия.
Согласно этим документам, в качестве количественного критерия сильного загрязнения воздуха для веществ 1-го класса опасности предложено превышение их ПДК в 2,6 —3,2 раза, а очень сильного — в 3,3 раза и выше. Однако, как следует из табл. 2, при сопоставимых уровнях в атмосферном воздухе таких чрезвычайно опасных веществ 1-го класса, как свинец и кадмий, могут наблюдаться только первичные функциональные нарушення, соответствующие состоянию напряжения адаптационных механизмов организма, что, по-видимому, не может быть основанием для отнесения этих уровней загрязнения к категории сильного и очень сильного.
Аналогичные результаты получены и при оценке количественных критериев опасности, предложенных для нешеств 4-го класса. Например, при 12—25-кратном превышении ПДК окиси углерода (критерии сильного загрязнения в рекомендациях [4]) также могут наблюдаться эффекты, относящиеся к пограничным состояниям организма (см. табл. 2). На первый взгляд, исходя из вышеизложенного можно прийти к заключе-
Рис. 1. Зависимость концентрация — статус организма, отражающая нарастание у детей последовательного ряда качественных эффектов разной степени выраженности от уровня свинца в воздухе.
По оси абсцисс — кратность превышении ПДК от 10 ло 70; по оси ординат — степень выраженности уффекта.
>20 ЮО 80 бО 40 ТО О
-го -<о
Рис. 2. Зависимость концентрация — статус организма, отражающая изменение относительного количества лиц с напряжением адаптационных механизмов от уровней свинца в воздухе.
По оси абсцисс — кратность превышении ПДК от 10 до 60; по осп ординат — относительное количество лиц (в %).
Таблица 2
Зависимость концентрация — статус организма, отражающая шкалу эффективных концентраций при ингаляционном воздействии
химических веществ
Вещество Класс опасности Кратность превышения ПДК вещества в атмосферном воздухе, соответствующая статусу*
удовлетворительной адаптации напряжения адаптации перенапряжения адаптации срыва адаптации „ яшюи патологии
Свинец 1-й 1 2-5 6-20 21-50 >50
Кадмий 1-й 1-2 3-6 7-10 11-30 >30
Марганец 2-й 1-3 4-7 8-30 31-60 >60
Двуокись азота 2-й 1-5 6-7 8-9 10-20 >20
Стирол 2-й 1-250 251-300 301-500 501-750 >750
Сернистый ангидрид 3-й 1 2-5 6-8 8-10 >10
Окись углерода 4-й 1-12 13-16 17-29 30-80 >80
Примечание. Звездочка — по данным фактических среднегодовых концентраций; окись углерода оценивалась по 30-ми нутным концентрациям.
нию, что существующие количественные критерии для установления градаций опасности фактического загрязнения воздуха в определенной степени занижены (от 2,5 до 7 раз), так как при этих уровнях не наблюдается прогнозируемое ухудшение состояния здоровья. Однако шкала эффективных концентраций двуокиси азота и сернистого ангидрида (см. табл. 2) свидетельствует, что используемые до настоящего времени градации степени загрязнения воздуха для веществ 2-го и 3-го классов опасности в первом случае вполне согласуются с ожидаемым уровнем здоровья (например, количественный критерий очень сильного загрязнения, равный 10 ПДК (4), соответствует эффектам срыва адаптации при действии двуокиси азота), а во втором они даже завышены вследствие того, что прогрессирующие и резко выраженные изменения в состоянии здоровья при воздействии сернистого ангидрида могут отмечаться уже при 8—10-кратном превышении его ПДК (уровень умеренного загрязнения в существующих классификациях для веществ 3-го класса опасности).
На этом основании можно сделать следующее заключение. Использование качественных и количественных зависимостей концентрация (доза) — статус организма даст возможность более надежно предсказывать степень тяжести ожидаемых эффектов на популяционном уровне. Сложившаяся практика установления градаций опасности загрязнения объектов окружающей среды аг.я здоровья населения, базирующаяся на расчете кратности превышения гигиенических нормативов, требует серьезной корректировки, так как фактическая опасность определенного химического агента в реальных условиях его воздействия на население может отличаться от установленного по токсикомстрическим параметрам класса его опасности.
Литература
1. Боевский Р. М. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии. — М., 1979.
2. Голиков С. И.. Саноцкий И. В., Тиунов Л. А. Общие механизмы токсического действия. — J1., 1986.
3. Давыдовский И. В. Общая патология человека. — М.. 1969.
4. Инструктивно-методические рекомендации по гигиенической оценке степени загрязнения атмосферного воздуха / Русяев А. П., Лившиц Л. Л., Науменко Г. Е. и др. — Минск. 1987.
5. Курляндский Б. А. // Проблема пороговости в токсикологии. - М„ 1979. - С. 11-18.
6. Литвинов Н. И. /'/ Современные проблемы гигиенической регламентации и контроля качества окружающей среды. - М„ 1981. - С. 7-13.
7. Сидоренко Г. И. //' Гигиена окружающей среды / Под ред. Г. Н. Красовского. - М., 1990. - С. 3-8.
8. Токсикометрия химических веществ, загрязняющих окружающую среду / Под ред. А. А. Каспарова, И. В. Саноц-кого. — М„ 1986.
9. Хвастунов Р. М. // Гиг. и сан. — 1991. - № 6. — С. 85— 88.
10. Химические загрязнители воздушной среды и работоспособность человека / Панасюк Е. Н., Дацснко И. И., Штабский Б. М. и др. — Киев, 1985. — С. 64—71.
11. Штабский Б. М., Каган 10. С., Кацпельсон Б. А. // Гиг. и сан. - 1983. - № 11. - С. 74-76.
12. Aerosols: Research, Risk Assessment and Conirol Strategies / Eds S. D. Lee, T. Schneider, L. D. Grant et al. — Boston, 1986.
13. Barnes D. G.. Dourson M. L. // Reg. Toxicol. Pharmacol. — 1988. - N 8. - P. 471-486.
14. Brown K. G., Erdreich L. S. // Fund. Appl. Toxicol. - 1989.
- Vol. 13, N 2. - P. 235-244.
15. Cohen A. J.. Gordis L. // Environ. Health Pcrspcct. - 1993. — Vol. 101, Suppl. 4. - P. 15-17.
16. Crump K. S. // Fund. Appl. Toxicol. - 1984. - Vol. 4. — P. 854-871.
17. Derosa С. 'Г., Stara J. F., Durkin P. R. // Toxicol. Ind. Health.
- 1985. - Vol. I. N 1(4). - P. 177-192.
18. Dourson M. L.. Hertzberg R. C.. Harlung R. ct al. // Ibid. — P. 23-42.
19. Fiserova-Bergerova V. // Appl. Ind. Hyg. — 1987. — N 2. — P. 87-92.
20. Goyer R. A. // Environ. Health Perspect. — 1990. - Vol. 86.
- P. 177-181.
21. Goyer R. A. // Ibid. - 1993. - Vol. 100. - P. 177-187.
22. Grant L. D., Davis J. M. // Lead Exposure and Child Development. An International Assessment / Eds M. A. Smith, L. D. Grant. A. I. Sors. - Boston. 1989. - P. 49-115.
23. Harlung R., Durkin P. R. // Comments Toxicol. - 1986. — Vol. I, N I. - P. 49-63.
24. Hulka B. S., Wilcosky Т. C., Griffith J. D. Biological Markers in Epidemiology. — Oxford, 1990.
25. Human Exposure Assessment for Airborne Pollutants. (Advances and Opportunities. National Academy of Sciences.) — Washington. 1991.
26. IPCS CEC (International Programme on Chemical Safety, Commission of the European Communities). Environmental Health Criteria 119 — Principles and Methods for the Assessment of Nephrotoxicity Associated with Exposure to Chemicals (EUR 13222 EN). WHO. - Geneva. 1991.
27. IPCS (International Programme on Chemical Safety) Environmental Health Criteria 155 — Biomarkers and Risk Assessment: Concepts and Principles. WHO. — Geneva, 1993.
28. Kimbrough R. D. // Mechanisms of Cell Injury: Implications for Human Health. Dahlem Workshop Report / Ed. B. A. Fowler. - New York, 1987. - P. 291-301.
29. Kimbrough R. D., Mahaffey K. R., Grandjean P.. Rutstein D. D. Clinical Effects of Environmental Chemicals. A Software Approach to Etiological Diagnosis. — New York, 1989.
30. Lewis S. C., Lynch J. R., Nikiforov A. I. // Reg. Toxicol. Pharmacol. - 1990. - Vol 11, N 11. - P. 314-330.
31. Stara J. F., Bruins R. J. F., Dourson M. L. ct al. I I Methods for Assessing the Effects of Mixtures of Chemicals. SCOPE 30, SGOMSEC 3. - Chichester, 1987. - P. 719-743.
32. WHO. Air Quality Guidelines for Europe. (WHO Regional Publ. Eur. Scr. No. 23.) — Copenhagen, 1987.
33. WHO. Setting Environmental Standards: Guidelines for Decision-Making / Ed. H. W. de Koning. — Geneva, 1987.
Поступила 31.05.96
