CC BY
68
УДК 628.5
Д. А. Бардина*, П. Г. Михайлова
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20 * e-mail: smiledariya@mail.ru
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ОЦЕНКИ РИСКА ЗДОРОВЬЮ НАСЕЛЕНИЯ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ПИТЬЕВУЮ ВОДУ
Аннотация
Приведены результаты разработки алгоритма оценки риска здоровью населения при воздействии химических веществ, загрязняющих питьевую воду.
Ключевые слова: интегральная оценка, качество воды, канцерогенный риск, неканцерогенный риск, показатель безвредности.
На современном этапе развития химической промышленности и использования ресурса воды в качестве технической жидкости, создается риск загрязнения воды, используемой населением в качестве питьевой, так как сформированные на техногенных территориях сточные воды загрязнены опасными для здоровья человека веществами. Все вышеперечисленное определяет безусловную значимость объективной и полной оценки качества питьевой воды, а также выбора системы показателей и методов их исчисления как одного из инструментов в управлении рисками. В наше время осуществляется переход от существующей системы оценки качества питьевой воды по принципу «соответствует-не соответствует» к возможности установления количественных и/или качественных характеристик вредных эффектов для здоровья населения, обусловленных воздействием факторов среды обитания [1].
С этой целью целесообразно выполнение интегральной оценки качества питьевой воды по показателям химической безвредности, основанной на методологии оценки риска для здоровья населения. Общие принципы расчетов, экспозиционные и референтные дозы представлены в Руководстве Р 2.1.10.1920-04 «Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду». Вместе с тем, для обеспечения единого, научно-обоснованного подхода к интегральной оценке риска для здоровья населения от воздействия химических веществ, содержащихся в питьевой воде, необходима разработка унифицированного порядка и алгоритма ее проведения [2].
Цель исследования - на основе изученных принципов оценки риска здоровью [2] и расчета показателей качества питьевой воды разработать алгоритм оценки риска здоровью населения при воздействии химических веществ, загрязняющих питьевую воду, для интегральной оценки качества питьевой воды по показателям химической безвредности.
Разработанный алгоритм приведен на рисунке и включает в себя следующие этапы:
1. В начале для каждого загрязняющего вещества определяются исходные данные, такие как:
A) для канцерогенов: средняя ежедневная концентрация вещества С (мг/л), фактор потенциала риска БРо ((мг/(кгдень))-1).
Б) для неканцерогенов: средняя ежедневная концентрация вещества С (мг/л), коэффициент запаса KЗ, максимальная ежедневная концентрация вещества От (мг/л).
B) для расчета показателей, характеризующихся ольфакторно-рефлекторным эффектом воздействия: цветность Ц (градусы цветности), мутность М, водородный показатель среды рН, интенсивность запаха и привкуса в баллах в соответствии с табл.1 из [2].
2. Затем для канцерогенов осуществляется расчет канцерогенного риска:
2.1. С начала по формуле (1) рассчитывается среднесуточная доза поступления 1-го вещества в организм:
LADDi=(CiXCRxEDxEР)/(BWx АТ х 365), (1)
где 1 = 1 ,п, п - число канцерогенных веществ, AT -период усреднения экспозиции (70 лет), ED -продолжительность воздействия (70 лет), BW - масса тела человека (70 кг), СЯ - скорость поступления питьевой воды (2 л/день), ЕР - частота воздействия (365 дней/год).
2.2. Далее определяется канцерогенный риск по конкретному 1-му загрязнителю-канцерогену по формуле (2):
Riski=1-exp ( -SFOi х LADDi). (2)
2.3. Определяется суммарный канцерогенный риск всех загрязнителей-канцерогенов по формуле
(3):
Riskканц=Riskl+Risk2 +... + Я^к + ... + ^к^ (3)
2.4. Если полученное значение риска Ш8кканц > 0,001, то суммарный канцерогенный риск пересчитывается по формуле (4):
Riskкaнц=1-1-Riskl)х(1-Risk2)х.х(l - Riski)х...х (1 - Riskn). (4)
Исходные данные для расчета канцерогенного риска: С, £Ро.
Определагаезагрязнитело!: канцерогены, неканцерогаш.
Средняя суточн ая доза: ]ЖЮг(С/СЕ*Ш* Еру<;в V АТ*36 У:, где 1=1, в; п-количество загрязнителей-канцерогенов.
т
Канцерогенный риск: Ккк,=1-езр(-
Суммарный канцерогшный риск: Й^щ^Из^+ЙзЬ- ..Йзк)..+Изкл
Исходные данныедля расчетанеканцерогенного риска: К^Ощ,.
ПДК;=С|д|/К3>где
]=1,т; т -количество загржнитшей-неканцерогенов.
I | —
Неканцерогашый риск: Йякр] -ехр((Ь0,84)/([1ДК*^)
Исходные данные для расчета показателей,
эффектом изданию Ц, М, рЦ интенсивность запаха и привкуса в баллах.
Определшиериаово&аружениязапахаипривкусай^ии^лрпо табл.1 из [2].
Расчет пробит-функции по показателю цвешосш: *
Расчет пробит-функции по показателю мутности: ИиЬ^З+0,25*М
РгоЬЕЯ=4-рН
РгоЬВЕ=П+рН
Расчет пробнт-функций по осшьнымпокщаклям.нормируемыепо
их влияниюна органолептическиекачестваводы:
РгоЬг2_3; 32]§(Концапрэция'нормзгив), где I-число показателей.
По полученным значениям пробнт-функций определяются риски для со отв етствующих п оказател й, х ар авизующихся оль фактори о-рефлекториым эффжтом воздшетвия, по табл.2.3.4.2из [3].
Рис. Оценка риска здоровью населения при воздействии химических веществ, загрязняющих питьевую воду
3. Для неканцерогенов расчет неканцерогенного риска осуществляется в следующей последовательности:
3.1. Рассчитывается предельно допустимая концентрация загрязнителя по формуле (5):
ПДК = Сшп УК$,
(5)
где j = 1, т, т - число неканцерогенных веществ, КЗ
- обычно принимается 10 (для ряда примесей может быть иным - для свинца, например, равен 3; для примесей обладающих канцерогенными свойствами
- 100).
3.2. Затем определяется неканцерогенный риск по конкретному j-му загрязняющему веществу по формуле (6):
Ш^=1- ехр((1п0,84)/(ЦДК]хК^хС^).
(6)
3.3. Рассчитывается суммарный неканцерогенный риск от воздействия всех j-ых загрязнителей по формуле (7):
^кнек=1-(1-^к1)х(1 ^к2)*...х(1 - ^^)х...х(1-К^кт). (7)
4. Далее ведется расчет показателей, характеризующихся ольфакторно-рефлекторным эффектом воздействия:
4.1. Для определения рисков обнаружения запаха и привкуса Я18кз и Ш8кпр используют табл.1 из [2].
4.2. Пробит-функция по показателю цветности рассчитывается по формуле (8):
РгоЬц =
3,33 + 0,67хЦ. (8)
4.3. Пробит-функция по показателю мутности определяется по (9):
РгоЬм = -
3 + 0,25 хМ. (9)
4.4. Пробит-функция по водородному показателю определяется в зависимости от значения водородного показателя рН:
4.4.1. Если рН < 7, то значение пробит-функции рассчитывается по формуле (10):
РгоЬв.п = 4 - рН.
(10)
4.4.2. Если рН > 7, то пробит-функция рассчитывается по формуле (11):
Probв.п = 11 + pH. (11)
4.5. Расчет пробит-функций по остальным показателям, нормируемые по их влиянию на органолептические качества воды, проводится по формуле (12):
Probz=2+ 3,32^(Концентрация/норматив), (12)
где I - число показателей.
4.6. Затем по полученным значениям пробит-функций определяется риск соответствующих показателей, характеризующихся ольфакторно-рефлекторным эффектом воздействия, по табл.2.3.4.2 из [3].
4.7. Суммарный риск по всем показателям определяется как максимальный из всех рассчитанных:
Riskро = maxRiskk. (13)
5. В конце рассчитывается интегральный показатель (ИП) по формуле (14) и сравнивается с допустимым значением ИП < 1:
ИП=(Riskpo/ПЗро)+(Riskнек/ПЗнек)+(Riskканц/ПЗканц), (14)
где ПЗро - приемлемое значение риска рефлекторно-ольфакторных эффектов (0,1);
ПЗнек - приемлемое значение неканцерогенного риска (0,05);
ПЗканц - приемлемое значение канцерогенного риска (1 • 10-5).
Превышения значения приемлемого риска хотя бы по одному из его видов (Riskpo < 0,1; Riskнек < 0,05; Riskкaнц < 110-5) или значения интегрального показателя требует принятия дополнительных мер по регулированию качества воды, а в том случае, когда все виды риска, а также интегральный показатель, находятся в пределах приемлемого значения, такие мероприятия не требуются.
Из государственных докладов «О состоянии и об охране окружающей среды в РФ» [4] можно сделать вывод, что в последние годы адекватного улучшения качества поверхностных вод не происходит. Основными причинами являются: отсутствие на предприятиях необходимых очистных сооружений, а также сброс неочищенных ливневых стоков с территорий городов, сельскохозяйственных и промышленных предприятий. С помощью разработанного алгоритма возможно оценить риск здоровью населения при воздействии химических веществ и охарактеризовать уровень соответствия питьевой воды санитарным требованиям.
Бардина Дария Алексеевна, студентка факультета Информационных технологий и управления РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва.
Михайлова Павла Геннадьевна, к.т.н., доцент кафедры Компьютерно-интегрированных систем в химической технологии РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва.
Литература
1. Инновационная статическая методика оценки качества питьевого водоснабжения как инструмент системы управления рисками здоровью населения / Позднякова М.А. [и др.]. Медицинский альманах. 2011. № 3. С. 37-39.
2. МР 2.1.4.0032-11. Питьевая вода и водоснабжение населенных мест. Интегральная оценка питьевой воды централизованных систем водоснабжения по показателям химической безвредности. Методические рекомендации [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293795/4293795534.htm (дата обращения: 12.04.2015 г.).
3. Инструкция 2.1.4.10-11-2-2005. Оценка риска здоровью населения от воздействия химических веществ, загрязняющих питьевую воду [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.levonevski.net/pravo/norm2013/num38/d38175.html (дата обращения: 05.05.2015).
4. Министерство природных ресурсов РФ. Государственные доклады и программы. Государственные доклады. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации за 2013» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.mnr.gov.ru/regulatory/list.php?part=1683 (дата обращения: 12.04.2015 г.).
Bardina Daria Alekseyevna*, Mikhajlova Pavla Gennadevna
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia. * e-mail: smiledariya@mail.ru
DEVELOPMENT OF ALGORITHM OF EFFECT ON HUMAN HEALTH BY CHEMICAL AGENTS THAT CONTAINS IN DRINKING WATER
Abstract
There are the results of algorithm of effect on human health by chemical agents that contains in drinking water. Key words: integral evaluation, water quality, cancer risk, non-cancer risk, safety measure.
