Оценка воздействия — это раздел экологической науки и гигиены труда , который фокусируется на процессах, происходящих на границе между средой, содержащей интересующий загрязнитель , и рассматриваемым организмом . Это последние шаги на пути к высвобождению загрязнителя окружающей среды посредством транспортировки к его воздействию в биологической системе. Он пытается измерить, сколько загрязнителя может быть поглощено подвергшимся воздействию целевым организмом, в какой форме, с какой скоростью и какая часть поглощенного количества фактически доступна для оказания биологического эффекта . Хотя те же общие концепции применимы к другим организмам, подавляющее большинство приложений оценки воздействия связаны со здоровьем человека , что делает ее важным инструментом в области общественного здравоохранения . [1]
Оценка воздействия — это процесс оценки или измерения величины, частоты и продолжительности воздействия агента, а также количества и характеристик населения, подвергшегося воздействию. В идеале она описывает источники, пути, маршруты и неопределенности в оценке. Это необходимая часть анализа риска и, следовательно, оценки риска . [ необходима цитата ]
Анализ экспозиции — это наука, описывающая, как отдельный человек или группа населения контактируют с загрязняющим веществом, включая количественную оценку количества контакта в пространстве и времени. «Оценка экспозиции» и «анализ экспозиции» часто используются как синонимы во многих практических контекстах. Риск является функцией экспозиции и опасности. Например, даже для чрезвычайно токсичного (высокоопасного) вещества риск неблагоприятного исхода маловероятен, если экспозиции близки к нулю. И наоборот, умеренно токсичное вещество может представлять существенный риск, если отдельный человек или группа населения подвергаются высокой экспозиции. [2] [3]
Количественные меры воздействия используются: при оценке риска , совместно с данными токсикологии , для определения риска от веществ, выбрасываемых в окружающую среду, для установления защитных стандартов, в эпидемиологии , для разграничения групп, подвергающихся воздействию, и контрольных групп, а также для защиты работников от профессиональных рисков . [ необходима ссылка ]
Подход на основе рецепторов используется в науке о воздействии. Он начинается с изучения различных загрязняющих веществ и концентраций, которые достигают людей. Аналитик воздействия может использовать прямые или косвенные измерения, чтобы определить, контактировал ли человек с определенным загрязняющим веществом или подвергался определенному риску (например, несчастному случаю). После того, как было доказано, что загрязняющее вещество достигает людей, аналитики воздействия работают в обратном направлении, чтобы определить его источник. После идентификации источника важно найти наиболее эффективный способ снижения неблагоприятных последствий для здоровья . [1] Если загрязняющее вещество достигает человека, очень сложно снизить связанные с ним неблагоприятные последствия. [4] Поэтому очень важно снизить воздействие, чтобы снизить риск неблагоприятных последствий для здоровья. Крайне важно использовать как регулирующие , так и нерегулирующие подходы, чтобы снизить воздействие загрязняющих веществ на людей. [4] Во многих случаях лучше изменить деятельность людей , чтобы снизить их воздействие, а не регулировать источник загрязняющих веществ. [4] Подход, основанный на рецепторах, можно противопоставить подходу, основанному на источнике. Этот подход начинается с рассмотрения различных источников загрязняющих веществ, таких как промышленные предприятия и электростанции. Затем важно выяснить, достигло ли интересующее загрязняющее вещество рецептора (обычно человека). При таком подходе очень сложно доказать, что загрязняющее вещество из источника достигло цели. [ необходима цитата ]
В этом контексте экспозиция определяется как контакт между агентом и целью. Контакт происходит на поверхности экспозиции в течение периода экспозиции. Математически экспозиция определяется как
где E - воздействие, C ( t ) - концентрация, которая меняется со временем между началом и концом воздействия. Она имеет размерность массы, умноженной на время, деленное на объем. Эта величина связана с потенциальной дозой загрязняющего вещества путем умножения ее на соответствующую скорость контакта, такую как скорость дыхания , скорость приема пищи и т. д. Сама скорость контакта может быть функцией времени. [4]
Контакт между загрязнителем и организмом может произойти любым путем. Возможные пути воздействия: вдыхание , если загрязнитель присутствует в воздухе; проглатывание, через пищу, питье или через руки в рот; и дермальное всасывание, если загрязнитель может всасываться через кожу.
Воздействие загрязняющего вещества может происходить и происходит несколькими путями, одновременно или в разное время. Во многих случаях основной путь воздействия не очевиден и требует тщательного изучения. Например, воздействие побочных продуктов хлорирования воды может, очевидно, происходить при питье, но также и через кожу, во время плавания или мытья и даже при вдыхании капель, распыляемых во время душа. Относительная доля воздействия этими различными путями не может быть определена априори . Поэтому уравнение в предыдущем разделе верно в строгом математическом смысле, но оно является грубым упрощением фактических воздействий, которые являются суммой интегралов всех видов деятельности во всех микросредах. Например, уравнение должно быть рассчитано с использованием конкретной концентрации соединения в воздухе в помещении в течение временного интервала. Аналогично, концентрация в окружающем воздухе будет применяться ко времени, которое человек проводит на открытом воздухе, тогда как концентрация в пище, которую человек потребляет, будет добавлена. Интегралы концентрации по всем путям будут суммироваться за продолжительность воздействия, например, ежечасно, ежедневно или ежегодно, как
где y — начальное время, а z — конечное время последнего в серии периодов времени, проведенных в каждой микросреде в течение продолжительности воздействия. [5]
Для количественной оценки воздействия на отдельных лиц или группы населения используются два подхода, основанные в первую очередь на практических соображениях:
Прямой подход измеряет воздействие загрязняющих веществ путем мониторинга концентраций загрязняющих веществ, достигающих респондентов. Концентрации загрязняющих веществ напрямую контролируются на человеке или внутри него через точку контакта, биологический мониторинг или биомаркеры . [6] В условиях рабочего места используются методы мониторинга воздействия на рабочем месте . [ необходима цитата ]
Подход точки контакта указывает на общую концентрацию, достигающую хозяина, в то время как биологический мониторинг и использование биомаркеров выводят дозировку загрязняющего вещества путем определения нагрузки на организм. Респонденты часто регистрируют свою ежедневную деятельность и местоположение во время измерения загрязняющих веществ, чтобы определить потенциальные источники, микросреды или деятельность человека, способствующие воздействию загрязняющего вещества. [6] Преимущество прямого подхода заключается в том, что воздействие через множественные среды (воздух, почва, вода, пища и т. д.) учитывается с помощью одного метода исследования. К недостаткам можно отнести инвазивный характер сбора данных и связанные с этим затраты. Точка контакта представляет собой непрерывное измерение загрязняющего вещества, достигающего цели по всем путям. [ необходима цитата ]
Биологический мониторинг — это еще один подход к измерению воздействия [7] , который измеряет количество загрязняющего вещества в тканях или жидкостях организма (например, в крови или моче). Биологический мониторинг измеряет нагрузку загрязняющего вещества на организм, но не источник, из которого оно поступило. Измеряемое вещество может быть либо самим загрязняющим веществом, либо биомаркером, который является специфичным и указывает на воздействие загрязняющего вещества. Биомаркеры оценки воздействия — это мера загрязняющего вещества или другой пропорционально связанной переменной в организме. [8]
Отбор проб воздуха измеряет загрязняющее вещество в воздухе в единицах концентрации ppmv (частей на миллион по объему), мг/м 3 (миллиграммов на кубический метр) или другой массе на единицу объема воздуха. Пробоотборники могут носить рабочие или исследователи для оценки концентраций, обнаруженных в зоне дыхания (персональные), или образцы, собранные в общих зонах, могут использоваться для оценки воздействия на человека путем интеграции временных и схем деятельности. Проверенные и полупроверенные методы отбора проб воздуха публикуются NIOSH , OSHA , ISO и другими органами.
Поверхностный или дермальный отбор проб измеряет загрязняющее вещество на осязаемых поверхностях или на коже. Концентрации обычно сообщаются в массе на единицу площади поверхности, например, мг/100 см 2 .
В целом, прямые методы, как правило, более точны, но более дороги с точки зрения ресурсов и требований, предъявляемых к измеряемому субъекту, и не всегда могут быть осуществимы, особенно для исследования воздействия на население. Примерами прямых методов являются отбор проб воздуха через персональный портативный насос, разделенные пробы пищи , ополаскивания рук, пробы дыхания или крови .
Косвенный подход измеряет концентрации загрязняющих веществ в различных местах или во время определенных видов деятельности человека для прогнозирования распределения воздействия в популяции. Косвенный подход фокусируется на концентрациях загрязняющих веществ в микросредах или видах деятельности, а не на концентрациях, напрямую достигающих респондентов. Измеренные концентрации соотносятся с данными о крупномасштабной модели деятельности, такими как Национальное исследование моделей деятельности человека (NHAPS), для определения прогнозируемого воздействия путем умножения концентраций загрязняющих веществ на время, проведенное в каждой микросреде или виде деятельности, или путем умножения концентраций загрязняющих веществ на скорость контакта с каждой средой. [6] Преимущество заключается в том, что процесс является минимально инвазивным для популяции и связан с более низкими затратами, чем прямой подход. Недостатком косвенного подхода является то, что результаты были определены независимо от каких-либо фактических воздействий, поэтому распределение воздействия открыто для ошибок из-за любых неточностей в предположениях, сделанных в ходе исследования, данных о времени и активности или измеренных концентрациях загрязняющих веществ. Примерами косвенных методов являются отбор проб воды, воздуха, пыли, почвы или потребительских товаров в сочетании с такой информацией, как дневники активности/местоположения.
Математические модели воздействия также могут быть использованы для изучения гипотетических ситуаций воздействия. [9]
Особенно при определении воздействия на население, а не на отдельных лиц, косвенные методы часто могут использовать соответствующие статистические данные о действиях, которые могут привести к воздействию. Эти статистические данные называются факторами воздействия . Они, как правило, берутся из научной литературы или правительственной статистики. Например, они могут сообщать такую информацию, как количество различной пищи, потребляемой определенными группами населения, разделенное по местоположению [10] или возрасту, частоте дыхания, времени, затраченного на различные способы передвижения, [10] принятие душа или уборку пылесосом, а также информацию о типах мест проживания. Такую информацию можно объединить с концентрациями загрязняющих веществ из специальных исследований или сети мониторинга для получения оценок воздействия на интересующую группу населения. Они особенно полезны при установлении защитных стандартов.
Значения фактора экспозиции могут быть использованы для получения ряда оценок экспозиции, таких как средние , верхние и граничные оценки. Например, для расчета средней суточной дозы за всю жизнь можно использовать уравнение ниже:
Все переменные в приведенном выше уравнении, за исключением концентрации загрязняющего вещества, считаются факторами воздействия. Каждый из факторов воздействия включает людей, либо с точки зрения их характеристик (например, массы тела), либо поведения (например, количества времени, проведенного в определенном месте, что влияет на продолжительность воздействия). Эти характеристики и поведение могут нести в себе большую изменчивость и неопределенность . В случае средней суточной дозы за всю жизнь изменчивость относится к распределению и диапазону LADD среди людей в популяции. Неопределенность, с другой стороны, относится к отсутствию у аналитика воздействия знаний о стандартном отклонении, среднем значении и общей форме при расчете LADD.
Справочник факторов воздействия Агентства по охране окружающей среды США [4] предлагает решения для противостояния изменчивости и снижения неопределенности. Общие положения суммированы ниже:
Пределы профессионального воздействия основаны на доступных токсикологических и эпидемиологических данных для защиты почти всех работников в течение трудовой жизни. Оценки воздействия в профессиональных условиях чаще всего проводятся специалистами по гигиене труда/промышленной гигиене (OH/IH), которые собирают «базовую характеристику», состоящую из всей соответствующей информации и данных, касающихся работников, агентов, вызывающих беспокойство, материалов, оборудования и доступных средств контроля воздействия. Оценка воздействия инициируется выбором соответствующего времени усреднения предела воздействия и «статистики принятия решения» для агента. Обычно статистика для принятия решения о приемлемом воздействии выбирается так, чтобы большинство ( 90%, 95% или 99%) всех воздействий были ниже выбранного предела профессионального воздействия. Для ретроспективных оценок воздействия, проводимых в профессиональных условиях, «статистика принятия решения» обычно представляет собой центральную тенденцию, такую как среднее арифметическое или среднее геометрическое или медиана для каждого работника или группы работников. Методы проведения оценки профессионального воздействия можно найти в книге «Стратегия оценки и управления профессиональным воздействием» , опубликованной AIHA . [11]
Оценка воздействия — это непрерывный процесс, который обновляется по мере поступления новой информации и данных. [ необходима цитата ]
При оценке воздействия химических веществ окружающей среды на человека известны следующие системные ошибки: [12]
