Оценка уровня химического загрязнения территории города Комсомольска-на-Амуре

6. Расчет средних суточных доз и пожизненных доз поступления химических веществ в организм человека

Важнейшим параметром, отражающим воздействие химического вещества на организм, является доза, поскольку она непосредственно указывает на количество загрязнителя, обладающего потенциальным эффектом в отношении органа - мишени. Доза - это количество загрязнителя, полученное организмом с увеличением времени воздействия с учетом массы тела.

В соответствии с методикой, изложенной в руководстве по оценке риска, для каждого из путей поступления и для каждого загрязняющего вещества производится расчет средних суточных доз поступления в организм человека. На последнем этапе рассчитывается пожизненная суточная доза () из одной или нескольких хронических суточных доз, как средневзвешенная доза для трех периодов жизни по формуле 4.1

, (1)

где - пожизненная средняя суточная доза, мг/(кгдень);

- продолжительность экспозиции для детей младшего возраста (0 - <6 лет) - 6 лет;

- продолжительность экспозиции для детей старшего возраста (6 - <18 лет) - 12 лет;

- продолжительность экспозиции для взрослых (18 и более лет) - 12 лет;

- хроническая средняя суточная доза для детей младшего возраста, мг/(кгдень);

- хроническая средняя суточная доза для детей старшего возраста, мг/(кгдень);

- хроническая суточная доза для взрослого, мг/(кгдень);

- время осреднения, число лет.

Длительность воздействия является рядом лет, в течение которых длится данный способ воздействия. Для канцерогенных эффектов среднее время учитывает продолжительность жизни человека, невзирая на длительность воздействия и составляет 70 лет.

Поэтапно произведем расчет средних суточных доз поступления всех химических веществ в организм человека из рассматриваемых сред и пожизненных суточных доз (расчеты приведены в ПРИЛОЖЕНИИ В)

1 Расчет суточных доз при ингаляционном воздействии веществ с атмосферным воздухом производится по формуле

, (2)

где - величина поступления, мг/(кгдень);

- концентрация вещества в атмосферном воздухе, мг/м(таблица 2.1);

-концентрация вещества в воздухе жилища, равная 1,0 * мг/м;

- время, проводимое вне помещений, равное 4 ч/день;

-время, проводимое внутри помещений, равное 20 ч/день;

- скорость дыхания вне помещений, в расчетах принимается средняя величина равная 1,4 м/час;

- скорость дыхания внутри помещения, в расчетах принимается средняя величина равная 0,63 м/час;

- частота воздействия, в расчетах принимается 365 дней/год;

- продолжительность воздействия, лет;

- масса тела, кг;

- период осреднения экспозиции, лет.

Данные о продолжительности воздействия, массе тела и периоде осреднения экспозиции представлены выше в таблице 4.2.

Таблица 19 - Средние суточные дозы при ингаляционном поступлении, мг/(кгдень)

Наименование вещества	Средняя суточная доза, мг/(кгдень)
	Периоды жизни, рассматриваемой популяции населения
	0-6 лет	6-18 лет	18-30 лет
Взвешенные вещества	0.35187	0,125667	0,0754
Диоксид серы	0.02427	0,008667	0,0052
Оксид углерода	3.64	1.3	0,78
Диоксид азота	0.06067	0,021667	0,013
Оксид азота	0.02467	0,00867	0,0056
Бенз(а)пирен	30*10-7	2.15*10-7	1.29*10-8
Формальдегид	8.4*10-4	6.01*10-4	3.61*10-4
Фенол	2,9*10-3	10.4*10-4	6.24*10-4
Свинец	4*10-5	2.85*10-5	1,713*10-5

В соответствии с формулой (4.1) произведем расчет пожизненной суточной дозы при ингаляционном поступлении химических веществ с атмосферным воздухом. Полученные значения представлены в таблице 4.11.

Таблица 20 - Пожизненная суточная доза при ингаляционном поступлении химических веществ с атмосферным воздухом

Наименование вещества	Пожизненная суточная доза, мг/(кгдень)
Взвешенные вещества	0,104
Диоксид серы	0,00724
Оксид углерода	1,08
Диоксид азота	0,018
Оксид азота	0,00724
Бенз(а)пирен	5,882*10-8
Формальдегид	1,643*10-4
Фенол	8,64*10-4
Свинец	7,787*10-6

2 Расчет средней суточной дозы при пероральном поступлении химических веществ с питьевой водой производится по формуле

, (3)

где - поступление веществ с питьевой водой, мг/(кгдень);

- концентрация вещества в воде, мг/л (таблица 2.2);

- величина водопотребления, л/сут. (таблица 4.1.4)

Таблица 21 - Средние суточные дозы при пероральном поступлении химических веществ с питьевой водой, мг/(кгдень)

Вредные вещества	Средняя суточная доза, мг/(кгдень) канц./неканц.
	Периоды жизни, рассматриваемой популяции населения
	0-6 лет	6-18 лет	18-30 лет
Хлороформ	229,610-6/266610-6	244,910-6/1428,610-6	195,910-6/1142,810-6
Железо	3333*10-6	1786*10-6	1429*10-6
Марганец	2450*10-6	1280*10-6	1020*10-6
Медь	666,7*10-6	357,1*10-6	285,7*10-6
Цинк	3333*10-6	1786*10-6	1429*10-6
Кадмий	2,85710-6/33,310-6	3,06110-6/17,8610-6	2,44910-6/14,2810-6
Никель	6.010-6/66,710-6	24410-6/35,7110-6	4,898*10-6/28,57
Свинец	28,5710-6/333,310-6	30,6110-6/178,5710-6	24,4910-6/142,8510-6
Бериллий	110-6/6,6710-6	0,612210-6/3,5710-6	0,489810-6/2,810-66
Фенол	33*10-6	178,6*10-6	142,9*10-6
Ксилол	486,7*10-6	260,7*10-6	208,6*10-6
Фтор	6000*10-6	3214*10-6	2571*10-6

Произведем расчет пожизненной суточной дозы при пероральном поступлении химических веществ с питьевой водой. Полученные значения представлены в таблице 4.13

Таблица 22 - Пожизненная суточная доза при пероральном поступлении химических веществ с питьевой водой, мг/(кгдень)

Вредные вещества	Пожизненная суточная доза, мг/(кгдень) канц./неканц.
Хлороформ	20610-6/1047,110-6
Железо	1953*10-6
Марганец	1562*10-6
Медь	390,5*10-6
Цинк	1463*10-6
Кадмий	2,77510-6/19,57610-6
Никель	5,55110-6/28,50810-6
Свинец	27,7510-6/195,7610-6
Бериллий	0,555110-6/2,8510-6
Фенол	165,3*10-6
Ксилол	180,8*10-6
Фтор	2228*10-6

3. Рассчитаем среднюю суточную дозы при накожной экспозиции водопроводной (питьевой) воды (поглощенная доза) по формуле

, (4)

где - поглощенная доза, мг/(кгдень);

- абсорбированная доза за одно событие на экспонируемую площадь кожи, мг/см

Абсорбированная доза для неорганических веществ рассчитывается по формуле

, (5)

для органических веществ расчет производится по формуле

, (6)

где - концентрация вещества в воде, мг/л;

- частота контакта, число контактов в день, 1;

- продолжительность одного события, 0,58 час/событие;

- коэффициент кожной проницаемости, см/ч;

- площадь участка кожи, см².

Коэффициент кожной проницаемости определяется по формуле

, (7)

где - молекулярная масса, г/моль (ПРИЛОЖЕНИЕ Б);

- коэффициент распределения октанол/вода (ПРИЛОЖЕНИЕ Б);

- лаг-период на событие, час/событие, определяется по формуле

. (8)

Рассчитанные значения коэффициентов кожной проницаемости, лаг-периода за одно событие представлены в ПРИЛОЖЕНИИ В.

По формулам для органических и неорганических веществ соответственно рассчитаем абсорбированную дозу за одно событие на экспонируемую площадь кожи (ПРИЛОЖЕНИЕ В).

Таблица 24 - Средние суточные дозы при накожной экспозиции водопроводной (питьевой) воды (поглощенная доза), мг/(кгдень)

Вредные вещества	Средняя суточная доза, мг/(кгдень) неканц./канц.
	Периоды жизни, рассматриваемой популяции населения
	0-6 лет	6-18 лет	18-30 лет
Хлороформ	1,186510-6/0,101710-6	1,04910-6/0,179510-6	0,86910-6/0,14910-6
Железо	13,8*10-6	12,18*10-6	10,15*10-6
Марганец	11,97*10-6	10,56*10-6	8,807*10-6
Медь	2,828*10-6	2,496*10-6	2,081*10-6
Цинк	10,91*10-6	9,633*10-6	0,00984*10-6
Кадмий	0,0779810-6/0,00668410-6	0,06910-6/0,011810-6	0,057410-6/0,0098410-6
Никель	2,42110-6/0,208710-6	2,14910-6/7,0910-6	1,75410-6/0,307110-6
Свинец	0,25710-6/0,022310-6	0,22910-6/0,039310-6	0,19110-6/0,0327810-6
Бериллий	0,072810-6/0,0062910-6	0,064810-6/0,0011110-6	0,05410-6/0,0092610-6
Фенол	0,07198*10-6	0,0635*10-6	0,0529*10-6
Ксилол	8,338*10-6	7,359*10-6	6,135*10-6
Фтор	32,89*10-6	29,04*10-6	24,2*10-6

Рассчитаем пожизненную суточную дозу при накожной экспозиции водопроводной воды по формуле. Полученные значения представлены в таблице 25

Таблица 25 - Пожизненная суточная доза при накожной экспозиции водопроводной воды, мг/(кгдень)

Вредные вещества	Пожизненная суточная доза, мг/(кгдень) неканц./канц.
Хлороформ	1,03610-6/0,14310-6
Железо	1182*10-6
Марганец	956,6*10-6
Медь	214*10-6
Цинк	128,7*10-6
Кадмий	0,064610-6/0,0033410-6
Никель	2,04110-6/0,131710-6
Свинец	0,21910-6/0,01410-6
Бериллий	0,06210-6/0,004110-6
Фенол	13,57*10-6
Ксилол	167,5*10-6
Фтор	2065*10-6

4 Рассчитаем среднюю суточную дозу при случайном заглатывании поверхностной воды (воды водоемов) по формуле

, (9)

где - пероральное поступление, мг/(кгдень);

- концентрация вещества в воде, мг/л ;

- скорость поступления, 0,005 л/дн.;

- время воздействия, 1 ч/день

Таблица 26 - Средние суточные дозы при случайном заглатывании поверхностной воды (воды водоемов), мг/(кгдень)

Вредные вещества	Средняя суточная доза, мг/(кгдень) неканц./канц
	Периоды жизни, рассматриваемой популяции населения
	0-6 лет	6-18 лет	18-30 лет
Хлороформ	0,36510-6/0,031310-6	1,40910-6/0,022310-6	0,078310-6/0,013410-6
Железо	51,5*10-6	18,4*10-6	11,037*10-6
Марганец	2,192*10-6	0,783*10-6	0,47*10-6
Медь	0,731*10-6	0,2608*10-6	0,156*10-6
Цинк	0,182*10-6	0,0652*10-6	0,039*10-6
Никель	0,36510-6/0,031310-6	1,40910-6/0,022310-6	0,078310-6/0,013410-6
Свинец	0,18310-6/0,015610-6	0,065210-6/0,011210-6	0,18310-6/0,015610-6
Бериллий	0,010210-6/0,009810-6	0,00310-6/0,00710-6	0,0021710-6/0,0037510-6
Фенол	0,04*10-6	0,01308*10-6	0,00861*10-6
Ксилол	0,365*10-6	0,1304*10-6	0,0782*10-6
Фтор	5,479*10-6	1,957*10-6	1,174*10-6

Рассчитаем пожизненную суточную дозу при случайном заглатывании поверхностной воды (воды водоемов).

Таблица 27 - Пожизненная суточная доза при случайном заглатывании поверхностной воды, мг/(кгдень)

Вредные вещества	Пожизненная суточная доза, мг/(кгдень) неканц./канц.
Хлороформ	0,15610-6/0,008810-6
Железо	22,245*10-6
Марганец	0,921*10-6
Медь	0,313*10-6
Цинк	0,078*10-6
Никель	0,14510-6/0,008810-6
Свинец	0,076210-6/0,004410-6
Бериллий	0,00410810-6/0,00200410-6
Фенол	0,0476*10-6
Ксилол	0,156*10-6
Фтор	2,348*10-6

5 Расчет средней суточной дозы при поступлении химических веществ с пищевыми продуктами (при использовании бюджетных методов потребления) осуществляется по формуле

, (10)

где - поступление вещества с рационом питания, мг/кг массы тела в сутки;

- концентрация вещества в конкретных пищевых продуктах, мг/кг продукта (таблица 2.4)

- масса потребленного продукта в день, кг

- коэффициент пересчета на съедобную часть

- доля местных, потенциально загрязненных продуктов в суточном рационе, отн. ед., в расчетах принимается

Таблица 28 - Коэффициенты пересчета на съедобную часть

Продукты питания	Коэффициенты пересчета
хлебопродукты	0,99
мясопродукты	0,82
молочные продукты	0,975
рыбные продукты	0,55
сахар	0,98
масло растительное	0,97
картофель	0,772
яйцо	0,92
овощи и бахчевые	0,772

Таблица 29 - Средняя суточная доза при поступлении химических веществ с пищевыми продуктами, мг/кг массы тела

Вредные вещества	Средняя суточная доза, мг/кг массы тела
	Периоды жизни, рассматриваемой популяции населения
	0-6 лет	6-18 лет	18-30 лет
Свинец	2879*10-4	1029*10-4	61,7*10-4
Кадмий	33*10-4	117,9*10-4	70*10-4
Ртуть	3,39*10-4	1,2*10-4	7,2*10-4
Мышьяк	37,4*10-4	13,4*10-4	8*10-4

Рассчитаем пожизненную суточную дозу при поступлении химических веществ с пищевыми продуктами. Полученные значения представлены в таблице 4.23

Таблица 30 - Пожизненная суточная доза при поступлении химических веществ с пищевыми продуктами, мг/(кгдень)

Вредные вещества	Пожизненная суточная доза, мг/(кгдень) неканц./канц.
Свинец	81,7610-6/30,0410-6
Кадмий	10,1210-6/433,710-6
Ртуть	4,04*106
Мышьяк	16,0310-6/68,710-6

6 Стандартная формула расчета средней суточной дозы и стандартные значения факторов экспозиции при пероральном поступлении веществ из почвы имеет вид для канцерогенных веществ и вероятных канцерогенов:

, (11)

Для не канцерогенных веществ:

, (12)

где - поступление веществ с почвой, мг/(кгдень);

- концентрация вещества в почве, мг/кг;

- скорость поступления в возрасте 6 лет и менее, принимается равной 0,0002 мг/сут. ;

- скорость поступления в возрасте от 6 до 18 лет, принимается равной 0,0001 мг/сут. ;

- скорость поступления в возрасте от 18 до 30 лет, принимается равной 0,0001 мг/сут.;

- скорость поступления в возрасте 6 лет и менее;

- скорость поступления в возрасте от 6 до 18 лет;

- скорость поступления в возрасте от 18 до 30 лет.

- время воздействия, 1 час/день;

- пересчетный коэффициент, равный дней/час;

- загрязненная фракция почвы, принимается равной 1 отн. ед. т.е. 100 %;

Таблица 31 - Средние суточные дозы при пероральном поступлении веществ из почвы, мг/(кгдень)

Вредные вещества	Средняя суточная доза, мг/(кгдень)
	Периоды жизни, рассматриваемой популяции населения
	0-6 лет	6-18 лет	18-30 лет
Медь	7.29*10-6	1.302*10-6	0.78*10-6
Цинк	3.77*10-6	0.673*10-6	0.404*10-6
Свинец	2.21*10-6	9.053*10-6	5.43*10-6
Кадмий	0,152*10-6	0.027*10-6	0.016*10-6
Никель	1.158*10-6	0.207*10-6	1.24*10-6

При пероральном поступлении из почвы канцерогенных веществ производится расчет суточной дозы одновременно для всех периодов жизни рассматриваемой популяции населения, с учетом изменения массы тела и скорости поступления веществ.

В соответствии с формулой 4.1 произведем расчет пожизненной суточной дозы при пероральном поступлении веществ из почвы. Полученные значения представлены в таблице 4.25

7 Рассчитаем среднюю суточную дозу при накожной экспозиции почвы по формуле

Таблица 32 - Пожизненная суточная доза при пероральном поступлении веществ из почвы, мг/(кгдень)

Вредные вещества	Пожизненная суточная доза, мг/(кгдень )неканц./канц.
Свинец	35,810-6/6,79210-6
Медь	8,354*10-6
Цинк	4,381*10-6
Кадмий	0,10810-6/0,0224110-6
Никель	0,81910-6/0,165110-6

, (13)

где - абсорбированная накожная доза, мг/(кгдень);

- абсорбированная доза за событие, мг/см- событие;

- число событий в день, 1 событие в день;

Где - концентрация вещества в почве, мг/кг;

- пересчетный коэффициент, равный 10 ^-6кг/мг;

- фактор загрязнения кожи, мг/см- событие

Фактор загрязнения кожи зависит от сценария экспозиции:

· для детей в возрасте 6 и менее лет 0,2 мг/см;

· для группы населения в возрасте от 6 до 18 лет 0,15 мг/см;

· для взрослого населения в возрасте от 18 до 30 лет 0,1 мг/см.

- абсорбированная фракция, отн.ед.

Абсорбированная фракция определяется свойствами вещества:

· для органических веществ - 0,1,

· для неорганических веществ - 0,01.

В соответствии с формулой 4.1 произведем расчет пожизненной суточной дозы при накожной экспозиции почвы.

Таблица 33 - Средние суточные дозы при накожной экспозиции почвы, мг/(кгдень)

Вредные вещества	Средняя суточная доза, мг/(кгдень) неканц./канц.
	Периоды жизни, рассматриваемой популяции населения
	0-6 лет	6-18 лет	18-30 лет
Свинец	118,0410-6/10,810-6	47,2510-6/7,210-6	42,7810-6/4,31810-6
Медь	16,905*10-6	6,04*10-6	3,623*10-6
Цинк	8,745*10-6	3,124*10-6	1,874*10-6
Кадмий	0,0302310-6/0,7110-6	0,23310-6/0,0412710-6	0,12910-6/0,0129810-6
Никель	2,3710-6/0,20310-6	1,77310-6/0,164410-6	0,98510-6/0,16910-6

Таблица 34 - Пожизненная суточная доза при пероральном поступлении веществ из почвы, мг/(кгдень)

Вредные вещества	Пожизненная суточная доза, мг/(кгдень)
Свинец	59,610-6/1,42210-6
Медь	7,245*10-6
Цинк	3,748*10-6
Кадмий	0,28410-6/0,0170810-6
Никель	1,57810-6/0,06310-6

Содержание