RBSGVs (cd) - Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych

RBSGVs (cd) - Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych

Ocena ryzyka zdrowotnego na
terenach zanieczyszczonych –
wskazówki metodyczne opracowane
w ramach projektu dla Rządu Cypru
Eleonora Wcisło
Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych
w Katowicach
Seminarium IETU, Katowice, 18 wrzesień 2008
National Inventory of Potential
Sources of Soil Contamination in
Cyprus
‰ Projekt realizowany na zlecenie rządu
cypryjskiego w latach 2005-2007
‰ Cel:
Opracowanie systemu krajowej
inwentaryzacji terenów zanieczyszczonych na
Cyprze w ramach programu rządowego dla
zarządzania terenami zanieczyszczonymi, w
tym rekultywacji gleb
Uczestnicy
‰ Institute of Geology and Mineral Exploration,
Ateny, Grecja (koordynator projektu A.Demetriades)
‰ Instytut Ekologii Terenów
Uprzemysłowionych, Katowice, Polska
‰ Geoinvest Ltd, Nikozja, Cypr
współpraca - Cyprus Geological
Survey Department (Ministry of
Agriculture Natural Resources and
Environment)
Raporty IETU
‰ Part 5: Guidance on contaminated site risk
assessment in Cyprus. 1. Site-specific human
health risk assessment (HRA). 2. Risk-based
guideline values for soil contaminants
(RBSGVs) – E. Wcislo, M. Korcz
‰ Part 7: Human health risk assessment on the
Hellenic Chemical Industries Ltd. Property at
Vassiliko, Cyprus - E. Wcislo, M. Korcz, J. Dlugosz
‰ Part 10: Human health risk assessment for the
Moni Industrial Area, Cyprus - E. Wcislo, M. Korcz,
J. Dlugosz, I. Owczarska
Wskazówki metodyczne do oceny
ryzyka zdrowotnego na terenach
zanieczyszczonych na Cyprze
‰ sposób włączenia oceny ryzyka
zdrowotnego do systemu badania,
oceny i rekultywacji terenów
zanieczyszczonych
‰ metoda oceny ryzyka zdrowotnego
‰ metoda wyznaczania dopuszczalnych
wartości stężeń substancji
zanieczyszczających w glebie
‰ dopuszczalne wartości stężeń
substancji zanieczyszczających w
glebie dla różnych sposobów
użytkowania terenu
Cechy charakterystyczne oceny
zanieczyszczenia gleb
‰ dwu-etapowy proces oceny
‰ receptory – ludzie; poziom ryzyka
zdrowotnego głównym kryterium oceny
terenów zanieczyszczonych
‰ uwzględnia trzy sposoby użytkowania terenu –
przemysłowy, mieszkaniowy, rekreacyjny
‰ odnosi się do obecnego lub przyszłego sposobu
użytkowania terenu
‰ zaadaptowano podstawy metodologiczne
US EPA (US EPA 1989, 1991, 1996, 2000, 2001,
2002, 2004)
Dwu-etapowy proces oceny
zanieczyszczenia gleb
Etap 1:
Wstępne badanie terenu
Wstępna ocena terenu
Czy stężenia substancji w
glebie przekraczają
wartości dopuszczalne dla
danego sposobu
użytkowania terenu?
Tak
Nie
Koniec
oceny
Etap 2:
Szczegółowa ocena ryzyka zdrowotnego
Podstawowa ocena ryzyka zdrowotnego
Opracowanie zestawu danych
Ocena narażenia
Scenariusze użytkowania terenu
Ocena toksyczności
(przemysłowy, mieszkaniowy, rekreacyjny)
Charakterystyka ryzyka
Czy ryzyko zdrowotne
przekracza dopuszczalny
poziom ryzyka?
Nie
Brak działań
Tak
Wyznaczenie lokalnych, bezpiecznych dla
zdrowia zawartości substancji (RBRLs)
Ocena alternatywnych sposobów rekultywacji
Wybór optymalnego sposobu rekultywacji
Opracowanie zestawu danych
‰ wstępna identyfikacja szlaków narażenia ludzi
(zgodnie z określonym sposobem użytkowania
terenu)
‰ zgromadzenie i ocena istniejących danych o
zanieczyszczonym terenie (źródła i rodzaj
zanieczyszczenia)
‰ określenie brakujących danych;
zaprojektowanie i przeprowadzenie badań
uzupełniających
‰ określenie wymagań analitycznych
‰ zgromadzenie i ocena jakości nowych danych
pomiarowych
Opracowanie zestawu danych (c.d.)
‰ pogrupowanie wartości stężeń według
głębokości poboru próbek (w zależności od
sposobu użytkowania terenu i rodzaju substancji
chemicznych (substancje nielotne - warstwa
wierzchnia; lotne – podglebie i ziemia)
‰ wydzielenie podobszarów i pogrupowanie danych
według tych podobszarów (przy znacznym
zróżnicowaniu cech charakteryzujących dany
teren)
‰ zebranie aktualnych danych o właściwościach
fizykochemicznych i toksykologicznych
substancji
‰ statystyczne opracowanie danych pomiarowych
odnośnie każdej substancji zanieczyszczającej
Ocena narażenia
‰ identyfikacja potencjalnych receptorów
(dzieci, dorośli) i rodzajów ich aktywności
‰ identyfikacja szlaków narażenia
‰ incydentalne pobranie cząstek
zanieczyszczonej gleby i kurzu drogą
pokarmową
‰ kontakt z zanieczyszczoną glebą przez
skórę
‰ wdychanie cząstek gleby i kurzu
‰ wdychanie par substancji lotnych
zawartych w glebie
‰ oszacowanie wielkości narażenia (dawek
substancji chemicznych pobranych różnymi
szlakami narażenia)
Ocena narażenia (c.d.)
Scenariusze narażenia
‰ mieszkaniowy
‰ przemysłowy/handlowy
‰ rekreacyjny
Ocena narażenia (c.d.)
Obliczanie dawki pobranej
CR × EF × ED
1
CDI = C ×
×
BW
AT
CDI - dawka pobrana (mg/kg masy ciała/dzień)
C
- średnie stężenie substancji w glebie w okresie narażenia
(mg/kg)
CR - wskaźnik kontaktu; ilość zanieczyszczonej gleby
w jednostce czasu (mg/dzień)
EF - częstotliwość narażenia (dni/rok)
ED - okres trwania narażenia (lata)
BW - masa ciała; średnia masa ciała w okresie narażenia (kg)
AT - czas uśredniania; czas dla którego narażenie jest
uśredniane (dni); dla substancji niekancerogennych: AT =
ED x 365 dni/rok, dla substancji kancerogennych: AT =
70 lat x 365 dni/rok
Ocena toksyczności
‰
‰
ocena jakościowa
miary toksyczności
‰
‰
‰
‰
‰
dawki referencyjne - RfD (substancje
niekancerogenne)
współczynniki nachylenia – CSF (substancje
kancerogenne)
współczynniki absorpcji żołądkowo-jelitowej
(ABSGI); współczynniki absorpcji dermalnej
(ABSd,)
klasy kancerogenności
efekty krytyczne/narządy lub układy
krytyczne (substancje o działaniu
systemowym)
Ocena toksyczności (c.d.)
Źródła informacji
‰ IRIS
– Integrated Risk Information System
(preferowane źródło informacji
toksykologicznej)
‰ US EPA, Region III – miary toksyczności substancji
‰ RAIS – Risk Assessment Information System
‰ ATSDR – Agency for Toxic Substances and Disease
Registry (toksykologiczne charakterystyki
substancji chemicznych)
Charakterystyka ryzyka
Ryzyko niekancerogenne
‰ obliczanie ilorazów zagrożenia – HQ
(substancja/droga narażenia oddzielnie dla każdego receptora –
dziecko, osoba dorosła)
HQ = CDI/RfD
‰ obliczanie całkowitego HI (sumowanie
HQ obliczonych dla poszczególnych
substancji i dróg narażenia - oddzielnie
dla każdego receptora)
Charakterystyka ryzyka (c.d.)
Ryzyko niekancerogenne
‰ porównanie całkowitego HI z
niekancerogennym ryzykiem docelowym
(HI =1)
‰ jeżeli HI >1, grupowanie substancji
według tych samych narządów/układów
krytycznych; obliczanie grupowych
indeksów zagrożenia (HInarząd/układ
krytyczny)
Charakterystyka ryzyka (c.d.)
Ryzyko kancerogenne
‰ obliczanie ryzyka kancerogennego – CR
(substancja/droga narażenia oddzielnie dla każdego receptora –
dziecko, osoba dorosła)
CR = CDI x CSF
‰ obliczanie całkowitego CR (sumowanie
CR obliczonych dla poszczególnych
substancji i dróg narażenia - oddzielnie
dla każdego receptora)
Charakterystyka ryzyka (c.d.)
Ryzyko kancerogenne
‰ obliczanie ryzyka zagregowanego
(mieszkaniowy i rekreacyjny
scenariusz narażenia)
‰ porównanie całkowitego CR z
docelowym ryzykiem kancerogennym
(CTR= 1x10-6)
Charakterystyka ryzyka (c.d.)
‰ prezentacja wyników podstawowej
oceny ryzyka zdrowotnego
‰ charakterystyka i prezentacja
niepewności
Niepewności związane
z oceną ryzyka
‰ Zebranie i analiza danych (np. niepewności
związane ze sposobem wyboru substancji wskaźnikowych
lub z niewystarczającą jakością danych)
‰ Ocena toksyczności (związane z pochodzeniem
miar toksyczności)
‰ Ocena narażenia (brak danych o rzeczywistych
warunkach narażenia, przyjęcie założeń odnośnie wartości
parametrów narażenia)
‰ Charakterystyka ryzyka (założenie addytywności
efektów, sumowanie ryzyka kancerogennego i ilorazów
zagrożenia dla substancji i szlaków narażenia)
Lokalne, bezpieczne dla zdrowia
zawartości substancji
zanieczyszczających w glebie (RBRL)
Stężenia substancji zanieczyszczających w
glebie obliczone w oparciu o ustaloną
wartość ryzyka docelowego (TR), przy
uwzględnieniu lokalnych uwarunkowań, w
ramach określonego scenariusza narażenia
(poziomy rekultywacyjne)
ƒ dla substancji kancerogennych CTR=np. 10-6
ƒ dla substancji niekancerogennych
NTR (HI) < lub = 1
Wyznaczanie lokalnych
RBRL
RBRL = C × TR/ryzyko obliczone
C
– stężenie substancji zanieczyszczającej w glebie
(mg/kg)
TR
– ryzyko docelowe (kancerogenne lub niekancerogenne)
RBRL – lokalne, bezpieczne dla zdrowia stężenie substancji
zanieczyszczającej w glebie dla narażenia drogą
pokarmową/absorpcji przez skórę i/lub drogą
inhalacyjną
Wyznaczanie lokalnych
RBRL (c.d.)
‰ obliczanie lokalnego, bezpiecznego dla zdrowia
stężenia substancji niekancerogennej,
skorygowanego ze względu na toksyczne działanie
kilku substancji na ten sam narząd/układ krytyczny
(ARBRL)
ARBRL = RBRL/n
RBRL – lokalne, bezpieczne dla zdrowia stężenie substancji
zanieczyszczającej w glebie dla narażenia drogą
pokarmową/absorpcji przez skórę lub drogą
inhalacyjną
n
– liczba substancji działających toksycznie na ten sam
narząd/układ krytyczny
Wyznaczanie lokalnych
RBRL (c.d.)
‰obliczanie stężenia nasycenia (Csat) –
dla substancji lotnych, występujących w
fazie ciekłej w normalnej temperaturze
gleby
‰jeżeli obliczone RBRL dla narażenia
drogą inhalacyjną > Csat , w dalszej
ocenie przyjmuje się RBRLinh równe Csat
Wyznaczanie lokalnych
RBRL (c.d.)
‰ porównanie wszystkich rodzajów
RBRL obliczonych dla danej
substancji
‰ wybór najniższego stężenia RBRL
jako poziomu rekultywacyjnego
‰ porównanie najniższej wartości
RBRL ze stężeniami tłowymi (BC)
‰ jeżeli RBRL<BC, wtedy BC uznaje
się jako poziom rekultywacyjny
Dopuszczalne wartości stężeń
substancji zanieczyszczających
w glebie – RBSGV
Wartości stężeń substancji
chemicznych w glebie, poniżej
których nie należy oczekiwać
nadmiernego ryzyka zdrowotnego
przy narażeniu chronicznym
RBSGVs (c.d.)
‰ przeznaczone dla ochrony zdrowia ludzi
‰ opracowane dla 102 substancji
chemicznych potencjalnie
zanieczyszczających glebę, wybranych
na podstawie rodzajów działalności
gospodarczej na Cyprze
RBSGVs (c.d.)
‰ opracowane dla trzech sposobów
użytkowania terenu
‰
‰
‰
przemysłowy
mieszkaniowy
rekreacyjny
‰ wyznaczone z wykorzystaniem
standardowych równań i
ogólnokrajowych wartości
parametrów narażenia
RBSGVs (c.d.)
Receptory
‰ teren przemysłowy
‰ pracownik
‰ teren mieszkaniowy i rekreacyjny
‰ dziecko – efekty niekancerogenne
‰ zagregowany receptor
(mieszkaniec/użytkownik terenu
rekreacyjnego) – efekty kancerogenne
RBSGVs (c.d.)
Ogólnokrajowe wartości
parametrów narażenia
Symbol
Parametr
Jednostka
EF
Częstotlowość narażenia
ED
Czas trwania narażenia
lata
Udział zanieczyszczonej gleby w
bezwymiarowy
całkowitym jej pobraniu
Masa ciała
kg
Wskaźnik pobrania gleby drogą
mg/day
pokarmową
Narażona powierzchnia skóry
cm2
Współczynnik przyczepności gleby
mg/cm 2/dzień
do skóry
Wskaźnik oddychania
m3/dzień
Czas uśredniania
dni
AT=ED*365dni/rok
FC
BW
IRo
SA
AF
IRi
AT (substancje
niekancerogenne)
AT (substancje
kancerogenne)
Czas uśredniania
dni/rok
dni
Scenariusz
mieszkaniowy
Scenariusz
przemysłowy
Scenariusz
rekreacyjny
Dzieci Dorośli
Dorośli
Dzieci Dorośli
350
350
225
150*
150*
6
24
25
6
24
1
1
1
0.08**
0.08**
15
70
70
15
70
200
100
100
200
100
2800
5700
3300
2800
5700
0,2
0,07
0.2
0,2
0,07
10
20
20
10
20
2 190
8 760
9 125
2 190
8 760
25 550
25 550
25 550
25 550
25 550
RBSGVs (c.d.)
Docelowe/dopuszczalne
poziomy ryzyka
Ryzyko niekancerogenne
NTR(HQ) = 1
Ryzyko kancerogenne
TCR = 10-6
RBSGVs (c.d.)
Metoda
Rodzaje RBSGVs
‰ obliczane w ramach określonego scenariusza
narażenia/określonego receptora
‰ połączone RBSGV dla narażenia drogą pokarmową i
absorpcji przez skórę
‰ inhalacyjne RBSGVs (substancje zawarte w pyle
zawieszonym lub substancje lotne)
‰ RBSGVs dla efektów kancerogennych i niekancerogennych
‰ stężenie nasycenia (Csat) – dla substancji lotnych,
występujących w fazie ciekłej w normalnej temperaturze
gleby
RBSGVs (c.d.)
Metoda
‰porównanie wszystkich rodzajów
RBSGVs
‰najniższa wartość stężenia
wybrana jako dopuszczalna
wartość stężenia (stężenie
najbardziej konserwatywne)
RBSGVs (c.d.)
Rodzaje substancji
‰nieorganiczne (np. As, Cd, Cr, Hg, Ni, Zn)
‰węglowodory aromatyczne (np. benzen,
etylobenzen, toluen, ksyleny)
‰WWA (np. antracen, benzo(a)antracen,
benzo(b)fluoranten, benzo(a)piren, chryzen,
fluoranten, indeno(1,2,3-cd)piren, naftalen)
RBSGVs (c.d.)
Rodzaje substancji
‰chlorowane węglowodory alifatyczne
(np. chlorometane, 1,1-dichloroetan, 1,1dichloroeten, trichloroeten, tetrachloroeten)
‰chlorobenzeny
‰fenole i chlorofenole
RBSGVs (c.d.)
Rodzaje substancji
‰pestycydy (np. aldrin, DDT)
‰dioksyny i dioksynopodobne PCB
‰inne substancje (np. ftalan butylu,
glikol etylenowy)
RBSGVs (c.d.)
Zalecenie
Opracowane RBSGVs poddawać
rewizji i regularnie uaktualniać
(np. co 5 lat)
Znaczenie oceny ryzyka
zdrowotnego
‰ podstawa do określania potrzebnych działań
eliminujących lub zmniejszających ryzyko zdrowotne
na zanieczyszczonym i ustalanie priorytetów w tym
zakresie
‰ podstawa do określania alternatywnych działań
naprawczych/rekultywacyjnych
‰ podstawa do wyboru optymalnego sposobu
rekultywacji terenu poprzemysłowego, w którym
bierze się pod uwagę lokalne warunki środowiskowe
Znaczenie oceny ryzyka
zdrowotnego (c.d.)
‰ do projektowania i prowadzenia
rekultywacji gleby w celu ochrony
zdrowia ludzi
‰ do ułatwienia podejmowania innych
decyzji z zakresu zarządzania terenami
zanieczyszczonymi
(np. zmiana sposobu użytkowania
terenu)