Способ количественной оценки ущерба здоровью населения, наносимого загрязнением атмосферного воздуха ксенобиотиками
Патент 2229258
Авторы
Классы МПК
Способ количественной оценки ущерба здоровью населения, наносимого загрязнением атмосферного воздуха ксенобиотиками
Реферат
Изобретение относится к медицине. Способ заключается в измерении концентрации вещества в окружающем воздухе и сравнении ее с нормативным значением для населенных мест, ущерб здоровью населения измеряется в человеко-сутках среднего ожидаемого времени сокращения продолжительности за год и определяется по зависимости Унас=[ехра(Сокр-ПДКнм)в-1]365N, где Унас - ущерб здоровью населения; Сокр - концентрация вещества в окружающем воздухе, мг/м3; ПДКнм - предельно допустимая концентрация вещества в воздухе населенных мест; 365 суток - переводной коэффициент для перехода от относительного ущерба к абсолютному за год; N - численность населения, при этом эмпирические коэффициенты а и в находят расчетным путем в соответствии с действующими гигиеническими критериями классификации условий труда по показателям вредности факторов производственной среды. Способ обеспечивает упрощение определения оценки ущерба здоровью, наносимого ксенобиотиками, по сравнению с известными способами. 2 табл., 1 ил.
Изобретение относится к способам определения неблагоприятного воздействия вредных веществ на организм человека. В настоящее время существуют различные способы оценки ущерба здоровью, наносимого загрязнением окружающей среды вредными химическими веществами. Известен способ, основывающийся на зависимости "доза-эффект" при длительном воздействии ксенобиотика в стабильных уровневых условиях где Е - токсический эффект; Еm - max величина токсичного эффекта; n - стехиометрический коэффициент биологической реакции; К - константа скорости лимитирующей реакции; tобщ - общее время воздействия ксенобиотиков; tравн - время установления равновесия между концентрацией ксенобиотика во внешней среде и организме; С - концентрация токсичного вещества в окружающей среде; - коэффициент распределения организм-среда (см. "Оценка риска здоровью в системе экологического мониторинга". А.В.Киселев. - Санкт-Петербург, Медицинская академия последипломного образования, с.18). Наиболее близким к заявляемому является зависимость, обобщающая три основных параметра концентрация - время - эффект где Е - величина эффекта, выраженная в относительных единицах: 0<Е<1; С - концентрация ксенобиотика в окружающей среде; t - время продолжительности воздействия ксенобиотика на организм; k - константа скорости взаимодействия ксенобиотика и ксенорецептора при n=1; n - стехиометрический коэффициент химической (биохимической) реакции; Р - коэффициент распределения организм-среда (см. "Гигиена и санитария". - М.: Медицина, 1997, №2, с.63 - прототип). Недостатками известных способов оценки является необходимость экспериментального определения эмпирических коэффициентов для каждого вида ксенобиотика, что делает известные способы трудоемкими и дорогостоящими. Устранение вышеуказанных недостатков является задачей заявляемого способа. Указанная задача решается следующим образом. В способе количественной оценки ущерба здоровью населения, наносимого загрязнением атмосферного воздуха ксенобиотиками, заключающемся в измерении концентрации вещества в окружающем воздухе и сравнении ее с нормативным значением для населенных мест, ущерб здоровью населения измеряется в человеко-сутках среднего ожидаемого времени сокращения продолжительности за год и определяется по зависимости Унас=[ехр а(Сокр-ПДКнм)в-1]·365·N, где Унас - ущерб здоровью населения; Сокр - концентрация вещества в окружающем воздухе, мг/м3; ПДКнм - предельно допустимая концентрация вещества в воздухе населенных мест; 365 суток - переводной коэффициент для перехода от относительного ущерба к абсолютному за год; N - численность населения, при этом эмпирические коэффициенты а и в находятся расчетным путем в соответствии с действующими гигиеническими критериями классификации условий труда по показателям вредности факторов производственной среды. Изобретение поясняется чертежом, на котором показана зависимость "ущерб-классы вредности условий труда". В основу предложенного способа положен принцип гигиенического нормирования неблагоприятных факторов окружающей среды. Порог не действия (не повреждения здоровья человека) устанавливается в виде предельной дозы До того или иного вещества, поступающего в организм в течение всей жизни, определяемой при ингаляционном воздействии зависимостью где ПДКнм - предельно допустимая концентрация вещества в воздухе населенных мест, мг/м3; t=365 суток - время действия вредного фактора в год; Тпж=70 лет - среднее время продолжительности жизни; Q=20 м3 - средний объем легочной вентиляции в сутки. Дозы Дизб, превышающие уровни До, наносят ущерб организму человека в виде проявленных или скрытых повреждений здоровья. Для определения величины дозы Дизб, превышающий порог не действия До ксенобиотиков в атмосферном воздухе населенных мест, использованы данные нормативного документа о воздействии вредных веществ в воздухе рабочей зоны. В системе охраны труда действует нормативный документ “Гигиенические критерии оценки и классификации условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса” - Руководство Р.2.2.755-99. Данное руководство (п.1.3) основано на принципе дифференциации условий труда по степени отклонений параметров производственной среды в соответствии с выявленным влиянием этих отклонений на функциональное состояние и здоровье человека. В соответствии с таблицей 4.11.1 Руководства Р.2.2.755-99 классы вредности условий труда (3.1, 3.2, 3.3 и 3.4) устанавливаются в зависимости от того, во сколько раз фактические значения параметров среды з.i (в частности, концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны) превышают нормативные значения (табл.1). В работе "Как оценивать риск" ("Охрана труда и социальное страхование", 1998, №3, с.37-41) обоснован подход и установлена шкала оценки ущерба здоровью человека для соответствующих классов вредности условий труда, которая с учетом последующих изменений в нормативных документах (НРБ -99, Р 2.2.755-99) модифицирована в виде табл.2. Величины ущерба могут меняться по мере изменений в действующих нормативных документах. В системе координат "ущерб (Уз.i) - класс условий труда" (см. чертеж) нижним границам классов условий труда 3.i (i=1,4) соответствуют контрольные точки 1, 2, 3 и 4 с характерными дозовыми избыточными нагрузками Дз.i. Избыточные дозовые нагрузки Дизб=Дз.i в контрольных точках 1-4, обусловленные превышением ПДКрз вредных веществ в воздухе рабочей зоны, определяются на основании зависимости где Дто.i - доза ксенобиотика, полученная организмом на технологической операции, т.е. у источников максимальных выбросов в период наиболее активных химических и термических процессов, с концентрацией Cз.i=ПДКрз·з.i в течение 15 минут не более 4-х раз в смену (Р.2.2.755-99. Приложение 9), определяется зависимостью где ПДКрз - предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны; з.i - величина превышения ПДКрз на нижних границах классов 3.1-3.4, определяемая по табл.1; tpc=250 - среднее количество рабочих смен в году; Ттс=25 лет - средний рекомендуемый трудовой стаж при работе во вредных условиях труда; Q - объем легочной вентиляции у работающих, принимается равным 7 м3 в смену (СанПиН 2.2.4.548-96. "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений"); 1/8·Q=0,875 м3 - объем легочной вентиляции при работе у источника максимальных выбросов (1 час в смену - 4 раза по 15 минут); Дрз - доза ксенобиотика, полученная организмом при нахождении в рабочей зоне (во время рабочей смены (8-1=7 часов) вне источников максимальных выбросов, определяемая зависимостью где 0,3·ПДКрз - требования к содержанию вредных веществ в воздухе рабочей зоны в течение рабочей смены вне источников максимальных выбросов (СНиП 2.04.05-91. "Отопление, вентиляция и кондиционирование"); 7/8·Q=6.125 м3 - объем легочной вентиляции в рабочей зоне. С учетом соотношений (3), (5) и (6) избыточная дозовая нагрузка Дз.i описывается соотношением Поделив правую и левую части соотношения (7) на объем легочной вентиляции человека за жизнь (511000 м3), получаем соотношение, характеризующее избыточную приведенную концентрацию ксенобиотика в воздухе рабочей зоны Медико-биологическими исследованиями влияние ксенобиотиков на организм человека установлено, что зависимость "доза-эффект (приведенная концентрация эффект)" носит экспоненциальный характер (см. аналог, прототип). В общем виде такая зависимость может быть выражена соотношением или с учетом соотношения (8) ущерб здоровью человека воздействием ксенобиотиков производственной среды с концентрацией, соответствующей классу з.i, описывается соотношением где а и в - эмпирические коэффициенты, зависящие от вида ксенобиотика. Коэффициенты а и в находятся расчетным путем из соотношения (10) методом наименьших квадратов. За основу расчета ущерба здоровью, наносимого загрязнением атмосферного воздуха ксенобиотиками, принято положение о том, что одно и то же вещество имеет сходный качественный характер воздействия на организм человека независимо от того, реализуется ли оно в производственной среде, в месте постоянного проживания человека или в любом другом ареале, т.е. коэффициенты а и в являются причинами постоянными. На основании данного положения ущерб, наносимый здоровью человека загрязнением атмосферного воздуха населенных мест нм ксенобиотиками, может быть описан аналогично зависимости (9) соотношением Соотношение (11) получено по аналогии с соотношением (8) из условия, что избыточная доза Днм воздействия ксенобиотика атмосферного воздуха за жизнь человека составляет где До определяется соотношением здесь Сокр - фактическая концентрация ксенобиотика в атмосферном воздухе населенных мест. Ущерб здоровью населения Унас в человеко-сутках сокращения средней ожидаемой продолжительности жизни за год для популяции численностью N определяется соотношением Таким образом для определения ущерба здоровью населения, наносимого загрязнением атмосферного воздуха ксенобиотиками, необходимо: 1. Определить фактическую концентрацию ксенобиотика в атмосферном воздухе населенного места Сокр; 2. На основании соотношения (10) рассчитать значения коэффициентов а и в для данного ксенобиотика; 3. На основании соотношения (11) рассчитать величину индивидуального ущерба, наносимого воздействием ксенобиотика на организм человека; 4. На основании соотношения (14) рассчитать ущерб здоровью популяции, подвергающейся воздействию ксенобиотика. Пример расчета Определим величину социального ущерба, наносимого жителям города с населением 25 тыс. человек, проживающих в зоне загрязнения диоксидом азота (NO2) с концентрацией 0,12 мг/м3. ПДК населенных мест NO2-ПДКнм=0,04 мг/м3. Действующая концентрация NO2-Сокр=0,12 мг/м3. ПДК рабочей зоны NO2-ПДКр.з=2,0 мг/м3. 1. С помощью табл.1 определяем значение з.i на границе классов условий труда: 3.2; 3.3; 3.4 3.2=2; 3.3=4; 3.4=6. 2. Подставляя значения ПДКнм=0,04 мг/м3, ПДКрз=2,0 мг/м3 3.1=1; 3.2=2; 3.3=4; 3.4=6, в зависимость (10), рассчитываем коэффициенты а и в для диоксида азота а=0,31; в=1,44. 3. Подставляя значения Сокр=0,12 мг/м3 в соотношение (11), находим ущерб, наносимый организму человека загрязнением атмосферного воздуха диоксидом азота Унм=3,1 суток за год. 4. Ущерб населению определяется зависимостью Унас=Унм·N, где N - количество людей, подвергшихся воздействию загрязняющего фактора=25000. Таким образом, Унас=3·1·25000=77500 чел.-суток за год.Формула изобретения
Способ количественной оценки ущерба здоровью населения, наносимого загрязнением атмосферного воздуха ксенобиотиками, заключающийся в измерении концентрации вещества в окружающем воздухе, отличающийся тем, что после измерения концентрации вещества в окружающем воздухе определяют сначала предельную дозу определенного ксенобиотика, поступающую в организм в течение всей жизни в соответствии с нормативными документами для данного класса работ, выбираемую из соотношения Дто.i=ПДКрз·з.i·Ттс·tрс·1/8·Q, где Дто.i - доза ксенобиотика, полученная организмом на технологической операции для данного класса работ; ПДКрз - предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны; з.i - величина превышения ПДКрз на нижних границах классов 3.1 -3.4, в соответствии с таблицей 4.11.1, Руководства Р.2.2.755-99; Ттс=25 лет - средний рекомендуемый трудовой стаж при работе во вредных условиях труда; tрс=250 - среднее количество рабочих смен в году; Q - объем легочной вентиляции у работающих принимается равным 7 м3 в смену (СанПиН 2.2.4.548-96 “Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений”); 1/8·Q=0,875 м3 - объем легочной вентиляции при работе у источника максимальных выбросов (1 ч в смену - 4 раза по 15 мин); и избыточную дозу данного ксенобиотика в течение всей жизни в соответствии с нормативными документами для данного класса работ, выбираемую из соотношения Дз.i=ПДКрз·з.i·562,5+ПДКрз·781,25-ПДКнм·511000, где 511000 м3 - объем легочной вентиляции человека за жизнь, затем рассчитывают избыточную приведенную концентрацию данного ксенобиотика путем деления избыточной дозы на весь объем легочной вентиляции в течение всей жизни Сприв=ПДКрз·(0,011·з.i+0,022)-ПДКнм, далее аналогично рассчитывают избыточную приведенную концентрацию Сокр того же ксенобиотика в любом населенном месте в период реального времени проживания в данной местности, а ущерб здоровью населению Унас от данного ксенобиотика рассчитывают в человеко-сутках в соответствии с зависимостью: Унас=[ехр·а(Сокр-ПДКнм)В-1]·365·N, где Сокр - концентрация вещества в окружающем воздухе, мг/м3; ПДКнм - предельно допустимая концентрация вещества в воздухе населенных мест в соответствии с нормативными документами; 365 суток - переводной коэффициент для перехода от относительного ущерба к абсолютному за год; N - численность населения, при этом эмпирические коэффициенты а и в для данного ксенобиотика находят расчетным путем, методом наименьших квадратов, исходя из соотношения Уз.i=ехр[а·(Сприв.i-ПДКнм)В-1]·365.РИСУНКИ
Рисунок 1