vr r Expoziční modely MU IBA Zdenka Bednářová Expozice = kontakt organismu s chemickým, biologickým nebo fyzikálním faktorem. Zhodnocením expozice rozumíme určení nebo odhad její velikosti, četnosti, doby trvání a expoziční cesty. Pro účely hodnocení humánních rizik se definuje maximální přijatelná expozice, což je nejvyšší expozice, kterou lze v dané oblasti pravděpodobně očekávat v současnosti, minulosti nebo budoucnosti. V_______________J Schéma hodnocení rizik Charakteristika expozičních podmínek Nejprve charakterizujeme zkoumanou oblast z hlediska př a lidských populací. Přírodní podmínky • klima, meteorologické faktory, geologické podmínky, vegetace, půda, hydrologie podzemních vod, lokalizace a popis povrchových vod Je třeba popsat také současné využití území {obytné, komerčně/průmyslové, rekreační, zemědělské) a s ním spjaté aktivity člověka, především: • dobu, kterou stráví populace v kontaminované oblasti • zda jde o aktivity uvnitř budov nebo venkovní změny aktivit v průběhu roku Charakteristika expozičních podmínek Populace • populace, které přímo v dané oblasti nebo jejím nejbližším okolí žijí • vzdálenější populace s možností expozice (rybám, zemědělským produktům...) • Subpopulacím s vyšším rizikem expozice kontaminantům by se mela věnovat větší pozornost. • jde i o citlivé subpopulace jako jsou děti, starší lidé, těhotné a kojící ženy, lidé s chronickými onemocněními Určení expozičních cest (1) Expoziční cestu (od zdroje k človeku) tvorí ctyri prvky: • zdroj a mechanismus úniku látky, • príjmové nebo transportní médium či média, • místo možného kontaktu člověka s kontaminovaným médiem, • způsob průniku do organismu • u člověka existují 3 cesty vstupu - inhalace, ingesce a dermální kontakt Určení expozičních cest (2) Prevailing wind direction Exposure point Ingestion exposure route Water table Groundwater flow Transport medium (air) Inhalation exposure ---------- Groundwater exposure pathway ----------Air exposure pathway Release source (volatilization) JOÖ_ )Sl$(m0L Release source (site leaching) Transport medium (groundwater) Thomas C. Voice, Michigan State University Určení expozičních cest (3) Z dostupných informací určíme potencia uvolňování chemických látek a rozsah nace jednotlivých médií. Transport Transformace fyzikální chemické biologické Akumulace Interakce látek V této fázi nejde o přesné určení koncentrace látek v jednotlivých médiích, ale o určení médií, která mohou být potenciálně kontaminována. Kvantifikací expozice rozumíme určení: • velikosti • četnosti • doby trvání expozice pro populace • expoziční cesty vybrané pro kvantitativní hodnocení. Tento krok obvykle probíhá ve dvou fázích: • odhadneme expoziční koncentrace • určíme příjem látek jednotlivými cestami. v___________) Při odhadech expozic :race používáme buď samotná data z monitoringu nebo kombinace dat z monitoringu a modelů pro osud a transport látek v prostředí. Monitoring • pokud expozice vyžaduje přímý kontakt s monitorovaným médiem nebo když se monitorovala přímo expoziční místa (studna s pitnou vodou, imisní monitoring ovzduší). Modely • používají se, jestliže jsou expoziční místa vzdálená od měřených zdrojů kontaminace a existují mechanismy úniku a transportu na expoziční místa, dále pro předpovědi koncentrací v budoucnosti nebo pro odhady koncentrací kontaminantů, které jsou pod kvantifikačním limitem, ale mohou mít stále toxický vliv. Při odhadech expozičních koncentrací v potravinách dáváme přednost spolehlivě změřeným koncentracím v tkáních. Odhad príjmu Příjem (dávka) je množství látky přijaté člověkem (dermálně, inhalačné nebo orálně), které je dostupné ke vstřebání do krve ve styčných tkáních (kůže, plíce, zažívací trakt). Příjem neodpovídá absorbované dávce, tj. množství látky vstřebanému do krve. Kvantifikace expozice (příjem) představuje určení i nožství škodlivii nu, je obecně dána rovnicí: CxCRxEFxED I =---------------------------- BWxAT Kde: I vnější dávka (příjem) [mg.kg-1.den-1] C průměrná koncentrace [mg.litr1] v dané složce prostředí (nebo [mg/kg]) (Získaná odhadem z transportního modelu, nebo z měření imisních koncentrací.) CR rychlost kontaktu s kontaminovaným médiem [kg/den; l/den] EF frekvence expozice [den/rok] ED doba trvání expozice [rok] BW průměrná tělesná hmotnost po dobu expozice [kg] AT přepočet na časovou jednotku - doba, po kterou je průměrná koncentrace považována za konstantní [den] V rovnici se vyskytují dva základní typy proměnných. CxCRxEFxED I =------------------------ BWxAT Chemická koncentrace C a částečně také rychlost kontaktu CR jsou získány odhadem z transportního modelu, nebo z měření imisních koncentrací, zatímco pro ostatní parametry (EF, ED, BW, AT), zvané expoziční faktory, jsou zpravidla použity konvenční hodnoty (např. dle US EPA - Handbook of Exposure Factors). V_______________J Prk ad Modelování šírení arsenu ovzduším, za účelem zjištění jeho koncentrace v půdě v okolí 20 km od elektrárny v Novákách koncentrace jsou ovlivněny směrem, kterým v údolí vane vítr nejvyšší koncentrace nebyla naměřena v bezprostředním okolí elektrárny -10000 -1000 -0000 -2000 2000 €000 1000 Mel res west-east from power plant Současný stav Nepřímé metody • Lepší identifikace expozičních a environmentálních faktorů (každodenní měření polutantu v ovzduší a každodenní variabilita v morbiditě a mortalitě) • Lepší matematické modely pro predikci modelů distribuce kontaminantů v médiích, statistických technik (pravděpodobnostní metody - Monte Carlo analýza,...) • Retrospektivní hodnocení rizik Přímé metody • Biologický monitoring (biomarkery expozice - krev, moč, vlasy, tuk,... pro současnou, ale chronickou expozici) • Osobní monitoring Bylo zjištěno^ že expozice chemickým látkám a bakteriím v domácnostech způsobovat vyšší riziko, než expozice látkám v okolním prostředí pitné vodě. V muže 2 V nebo v Budoucnost...? 4I&*, 9