ENVIRONMENTÁLNÍ TOXIKOLOGIE ANALÝZA RIZIK
RNDr. Klára Kobetičová, Ph.D. Laboratoř ekotoxikologie a LCA, Ústav chemie ochrany prostředí, Fakulta technologie ochrany prostředí, VŠCHT Praha
OSNOVA
Analýza rizik – úvod do problematiky, humánní rizika, ekologická rizika Legislativa – REACH, CLP, ( Zdroj informací
2
ANALÝZA RIZIK
- ZÁKLADNÍ POJMY
Riziko – součin velikosti následků určité události a pravděpodobnosti, že k této události dojde v určitém časovém období. Riziko – kvantitativní pojem vyjadřující pravděpodobnost, že nějaký činitel způsobí za daných definovaných podmínek expozice určitou číselně vyjádřitelnou újmu. Vyjádření rizika – poměr mezi počtem individuí, které za určitých expozičních podmínek utrpí újmu k celkovému počtu individuí vystavených stejnému činiteli za stejných expozičních podmínek.
3
ANALÝZA RIZIK
- ZÁKLADNÍ POJMY
Expozice – proces, při kterém organismus přichází do styku s látkou. Účinek – přímý či nepřímý vliv činitele na organismus Toxicita – schopnost látky poškozovat živý organismus, je dána fyzikálně-chemickými vlastnostmi.
4
ANALÝZA RIZIK
- ZÁKLADNÍ POJMY
Rizika: A) přírodní – záplavy, sopky, zemětřesení
B) antropogenní úmyslná - pesticidy, léky - neúmyslná – požáry, doprava, havárie - dobrovolná – kouření, pití alkoholu - nedobrovolná – pití chlorované vody
5
ANALÝZA RIZIK
- ZÁKLADNÍ KROKY
Identifikace nebezpečnosti Hodnocení účinku Hodnocení expozice Charakterizace rizika Interpretace
6
ANALÝZA RIZIK -
- ZÁKLADNÍ KROKY
Identifikace nebezpečnosti Týmová záležitost, extrapolace výsledků
7
ANALÝZA RIZIK -
- ZÁKLADNÍ KROKY
Identifikace účinku Vztah mezi dávkou a odpovědí Extrapolace, reálné environmentální koncentrace, Prahový účinek NOAEL, LOAEL Referenční dávka
8
ANALÝZA RIZIK -
- ZÁKLADNÍ KROKY
Hodnocení expozice Expozice skončená, trvající,.. Dotazníky, šetření Výstup – odhad celoživotní expoziční dávky
9
ANALÝZA RIZIK -
-
- ZÁKLADNÍ KROKY
Charakterizace rizika Syntéza dat z předchozích kroků vedoucí k určení pravděpodobnosti Interpretace dat Nutné interdisciplinární znalosti
10
HUMÁNNÍ RIZIKA Sběr a hodnocení dat – vzorky abiotické a biotické Meze detekce, meze stanovitelnosti
-
Chemické látky výpočet rizikového faktoru R: R=CxT
-
Směs: Součet R
Karcinogenní x nekarcinogenní látky
-
11
HUMÁNNÍ RIZIKA Expozice - určení doby, velikosti, četnosti, expoziční cesty, koncentrace, dávky Data z monitoringu, modelování Dávka – je množství látky přijaté organismem a dostupné v tkáních, závisí na koncentraci látky v prostředí, frekvencí expozice, rychlosti kontaktu s médiem, délce trvání expozice, na průměrné hmotnosti v průběhu expozice.
12
HUMÁNNÍ RIZIKA Expoziční koncentrace – max. změřené nebo modelované Rozsah kontaktu – množství média Četnost – jak často Trvání – celková doba Tělesná hmotnost – průměrná hodnota, různé věkové skupiny, (
13
HUMÁNNÍ RIZIKA Toxicita – hodnocení – „dose-response“ A) Účinek prahový (nekarcinogenní látky) B) Účinek bezprahový (karcinogenní látky)
14
NEKARCINOGENNÍ LÁTKY Nekarcinogenní látky – používáme tzv. referenčních dávek (RfD). Chronická RfD – doba expozice 7 let až doživotí Subchronická RfD – doba expozice 14 dní až 7 let. Vývojová RfD – jednorázová expozice, vliv na vyvíjející se organismus (před početím, prenatální i postnatální vývoj).
15
NEKARCINOGENNÍ LÁTKY Zjištění LOAEL – humánní data, data z testů se zvířaty NOAEL – nutný pro výpočet referenční dávky RfD = NOAEL (LOAEL)/(UF1 x Ufn x MF) mg/kg.den UF – faktor nejistoty MF – modifikační faktor LOAEL – hladina expozice, při které dojde k statisticky nebo biologicky významnému vzrůstu četností nebo intenzity nepříznivých vlivů mezi exponovanou populací a vhodnou kontrolní skupinou NOAEL – hladina expozice, při které nejsou zaznamenán statisticky nebo biologicky významný vzrůst četností nebo intenzity nepříznivých vlivů mezi exponovanou populací a vhodnou kontrolní skupinou. 16
NEKARCINOGENNÍ LÁTKY ZAHRNUTÍ FAKTORŮ DO VÝPOČTU -
-
-
UF – 10 Pro zachycení variability populace s cílem ochránit citlivé subpopulace Extrapolace NOAEL subchronický test místo chronického LOAEL místo NOAEL Modifikační faktor MF = 0 -10 Vyjadřuje další nejistoty 17
KARCINOGENNÍ LÁTKY -
-
-
Bezprahový účinek – každá expozice zvyšuje P, že se rakovina vyvine. Hodnocení karcinogenních vlivů závisí na: - 1. určení závaznosti důkazu - 2. směrnice karcinogenního rizika Ad 1. určuje pravděpodobnost, zda se jedná o potenciální karcinogen pro animální a humánní studie zvlášť: od důkazu neexistence vlivu až po dostatečný důkaz. 18
KLASIFIKAČNÍ SYSTÉM
Třída
Popis
A
Lidský karcinogen
B
Pravděpodobný lidský karcinogen
B1
Pouze omezená humánní data
B2
Dostatečný důkaz pro zvířata, ne pro lidi
C
Možný lidský karcinogen
D
Nelze kvalifikovat jako lidský karcinogen
E
Důkaz, že není lidský karcinogen
19
HUMÁNNÍ RIZIKA -
Skupiny A, B Ad 2. Slope factor = přijatelná horní hranice odhadu P odpovědi na jednotku přijaté chemické látky během celého života (mg/kg.den).
-
Testy – vyšší než environmentální koncentrace – extrapolace modely na nižší hladiny.
-
Databáze RfD a Slope faktorů lze najít v EPA IRIS. 20
CHARAKTERIZACE RIZIKA Výpočet rizika: Karcinogeny obecně R = CDI x SF* CDI = chronický denní příjem, průměr za 70 let (mg/kg.den) SF = slope factor (mg/kg.den) * Pro místa s vysokým rizikem (více než 0,01) je rovnice jiná
21
CHARAKTERIZACE RIZIKA Výpočet rizika: Nekarcinogeny - Hazardní quocient (HD) HD = I/RfD I = příjem (dávka) RfD = referenční dávka
Pokud I/RfD > 1, mohou se projevit nekarcinogenní vlivy. Není to pravděpodobnost.
Výpočet rizika pro směsi: Sčítání hazardních qocientů (aditivní účinek)
22
KARCINOGENY Výpočet rizika - karcinogeny: celoživotní vzestup pravděpodobnosti počtu nádorových onemocnění nad všeobecný průměr v populaci pro jednotlivce (CVRK) nebo pro populaci (CVRP): CVRK = 1 –exp(SF nebo LADD) CVRP = CVRK x velikost populace SF = slope factor LADD = průměrná celoživotní denní expozice
Směsi – R = suma CVRK 23
HUMÁNNÍ RIZIKA – ZISK DAT Humánní data: – málo (havárie, pracovní expozice), - epidemiologické studie - studie na obratlovcích - alternativní metody výzkumu.
24
SCHÉMA TESTOVÁNÍ - Sběr dat - Testy in vitro (buňky) - Testy mutagenity (např. Amesův test, test chromozomových aberací) - Testy na obratlovcích (akutní) - Testy dlouhodobé (kinetika, reprodukční, vícegenerační, karcinogeneze) - Člověk? – léky – dobrovolníci – nemocní, zdraví
25
EKOLOGICKÁ RIZIKA Sběr informací a dat - literární rešerše - terénní studie - testování toxicity - osud látek v prostředí, relevantní koncentrace v prostředí (modely, měření) 1) Provedení testů ekotoxicity 2) Vyhodnocení ekotoxikologických dat 3) Výpočet rizika 4) Interpretace výsledků na základě dostupných informací. 1)
26
EKOLOGICKÁ RIZIKA -
-
Různé matrice (voda, půda, sediment) Jednotlivé látky nebo jejich skupiny (např. POPs, PAHs) Evropa: Analýza rizik (HQ) kvantitativně: HQ = PEC/PNEC nebo PEC/LOAEL PEC(prediktivní environmentální koncentrace PNEC ( predikovaná koncentrace, která ještě není riziko LOAEL ( nejnižší hladina látky, která nezpůsobuje statisticky nebo biologicky významný negativní efekt v porovnání s kontrolou.
27
EKOLOGICKÁ RIZIKA Rychlá, screeningová metoda HQ < 1 (akceptovatelné riziko HQ > 1 (neakceptovatelné riziko, vyžaduje další hodnocení
28
EKOLOGICKÁ RIZIKA Hodnocení závisí na mnoha faktorech – např. délka expozice, vlastnosti látky, citlivost organismu, interakce s jinými stresory. Laboratorní testy: Vlastnosti prostředí (pH, T, salinita, () Akutní-chronické-reprodukční testy Testování - čisté látky, směsi, výluhy, přírodní vzorky Endpointy – enzymy, DNA poškození, histopatologie
29
LEGISLATIVA REACH (předchozí přednáška) CLP
30
LEGISLATIVA - RIZIKA Označování látek – starý systém x nový systém (GHS), nahrazení do cca poloviny roku 2015 Nařízení 1272/2008 – CLP – novela 286/2011 (od 1.12.2012) Stanovení nebezpečnosti Povinnost klasifikace, balení a označování Odpovědnost v rámci dodavatelského řetězce uvádět na trh pouze správně označené a zabalené přípravky.
31
LEGISLATIVA -
CLP
Jednotlivé látky i směsi Vyjádření nebezpečnosti – výstražné symboly, standardní věty na výstražných štítcích v bezpečnostních listech.
a
32
CLP- KLASIFIKACE Tento proces se často týká nejnebezpečnějších látek. Obvykle se jedná o látky karcinogenní, mutagenní, toxické pro reprodukci či látky senzibilizující dýchací cesty. Cílem harmonizace klasifikací je ochrana lidského zdraví a životního prostředí a současně i zvyšování konkurenceschopnosti a podpora inovací.
33
CLP - OZNAČOVÁNÍ Dodavatelé musí látku či směs zabalenou v obalu podle nařízení CLP před jejím uvedením na trh označit v případě, že: látka je klasifikována jako nebezpečná, směs obsahuje jednu nebo více látek klasifikovaných jako nebezpečné nad určitou prahovou hodnotou.
34
BEZPEČNOSTNÍ LISTY Bezpečnostní listy obsahují informace o vlastnostech látky a o její nebezpečnosti a pokyny pro manipulaci, odstraňování a přepravu a rovněž opatření první pomoci, protipožární opatření a opatření kontroly expozice. Vydávají se (dodavatel): - Klasifikovaná dle CLP jako nebezpečná - REACH – PBTs, vPvB - u látky, která je zapsána na seznamu látek vzbuzujících mimořádné obavy (pro případné zahrnutí do přílohy XIV.
35
BEZPEČNOSTNÍ LIST
(REACH)
IDENTIFIKACE LÁTKY NEBO PŘÍPRAVKU A SPOLEČNOSTI NEBO PODNIKU
IDENTIFIKACE NEBEZPEČNOSTI
SLOŽENÍ /INFORMACE O SLOŽKÁCH
POKYNY PRO PRVNÍ POMOC
OPATŘENÍ PRO HAŠENÍ POŽÁRU
OPATŘENÍ V PŘÍPADĚ NÁHODNÉHO ÚNIKU
ZACHÁZENÍ A SKLADOVÁNÍ
OMEZOVÁNÍ EXPOZICE / OSOBNÍ OCHRANNÉ PROSTŘEDKY
FYZIKÁLNÍ A CHEMICKÉ VLASTNOSTI
STÁLOST A REAKTIVITA
TOXIKOLOGICKÉ INFORMACE
EKOLOGICKÉ INFORMACE
POKYNY PRO ODSTRAŇOVÁNÍ
INFORMACE PRO PŘEPRAVU
INFORMACE O PŘEDPISECH
DALŠÍ INFORMACE
36
BEZPEČNOSTNÍ LIST příklad
37
EXPOZIČNÍ SCÉNÁŘE Expoziční Scénář - nástroj k řízení rizik a expozice nebezpečných chemických látek a směsí na člověka a životní prostředí. Zahrnuje LCA Základní princip při tvorbě ES: - expozice nesmí překročit přípustné limity. Jedná se o koncentrační limity pro expozici na člověka ( DNEL) a pro ŽP (PNEC), které byly stanoveny dle předepsaných testovacích zkušebních metod.
38
EXPOZIČNÍ SCÉNÁŘE Člověk DNEL - úroveň expozice dané látce, pod níž se předpokládá že nedochází k žádným účinkům. Je to hodnota expozice látce, jež by pro člověka neměla být překročena. Prostředí PEC, PNEC Programy pro stanovení rizika ECETOC TRA, EUSES 1.Hladina – modelová situace na základě nejhoršího expozičního scénáře 2.Hladina – pro konkrétní data
39
EXPOZIČNÍ SCÉNÁŘE Výpočet rizika: Člověk: Expozice/DNEL < 1 Prostředí: PEC/PNEC < 1
40
POUŽITÍ EXPOZIČNÍHO SCÉNÁŘE 1. Délka trvání a frekvence používání Specifikovat pro pracovníky, spotřebitele, (případně) životní prostředí. 2. Fyzikální forma látky či přípravku, poměr povrch/objem předmětů Plyn, kapalina, práškové, granulované, celistvé tuhé látky; Plocha povrchu připadajícího na jednotku velikostí předmětu, který obsahuje látku (má-li se uvést). 3. Množství používané za časovou jednotku nebo na určitou činnost Specifikovat pro pracovníky, spotřebitele, životní prostředí 4. Další relevantní provozní podmínky použití • Teplota, pH, přívod mechanické energie; kapacita přijímacího prostředí (objem místnosti x míra ventilace) přirozené opotřebování s ohledem na předměty; podmínky související s životností předmětů.
41
POUŽITÍ EXPOZIČNÍHO SCÉNÁŘE 5. Opatření k řízení rizik související s lidským zdravím (pracovníků nebo spotřebitelů) Způsob a účinnost jednotlivých nebo kombinovaných možností kvantifikace expozice [možnosti mají být formulovány jako instruktivní pokyny]; specifikovat pro orální, inhalační a dermální cestu. 6. Opatření k řízení rizik související s životním prostředím způsob a účinnost jednotlivých nebo kombinovaných možností kvantifikace; specifikovat opatření pro odpadní vodu, výfukové plyny, ochranu půdy. 7. Opatření k nakládání s odpady v různých fázích životního cyklu látky. 8. Odhad expozice a odkaz na jeho zdroj Odhad expozice, který vyplývá z výše popsaných podmínek a z vlastnosti látky; odkázat na použitý nástroj k odhadu expozice; specifikovat pro různé cesty expozice; specifikovat pro pracovníky, spotřebitele; životní prostředí)
42
DŮLEŽITÉ ZKRATKY A INDEXY • • • • • • • • • •
TC(D)L0 – nejnižší koncentrace (dávka), při které dojde k projevům toxických vlastností látky u pokusného zvířete LC(D)L0 – nejnižší koncentrace (dávka), při které dojde k úhynu zvířete EC(D)50 LC(D)50 NOAEL – expoziční úroveň, při které nejsou ještě pozorovány žádné nepříznivé projevy pro testovaný organismus LOAEL – nejnižší expoziční úroveň, při které jsou pozorovány nepříznivé projevy pro testovaný organismus TWA – časově vážený průměr – průměrná koncentrace látky ve vzduchu v průběhu časového intervalu TL – prahový limit – časově vážená průměrná koncentrační hodnota, jejíž překročení již pravděpodobně nepříznivě ovlivní lidské zdraví LOD – detekční limit – nejnižší analyticky prokazatelná koncentrace látky LE – celkové expoziční množství látky , které by člověk byl vystaven po celý život (70 let). 43
INFORMAČNÍ ZDROJE Informační zdroje: elektronické databáze, odborná literatura, katalogy firem a bezpečnostní listy chemických látek. Ekotoxikologické databáze – Ecotox a Tox (EPA), ATSDR, IRIS( OECD dokumenty http://www.oecd.org/env/ehs/riskmanagement/ www stránky knihovny VŠCHT Praha
44
DĚKUJI ZA POZORNOST Tento projekt (57/2013/B4: Inovace předmětu Environmentální toxikologie) je podporován ze zdrojů Fondu Rozvoje Vysokých Škol. Podklady pro tvorbu této přednášky tvoří: -Toxikologie – Interakce škodlivých látek s živými organismy, jejich mechanismy, projevy a důsledky. I. Linhart, 2012. - Úvod do toxikologie a ekologie pro chemiky. J. Horák, I. Linhart, P. Klusoň, 1999. - Studijní materiály k předmětu Analýza rizik. Prof. Ing. I. Holoubka, CSc., PřF, MU, Brno.
45
