Оценка канцерогенного риска для здоровья населения г. Улан-Удэ

По данным Международного агентства по изучению рака (МАИР), примерно 50% химических веществ, широко используемых в промышленности, являются канцерогенно опасными.

Канцерогенез в большой мере связан с воздействием на организм человека различных химических загрязнителей, в том числе из атмосферного воздуха. Согласно данным Американского химического общества, уже в 1970-е гг. в мире было зарегистрировано более 6 млн. химических веществ, из числа которых 60-70 тысяч широко распространены в промышленности, сельском хозяйстве и быту [1].

Результаты эпидемиологических исследований, проводившихся в различных странах мира, подтвердили высокий риск онкологических заболеваний, в особенности рака легкого, в связи с загрязнением окружающей среды полициклическими ароматическими углеводородами, асбестом и т. д.

Весомость доказательства канцерогенности исследуемого химического вещества для человека оценивается на основе существующих классификаций. Отнесение химического вещества к той или иной группе канцерогенов осуществляется с учетом степени доказанности канцерогенного эффекта у человека и (или) животных (табл. 1) [6].

В перечне канцерогенов, разрабатываемых в рамках Национальной токсикологической программы США (NTP), потенциальные канцерогенные агенты подразделяются на две группы: известный канцероген для человека; обоснованно рассматриваемый как канцероген для человека.

При наличии нескольких несовпадающих оценок канцерогенности исследуемого вещества следует ориентироваться на более новую и достоверную научную информацию. По степени приоритетности источники информации располагаются следующим образом: официальные документы Минздрава России, рекомендации МАИР, NTP, US EPA, других зарубежных и международных организаций.

Таблица 1

Классификация химических веществ по степени доказанности их канцерогенного действия на человека (US EPA)

Доказательства для человека	Доказательства для животных
	Достаточные	Ограниченные	Недостаточные	Нет данных	Нет доказательств
Достаточные	А	А	А	А	А
Ограниченные	В1	В1	В1	В1	В1
Недостаточные	В2	С	D	D	D
Нет данных	B2	C	D	D	E
Нет доказательств	B2	C	D	D	E

Корреляционный анализ связи между уровнем загрязнения среды и распространенностью онкозаболеваний, проведенный в 84 городах России, выявил следующую зависимость: увеличение загрязнения атмосферного воздуха на 100 мкг/м3 сопровождается повышением заболеваемости раком почти на 20 %.

В атмосферный воздух г. Улан-Удэ выбрасывается 24 загрязняющих вещества, обладающих канцерогенными свойствами [4]. Для составления предварительного списка приоритетных веществ, обладающих канцерогенным действием, был использован метод ранжирования веществ по индексу сравнительной канцерогенной опасности [5]. Ранжирование канцерогенов проводится по величине суммарной годовой эмиссии и весового коэффициента канцерогенного эффекта (    ), устанавливаемого в зависи мости от значений фактора канцерогенного потенциала и группы канцерогенности по классификации МАИР или соответствующие им группы по классификации US EPA. Определение индекса сравнительной канцерогенной опасности (HRIC) представлено в формуле 1 и в таблице 2:

HRIc = E • Wc • P /10000 ,                                   (1)

где HRI C - индекс сравнительной канцерогенной опасности;

W C - весовой коэффициент канцерогенного эффекта;

P - численность популяции (численность населения г. Улан-Удэ на 1.01.2007 г. – 373300 человек);

E - величина условной экспозиции (т/год).

Таблица 2

Весовые коэффициенты для оценки канцерогенных эффектов

Фактор канцерогенного потенциала, мг/кг	Группа канцерогенности по классификации US EPA
	А/В	С
<0,005	10	1
0,005-0,05	100	10
0,05-0,5	1000	100
0,5-5	10000	1000
5-50	100000	10000
>50	1000000	1000000

В таблице 2 А/В - вещества, канцерогенные или вероятно канцерогенные для человека (группы 12 по классификации Международного Агентства по изучению рака); С - возможные канцерогены для человека (вещества, канцерогенные для лабораторных животных).

Расчеты, проведенные по данному методу, позволили выделить вещества, составляющие более 90% суммы индексов сравнительной канцерогенной опасности (табл. 3).

Первое ранговое место занимает сажа (HRI C = 6885674,753), второе – бенз(а)пирен (HRI C = 5741651,053), третье – бензин нефтяной (HRI C = 3238741,771). Сумма индексов сравнительной канцерогенной опасности этих загрязняющих веществ составила 97,35%. Кроме этих веществ, необходимо провести оценку канцерогенного риска по свинцу (превышение ПДК в жилой зоне по результатам сводных расчетов рассеивания) и формальдегиду (превышение ПДК по результатам мониторинга атмосферного воздуха).

Характеристика канцерогенного риска осуществляется поэтапно:

• -    расчет индивидуального канцерогенного риска для каждого вещества, поступающего в организм человека ингаляционным путем;

• -    расчет суммарного канцерогенного риска для всех веществ;

• -    расчет популяционных канцерогенных рисков;

• -    обобщение и представление результатов характеристики риска [5].

Канцерогенный риск – вероятность развития злокачественных новообразований на протяжении всей жизни человека, обусловленная воздействием потенциального канцерогена. Канцерогенный риск представляет собой верхнюю доверительную границу дополнительного пожизненного риска.

Приемлемый канцерогенный риск – уровень риска развития серьезного неблагоприятного эффекта в определенном регионе, не требующий принятия дополнительных мер предосторожности, так как не меняет условия жизни в данном месте, т. е. такой уровень риска, при котором органам управления не требуется осуществлять какие-либо действия по его уменьшению. Характеристика канцерогенных веществ, выбранных в результате ранжирования, представлена в таблице 4.

Таблица 3

Результаты ранжирования загрязняющих веществ по индексу сравнительной канцерогенной опасности

S3 И И 5	X X S3 S3 И о V X S И S3	CQ	о а н и X X Он	8^ X 8 е	X 8 « н X о	ч 2 v И о g u ° s S 8 S’§ ё к «	2 я со 5 5 m	X V - 8 х S S X ® СЦ
328	Сажа	1844,5419	1	0,0155	100	6885674,75	42,247	1
703	Бенз(а)пирен	15,380796	2А	3,9	10000	5741651,05	35,228	2
2704	Бензин нефтяной	867,59758	2В	0,035	100	3238741,77	19,871	3
503	Бутадиен 1,3-(дивинил)	3,9857569	2А	0,105	1000	148788,305	0,913	4
203	Хром (VI)	0,029177	1	42	100000	108917,741	0,668	5
1325	Формальдегид	25,883702	2А	0,046	100	96623,859	0,593	6
2931	Пыль асбестосодержащая	0,01	1	22	100000	37330,000	0,229	7
602	Бензол	7,8627295	1	0,027	100	29351,569	0,180	8
902	Трихлорэтилен	1,534	2А	0,0063	100	5726,422	0,035	9
1317	Ацетальдегид (альдегид уксусный)	0,796848	2В	0,0077	100	2974,634	0,018	10
2001	Акрилонитрил	0,038364	2В	0,24	1000	1432,128	0,009	11
132	Кадмия сульфат	0,0001668	1	6,3	100000	622,664	0,004	12
882	Тетрахлорэтилен	0,818	2А	0,002	10	305,359	0,002	13
184	Свинец и его соединения	0,062055	2А	0,042	100	231,651	0,001	14
906	Углерод четыреххлористый	0,0042154	2В	0,053	1000	157,361	0,001	15
627	Этилбензол	0,097878	2В	0,00385	10	36,538	0,000	16
130	Кадмия хлорид	0,0000025	1	6,3	100000	9,333	0,000	17
931	Эпихлоргидрин	0,0242416	2А	0,0042	10	9,049	0,000	18
1611	Этилена оксид	0,0002364	1	0,35	1000	8,825	0,000	19
620	Стирол (винилбензол)	0,013034	2В	0,002	10	4,866	0,000	20
1608	Пропилена оксид	0,0002364	2В	0,013	100	0,882	0,000	21
2419	Тетрагидрофуран	0,0014412		0,0068	10	0,538	0,000	22
164	Никеля оксид	0,0002961					0,000	23
166	Никеля сульфат	0,00002					0,000	24
Сумма индексов сравнительной канцерогенной опасности						16298599,301

Таблица 4

Факторы канцерогенного потенциала химических веществ

Вещество	CAS	SF i	EPA	МАИР
Бенз(а)пирен	50-32-8	3,9	В2	2А
Сажа		0,0155		1
Свинец	7439-92-1	0,042	В2	2А
Формальдегид	50-00-0	0,046	В1	2А
Бензин	8006-61-9	0,035	В2	2В

Поскольку все вещества по классификации МАИР для человека являются канцерогенами (сажа), вероятными канцерогенами (бенз(а)пирен, свинец, формальдегид), возможными канцерогенами (бензин), то все они включаются в расчет канцерогенного риска для здоровья населения от загрязнения атмосферного воздуха.

Соблюдение действующих гигиенических нормативов по результатам сводных расчетов рассеивания бенз(а)пирена не является основанием для исключения его из перечня анализируемых химических соединений. В связи с тем, что гигиенические нормативы для ряда химических канцерогенов были ус- тановлены без учета их канцерогенного эффекта, существующие уровни ПДК у некоторых веществ могут быть связаны с высокими значениями потенциального канцерогенного риска [2].

Расчет индивидуального канцерогенного риска осуществляется с использованием данных о величине экспозиции и значениях факторов канцерогенного потенциала (фактор наклона, единичный риск) [3]. Как правило, для канцерогенных химических веществ дополнительная вероятность развития рака у индивидуума на всем протяжении жизни (CR) оценивается с учетом средней концентрации вещества в исследуемом объекте окружающей среды за весь период усреднения экспозиции (воздух, мг/м3):

CR = LADC • UR ,                                  (2)

где LADC - средняя концентрация вещества в исследуемом объекте окружающей среды за весь период усреднения экспозиции (воздух, мг/м³);

UR - единичный риск для воздуха (риск на 1 мг/м³).

Единичный риск рассчитывается с использованием величины фактора канцерогенного потенциала (SF i ) - степени увеличения вероятности развития рака при воздействии канцерогена и стандартных величин значений массы тела человека (70 кг), суточного потребления воздуха (20 м³):

URi = SFi • 1/70 • 20 .                                        (3)

По формуле 3 проведен расчет индивидуального канцерогенного риска по пяти загрязняющим веществам в 80 рецепторных точках г. Улан-Удэ (табл. 5).

Таблица 5

Расчет единичного риска для канцерогенных веществ

Наименование вещества	CAS	SF i	UR i
Бенз(а)пирен	50-32-8	3,9	1,114
Сажа		0,0155	0,0044
Свинец	7439-92-1	0,042	0,012
Формальдегид	50-00-0	0,046	0,013
Бензин	8006-61-9	0,035	0,01

Определение величин популяционных канцерогенных рисков (PCR) , отражающих дополнительное (к фоновому) число случаев злокачественных новообразований, которые способны возникнуть на протяжении жизни вследствие воздействия исследуемого фактора, проводится по формуле 4:

PCR = ICR • N ,                                   (4)

где СR - индивидуальный канцерогенный риск;

N - численность населения в рецепторной точке на изучаемой территории.

Популяционный канцерогенный риск – число дополнительных случаев рака (абсолютное) в год (PCRa), рассчитывается по формуле 5:

PCRa = ICR • N /70 ,                                  (5)

где ICR – индивидуальный канцерогенный риск;

N – численность населения в рецепторной точке на изучаемой территории.

Популяционный канцерогенный риск – число дополнительных случаев рака на 100 тыс. населения в год ( PCRо ), рассчитывается по формуле 6:

PCRo = ICR • 100000 / 70 ,                                 (6)

где ICR – индивидуальный канцерогенный риск.

По формулам проведен расчет популяционных канцерогенных рисков по пяти загрязняющим веществам во всех рецепторных точках.

При воздействии нескольких канцерогенов суммарный канцерогенный риск для ингаляционного пути поступления ( CRt ) рассчитывается по формуле 7:

CRt = ^ CRj ,                                    (7)

где CR j – канцерогенный риск для j-го канцерогенного вещества.

При характеристике риска для здоровья населения, обусловленного воздействием химических веществ, загрязняющих окружающую среду, необходимо ориентироваться на систему критериев приемлемости риска.

Расчет индивидуального канцерогенного риска для здоровья населения от загрязнения атмосферного воздуха бенз(а)пиреном показал, что все рецепторные точки характеризуются пренебрежимо малым уровнем риска (менее 1∙10-6), не отличающимся от обычных, повседневных рисков (первый диапазон риска).

Расчет индивидуального канцерогенного риска для здоровья населения от загрязнения атмосферного воздуха сажей показал, что практически все рецепторные точки характеризуются вторым диапазоном риска, т. е. уровень риска находится в пределах от 1∙10-6 до 1∙10-4. В пяти рецепторных точках индивидуальный канцерогенный риск не приемлем для населения в целом (приемлем для профессиональных групп):

• -    пос. Аэропорт – 1,67 ∙ 10^-4;

• -    пос. Дивизионный – 1,75 ∙ 10^-4;

• -    пос. Мясокомбината – 1,06 ∙ 10^-4;

• -    пос. Мелькомбината – 3,46 ∙ 10^-4;

• -    пос. Никольский – 1,2 ∙ 10^-4.

Расчет индивидуального канцерогенного риска для здоровья населения от загрязнения атмосферного воздуха свинцом показал, что практически все рецепторные точки характеризуются пренебрежимо малым уровнем риска (менее 1∙10-6). В трех рецепторных точках уровень канцерогенного риска превышает 1∙10 -6 (в границах приемлемого риска):

• ^–    пос. Восточный – 2,45 ^∙ 10^-6;

• ^–    пос. Загорск – 1,67 ^∙ 10^-6;

• ^–    пос. Площадка – 1,61 ^∙ 10^-6.

Расчет индивидуального канцерогенного риска для здоровья населения от загрязнения атмосферного воздуха формальдегидом показал, что практически все рецепторные точки характеризуются вторым диапазоном риска, т. е. уровень риска находится в пределах от 1∙10-6 до 1∙10-4. В двух рецепторных точках индивидуальный канцерогенный риск неприемлем для населения в целом (приемлем для профессиональных групп):

• – р-н Элеватора – 1,11 ∙ 10^-4;

  – ул. Трубачеева – 1,31 ∙ 10^-4.

Расчет индивидуального канцерогенного риска для здоровья населения от загрязнения атмосферного воздуха бензином показал, что во всех рецепторных точках риск развития злокачественных образований, обусловленный воздействием этого канцерогена, выше 1∙10-4, т. е. неприемлем для населения в целом. В семи рецепторных точках индивидуальный канцерогенный риск неприемлем ни для населения в целом, ни для профессиональных групп (более 1∙10-3):

– пос. Заречный – 1,08 ∙ 10-3;

– центр Советского района (от ул. Ербанова до ул. Набережная) – 1,47 ∙ 10-3;

– Виадук – 2,13 ∙ 10-3;

– ул. Н. Петрова – 1,11 ∙ 10-3;

– ЛВРЗ – 1,2 ∙ 10-3;

– Элеватор – 1,86 ∙ 10-3;

– ул. Трубачеева – 1,29 ∙ 10-3.

После подсчета суммарного индивидуального канцерогенного риска оказалось, что во всех рецепторных точках риск выше приемлемого уровня (более 1∙10-4). В 13 рецепторных точках суммарный индивидуальный канцерогенный риск выше 1 ∙ 10-3 (неприемлем ни для населения в целом, ни для профессиональных групп):

– пос. Заречный – 1,17 ∙ 10-3;

– центр Советского района (от ул. Ербанова до ул. Набережная) – 1,62 ∙ 10-3;

– Виадук – 2,26 ∙ 10-3;

– пос. Загорск – 1,07 ∙ 10-3;

– пос. Площадка – 1,03 ∙ 10-3;

– ул. Н. Петрова – 1,18 ∙10-3;

– ЛВРЗ – 1,3 ∙ 10-3;

– Элеватор – 2,03 ∙ 10-3;

– Саяны – 1,05 ∙ 10-3;

– ул. Трубачеева – 1,47∙ 10-3;

– БНЦ – 1,13 ∙ 10-3;

– Радиостанция – 1,04 ∙ 10-3;

– 18 кв. – 1,14 ∙ 10-3.

Основной вклад в суммарный канцерогенный риск дают бензин, сажа и формальдегид. Вклад бензина нефтяного в общий канцерогенный риск от загрязнения атмосферного воздуха составил от 44,46

(пос. Сокол) до 94,14 % (Виадук), сажи – от 2,29 (Виадук) до 51,83% (пос. Дивизионный), формальдегида – от 1,01 (пос. Площадка) до 17,59% (Левый Берег).

Ранжирование общего канцерогенного риска от действия пяти канцерогенных веществ показало, что более 50% вклада в общий риск вносят 9 микрорайонов: Элеватор – 0,629 дополнительных случая рака в год; ЛВРЗ – 0,372; пос. Восточный – 0,269; Виадук – 0,247; Баня – 0,190; центр Советского района (от ул. Ербанова до ул. Набережная) – 0,181; 18 кв. – 0,165; 47 кв. – 0,160; Саяны – 0,119.

Расчет суммарного канцерогенного риска показал, что 28 % населения г. Улан-Удэ (101807 чел.) живет на территориях, где риск развития онкологических заболеваний вследствие воздействия канцерогенных веществ, содержащихся в атмосферном воздухе, выше допустимого (неприемлем ни для населения, ни для профессиональных групп).

Число дополнительных случаев рака на 100 тыс. населения в год, связанных с поступлением в атмосферный воздух канцерогенных веществ, в целом по городу составило 74,501. По данным социальногигиенического мониторинга, заболеваемость населения г. Улан-Удэ новообразованиями в 2006 г. составила 544,4 на 100 тыс. населения. 13,7 % новообразований связаны с выбросами в атмосферный воздух загрязняющих веществ, обладающих канцерогенными свойствами.