ACTA ENVIRONMENTALICA UNIVERSITATIS COMENIANAE (BRATISLAVA) Vol. 20, Suppl. 1(2012): 47-51 ISSN 1335-0285 HODNOCENÍ ZDRAVOTNÍCH RIZIK Z POŽITÍ A DERMÁLNÍHO KONTAKTU NAFTALENU V ŘECE OSTRAVICI Jana Jurčíková, Tomáš Ocelka & Vendula Maderská Zdravotní ústav se sídlem v Ostravě, Národní referenční laboratoř pro POP, Partyzánské nám. 7, 702 00 Ostrava, Česká republika, e-mail: jana.jurcikova@zu.cz Abstract: Health risk assessment of ingestion and dermal contact with naphthalene in the Ostravice River The aim of presented assessment was to evaluate health risks of contaminated groundwater in the area of former chemical part of coking plant in Ostrava, Czech Republic, which flow to the Ostravice River. The study was a part of international project MAGIC (Management of Groundwater in Industrially Contaminated Areas). The evaluation was based on an assumption that groundwater from this contaminated area inflow to the Ostravice River which is planned to be used for recreational activities in the Ostrava City. Based on results of mathematic model of pollutant groundwater and the Ostravice River concentrations, health risk was calculated only for naphthalene. Residential exposure scenarios were developed including ingestion and dermal contact with naphthalene in the Ostravice River. The results showed that the health risk of ingestion and dermal contact with naphthalene in the Ostravice River is negligible for both adults and children under given exposure scenarios. Klíčová slova: hodnocení zdravotních rizik, naftalen, ingesce, dermální kontakt ÚVOD Naftalen se používá při výrobě insekticidů na bázi karbamátů, povrchově aktivních látek a pryskyřic, barviv a při výrobě různých organických látek. Krátkodobé expozice naftalenu inhalací, ingescí a dermálním kontaktem jsou spojovány se vznikem hemolytické anémie, poškození jater a neurologických poškození. Při dlouhodobých expozicích naftalenu byl u dělníků v pracovním prostředí pozorován šedý zákal a poškození rohovky (US EPA 2000). Předkládaná práce byla součástí mezinárodního projektu MAGIC (MAGIC (Management of Groundwater in Industrially Contaminated Areas) v rámci programu INTERREG IIIB CADSES, ve kterém byla posouzena kontaminace podzemní vody v lokalitě bývalé Koksovny Vítkovice v areálu společnosti Vítkovice Steel a.s., která se nachází v blízkosti centra města Ostrava (MAGIC, 2005). Rozsáhlé území je silně znečištěné vysoce toxickými látkami, pocházejícími z černouhelného dehtu. Hodnocení zdravotních rizik bylo založeno na předpokladu, že podzemní voda vtéká do řeky Ostravice, která 47
bude ve městě Ostrava využívána k rekreačním účelům (OBROUČKA & HAVLÍČEK 2004). Hodnocení bylo provedeno pouze pro naftalen, protože ostatní posuzované látky nebudou výhledově v řece Ostravic přítomny. METODIKA Hodnocení zdravotních rizik bylo provedeno podle metodiky Světové zdravotnické organizace (WHO 1999) a Americké agentury na ochranu životního prostředí (US EPA 1989, 2004). Vyhodnocení vztahu mezi dávkou a odpovědí Referenční hodnotou pro prahový účinek je tzv. referenční dávka (). Použité jsou uvedeny v tab. 1. pro orální expozici byly převzaty z US EPA (2007). pro dermální expozic byly vypočteny podle následujícího vztahu: d o GIAF kde: d Dermální referenční dávka; o Orální referenční dávka (US EPA 2007); GIAF Gastrointestinálníl absorpční faktor (RAIS 2007). Tab. 1: Základní parametry pro kvantifikaci rizika Škodlivina GIAF orální dermální naftalen 0,8 0,02 0,025 Hodnocení expozice Pro kvantitativní hodnocení rizika byly vybrány následující expoziční scénáře, které vycházejí z předpokladu, že podzemní voda vtéká do řeky Ostravice, která bude ve městě Ostrava využívána k rekreačním účelům: dermální kontakt s chemickými látkami v povrchové vodě (řeka Ostravice), náhodné požití chemických látek v povrchové vodě (řeka Ostravice). Hodnocení zdravotních rizik bylo počítáno pro dospělé jedince a děti ve věku 7 až 12 let. V současné době nedochází k migraci naftalenu do řeky Ostravice, takže jeho koncentrace v řece (0,06 μg/l) pochází z jiných zdrojů než z těch, které se nacházejí v posuzované lokalitě. Matematický model predikuje flux podzemní vody s naftalenem do řeky Ostravice za osm let. Předpokládaná koncentrace v řece Ostravici po naředění by měla dosahovat hodnoty 7,2 μg/l. Koncentrace naftalenu v podzemní vodě před naředěním by měla dosahovat hodnoty 50 μg/l (PTÁČEK 2007, ŠVIDERNOCHOVÁ & PTÁČEK 2007). Dermální kontakt s chemickými látkami ve vodě DAD DA SA BW EV AT EF ED 48
DA 2 FA K p C w 6 t Parametry dermální expozice jsou uvedeny v tab. 2. Tab. 2: Parametry dermální expozice Par. Definice [jednotky] Dermální kontakt Dospělí Děti SA Povrch kůže přicházející do kontaktu s 18000/ 11300/ vodou [cm 2 ] 16000 3842 EV Počet případů za den [případy/den] 2 2 EF Frekvence expozice [dny/rok] 12 12 ED Doba trvání expozice [roky] 30 6 BW Tělesná hmotnost [kg] 70 32,9 AT Čas průměrování [dny] 25550 25550 FA Frakce absorbované vody [bezrozměrné] 1 1 t Doba trvání jednoho případu [h/případ] 0,5 1 K p Koeficient prostupnosti kůží [cm/h] 0,047 C w koncentrace chemické současnost 0,00006 látky ve vodě [mg/cm 3 ] výhled 0,00722 Lag čas za případ [h/případ] 0,56 Náhodné požití chemických látek ve vodě Cw IR ET EF ED CDI BW AT Parametry orální expozice jsou uvedeny v tab. 3. Tab. 3: Parametry orální expozice Par. Definice [jednotky] Dermální kontakt Dospělí Děti IR Rychlost příjmu [ml/h] 100 50 ET Doba expozice [h/případ] 0,5 1 EF Frekvence expozice [dny/rok] 12 12 ED Doba trvání expozice [roky] 30 6 BW Tělesná hmotnost [kg] 70 32,9 AT Čas průměrování [dny] 25550 25550 C w koncentrace chemické současnost 0,00006 látky ve vodě [mg/cm 3 ] výhled 0,00722 Charakterizace rizika Za měřítko rizika nekarcinogenního účinku látky pro zdraví člověka se považuje koeficient nebezpečnosti HQ. Koeficient nebezpečnosti lze získat vydělením vypočtené průměrné denní dávky (expozice) referenční dávkou. HQ d DAD d HQ o CDI o kde: HQd HQo DAD CDI d o koeficient nebezpečnosti pro dermální expozici; koeficient nebezpečnosti pro orální expozici; dermálně absorbovaná dávka (mg/kg/den); chronický denní příjem (mg/kg/den); referenční dávka pro dermální expozici (mg/kg/den); referenční dávka pro orální expozici (mg/kg/den) 49
Suma HQ pro jednotlivé expoziční cesty se nazývá hazard index (HI). HI HQ d HQ o Hodnoty HQ << 1 představují zanedbatelné riziko, HQ < 1 nízké riziko, HQ > 1 riziko zvýšené a HQ >> 1 vysoké riziko. VÝSLEDKY Výsledné hodnoty HQ a HI jsou uvedeny v tab. 4. Zdravotní riziko náhodného požití a dermálního kontaktu naftalenu v řece Ostravici lze považovat za zanedbatelné jak pro děti, tak pro dospělé jedince v rámci zvolených expozičních scénářů. Tab. 4: Výsledné hodnoty HQ a HI Škodlivina naftalen Dospělí Děti HQ d HQ o HI HQ d HQ o HI Řeka Ostravice současný stav < 1.10-4 < 1.10-4 < 1.10-4 < 1.10-4 < 1.10-4 < 1.10-4 Řeka Ostravice budoucí stav 3.10-4 4.10-6 3.10-4 1.10-4 2.10-6 1.10-4 DISKUSE V hodnocení je nutné vzít v úvahu následující nejistoty: Vzorky vody byly odebrány v místě, kde Ostravice protéká kolem posuzované lokality, ale plánované místo rekreačních aktivit se bude nacházet ve vzdálenosti cca 1000 m níže po proudu. Matematický výpočet budoucí koncentrace naftalenu v řece Ostravici předpokládá absolutní persistenci škodlivin, žádnou přirozenou degradaci či další atenuační procesy s výjimkou nařeďování. Výsledky tak prezentují prognózu maximálních možných koncentrací škodlivin v řece pro nejnepříznivější, ve skutečnosti nepravděpodobnou alternativu velmi dlouhodobého působení nepersistentních škodlivin při nevyčerpatelné kapacitě zdrojů znečišťování podzemních vod. Reálné koncentrace naftalenu v povrchové vodě po naředění lze proto předpokládat minimálně o jeden až dva řády nižší. Jiné expoziční cesty naftalenu nebyly hodnoceny. ZÁVĚR Bylo zhodnoceno zdravotní riziko kontaminované podzemní vody v lokalitě Vítkovice. Hodnocení bylo založeno na předpokladu, že podzemní voda vtéká do řeky Ostravice, která bude ve městě Ostrava využívána k rekreačním účelům. Vzhledem k výsledkům matematického modelu koncentrací škodlivin v podzemní vodě a řece Ostravici bylo zdravotní riziko vypočítáno pouze pro naftalen. Byly zvoleny dva expoziční scénáře zahrnující náhodné požití a dermální kontakt s naftalenem ve vodě řeky Ostravice. Nekarcinogenní riziko naftalenu bylo charakterizováno pomocí hazard 50
koeficientu. Výsledky ukazují, že zdravotní riziko náhodného požití a dermálního kontaktu naftalenu v řece Ostravici lze v rámci zvolených expozičních scénářů považovat za zanedbatelné jak pro děti, tak pro dospělé jedince. PODĚKOVÁNÍ Tato práce byla finančně podpořena programem INTERREG IIIB CADSES. LITERATURA MAGIC. [on line] 2005. Dostupné z: http://www.magic-cadses.com/ OBROUČKA P. & HAVLÍČEK J. 2004. Humanizace toku řeky Ostravice a navazujících ploch od Karoliny po soutok s Odrou. Urbanictická studie, 20 p. PTÁČEK R. 2007. Příron kontaminace do řeky Ostravice, 2 p. ŠVIDERNOCHOVÁ H. & PTÁČEK R. 2007. Modelový výpočet proudění podzemní vody a transportu konatminace. RAIS. Chemical-specific factors. [on line] 2007 [cit. 2007-12-10] Dostupné z: http://rais.ornl.gov/cgi- bin/tox /TOX_select?select=csf US EPA. Risk assessment guidance for superfund. Volume I. Human health evaluation manual (Part A). [on line] 1989 [cit. 2007-12-10] Dostupné z: http://www.epa.gov/oswer/riskassessment/ragsa/pdf/rags-vol1-pta_complete.pdf US EPA. Naphthalene. [on line] 2000 [cit. 2007-12-10] Dostupné z: http://www.epa.gov/ttn/atw/hlthef/naphthal.html US EPA. Risk assessment guidance for superfund, Volume I: Human health evaluation manual (Part E, Supplemental guidance for dermal risk assessment). Final. [on line]. 2004 [cit. 2007-12-17] Dostupné z: http://www.epa.gov/oswer/riskassessment/ ragse/index.htm US EPA. Risk-based concentration table. [on line] 2007 [cit. 2007-12-10] Dostupné z: http://www.epa.gov/reg3hscd/risk/human/rbc/rbcoct07.xls WHO. Environmental Health Kriteria 210. Principles for the assessment of risks to human health from exposure to chemicals. [on line] 1999 [cit. 2007-12-10] Dostupné z: http://www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc210.htm 51