STRATEGICKY PLAN A ENVIRONMENTALNY MANAZMENT INDEXNY SYSTEM POROVNAVANIA TOXICKYCH LATOK ZNECISTUJUCICH OVZDUSIE, KTORY VYCHADZA Z ICH POTENCIALNEHO DOPADU NA ZIVOTNE PROSTREDIEGregory C.Pratt1, Paul E.Gerbec1, Sherryl K.Livingston1, Fardin Oliaei1, George L. Bollweg1, Sally Paterson2, and Donald Mackay2 1. Oddelenie kvality ovzdusia, Agentura pre kontrolu znecistenia, Minnesota, 520 Lafayette Road, St.Paul. MN 55155 2. Institut environmentalnych studii, Univerzity of Toronto, Toronto, Ontario M5S 1A4, Kanada (Obdrzane v Nemecku 16.marca 1993, prijate 20.juna 1993) Abstrakt Na zaklade potreby vypracovania postupu pre hodnotenie potencialneho dopadu na zivotne prostredie tych chemikalii, ktore su emitovanych do ovzdusia, autori vyvinuli metodu na porovnavanie toxickych emisii do ovzdusia. V metode, ktora sa nazyva Indexny System,je zahrnuta informacia o environmentalnom osude a toxicite (pre cloveka a ine druhy) chemickych latok, ktore su emitovane do ovzdusia. System nepredpoveda, ci sa prejavi ucinok, ale porovnava chemicke latky z hladiska ich potencialnej rizikovosti. Indexny System priclenuje numericke hodnoty substanciam podla potencialu rizikovosti jednotlivych substancii na prirodne prostredie, po ich emisii do ovzdusia. Numericka hodnota je vyslednicou kvocientu, v ktorom modelovo stanovena potencialna expozicia, na zaklade standardizovaneho scenara, je rozdelena podla toxicity na cloveka resp. ine organizmy, pre vsetky jednotlive sposoby absorbcii. Tato studia popisuje Indexny system chemikalii, jeho pouzitelnost ako nastroja na hodnotenie potencia lnych environmentalnych vplyvov toxickych emisii do ovzdusia. Do dnesneho dna Minnesotska agentura pre kontrolu znecistenia pouzila Indexny system pre viac nez 187 substancii. Uvod V r.1990 20.361 ustanovizni v USA uvadzalo emisie 268 toxickych chemikalii do ovzdusia v mnozstve, ktore dosahovalo jeden bilion kilogramov (Inventar toxickych chemikalii uvolnenych do ovzdusia v r. 199O, podla casti 313 zakona USA o planovani stavu ohrozenia/nebezpecenstva a o prave spolocnosti na informacie, Cast/kapitola III zmien a doplnkov k zakonu o Superfonde z r. 1986). Napriek velkosti tohto poctu/cisla je to iba ciastocny zoznam, lebo mnohe kategorie zdrojov, male zdoje a mobilne zd roje ako napr. automobil, nie su zahrnute. Hoci sa my- ludia zbavujeme tychto toxickych subsancii v ovzdusi, je k dispozicii velmi malo informacii,ktore by sa tykali bud toxikologickeho resp. environmentalneho osudu, na posudenie environmentalneho vplyvu vacsiny tychto substancii po ich emisii. Tento nedostatok informacii hovori v prospech potreby zlepsit metody hodnotenia dopadu uvolnenych toxickych latok na zivotne prostredie. Otazku environmentalneho dopadu mozno rozdelit do dvoch kategorii: environmentalny osud a toxicita. Environmentalny osud substancie zavisi od jej fyzikalnej a chemickej charakteristiky a su v nom zahrnute fenomeny ako transport, vytrvalost, rozdelenie do jednotlivych kompartmentov prostredia a bioakumulacia. Toxicita je sklon substancie posobit adverznym ucinkom na zdravie ludskeho resp. ineho organizmu. Ucinok na zdravie organizmov, okrem ludskeho organizmu, niekedy nazyvany ekologicka toxici ta, je casto chapany oddelene a je mu davana mensia dolezitost nez ucinkom na zdravie ludi. Indexny system je prispevkom autorov k rieseniu problematiky potreby metody hodnotenia environmentalneho osudu, vplyvu toxicity na ludsky organizmus a ekologickych dopadov toxickych emisii do ovzdusia. Indexny system hodnoti a porovnava environmentalny osud a potencial toxicity ( z hladiska ludskeho organizmu a zivotneho prostredia) chemickych latok emitovanych do ovzdusia v state Minnesota, hoci metodu je mozne uplatnit aj na inych miestach. Indexny system vyuziva vysledky modelu prchavosti III. stupna, ktory vyvinuli Mackay a Paterson (1992), v kombinacii s dostupnymi udajmi o vplyve toxicity na zdravie ludi ako aj o ekologickej toxicite , na derivaciu relativneho indexneho cisla pre kazdu hodnotenu chemikaliu. Model prchavosti M-3 predpoveda pohyb a stabilny stav distribucie (environmentalny osud) chemickych latok do prostredia. Informacie o zdravi ludi ako aj o ekologickej toxicite su ziskane z existujucich databaz.Tento postup hodnotenia, kombinaciou informacii o toxicite a environmentalnom osude, umoznuje tvorenie poradia/zoznamu potencialneho environmentalneho dopadu chemikalii vypustanych do ovzdusia. Je dolezite si vsimnut/poznamenat, ze kvalita udajov o environmentalnom osude ako aj o toxicite,nie je prevsetky chemikalie rovnaka. Z dovodu nedostotocnych udajov, jedna chemikalia moze byt uvedena v Indexnom systeme na vyssom, resp. nizsom mieste nez ina chemikalia. Ine systemy (napr. MIDNR,1987; Bicknell,1992; Verhaar et al 1991) tvorby zoznamov chemickych latok pouzivaju lubovolne priradeny pocet bodov (napr. 6 bodov pre nizku hodnotu LC50 alebo 3 body pre vysoku hodnotu KOW).System, ktory je v tomto prispevku popisany je ovela rigorznejsi v tom, ze spracovava udaje zmysluplnym sposobom tak, ze skutocne vypocitava koncentracie v jednotlivych typoch prostredia, identifikuje sposoby vystavenia vplyvu a determinuje potencialne riziko. Metodologia I. VSTUPY DO SYSTEMU A. Model prchavosti Znecistujuca latka, ktora je emitovana do ovzdusia,sa pohybuje rovnako ako vzdusne prudy, co do vacsej ci mensej miery zavisi od jej fyzikalneho stavu, moze sa fyzikalne ci chemicky transformovat a moze sa ulozit v pode, vegetacii alebo vodnom povrchu, kde moze dojst k jej dalsiemu pohybu a/alebo modifikacii. V zavislosti od jej vlastnosti moze sa znecistujuca latka naakumulovat v tom ktorom kompartmente prostredia , vratane akumulacie v zivych organizmoch. Teraz su k dispozicii modely, ako na pr. model prchavosti, ktore nam umoznuju predpovedat environmentalny osud substancie, takze k tomu, aby sme determinovali pohyb toxickych substancii v prostredi, nemusime s nim experimentovat. "Prchavost" mozno povazovat za "unikovu tendenciu" chemickej substancie z "fazy" alebo "kompartmentu" prostredia. Ma jednotky tlaku a mozno ju priradit/priclenit ku koncentracii.Modely prchavosti vyuzivaju vlastnosti znecistujucej latky a podmienky, ktore existuju v ramci rozlicnych kompartmentov prostredia (t.j. ovzdusie, povrchova voda, vodna biota a pod.) na vypocitanie mnozstva znecistujucej latky, ktora sa bude pohybovat z jedneho kompartmentu do druheho. 1. Vypocet I. stupna prchavosti Pojem/koncepcia prchavosti a rovnice, ktore sa pouzivaju pri vypocitavani environmentalneho osudu, vychadzajuce z uvedeho pojmu/koncepcie, popisal Mackay a spolupracovnici (Mackay a Patterson, 1981; Clark et al,1988; Paterson et al, 1992). Pristup modelu prchavosti mozno rozclenit do troch rovin. I.stupen vypoctu prchavosti popisuje rovnake clenenie daneho mnozstva chemikalie medzi kompartmenty prostredia. Napriklad, ak sa 1 000 kilogramov chemikalie dostane do prostredia, I.stupen modelu prch avosti predpoveda, ake mnozstvo sa bude nachadzat v kazdom jednotlivom kompartmente prostredia. Vypocet I.stupna postupuje tak, ze odpocitava termodynamicke deliace paramentre, nazyvane kapacita prchavosti (resp. hodnoty Z) pre organicke chemicke latky v kazdom jednotlivom kompartmente prostredia. K informaciam, ktore sa vypoctom ziskaju patri: koncentacia, mnozstvo a rozdelenie v jednotlivych kompartmentoch prostredia. Tato informacia je dolezita z hladiska idikovania relativnych koncentracii ako aj z hladiska mozneho/ych kompartmentu/ov prostredia, v ktorom /ych dochadza k akumulacii. 2. Vypocet II.stupna prchavosti Vypocet II.stupna prchavosti simuluje situaciu, v ktorej je chemikalia neustale vypustana do mnohych kompartmntov prostredia a dosahuje ustaleny stav a rovnovazne podmienky, za ktorych hodnota/pomer vstupov a vystupov je rovnaka. Na dovazok k rovnovahe medzi jednotlivymi kompartmentami prostredia v I.stupni, vypocet II.stupna berie tiez do uvahy reakciu vo vnutri a advekciu z ovzdusia a vody. Pozorovane udaje o hodnote rozpadu (polcas zivotnosti)su potrebne pre vypocet II.stupna. Casto sa tieto hodnoty menia v zavislosti od doby a miesta a mali by sa opatrne pouzivat, pretoze nemusia mat siroku platnost. Konstatny hodnoty rozpadu sa pouzivaju na vypocet reakcnych hodnot (D hodnot) pre kazdy kompartment prostredia, tak ako to popisuje Mackay (1991). Advekcia nebola zaradana do modelovania prchavosti v Indexnom systeme. Dovodom bolo to, ze sa predpokladalo, ze vzduch, ktory sa dostaval do statu mal rovnake koncentracie znecistujucich latok ako ten existujuci v state a tym dochadzalo k zruseniu advektivneho stavu. Tento predpoklad nam dalej umoznuje zvazovat dopad vsetkych emisii do ovzdusia v state Minnesota, na prostredie v danom state, bez toho aby sme museli brat do uvahy mnozstva emisii, ktore sa dostavaju odinakial resp. emisie z Minn esoty, ktore opustaju stat. Co sa tyka vody, predpoklad rovnakych koncentracii vo vode, ktora priteka (precipitacia) a vode, ktora odteka, nema taku platnost ako je to v pripade ovzdusia. Avsak,pri posudzovani vsetkych emisii v ramci celeho statu Minnesota, advektivna voda nebola brana do uvahy. 3. Vypocet III.stupna prchavosti III.stupen (resp. stabilny stav) modelu prchavosti (Mackay a Paterson, 1992) bol pouzity na vykon vypoctov pohybu a distribucie znecistujucich latok v Minnesote, pre ucely Indexneho systemu.Modelova verzia pouzivana v tejto studii pozostava z 5.280 riadkov pocitacoveho kodu BASIC, vhodneho pre uzivanie osobnym pocitacom. Graf 1 uvadza schematicky diagram pre vypocet III.stupna modelovej rovnovahy pre benzen. obr.: Model prchavosti - III. stupen (benzen)...vid. manual Zatial co vypocty pre I. a II. stupen predpokladaju rovnovahu jednotlivych kompartmentov prostredia, vypocet III. stupna vychadza z toho, ze predpoklad rovnovahy je prilis zjednoduseny. Modelove vyjadrenia III.stupna su spracovane pre mieru presunov medzi jednotlivymi kompartmentami prostredia, ku ktorym dochadza na zaklade roznych difuznych a nedifuznych procesov, tak ako to popisuje Mackay et al. (1992). Vchadza sa z vyberu parametrov presunov, ktore sa potom pouzivaju na vypocet hodnot pres unov medzi jednotlivymi kompartmentami prostredia (hodnoty D). K styrom objemovym kompartmentom (ovzdusie, voda, poda, a sediment), ktore boli brane do uvahy v modeloch pre I.a II. stupen,model pre III.stupen v sebe zahrna 11 subparametrov (vzduch ako celok, vzdusne castice,voda ako celok, vodne castice, vodna biota, podny vzduch, podna voda, pevne casti v pode, sedimentna porova voda , sedimentne pevne casti, a suchozemska vegetacia povrchu). K pristupu k III.stupnu patri vypocet "hlavnej fazy" kapacity prchavosti (hodnoty Z) pre uvedene hlavne kompartmenty prostredia, pricom ku kazdemu z nich patri podiel z disperznych faz (subkompartmenty) v ramci jednotlivych kompartmentov. Teda, ovzdusie sa posudzuje ako zmes vzduch- aerosol; voda ako voda plus suspendovane castice a ryby; poda ako pevne latky, vzduch a voda a sediment ako pevne latky a porova voda. Dovodom, preco sa tato komplikacia uvadza je, ze znacna cast presunov chemikalii medzi jednotlivymi kompartmentami sa vyskytuje spolu s pohybmi subkompartmentov,resp. v ramci subkompartmentov. Podro bnejsi rozbor modelu prchavosti III. stupna presahuje ramec tejto studie , ale mozno ho najst v Mackay (1991) a Mackay et al.(1992). Jedinym rozdielom medzi popisom modelu prchavosti, tak ako je popisany v Mackay et al (1992) a modelom prchavosti, ktory je popisovany v tejto studii je priclenenie dalsieho kompartmentu prostredia - suchozemska vegetacia.Predpoklada sa, ze tento kompartment je rovnovazny s kompartmentom ovzdusia a koncentracie pre suchozemsku vegetaciu sa vypocitavaju ako produkt vzdusnej prchavosti a kapacity vegetacnej prchavosti (hodnota Z). Emisie kazdej znecistujucej latky boli modelovane analogicky, t.j. 10 kg/h z kazdej chemikalie bolo emitovanych do ovzdusia.Potom boli vypocitavane nasledne pohyby medzi jednotlivymi kompartmentami, degradacia, akumulacia a ine fenomeny. Kedze rovnaky pomer emisie - 10kg za hodinu - bol pouzity pre kazdu znecistujucu latku, vysledne koncentracie nemozu reprezentovat skutocne koncentracie, ktore sa mozu vyskytnut. Naopak, cielom modelovych predpokladov je poskytnut metodu na porovnavanie relati vnej koncentracie kazdej znecistujucej latky v kazdom kompartmente prostredia. Model umoznuje, aby sa znecistujuca latka uplne zmiesala v ramci jedneho kompartmentu prostredia a teda, neberu sa do uvahy "horuce miesta", ktore sa mozu vyskytnut nedaleko industrialnych zdrojov. Rozsah/rozmer jednotlivych kompartmentov (Tabulka 1), mnozstvo dazda, rychlost sucheho usadzovania,mnozstvo usadeneho sedimentu a resuspenzie,mnozstvo odplavenin a hodnoty inych komponentov v modely boli vyberane tak, aby reprezentovali stat Minnesota (Mackay a Paterson,1992). III.stupen modelu prchavosti vyzaduje vstupne udaje o chemickej substancii, ktora ma nasledovne vlastnosti:
Udaje o tychto vlastnostiach boli vybrane z prac uvedenych v sekundarnej literature (vratane CCOHS,1992; Howard,1989; Howard et al.,1991; Lide 1991; Mackay et al.1992; USEPA,1979). Tabulka 1: Velkosti/rozmery environmentalnych kompartmentov, pouzitych v modelovani prchavosti ...vid. manual 4. Prchavost a akvivalencia Modelovanie prchavosti nie je vhodne pre kovy a mnohe anorganicke substancie, pretoze pre tieto substancie nie su zname rozdelovacie koeficienty vzduch-voda, ani tlaky pary. Z tohto dovodu bol pre kovy uplatneny alternativny pristup, ktory pouzival kriterium "akvivalencie", alebo ekvivalentnej rozpustenej koncentracie vo vode (Mackay a Diamond, 1989). Rovnaka rovnica koncentracia/prchavost/prchavost-kapacita bola pouzita, okrem toho, ze prchavost (f) sa deli konstantou Henrho zakona (H,Pa.m3.mol-1), ktora sa nazyva akvivalenciou (f.H-1). Kapacita prchavosti (hodnota Z) sa nasobi H, co sa nazyva "akvivalencnou kapacitou" (Z.H) Pre potreby Indexneho systemu, pri modelovani akvivalencie boli pouzivane rovnake rozmery kompartmentov, rovnake velkosti emisii, a rovnice presunov a transformacii ako pri modelovani prchavosti. Avsak pre akvivalencny model boli potrebne vstupne udaje, ktore pozostavali z empirickych pozorovani rozdelovacich koeficientov v ramci environmentalnych kompartmentov. Bola prestudovana zakladna literatura,na ziskanie rozdelovacich koeficientov pre kovy, avsak udaje na generovanie rozdelovacich koeficientov pre vzduch/vodu zvycajne neboli v literature dostupne. V pripadoch, kde chybali udaje na generovanie rozdelovacich koeficientov voda/vzduch, kovy boli najprv modelovane za pouzitia modelu prchavosti. Bol pouzivany standardizovany tlak pary 10-10 Pascala,takze kovy existovali prevazne v aerosolovom stadiu a model prchavosti umoznil vypocet rozdelovacieho koeficientu pre vodu/vzduch. Pri tvorbe akvivalencneho modelu sa tieto vypocitane rozdelovacie koeficienty pouzivali ako doplnok k rozdelova cim koeficientom, odvodenym z literatury. Anorganicke zluceniny, akou je napr. kriteriova znecistujuca latka kyslicnik siricity, taktiez nie je mozne priamo doplnit do modelu prchavosti. Pre tieto substancie kompartment, na ktory sme sa zamerali, bol limitovany na kompartment ovzdusia. Kedze koncentracia v kompartmente ovzdusia je determinovana v ramci modelu prchavosti prevazne takymi vlastnostami ako tlak pary a rozpustnost, bolo mozne odhadnut koncentracie niektorych anorganickych substancii v ovzdusi pomocou modelu prchavosti. Podla tychto predpokladov anorganicke substancie su emitovane do kompartmentu ovzdusia, degraduju vhladom na polcas rozpadu danej substancie a su odstranene z ovzdusia difuziou,rozpustanim, ako aj mokrym a suchym usadzovanim. Dalsi pohyb anorganickych substancii medzi jednotlivymi kompartmentami nebol brany do uvahy a v Indexnom systeme sa uvadzali iba koncentracie v ovzdusi. Nikto sa nepokusil predpovedat koncentracie anorganickych substancii v inom kompartmente, nez ovzdusie. Casticove latky s priemerom mensim nez desat mikrometrov (PM10) a azbest boli tiez zahrnute do Indexneho systemu. Na odhad koncentracii tychto substancii v ovzdusi bol pouzity zjednoduseny pristup. Do vzdusneho kompartmentu bolo emitovanych 10 kilogramov za hodinu. Predpokladal sa vyskyt mokreho a sucheho uadzovania, pricom ich rozsah/velkost by bola konzistentna s modelovanim akvivalencie pre kovy a bola vypocitana koncentracia v ovzdusi. Do uvahy boli brane len koncentracie tychto latok v ov zdusi. 5. Analyza senzitivity Bola vykonana seria analyz senzitivity na stanovenie vplyvov zmien pre kazdu zo vstupnych premennych. Dve taketo analyzy su prezentovane v Grafe 2. V Grafe 2a bol pouzity metanol ako testovacia substancia. Vsetky ostatne vstupne premenne boli udrziavane v konstatnom stave, len tlak pary sa menil od 10-7 na 1011 Pascala. Tak ako to ukazuje graf, koncentracia v ovzdusi sa vyrazne zvysuje medzi 10-3 a 104 Pascala, hoci koncentracie v inych kompartmentoch sa zacinaju znizovat ked tlak pary prevysu je 104 Pascala. V Grafe 2b polcas rozpadu benzenu v kompartmente ovzdusia sa menil v rozmedzi od 1 do 1010 hodiny. Zmena v polcase rozpadu v dolnej hranici rozmedzia mala relativne velky vplyv na predpokladanu koncentraciu vo vsetkych kompartmentoch. Na druhej strane, velka zmena v polcase rozpadu na hornej hranici rozmedzia mala maly vplyv. 6. Vysledky modelovania environmentalneho osudu v Indexnom systeme Modely prchavosti a akvivalencie mali tu vlastnost, ze mohli predpovedat mnozstva znecistujucich latok v roznych objemoch koncentracie v 4 kompartmentoch ako celkoch a 11 subkompartmentoch. Koncentracie v mikrogramoch na gram (ug.g-1) predpokladane v kompartmentoch: ovzdusie, voda, poda, ako aj v subkompartmentoch vodnej a suchozemskej bioty, boli uvedene v Indexnom systeme. Dovodom pre pouzitie koncentracii v tychto kompartmentoch v Indexnom systeme je, ze toxicitu je mozne priamo prenasat pr ostrednictvom jedneho z uvedenych kompartmentov, ale zvycajne sa prenasa nepriamo prostrednictvom inych (sub)kompartmentov. Graf 2: Grafy vysledkov analyzy senzitivity pre model prchavosti. V Grafe 2a tlak pary metanolu sa menil od 10-7 do 1011 Pascala. Koncentracia znecistujucej latky v piatich (sub)kompart-mentoch sa uvadza (v logaritmickych jednotkach) ako funkcia tlaku pary (tiez v logaritmickych jednotkach). V Grafe 2b sa polcas rozpadu benzenu v kompartmente ovzdusia menil od 1 do 1011 hodiny ..vid. manual.
B. Indikatory toxicity na ludsky organizmus 1. Referencne koncentracie (RfC) RfC su koncentracie chemickych latok v ovzdusi, vyjadrene v miligramoch chemickej latky na kubicky meter okoliteho ovzdusia (mg.m3).Ich ucelom je aproximovat expoziciu nad, resp. pod ktorou nie su pravdepodobne ziadne adverzne vplyvy nerakovinoveho typu na zdravie , ani len pre senzitivnych ludi, ktori su cely zivot vystaveni tymto vplyvom. RfC sa zistuju v dvoch USEPA databazach, IRIS 2 a HEAST. IRIS2 - Integrovany system informacii o rizikovosti (USEPA,1992 a,b,c) bol zostaveny a spravovany USEPA a je najnovsou modifikaciou databazy IRIS, povodne vyvinutou USEPA v r.1985. IRIS2 v sucasnosti obsahuje sumarnu informaciu o rizikovosti viac nez 600 chemickych a fyzikalnych cinitelov. Tabulky HEAST - Sumarne tabulky hodnotenia vplyvu na zdravie, kazdorocne zverejnuje a stvrtrocne dopna o nove udaje USEPA Uradom pre environmentalne kriteria a hodnotenie. Tieto tabulky poskytuju pisomne sumare informacii USEPA o hodnoteni rizikovosti. Metody derivacii hodnot su pre HEAST a IRIS2 rovnake (USEPA,1989,1992a,1992b). Hlavnym rozdielom medzi tymito dvoma je stupen preverovania: zoznamy uvedene v IRIS2 boli preverovane v ramci celeho systemu USEPA a su to konsenzualne hodnoty, zati al co tie, ktoru su uvedene v HEAST neboli extenzivne preverovane. RfC su definovane ako odhady kontinualnej expozicie vdychovane ludskou populaciou (vratane senzitivnych podskupin), ktore pravdepodobne nemozu viest k zjavnemu riziku ze sposobia skodlive/zhubne ucinky na cely zivot. Neurcitost/nejasnost v pribliznom stanoveni velkosti/rozsahu spociva jednak v tom, ze informacie o vplyve toxicity na zvierata boli extrapolovane na ludi, ako aj dostupnostou epi demiologickych informacii a vseobecnou dostupnostou a kvalitou udajov. RcF derivuju pracovne skupiny U SEPA (USEPA,1989). Vo vacsine pripadov sa numericka hodnota RfC staanovuje podla:
(NOAEL alebo LOAEL)HEC
RfC = -------------------------------------
(UF x MF)
pricom:
NOAEL = stupen nuloveho adverzneho ucinku; NOAELs su experimentalne determinovane mnozstva, u ktorych neboli ziadne statisticky alebo biologicky signifikantne indikacie toxickych vplyvov, ktore boli skumane. LOAEL = najnizsi pozorovany stupen adverzneho ucinku. LOAELs su najnizsie stupne expozicie pre ktore bol vykazany statisticky alebo biologicky signifikantny narast vo frekvencii alebo sile adverznych ucinkov medzi exponovanou skupinou v porovnani s kontrolnou skupinou. HEC = ekvivalent koncentracie pre ludi. HECs su faktory, pouzivane na prisposobenie pozorovanych stupnov vplyvov na zivicichy (NOAEL alebo LOAEL) na odhad koncentracie, ktora by bola ekvivalentnou expoziciou pre ludi, beruc do uvahy anatomicku a fyziologicku rozdielnost medzi zvieratom a clovekom. UF = faktor neurcitosti/nejasnosti MF = modifikujuci faktor Udaje o NOAELs a LOEALs sa stanovuju na zaklade udajov vo vedeckej literature, z nich sa vychadza pri derivacii RfC. Pokyny pre vyber experimentalnych studii, ktore su vhodne na ziskanie LOEAL a NOEAL su uvedene v USEPA (1989). Nedostupnost takychto studii je zvycajne limitujucim faktorom pri derivovani RfC, pretoze NOAEL a LOAEL neboli stanovene pre vacsinu chemikalii pouzivanych v predaji. Ked je mozne identifikovat NOAEL alebo LOAEL, faktory neurcitosti/nejasnosti (UF) a modifikujuce faktory (MF) sa potom pouzivaju pri derivovani RfC. Tieto faktory sa pouzivaju za ucelom objasnenia rozdielov medzi podmienkami v experimente, ktorym boli generovane NOAEL alebo LOAEL a podmienkami expozicie, ktore existuju v "realnom svete" ludskych populacii, ktore ma RcF chranit. UF a MF, ktore modifikuju NOEAL alebo LOEAL su definovane (USEPA,1989) nasledovne: CLOVEK V POROVANI SO SENZITIVNYM CLOVEKOM - pouziva faktor 10nasobku, pri extrapolacii z validnych experimentalnych vysledkov zo studii, ktore pouzivali predzenu expoziciu na priemerne zdravych ludi. Ulohou tohto faktora je zohladnit rozdielnost v sezitivite medzi jednotlivymi clenmi ludskej populacie. ZIVOCICHY V POROVNANI S CLOVEKOM - pouziva sa dalsi faktor 10nasobku pri extrapolacii z validnych studii na experimentalnych zvieratach, ak vysledky studii exponovania ludi nie su k dispozicii alebo nie su dostatocne. Ulohou tohto faktora je zohladnit neurcitost/nejasnost pri extrapolovani udajov o zivocichoch na pripad priemerne zdravych ludi. SUBCHRONICKE V POROVNANI S CHRONICKYM - pouziva dalsi faktor az do 10nasobku- pri extrapolovani nizsich nez chronickych vysledkov na experimentalnych zvieratach alebo ludoch ak neexistuju pouzitelne dlhodobe udaje o ludoch. Ulohou tohto faktoru je zohladnit neurcitost/nejasnost pri extrapolovani z nizsich nez chronickych NOAEL na chronicke NOAEL. LOAEL V POROVNANI S NOAEL - pouziva dalsi faktor az do 10-nasobku pri derivovani RfC z LOAEL, namiesto NOAEL. Ulohou tohto faktoru je zohladnit nejasnost/neurcitost pri extrapolovani z LOAEL na NOAEL. NEKOMPLETNA DATABAZA V POROVNANI S KOMPLETNOU - pouziva faktor az do 10nasobku pri extrapolovani z validnych vysledkov na experimentalnych zvieratach, ked su vysledky "nekompletne". Ulohou tohto faktora je zohladnit, ze nie je mozne na zaklade jednej jedinej studie na zivocichoch uplne pokryt vsetky mozne adverzne vplyvy na ludi. MF- rozsah/velkost MF zavisi od profesionalneho hodnotenia vedeckych nejasnosti v studii a databaze, ktore neboli explicitne vyjadrene, ako napr. pocet testovanych zivocich ov. Modifikujuci faktor sa determinuje na zaklade profesionalnej uvahy, zvycajne nie je nizsi nez 10. Nedostatocna hodnota pre MF je 1. Rovnica pre vypocet RfC, uvedena v predchadzajucej casti, predpoklada, ze NOAEL alebo LOAEL boli stanovene z chronickych (celozivotnych) expozicii.Casto su k dispozicii len udaje z kratkodobej, prerusovanej expozicie. Tieto udaje sa niekedy pouzivaju na zistenie RfC modifikovanim NOAEL alebo LOAEL s pouzitim faktora casoveho prisposobenia. Ulohou faktora casoveho prisposobenia je prisposobit NOAEL alebo LOAEL z kratkodobej (subchronickej) expozicie na kontinualnu expoziciu. V takych pripadoch sa prisposobeny NOAEL sa stanovuje podla: NOAEL[ADJ] = E x D x W pricom: E = experimentalny stupen expozicie (mg.m3) D = pocet hodin expozicie denne/24 hodin a W = pocet dni expozicie za tyzden/7 dni. Pre kriteriove znecistujuce latky uvedene v Indexnom systeme (napr. CO, olovo, NO2, PM10 a SO2) boli pouzite NAAQS Narodne normy kvality okoliteho ovzdusia - namiesto RfC. 2. Referencne mnozstva (RfDs) RfDs su derivovane sposobom, ktory je takmer identicky s vyssie popisanou metodou derivovania RfCs. Hlavny rozdiel medzi uvedymi dvoma indikatormi je v tom, ze RfC sa vztahuje na expoziciu pri vdychovani, zatial co RfD sa vztahuje na expoziciu uzivanim potravy (pri jedeni alebo piti). RfD sa definuje ako odhad dennej expozicie ludskej populacie (vratane senzitivnych podskupin), ktory pravdepodobne nemoze viest k riziku ze sposobi skodlive ucinky na cely zivot.Reprezentuje hodnotenie ohrozeni z dravia nerakovinneho typu, ktore rezultuju z expozicie chemickym alebo fyzikalnym cinitelom v uzivanej potrave. Je vyjedreny v miligramoch chemickej expozicie na kilogram zivej vahy na den (mg.kg-1. den-1). Tak ako je to odovodnene v sprievodnom dokumente 1 k IRIS2 (USEPA,1992a), RfD sa vypocitava podla:
NOAEL
RfD = -----------------
UF x MF
pricom:
RfD = oralna referencna davka NOAEFL = stupen nuloveho adverzneho ucinku UF = faktor neurcitosti/nejasnosti; MF = modifikujuci faktor. Skratky NOAEL,UF a MF su definovane rovnako ako je uvedene pre RfC, okrem faktora pre nekompletnu databazu, ktory je kombinovany s MF. V skratke, tieto faktory su: 10x - extrapolacia z cloveka na senzitivneho cloveka 10x - extrapolacia z udajov o zivocichoch na ludi 10x - extrapolacia zo subchronickej expozicie na chronicku 10x - extrapolacia z LOAEL na NOAEL 1 - 10x - modifikujuci faktor, ku ktoremu patria aj ine nejasnosti v databaze, ktore inde nie su explicitne uvedene (napr. pocet testovanych druhov). Indexny system berie RfD tak z IRIS2 ako aj HEAST. 3. Odhad rizikovosti vdychovanej jednotky a faktor smernice krivky prijmu potravy Indexny system vyuziva tiez informacie z databazy USEPA IRIS2, tykajucich sa rizikovosti chemickych substancii pre vznik rakoviny. Odhad rizika vdychovanej jednotky (UR) sa definuje ako odhod moznosti, ze clovek ochorie na rakovinu nasledkom neustalnej expozicie koncentracie jedneho mikrogramu chemikalie na kubicky meter ovzdusia (ug.m3). Faktor smernice krivky prijimania potravy (SF), ktory sa taktiez nazyva aj "mocnost/mohutnost smernice krivky" popisuje riziko ochorenia na rakovinu na jedn otku davky. SF su uvedene v IRIS2 ako rizika rakoviny pre miligram chemikalie na kilogram zivej vahy na den. Uplny popis postupu pri tvorbe odhadov rizikovych jednotiek a faktorov smernice krivky je nad ramec tejto studie, ale mozno ho najst v USEPA (1992b). Tak UR ako aj SF umoznuju komparaciu mocnosti/mohutnosti roznych chemikalii sposobit rakovinu: cim vyssia hodnota, tym vacsia mocnost chemikalie. V Indexnom systeme su UR a SF matematicky spracovane tak aby udavali mnozstvo, ktore vedie k riziku vzniku rakoviny v pomere 1:100 000 (10-5). 4. Hranicne limitne hodnoty (TLV) Ak nie su k dispozicii udaje IRIS, HEAST alebo o ekologickej toxicite, Indexny system vychadza z TLV delene 100 ako indikator toxicity.TLV su koncentracie substancii v ovzdusi, ktorym - podla mienky Americkej konferencie vladnych priemyselnych hygienikov (ACGIH - organizacia, ktora stanovuje/urcuje TLV) su opakovane denno-denne vystavovani snad takmer vsetci robotnici bez adverznych ucinkov na zdravie. TLV sa tykaju vystavenia chemikaliam v ovzdusi v mieste pracoviska a netykaju sa sirokej ver ejnosti. TLV sa vztahuju na zdravych dospelych pracujucich, 8 hodin denne, 5 pracovnych dni v tyzdni a beru do uvahy dobu na zotavenie (t.j.tych 16 hodin denne, ktore nie su stravene na pracovisku). V protiklade k tomu, vystavenie sirokej verejnosti moze byt kontinualne a moze sa vztahovat na mladych, starych a chorych ludi. LTV neberie do uvahy iny typ vystavenia chemikalii nez vdychovanim.TLV vychadzaju z nedefinovanej "priemyselnej praxe/skusenosti", nie su zalozene na konzistentnej baze a postup derivovania sa nepredklada na diskusiu alebo revidovanie/upravu. Aby sa predislo nespravnemu pouzitiu, ACGIH upozornuje, ze TLV "nepredstavuju presne definovane hranice medzi bezpecnymi a nebezpecnymi koncentraciami, takisto nepredstavuju relativny index toxicity" (ACGIH,1990). ACGIH takisto tvrdi, ze je nevhodne/nespravne pouzivat TLV na hodnotenie kontinualnej expozicie alebo problemov znecistenia ovzdusia v komunite. Napriem tymto obmedzeniam a upozorneniam, prinajmensom dvadsat statov a progra mov miestnej kontroly znecistenia ovzdusia pouzivaju TLV vydelene faktorom nejasnosti/neurcitosti pre stanovenie emisii do ovzdusia alebo regulatornych limitov (NCAS,1986; Myers,1992).Velkost faktora nejasnosti /neurcitosti je subjektivna a jeho ulohou jeurcit rozdiely mezi vystavenim na pracovisku a vystavenim ostatnej komunity. Jednym z dovodov pre pouzivanie pristupu, ktoreho zakladom je TLV, je potreba urcit existujucu, potencialna rizikovu expoziciu ked chybaju rigorozne derivovane limity expozicie, ktore by vychadzali zo zdravotneho stavu. Inym dovodom je, ze prekazky, tykajuce sa casu a zdrojov nemusia umoznit derivovanie takehoto limitu. Tretim dovodom je, ze aj za predpokladu existencie adekvatneho casu a zdrojov, pre vacsinu chemikalii doteraz nie su dostupne informacie potrebne pre derivovanie limitov, vycha dzajucich zo zdravotneho stavu. Hodnotove uvaha je sucastou pri rozhodovani, ci pouzivat nedokonale informacie v pripade, ked potencialna skoda moze vzniknut nasledkom uplatnenia alternativy "nerobit nic". Za stavu, ked nie su dostupne informacie v preferovanych databazach (IRIS,HEAST, alebo ekologickej toxity), pouzivanie TLV vydelenej 100 poskytuje indikaciu toxickeho potencialu chemikalie, co je ovela preventivnejsie, nez alternativa "nerobit nic". C. Indikatory ekologickej toxicity pre vodne a suchozemske organizmy Historicky, predpisy tykajuce sa toxicity ovzdusia sa predovsetkym zameriavali na zdravie ludi a rizika, ktore predstavovali pre najblizsie okolie zdroja emisii. Takyto pristup ignoruje fakt, ze dlhodoby rozsiahly prenos znecistujucich latok v ovzdusi moze vyznamnou mierou ovplyvnit zdravie ludi a prostredie a ze expozicia a akumulacia toxickych latok v ovzdusi prostrednictvom potravinoveho retazca moze predstavovat vacsie riziko nez vdychovanie.Naviac, ludia nemusia byt najsenzitivnejsimi dru hmi na akumulaciu toxickych latok prostrednictvom retazca potravin ziskavanych z vody.Cicavce ziviace sa rybami a vtaky mozu byt ovela viac ohrozene, pretoze tie su prevazne odkazane na ryby, ktore tvoria vacsiu cast ich potravy, nez je tomu u ludi. Prikladom je vplyv znecistenia sposobeny ortutou na alky (MPCA,1992),norky, vydry (Wobeser et al.,1976a,b),vsetky su odkazane na ryby, ktoru su zakladnym zdrojom ich potravy. Za niekolko poslednych rokov USEPA dava stale vacsi doraz na stanovenie ekologickych dopadov znecistenia antropogenezy. Dve z desiatich hlavnych doporuceni USEPA na ochranu zivotneho prostredia (USEPA, 1990) sa tykaju environmentalnych dopadov latok znecistujucich ovzdusie: EPA by mala venovat rovnaku dolezitost znizovaniu ekologickych rizik,ako venuje znizovaniu rizik ohrozenia ludskeho zdravia. EPA by mala vyvinut lepsie metody na hodnotenie prirodnych zdrojov a vo svojich ekonomickych analyzach vysvetlovat dlhodobe environmentalne vplyvy. USEPA vyvinula metodu na vypocet kriteria zivota vo vode a publikovala pocetne kriteria vypocitane na zaklade tejto metody (USEPA,1986). Kriteria USEPA nemaju zakonny ucinok ale su k dispozicii pre ine vyuzitie, napr. pre ich zakomponovanie do statnych noriem kvality vody. Niekolko statov pouzilo kriteria USEPA ako podklad pre statne normy. Napriklad, Agentura pre kontrolu znecistenia v Minnesota (MPCA) prevzala od USEPA kriterium pre vypocet zivota vo vode pre 28 substancii, ktore nadobudli u cinnost statnych noriem (Minn. Normy, c.7050) a zaroven prevzala od USEPA narodnu metodu ako zaklad pre vypocet dodatocneho/dalsieho kriteria zivota vo vode. Normy zivota vo vode v state Minnesota ( ako aj kriteria, ktore doteraz este neboli zakomponovane do noriem) su stanovene tak, aby chranili senzitivne organizmy vo vodnom spolocenstve pred priamymi vplyvmi toxickych chemikalii. Tym, ze sa chrani vodne spolocenstvo, chrania sa aj uzivatelia vodnej komunity, ako napr. ludia a volne zijuce zivocichy, ktore sa zivia vodnymi organizmami. Normy zivota vo vode, platne v state Minnesota, vychadzaju z troch faktorov: 1. z hladiska toxicity: su urcene na ochranu zdraveho a roznorodeho vodneho spolocenstva pred priamymi vplyvmi toxickych chemikalii; 2. z hladiska ludskeho zdravia: ryby a voda, urcene na spotrebu pre ludi, ma byt bez kontaminantov a nepripustnych prichuti a voni; 3. z hladiska zivocichov, ktore ziju vo volnej prirode a zivia sa rybami: nekontaminovane ryby a ine vodne organizmy, ktorymi sa zivia volne zijuce zivocichy; Dva z uvedenych troch faktorov beru do uvahy ekologicke ucinky a su pouzite v Indexnom systeme. Kriteria, ktore vychadzaju z toxicity, rovnako ako aj hladisko zivocichov, ktore ziju vo volnej prirode a zivia sa rybami, su pouzite v Indexnom systeme ako indikatory ekologickej toxicity. 1. Indikatory toxicity zivota vo vode Kriteria zivota vo vode, vychadzajuce z toxicity, boli vytvorene v MPCA na zabezpecenie toho aby povrchove vody statu "boli takej kvality, ktora bude vyhovovat zivotu vo vode a vodne spolocenstvo nebude vazne poskodene alebo ohrozene; zostava druhov nesmie byt, z hladiska materialneho, zmenena a nesmu byt kladene prekazky/zabrany zvysovaniu resp. znizovaniu stavu ryb ci inej bioty, ktora sa za normalnych okolnosti vyskytuje" (Minn. Normy c. 7050.0220). Niektore kriteria nadobudli ucinnost statnych predpisov. Kriteria/predpisy, tykajuce sa zivota vo vode, ktore vychadzaju z toxicity mozno nazvat: Chronicke kriterium/predpisy, Maximalne kriteria/predpisy alebo Konecne akutne hodnoty. Chronicke kriterium/predpis je najvyssia koncentracia znecistujucej latky, ktorej vodne zivocichy mozu byt vystavene bez casoveho obmedzenia, bez toxicity. Chronicke kriteria/ predpisy sustreduju v Indexnom systeme indikatory zivota vo vode, vychadzajuce z toxicity. MPCA pripravila sprievodny dokument (MPCA, 1 990), v ktorom je detailne uvedene derivovanie kriteria zivota vo vode a technicke odovodnenie metod vybranych pri vypocte uvedeneho kriteria. 2. Indikatory toxicity pre zivocichov, ktore ziju vo volnej prirode a ktore sa zivia rybami Indikatory toxicity pre zivocichov, ktore ziju vo volnej prirode a ktore sa zivia rybami, tak ako sa pouzivaju v Indexnom systeme, su derivovane z postupu publikovaneho v Predpisoch o kvalite vody v state Minnesota (Predpisy, c.7050). Rovnica kriteria v uvedenom postupe berie do uvahy expoziciu a toxicitu pre cicavce a vtaky, zijuce vo volnej prirode,ktore sa zivia rybami. Cielom daneho kriteria je ochrana vsetkych druhov a populacii, zijucich vo volnej prirode, vratane tych najsenzitivnejsich. Avsak, ulohou uvedeneho kriteria nie je chranit senzitivnych jedincov/jednotlivcov v ramci vsetkych populacii volne zijucich zivocichov. Kriteria pre volne zijuce zivocichy, ziviace sa rybami sa vypocitavaju pomocou nasledovneho vzorca (Predpisy v Min., cast 7050.0218, podcast 11):
NOAEL x BWt x SSF
PWC = ---------------------------------
DW + (F x BAF)
pricom:
PWC = kriterium volne zijucich zivocichov ziviacich sa rybami (mg . L-1); NOAEL = nepozorovany ziadny stupen adverzneho ucinku (mg.kgBWt-1.den-1); BWt = ziva vaha testovaneho zivocicha (kg); SSF = faktor senzitivity daneho druhu ; DW = mnozstvo vody, ktore testovany zivocich spotrebuje (L.den-1); F = mnozstvo potravy, ktore testovany zivocich spotrebuje (kg.den-1); a BAF = faktor bioakumulacie (L. kg-1). NOAEL je odvodeny zo studii vplyvov toxickych substancii na volne zijuce druhy a je analogicky k NOAEL, pouzivanemu pre RfD pre ludskeho jedinca. Komponent expozicie v rovnici pozostava zo zivej vahy (BWt), mnozstva uzitkovej vody (DW) a mnozstva spotreby potravy (F) u testovaneho zivocicha. Expozicia po cely zivot sa stanovuje na zaklade predpokladu. Ak sa informacie tykajuce sa mnozstva uzitkovej vody a spotreby potravy neuvadzaju v povodnej studii, uzivaju sa genericke mnozstva pre testovane zivocichy. Faktor senzitivity pre dany druh (SSF) umoznuje prisposobenie kriteria, vychadzajuc zo senzitivity testovaneho zivocicha relativne k ostatnym volne zijucim druhom. SSF sa moze pohybovat v rozmedzi 0.1 a 1.0. SSF pre senzitivneho testovaneho zivocicha je 1.0, takym prikladom je norok, ktory je velmi senzitivny na pritomnost PCB v potrave. Pre nesenzitivneho zivocicha by hodnota SSF bola 0.1. Bioakumulacia odraza prijem substancie vodnymi organizmami, ktore su roznymi formami vystavene substancii, ako napr. vo vode a potrave, ktore sa vyskytuju v prirode. Faktory bioakumulacie (BAF) su konstanty proporcionality, ktore uvadzaju do vztahu koncentraciu substancie vo vodnych zivocichov s koncentraciou v okolitej vode:
Cff
BAF = -----------
Cwf
pricom:
Cff = koncentracia chemikalie v rybach v terene; Cwf = koncentracia chemikalie vo vode v terene. Iniciativa Velkych Jazier (GLI) uvazuje o modifikacii metody kriteria volne zijucich zivocichov, ziviacich sa rybami, ktora by viedla k niektorym vylepseniam vyssie popisanej metody. Ak bude modifikacia prijata, tato nova GLI metoda by mohla byt inkorporovana do Indexneho systemu. II. INDEXNY SYSTEM Cielom Indexneho systemu je porovnavat chemikalie vypustane do ovzdusia z hladiska ich tendencie byt pre prostredie rizikovymi. Aby toto bolo dosiahnute, informacie o environmentalnom spravani sa chemikalie ako aj o jej toxicite sa kombinuju ako pomer potencialnej expozicie k toxicite. Tento pomer je indexom:
potencialna expozicia
Index = --------------------------------- = potencial rizikovosti
toxicita
Model prchavosti, popisany v casti I.A metodologickej casti
tejto studie, ovplyvnuje cinitel v zlomku indexu (potencialna
expozicia) tym, ze udava odhad potencialnej koncentracie
chemikalie v specifickych environmentalnych kompartmentoch po
tom, co do ovzdusia bolo vypustene standardizovane mnozstvo
chemikalie. Uvedene udaje, tykajuce sa prijimania potravy
a vdychovania, stanovene na zaklade predpokladov, potencialne
koncentracie, su konvertovane na potencialnu expoziciu.
Indikatory toxicity pre cloveka a pre prostredie, ktore su uvedene v castiach I.B. a I.C. metodologickej casti, predstavuju toxicitu uvedenu v menovateli zlomku indexu. Toxicita sa objavuje v menovateli, lebo vysoka hodnota u indikatora toxicity, akym je RfC, indikuje nizku toxicitu a plati to,samozrejme, aj opacne. Indikatory toxicity pre cloveka davaju mieru kvantity chemikalie, ktora je potrebna na to, aby ovplyvnila jeho zdravie. Ak potencialna expozicia je mala, v porovnani s uvedenym in dikatorom toxicity, potencialne riziko je nizke, indexna hodnota bude mala a chemikalia, pravdepodobne, bude v Indexnom systeme uvedena nizsie nez ostatne chemikalie. Na druhej strane, ak je potencialna expozicia rovnako velka resp. vacsia nez indikator toxicity pre cloveka, emitovana chemikalia sa umiestni na vyssom mieste a bude predstavovat vacsie riziko. Tabulka 2 uvadza priklad siestich substancii, ktore mozno najst na stranke "na sirku", ktory sluzi na vypocet v Indexnom systeme. Stpce od C po G, vztahujuce sa na modely prchavosti (alebo aquivalencie), su odhadmi chemickych koncentracii v piatich (sub)kompartmentoch. V stpcoch od H po L su koncentracie chemikalii konvertovane na standardny denny prijem u ludi a berie sa logaritmus, uvadzajuci jednotky grafickeho vyhodnotenia (mg.kg-1.den-1).Pri tychto konverziach sa naraba s typickymi pred pokladami, tykajucimi sa vdychovaneho mnozstva (20.m3.den-1), mnozstvo uzitej vody (2L.den-1), mnozstvo uzitej pody (0.2g.den-1), mnozstvo uzitej listnatej vegetacie (2.2 g.den-1), spotrebovane mnozstvo ryb (30 g .den-1) a vaha ludskeho tela (70kg). V stpcoch M az Q v tabulke 2 su uvedene uz popisane indikatory toxicity pre cloveka. V stpcoch R az V su tieto indikatory toxicity pre cloveka konvertovane na davky, pricom boli pouzite standardne predpoklady vymenovane v predchadzajucom odseku, a znova bola pouzita logaritmicka transformacia na uvedenie jednotliek grafickeho vyhodnotenia (mg.kg-1.den-1). Indikatory toxicity, vychadzajuce z rizika sposobenia rakoviny, su stanovene na stupen, ekvivalentny 10-5 riziku. V stpcoch W po AG su informacie modelovania prchavosti/ akvivalencie (potencialna expozicia) kombinovane s informaciami o zdravi cloveka (toxicita), pricom potencialna expozicia je vydelena toxicitou (t.j. subtraktivne logaritmy).Kedze tak v citateli ako aj v menovateli sa uvadzaju rovnake jednotky (mg.kg-1.den-1), vysledny kvocient je nedimenzionalny. Specificke environmentalne kompartmenty sa kombinuju s indikatormi toxicity. Napriklad, v stpci W sa prijem vzduchu vdychovanim sa deli vdych ovanim RfC. Nemalo by ziaden zmysel kombinovat prijem vdychovanim s prijmom potravy RfD, takze toto sa nerobi. V stpcoch AH a AI su uvedene udaje o ekologickej toxicite a v stpcoch AJ a AK su tieto udaje skombinovane s informaciami z modelovania prchavosti/akvivalencie. Kombinacie sa robia priamo, pricom koncentracie vo vode su odhadovane, vychadzajuc z modelu prchavosti/akvivalencie, bez toho, aby boli konvertovane na davky zodpovedajuce pre cloveka. V stlpci AL su vybrane maximalne hodnoty z ktorehokolvek stpca od W po AG alebo od AJ po AK. Teda, to znamena, ze najvyssi rizikovy potencial z ktorejkolvek kombinacie (scenara) je vybrany na to, aby reprezentoval potecial rizikovosti pre kazdu substanciu. V stpci AM su hodnoty zo stlpcov AL zoradene tak, ze k najnizsej hodnote v stlpci AM je priradena hodnota 0.0 (logaritmus 1.0) a rovnakym sposobom su stanovene hodnoty pre vsetky ostatne substancie. Vysledne hodnoty v stpci AM sa pohybuju v rozmedzi od 0.0 pre celkovy obsah chromu az po 21.09 pre dioxiny, alebo, inymi slovami, potencial rizikovosti sa pohybuje v rozmedzi 21 roznych stupnov velkosti. Stpec AN udava konecnu indexnu hodnotu pre kazdu substanciu (uz nie v alogoritmickych jednotkach) a stpec A0 uvadza bazu pre indexnu hodnotu, t.j. kombinacia indikatora environmentalny kompartment/toxicita , udavajuca najvyssi kvocient. Tabulka 3 uvadza zoznam substancii indexovanych MPCAA, indexnu hodnotu pre kazdu substanciu a bazu pre indexnu hodnotu. Rozbor vysledkov Indexneho systemu a jeho pouzitia Je dolezite si uvedomit, ze Indexny system nepredpoveda skutocne/realne koncentracie predpokladaneho vyskytu v prostredi. Modelovanie environmentalneho osudu (prchavost/akvivalencia) bralo do uvahy standardnu emisiu desiatich kilogramov za hodinu do vzdusneho kompartmentu. Toto mnozstvo je u niektorych substancii ovela vacsie,nez ich skutocne emisie, a u niektorych substancii zas ovela mensie. Z tohto dovodu, vysledky modelovania nereprezentuju skutocne koncentracie znecistujucich latok, tak a ko ich mozno ocakavat. Takisto, sa na indexne vysledky nemozno pozerat tak, ze by mohli indikovat, ci dojde k nejakym vplyvom.Vyznam/Hodnota Indexneho systemu je v tom, ze komparuje chemikalie, aby bolo viditelne, ktore z nich sa ukazuju ako rizikovejsie a kde v prostredi sa toto riziko s najvacsou pravdepodobnostou objavi/prejavi. Vychadzajuc zo sucasnej urovne vedomosti v danej oblasti, povazujeme modelovanie prchavosti/akvivalencie u organickych substancii za ovela spolahlivejsie nez modelovanieprchavosti/akvivalencie u anorganickych substancii ci kovov. Vychadzajuc zo sucasnych potrieb a absencie lepsich udajov, pri hodnoteni sme postupovali podla najlepsieho dostupneho postupu pri hodnoteni. Nesporne, zlepsenia pre buducnost su opodstatnene a my nepochybujeme o tom, ze k nim dojde. Nase hodnotenie environmentalneho osudu kovov je obzvlast obmedzovane faktom, ze hoci kovy su trvanlive/neodstranitelne, u niektorych sa prejavuje tendencia k tvorbe inych foriem. Sucasne modely nie su schopne simulovat komplikovanost procesu tejto tvorby. Zaklad nasho modelu tvori uplna koncentracia kovov a nebrali sme do uvahy tvorbu novych foriem. V sucasnosti hodnotime modely pre novotvorene formy ortute a inych kovov, ktore podla nasho ocakavania budu v buducnosti inkorporovane do Indexneho systemu. Dalsim nedostatkom nasej metody je, ze sme sa nepokusili zohladnit procesy ako okyslovanie, sposobene anorganickou (rovnako, do istej miery, aj organickou) aciditou, ktoru do prostredia vniesli niektore znecistujuce latky. SO2 je dobrym prikladom. Nasim indikatorom pre SO2 je US NAAQS. Ukladanie kyslych sulfatov, derivovanych z emisii SO2 nie je brane do uvahy. Hoci sme porovnali environmentalne dopady jednotlivych substancii s odlisnymi vlastnostami (t.j. organicke, anorganicke a kovy), metody na hodnotenie environmentalneho osudu substancii z tychto rozlicnych kategorii nie su tak porovnatelne, ako by bolo zelatelne. Modelovanie environmentalneho osudu by sa v buducnosti malo snazit zlepsit porovnatelnost metod pouzivanych pre rozlicne triedy substancii. Tabulka 3 uvadza konecne indexove hodnoty 183 substancii, ktore indexoval MPCA. Tieto indexove hodnoty sa pohybuju v rozmedzi 21 roznych stupnov velkosti, od totalneho chromu 1.0 (100) az po dioxin 1021.09. Pri vacsine pripadov sa ukazuje, ze poradie jednotlivej substancie zodpoveda vseobecne prijimanemu nazoru na environmentalnu rizikovost danej substancie. A predsa, vyskytuju sa iste jednotlive substancie, ktore ako by sa vymykali z toho ramca. Uvedene nezrovnalosti mozno zvycajne odovodnit dodrziavanim bazy indexu. V tychto pripadoch dostupny indikator toxicity moze byt adekvatnym na charakterizovanie environmentalnych dopadov substancie. Prikladom je totalny chrom. Vseobecne sa chrom povazuje za rizikovu substanciu, obzvlast v hexavalentnej forme. Hexavalentny chrom sa v Indexnom systeme nachadza na poprednom mieste (1015.63), ale totalny chrom je v Indexnom systeme uvedeny na poslednom mieste zo vsetkych do dnesneho dna indexovanych substancii. Takyto vysledok vyplyva z faktu, ze jedinym dostupnym indikatorom toxicity pre totalny chrom je TLV (0.5mg.m-3). Takto pouzity indikator toxicity vedie k nazoru, ze totalny chrom nie je potencialne rizikovy. Inym prikladom je kyselina sirova, ktora je uvedena v systeme takmer na konci skaly s indexnou hodnotou 107.1. Substancia, ktora sa na nu viaze - SO2 - je umiestnena ovela vyssie, s hodnotou 1010.11. Na prvy pohlad by sa mohlo zdat, ze kyselina sirova nie je na spravnom mieste. Avsak, atmosfericka doba zivotnosti kyseliny sirovej je kratsia, nez u SO2 a nadovazok, indikator toxicity kyseliny sirovej (TLV = 1.0 mg.m-3) je viac nez o jeden rad nizsi, co sa tyka ostrosti/stiplavosti, v porovnani s indikatorom toxicity pre SO2 (NAAQS = 0.08mg.m-3). Hoci pre SO2 je k dispozicii TLV (5.2 mg.m-3), RfC hodnota nie je k dispozicii pre kyselinu sirovu. Povedane v skratke, niektore zo zjavnych nezrovnalosti v konecnych indexnych hodnotach maju svoj povod v nedostatocnosti dostupnych udajov. Napriek mnohym tymto tazkostiam pri zostavovani Indexneho systemu, jeho uzitocnost a potencialne vyuzitie su mnohopocetne. MPCA pouziva vysledky z Indexneho systemu pri tvorbe nariadeni tykajucich sa toxickych latok v ovzdusi, ako aj pri stanovovani vlastnych programovych cielov. Indexny system bude napomocny pri:
Na koniec, Indexny system ponuka metodu na komparovanie potencialnych environmentalnych dopadov toxickych substancii emitovanych do ovzdusia. Uvedeny system nepredpoveda skutocne/realne koncentracie alebo toxicitu, ale namiesto toho, ponuka komparaciu, alebo poradie substancii podla ich potencialov posobit v prostredi rizikovo. System tiez indikuje, kde v prostredi (t.j. v ktorom environmentalnom kompartmente) je najpravdepodovnejsie, ze substancia bude mat skodlive ucinky. System je uzitocny pre tych, ktori su zaangazovani v stanovovani priorit, ako aj z inych dovodov, pre tych, ktori su zaangazovani vo vyvoji, vyrobe a regulovani toxickych znecistujucich latok. Tabulka 2: Indexny system Tento subor vybranych substancii z Indexneho systemu je rozcleneny na mnozstvo riadkov a stlpcov. Vo formate "na sirku" su uvedene vypocty, ktore suvisia s Indexnym systemom. V mnohych z uvedenych vypoctov sa pouzivaju logaritmicke konverzie.Predpokladane koncentracie, vychadzajuc z modelu prchavosti, sa pre niektore vypocty pouzivaju priamo a su konvertovane na vdychovane/potravou prijimane mnozstva potrebne pre ine vypocty. Udaje su konverovane na porovnatelne jednotky a velkosti potencialov rizikovosti su vypocitane tak, ze kombinuju prislusny environmentalny osud s udajmi o toxicite. A na zaver, pre kazdu substanciu je vyselektovana indexnahodnota - kombinacia, ktora dosiahla najvyssi pomer. ...vid. manual Tabulka 3: Vysledky indexneho systemu Hodnoty indexov z tabulky, stpce A, B, AM, a Ao su dane pre substancie indexovane podla MPCA. Substancie su zotriedene podla hodnoty svojho indexu. Na ilustraciu su uvedene aj kovy a anorganicke latky, avsak pre tieto latky vysledky modelovania prchavosti nie su velmi dobre porovnatelne. ...vid. manual
Navrat na publikaciu
|