Η ποσοτική αξιολόγηση του κινδύνου κατά U.S. ΕΡΑ περιλαµβάνει τέσσερα βασικά βήµατα: Συλλογή δεδοµένων από την υπό µελέτη περιοχή και αναγνώριση των

Transcript

1 Εξυγίανση Ρυπασµένων Περιοχών Παγκόσµιο πρόβληµα µε ιδιαίτερα σοβαρές περιβαλλοντικές, κοινωνικές και οικονοµικές διαστάσεις. Στην Ευρώπη υπάρχουν ρυπασµένες τοποθεσίες από προϋπάρχουσες βιοµηχανικές δραστηριότητες, το κόστος εξυγίανσης των οποίων εκτιµάται σε 100 δισ. Euro. Στις Η.Π.Α. εκτιµάται ότι µόνο τα ανενεργά µεταλλεία ανέρχονται σε Επιπλέον, περισσότερα από 50 δισ. tn µεταλλευτικών απορριµµάτων έχουν αποτεθεί σε θέσεις. Το κόστος αποκατάστασης της εγκαταλειµµένης µεταλλευτικής γης υπολογίζεται µεταξύ 33 και 72 δισ. USD. Βασικοί ορισµοί Ως πηγή κινδύνου (hazard) ορίζεται «µια ιδιότητα ή µια κατάσταση που, υπό ορισµένες προϋποθέσεις, µπορεί να προκαλέσει δυσµενείς επιπτώσεις» (Royal Society, 12). Ο όρος κίνδυνος (risk) υπό την ευρεία έννοια χρησιµοποιείται για να δηλώσει την «πιθανότητα πρόκλησης µιας καταστροφής». Στην αξιολόγηση κινδύνου εκφράζει «το συνδυασµό της πιθανότητας ή της συχνότητας εµφάνισης µιας καθορισµένης επικίνδυνης κατάστασης και του µεγέθους των συνεπειών αυτού του συµβάντος» (Royal Society, 12). 1

2 Βασικοί ορισµοί Αξιολόγηση η κινδύνου (Risk Assessment) είναι η διαδικασία εκείνη κατά την οποία εκτιµώνται είτε ποσοτικά είτε ποιοτικά οι κίνδυνοι που απορρέουν από ορισµένες επικίνδυνες διαδικασίες ή καταστάσεις. Η αξιολόγηση κινδύνου πραγµατοποιείται για να εξετάσει τις δυσµενείς επιπτώσεις ενός ή περισσοτέρων παραγόντων στην ανθρώπινη υγεία (Human Health Risk Assessment) και στο οικοσύστηµα (Ecological Risk Assessment). Βασικοί ορισµοί Τα αποτελέσµατα της αξιολόγησης κινδύνου χρησιµοποιούνται εν συνεχεία για µια δεύτερη, διακριτή, φάση, τη διαχείριση του κινδύνου (Risk management), η οποία έχει ως στόχο την αξιολόγηση εναλλακτικών µεθόδων εξυγίανσης και την τελική επιλογή του σχεδίου αντιµετώπισης του προβλήµατος. 2

3 Μέθοδοι αξιολόγησης της επικινδυνότητας µιας τοποθεσίας Με βάση τις προδιαγραφές συγκέντρωσης των ρύπων στα περιβαλλοντικά µέσα έ (αέρα, έ νερό, έδαφος). Με ποιοτική ανάλυση του κινδύνου. Με ηµι-ποσοτική ή ποσοτική ανάλυση του κινδύνου. Ηµι-ποσοτική εκτίµηση κινδύνου Η ηµι-ποσοτική µεθοδολογία ασχολείται µε την αξιολόγηση κινδύνου που απορρέουν για τους ακόλουθους παράγοντες, µε τη βοήθεια ερωτηµατολογίων: - Επιφανειακά νερά - Υπόγεια νερά - Αέρια ρύπανση - Αέρια και ατµούς µ που υπεισέρχονται στις κατασκευές - Προσβολή οικοδοµικών υλικών - Προσβολή χλωρίδας - Ανθρώπινη υγεία 3

4 Ηµι-ποσοτική εκτίµηση κινδύνου Τα ερωτηµατολόγια αποτελούνται από τρία επιµέρους τµήµατα: Τµήµα Α: Πρόκειται ουσιαστικά για την προκαταρκτική δουλειά γραφείου. Από την αξιολόγηση των υφιστάµενων δεδοµένων πραγµατοποιείται µια ποιοτική εκτίµηση της κατάστασης και εξετάζεται το ενδεχόµενο συνέχισης µε λεπτοµερέστερη έρευνα. Ηµι-ποσοτική εκτίµηση κινδύνου Τµήµα Β: Περιλαµβάνει την ποσοτικοποίηση του προβλήµατος. Αφορά στη συγκέντρωση και αξιολόγηση ερευνητικών δεδοµένων, στον καθορισµό της αξιοπιστίας της έρευνας, κ.λπ. Για κάθε µία ερώτηση υπάρχει µια προτεινόµενη βαθµολογία, από την οποία προκύπτει το µέγεθος του προβλήµατος. 4

5 Ηµι-ποσοτική εκτίµηση κινδύνου Τµήµα Γ: Συµπληρώνεται µετά την ολοκλήρωση των έργων εξυγίανσης, ώστε να διαπιστωθεί η συµβολή τους στον περιορισµό του προβλήµατος. Από τη διαφορά της βαθµολογίας των Τµηµάτων Β και Γ εξάγονται, επίσης, συµπεράσµατα από τον εναποµείναντα κίνδυνο. Ποσοτική εκτίµηση Η ποσοτική αξιολόγηση του κινδύνου κατά U.S. ΕΡΑ περιλαµβάνει τέσσερα βασικά βήµατα: Συλλογή δεδοµένων από την υπό µελέτη περιοχή και αναγνώριση των πηγών κινδύνου (Data collection and Hazard evaluation) Εκτίµηση τοξικότητας (σχέση δόσης συγκέντρωσης και αποτελέσµατος) (Toxicity assessment) Εκτίµηση έκθεσης (Exposure Assessment) Χαρακτηρισµός κινδύνου (Risk characterization) 5

6 Συλλογή εδοµένων Συγκέντρωση και αξιολόγηση δεδοµένων για την τοποθεσία Καθορισµός των βασικών ρύπων Εκτίµηση Έκθεσης Ανάλυση της απελευθέρωσης ρύπων Αναγνώριση των εκτιθέµενων πληθυσµών Αναγνώριση των πιθανών οδών µεταφοράς των ρύπων Εκτίµηση των συγκεντρώσεων έκθεσης ανά οδό µεταφοράς Εκτίµηση της προσλαµβανόµενης δόσης ανά οδό µεταφοράς Εκτίµηση Τοξικότητας Συλλογή ποιοτικών και ποσοτικών δεδοµένων για την τοξικότητα των ρύπων Καθορισµός των κατάλληλων τιµών για τις παραµέτρους τοξικότητας Χαρακτηρισµός Κινδύνου Χαρακτηρισµός των ενδεχόµενων επιπτώσεων στην ανθρώπινη υγεία Υπολογισµός του κινδύνου καρκινογενών επιπτώσεων Υπολογισµός του δείκτη κινδύνου µη-καρκινογενών επιπτώσεων Εκτίµηση της αβεβαιότητας Σύνοψη αποτελεσµάτων Συλλογή δεδοµένων και αναγνώριση πηγών κινδύνου Στο στάδιο αυτό συγκεντρώνονται και αναλύονται δδ δεδοµένα του υπό µελέτη χώρου, από περιβαλλοντικά µέσα που έχουν ή που εκτιµάται ότι έχουν ρυπανθεί (επιφανειακά και υπόγεια νερά, εδάφη, κ.λπ.). Ιδιαίτερη έµφαση δίνεται στον εντοπισµό ρυπογόνων ουσιών, οι οποίες µπορούν να προκαλέσουν επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία. Βασικός στόχος είναι η καταρχήν τοποθέτηση και οριοθέτηση του προβλήµατος, καθώς και η συλλογή των απαραίτητων για τα επόµενα στάδια δεδοµένων 6

7 Συλλογή δεδοµένων και αναγνώριση πηγών κινδύνου Συγκεκριµένα πρέπει: Να προσδιορισθούν επακριβώς οι πηγές του κινδύνου (π.χ. το είδος των ουσιών που εµφανίζονται και σε ποιο µέσο - νερό, αέρας, έδαφος - αυτές βρίσκονται). Να αναπτυχθούν διάφορα πιθανά σενάρια σχετικά µε την πιθανότητα να συµβούν συγκεκριµένα γεγονότα (π.χ. διαρροές) αλλά και τη σοβαρότητα των συµβάντων αυτών. Να συλλεχθούν και να αξιολογηθούν δεδοµένα για τον υπό εξέταση χώρο. Εκτίµηση τοξικότητας Η εκτίµηση της τοξικότητας, µε βάση τη σχέση συγκέντρωσης αποτελέσµατος, αποσκοπεί στην ποιοτική και ποσοτική αξιολόγηση διαθέσιµων τοξικολογικών και επιδηµιολογικών δεδοµένων για τις επικίνδυνες ουσίες, που απαντούν στο συγκεκριµένο χώρο, αναφορικά µε την πρόκληση βλαβών στην ανθρώπινη υγεία. Με βάση τη µεθοδολογία της ΕΡΑ, διακρίνονται δύο κατηγορίες επιπτώσεων στην ανθρώπινη υγεία: µη-καρκινογενείς και καρκινογενείς. 7

8 Εκτίµηση τοξικότητας Οι µη-καρκινογενείς επιπτώσεις, γενικά, παρατηρούνται όταν υπάρξει υπέρβαση µιας οριακής τιµής (threshold value). Για την εφαρµογή της µεθοδολογίας αξιολόγησης του κινδύνου, η ΕΡΑ έχει καθορίσει τις τιµές αναφοράς (reference values RfDs), οι οποίες είναι από 10 έως 1000 φορές χαµηλότερες από τις αντίστοιχες οριακές τιµές, ώστε να προσφέρουν σηµαντικό επίπεδο ασφάλειας. Εκτίµηση τοξικότητας Από την U.S. ΕΡΑ, για τις καρκινογόνες ουσίες έχει υιοθετηθεί η πολιτική της µη-οριακής ρ ς τιµής µ (no-threshold value). ηλαδή, γίνεται η παραδοχή ότι η έκθεση σε ουσίες που θεωρούνται καρκινογόνες σχετίζεται µε κίνδυνο καρκινογένεσης ανεξάρτητα από το επίπεδο συγκέντρωσης της ουσίας. Επιπρόσθετα, ο κίνδυνος αυτός θεωρείται αθροιστικός, δηλαδή αυξάνεται όσο η διάρκεια έκθεσης και η συγκέντρωση της ουσίας αυξάνουν. Η U.S. ΕΡΑ έχει καθορίσει τιµές µ γνωστές ως συντελεστές πιθανότητας καρκινογένεσης (Cancer Potency Factors-CPF), βασισµένες σε επιστηµονικά στοιχεία, που παρέχονται από ειδικές βάσεις δεδοµένων (π.χ. U.S. EPA s Integrated Risk Information System - IRIS). 8

9 Εκτίµηση έκθεσης Στόχος της εκτίµησης έκθεσης είναι ο προσδιορισµός της δόσης/συγκέντρωσης / µιας ουσίας στην οποία εκτίθεται ή ενδέχεται να εκτεθεί ο ανθρώπινος οργανισµός. Σε αυτή τη φάση εκτιµώνται η συχνότητα και η διάρκεια της έκθεσης και οι «οδοί» µεταφοράς των επικίνδυνων ουσιών προς τον ανθρώπινο οργανισµό. Σε συνάρτηση µε την οδό µεταφοράς, το περιβαλλοντικό µέσο και τον τρόπο πρόσληψης του ρύπου από τον ανθρώπινο οργανισµό, η U.S. ΕΡΑ παρέχει αντίστοιχες εξισώσεις υπολογισµού του ρυθµού πρόσληψης (έκθεσης). Εκτίµηση έκθεσης Η εκτίµηση της έκθεσης ενός ατόµου σε κάποιον επικίνδυνο ίδ ρύπο λαµβάνει χώρα στα ακόλουθα στάδια: Καθορισµός των οδών µέσω των οποίων λαµβάνει χώρα η έκθεση Καθορισµός του µέσου που µεταφέρει τον ρύπο (νερό, αέρας, έδαφος) Καθορισµός της συγκέντρωσης του ρύπου Καθορισµός του χρόνου, της συχνότητας και της διάρκειας της έκθεσης Καθορισµός του εκτιθέµενου πληθυσµού

10 Χαρακτηρισµός του κινδύνου Ο χαρακτηρισµός του κινδύνου αποσκοπεί στην ποσοτικοποίηση και στον χαρακτηρισµό των ενδεχόµενων καρκινογενών και µη επιπτώσεων στην ανθρώπινη υγεία, για κάθε µία «οδό µεταφοράς». Για τις µη-καρκινογενείς επιπτώσεις η ΕΡΑ έχει καθορίσει αποδεκτό συντελεστή κινδύνου ίσο µε 1, ενώ για τις καρκινογενείς επιπτώσεις, ο αποδεκτός κίνδυνος είναι ίσος µε 10-6 (πιθανότητα εκδήλωσης 1 συµβάντος στο ). 000) Εφόσον η υπολογιζόµενη τιµή κινδύνου υπερβαίνει τις ως άνω τιµές, τότε υπάρχουν ενδείξεις ότι πιθανώς θα παρουσιαστούν επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία από την ύπαρξη των επικίνδυνων ουσιών στον υπό µελέτη χώρο. 10

11 Χαρακτηρισµός του κινδύνου Η ποσοτικοποίηση της πρόσληψης ενός ρύπου, λαµβάνει χώρα µε την µορφή ρ εξίσωσης, για κάθε ρύπο και κάθε οδό πρόσληψης ξεχωριστά. Οι υπολογισµοί βασίζονται σε έναν αριθµό περιβαλλοντικών παραγόντων (µεταβλητών) αλλά και παραγόντων ανθρώπινης φυσιολογίας και µορφολογίας. Οι περιβαλλοντικές µεταβλητές αφορούν στην συγκέντρωση του ρύπου, σε µέγεθος σωµατιδίων κ.ο.κ. Οι παράγοντες φυσιολογίας µπορεί να αφορούν στην βιοδιαθεσιµότητα των ρύπων καθώς και σε ιδιότητες προσρόφησης αυτών, ενώ οι µορφολογικοί σε σωµατικό βάρος ή σε επιφάνεια ανθρώπινου σώµατος. Εξισώσεις εκτίµησης (i) Για καρκινογόνες επιπτώσεις από την εισπνοή: µg C URF 1000 mg EF ED (1 ) Risk = PEF AT 365 C: η συγκέντρωση της ουσίας στο έδαφος (mg/kg) URF: Συντ. κινδύνου µέσω εισπνοής (µg/m 3 ) -1 που εξαρτάται από το είδος της ουσίας EF: Συχνότητα έκθεσης (µέρες / έτος) = 250 ED: ιάρκεια έκθεσης (έτη) = 25 PEF: Συντ. εκποµπής σωµατιδίου (m 3 /kg) = 1,32 x 10 ΑΤ: Μέσος χρόνος έκθεσης (έτη) = 70 11

12 Εξισώσεις εκτίµησης (ii) Για καρκινογόνες επιπτώσεις από την εισπνοή (υπολογισµός του κινδύνου από την απευθείας σχέση µε βάση τη µεθοδολογία της IRIS): Risk = URF x C C: η µέση συγκέντρωση του ρύπου στον εισπνεόµενο αέρα (µg/m 3 ) URF: Συντελεστής κινδύνου µέσω εισπνοής (µg/m 3 ) -1 που εξαρτάται από το είδος της ουσίας Εξισώσεις εκτίµησης (iii) Για µη-καρκινογόνες επιπτώσεις από την εισπνοή: C x EF x ED x ( 1 ) HQ = PEF RfC x AT x 365 d/yr ΗQ: Κίνδυνος C: Συγκέντρωση της ουσίας στο έδαφος (mg/kg) EF: Συχνότητα έκθεσης (µέρες / έτος) = 250 ED: ιάρκεια έκθεσης (έτη) = 25 RfC: Συγκέντρωση αναφοράς για εισπνοή (mg/m 3 ) που εξαρτάται από το είδος της ουσίας PEF: Συντ. εκποµπής σωµατιδίου (m 3 /kg) = 1,32 x 10 ΑΤ: Μέσος Χρόνος έκθεσης (έτη) = 30 12

13 Εξισώσεις εκτίµησης (iv) Για µη-καρκινογόνες επιπτώσεις από την εισπνοή: Nocancer HQ = CDI /RfD = [(C x IR x ED) / (BW x AT x 1000 µg/mg)]/ RfD CDI: χρόνια µέση ηµερήσια δόση (mg/kg-day) RfD: Χρόνια όση Αναφοράς (mg/kg-day) C: Μέση συγκέντρωση του ρύπου στον αέρα (µg/m 3 ) IR: Ρυθµός πρόσληψης (m 3 /ηµέρα) = 20 ED: ιάρκεια της έκθεσης (σε ηµέρες) = 25 έτη ή 125 ηµέρες BW: Σωµατικό Βάρος (Kg) = 70 ΑΤ: Μέση διάρκεια έκθεσης (σε ηµέρες) = 30 έτη ή 1050 ηµέρες Εξισώσεις εκτίµησης (v) Για καρκινογόνες επιπτώσεις από την κατάποση: 6 kg mg SF C 10 EF ED IR Risk = BW AT 365 days year SF: Στοµατικός συντελεστής κλίσης (mg/kg-day) -1 που εξαρτάται από το είδος της ουσίας C: Συγκέντρωση της ουσίας στο έδαφος (mg/kg) EF: Συχνότητα έκθεσης - µέρες έ / έτος =250 ED: ιάρκεια έκθεσης (έτη) = 25 IR: Ρυθµός κατάποσης εδάφους (mg/ηµέρα) = 50 BW: το σωµατικό Βάρος (Kg) = 70 ΑΤ: Μέση διάρκεια έκθεσης = 70 έτη soil 13

14 Εξισώσεις εκτίµησης (vi) Για µη-καρκινογόνες επιπτώσεις από την κατάποση: 6 kg mg C 10 EF ED IR HQ = RfD BW AT 365 soil days year RfD: Χρόνια όση Αναφοράς (mg/kg-day) που εξαρτάται από το είδος της ουσίας C: η συγκέντρωση της ουσίας στο έδαφος (mg/kg) EF: Συχνότητα έκθεσης - µέρες έ / έτος =250 ED: ιάρκεια έκθεσης (έτη) = 25 IR: Ρυθµός κατάποσης εδάφους (mg/ηµέρα) = 50 BW: το σωµατικό Βάρος (Kg) = 70 ΑΤ: Μέση διάρκεια έκθεσης = 30 έτη Αξιολόγηση των ορίων µε τους τύπους της εκτίµησης κινδύνου Από την ΕΡΑ αναφέρεται ότι «Ιδανικά, τέτοιοι στόχοι (εξυγίανσης) ξ ί θα πρέπει να ικανοποιούν τόσο τις σχετικές νοµοθετικές απαιτήσεις, όσο και τον αποδεκτό κίνδυνο για την ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον». Για λόγους συγκριτικούς παρατίθεται ο υπολογισµός του κινδύνου για κατάποση και για εισπνοή για έξι στοιχεία, χρησιµοποιώντας ως συγκέντρωση στις εξισώσεις τα σχετικά όρια της νοµοθεσίας της Ολλανδίας, της Γερµανίας και του Ηνωµένου Βασιλείου (προδιαγραφές της ICRL). 14

15 Αξιολόγηση κινδύνου ανά στοιχείο για καρκινογενείς επιπτώσεις (εισπνοή) - Προδιαγραφές ICRL As Cd Cr Mn Ni Zn C ** URF 4,3E-03 1,8E-03 1,2E-02 ** 2,4E-04 ** EF ED PEF 1,32E+0 1,32E+0 1,32E+0 1,32E+0 AT Risk 3,2E-08 5,0E-0 2,2E-06-3,1E-0 - Αξιολόγηση κινδύνου ανά στοιχείο για καρκινογενείς επιπτώσεις (εισπνοή) Ολλανδικές προδιαγραφές As Cd Cr Mn Ni Zn C ** URF 4,3E-03 1,8E-03 1,2E-02 ** 2,4E-04 ** EF ED PEF 1,32E+0 1,32E+0 1,32E+0 1,32E+0 AT Risk 4,0E-08 6,7E-0 1,8E-06-2,2E-08-15

16 Αξιολόγηση κινδύνου ανά στοιχείο για καρκινογενείς επιπτώσεις (εισπνοή) Γερµανικές προδιαγραφές As Cd Cr Mn Ni Zn C ** 00 ** URF 4,3E-03 1,8E-03 1,2E-02 ** 2,4E-04 ** EF ED PEF 1,32E+0 1,32E+0 1,32E+0 1,32E+0 AT Risk 1,1E-07 2,0E-08 2,2E-06-4,0E-08 - Αξιολόγηση κινδύνου ανά στοιχείο για καρκινογενείς επιπτώσεις (κατάποση) ICRL προδιαγραφές As Cd Cr Mn Ni Zn C ** SF 1,5E+00 ** ** ** ** ** EF 250 ED 25 IRsoil 50 BW 70 AT 70 Risk 1,0E

17 Αξιολόγηση κινδύνου ανά στοιχείο για καρκινογενείς επιπτώσεις (κατάποση) Ολλανδικές προδιαγραφές As Cd Cr Mn Ni Zn C ** SF 1,5E+00 ** ** ** ** ** EF 250 ED 25 IRsoil 50 BW 70 AT 70 Risk 1,3E Αξιολόγηση κινδύνου ανά στοιχείο για καρκινογενείς επιπτώσεις (κατάποση) Γερµανικές προδιαγραφές As Cd Cr Mn Ni Zn C ** SF 1,5E+00 ** ** ** ** ** EF 250 ED 25 IRsoil 50 BW 70 AT 70 Risk 3,7E

18 Αξιολόγηση κινδύνου ανά στοιχείο για µη-καρκινογενείς επιπτώσεις (κατάποση) - Προδιαγραφές ICRL As Cd Cr Mn Ni Zn C ** RfD 3,0E-04 1,0E-03 5,0E-03 4,7E-02 2,0E-02 3,0E-01 EF ED IRsoil BW AT HQ 0,0544 0,0061 0,0815-0,0014 0,0004 Αξιολόγηση κινδύνου ανά στοιχείο για µη-καρκινογενείς επιπτώσεις (κατάποση) Ολλανδικές προδιαγραφές As Cd Cr Mn Ni Zn C ** RfD 3,0E-04 1,0E-03 5,0E-03 4,7E-02 2,0E-02 3,0E-01 EF ED IRsoil BW AT HQ 0,068 0,008 0,065-0,010 0,004 18

19 Αξιολόγηση κινδύνου ανά στοιχείο για µη-καρκινογενείς επιπτώσεις (κατάποση) Γερµανικές προδιαγραφές As Cd Cr Mn Ni Zn C ** 00 ** RfD 3,0E-04 1,0E-03 5,0E-03 4,7E-02 2,0E-02 3,0E-01 EF ED IRsoil BW AT HQ 0,1 0,02 0,08-0,02 - Αξιολόγηση των ορίων µε τους τύπους της εκτίµησης κινδύνου Από τα παραπάνω γίνεται εµφανές ότι µε εξαίρεση την περίπτωση του χρωµίου για τις καρκινογόνες επιπτώσεις από την εισπνοή και την περίπτωση του αρσενικού για τις καρκινογόνες επιπτώσεις από την κατάποση, τα όρια είναι ιδιαίτερα συντηρητικά. Για τις καρκινογενείς επιπτώσεις διαµέσου της εισπνοής, κυµαίνονται σε 10 έως 1000 φορές χαµηλότερα όρια, από αυτά που θα έδιναν οριακό κίνδυνο (δηλαδή τιµή Risk=10-6 ). Ακόµη αυστηρότερα, µε βάση τον υπολογιζόµενο κίνδυνο, ίδ χαρακτηρίζονται τα όρια για την περίπτωση αξιολόγησης κινδύνου για τις µη-καρκινογενείς επιπτώσεις από κατάποση εδάφους, αφού παρουσιάζουν τιµές κινδύνου έως και 2500 φορές χαµηλότερες από την ενδεικνυόµενη (δηλαδή τιµή HQ=1). 1