G:\Materiały dla studentów\NDS\NDS.DOC

Kryteria, sposób ustalania i interpretacja najwyższych dopuszczalnych stężeń (NDS)
w powietrzu stanowisk pracy

Głównym celem dopuszczalnych poziomów czynników szkodliwych powinno być utrzymanie optymalnego stanu fizycznego, umysłowego i społecznego populacji pracującej.

„Dopuszczalny poziom narażenia” wg definicji Międzynarodowej Organizacji Pracy oraz Światowej Organizacji Zdrowia to:

normatyw higieniczny ustalony na poziomie uznanym za bezpieczny, wyrażony jako stężenie ze zdefiniowanym czasem uśrednienia.

Dopuszczalne poziomy narażenia są podstawowym czynnikiem ochrony zdrowia pracowników.

Niebezpieczny czynnik występujący w procesie pracy - czynnik, którego oddziaływanie na pracującego prowadzi lub może prowadzić do urazu.

Szkodliwy czynnik występujący w procesie pracy - czynnik, którego oddziaływanie na pracującego prowadzi lub może prowadzić do schorzenia.

W zależności od poziomu oddziaływania lub innych warunków czynnik szkodliwy może stać się niebezpiecznym.

Normatyw higieniczny - prawnie ustanowiona średnia wartość stężenia czynnika szkodliwego dla zdrowia w powietrzu środowiska pracy, która nie powinna być przekroczona w okresie, którego dotyczy. Długość trwania okresu oraz sposób obliczania średniej (arytmetyczna, geometryczna, ważona) określono w definicjach poszczególnych typów normatywów higienicznych.

Rodzaje normatywów higienicznych:

- najwyższe dopuszczalne stężenie (NDS)

- najwyższe dopuszczalne stężenie chwilowe (NDSCh)

• najwyższe dopuszczalne stężenie pułapowe (NDSP)

Jednolita pierwsza definicja NDS sformułowana w 1959 r. na Pierwszym Międzynarodowym Sympozjum Toksykologicznym zorganizowanym przez IUPAC (Międzynarodową Unię Chemii Czystej i Stosowanej) w Pradze:

Najwyższe dopuszczalne stężenie dla jakiejkolwiek substancji chemicznej jest to średnie stężenie tej substancji w powietrzu, które nie wywołuje objawów choroby bądź też fizycznego osłabienia - wykrywalnych na podstawie najbardziej czułych, przyjętych w stosowaniu międzynarodowych testów - u żadnego z narażonych pracowników, z wyjątkiem osób nadwrażliwych, podczas ich normalnej pracy z dnia na dzień.

Najwyższe dopuszczalne stężenie (NDS) - wartość średnia ważona stężenia, którego oddziaływanie na pracownika w ciągu 8-godzinnego dobowego i przeciętnego tygodniowego wymiaru czasu pracy, określonego w Kodeksie Pracy, przez okres jego aktywności zawodowej nie powinno spowodować ujemnych zmian w jego stanie zdrowia oraz w stanie zdrowia jego przyszłych pokoleń.

Najwyższe dopuszczalne stężenie chwilowe (NDSCh) - wartość średnia stężenia, które nie powinno spowodować ujemnych zmian w stanie zdrowia pracownika, jeżeli występuje w środowisku pracy nie dłużej niż 15 minut i nie częściej niż 2 razy w czasie zmiany roboczej, w odstępie czasu nie krótszym niż 1 godzina.

Najwyższe dopuszczalne stężenie pułapowe (NDSP) - wartość stężenia, która ze względu na zagrożenie zdrowia lub życia pracownika nie może być w środowisku pracy przekroczona w żadnym momencie.

NDSP dotyczy związków, które w wyniku krótkiej ekspozycji (minuty lub sekundy) mogą wywoływać odczyny zapalne błon śluzowych i spojówek oraz stany skurczowe dróg oddechowych. Dla związków tych nie ustalono wartości NDSCh. Dla substancji o działaniu pułapowym należy w momencie spodziewanego występowania najwyższych stężeń pobrać próbkę powietrza o możliwie najkrótszym czasie pobierania, uzależnionym od oznaczalności stosowanej metody analitycznej.

Wskaźnik narażenia (ekspozycji) - wskaźnik liczbowy charakteryzujący ekspozycję pracownika na substancję szkodliwą, obliczony na podstawie wyników jej oznaczeń w powietrzu, w celu porównania z wartością odpowiedniego normatywu higienicznego.

Postać i sposób obliczania wskaźnika narażenia zależą od strategii pobierania próbek zastosowanej do oceny narażenia i zawarty jest w PN Z-04008.07/2002 pt „Zasady pobierania próbek powietrza w środowisku pracy i interpretacji wyników.”

Pomiary poziomu stężeń czynników szkodliwych dla zdrowia powinny być wykonywane jak najczęściej. Częstotliwość badań na stanowiskach pracy określa Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 5 kwietnia 2005r

w sprawie badań i pomiarów czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy - - Dz. U Nr 73, poz. 645, 2005r.

Jeżeli pomiary stężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy wykonywane są w sposób ciągły - jest to monitoring środowiska pracy.

Monitoring biologiczny zgodnie z definicją NIOSH-OSHA - jest to pomiar stężeń czynników toksycznych lub ich metabolitów w tkankach, wydzielinach, wydalinach i w powietrzu wydechowym - oddzielnie lub łącznie - mający na celu ocenę stopnia narażenia oraz ryzyka dla zdrowia przy przyjęciu za podstawę odpowiednich danych interpretacyjnych.

Monitoring biologiczny uwzględnia wszystkie drogi wchłaniania substancji szkodliwych.

Niektóre czynniki nie mają ustalonych NDS, co nie powinno być przeszkodą do prowadzenia pomiarów i podejmowania decyzji poprawy warunków pracy.

Narażenie na szkodliwe czynniki zawsze powinno być obniżane do najniższego poziomu a nie tylko do poziomu określonymi normatywami higienicznymi.

Monitoring środowiska pracy stanowi i prawdopodobnie pozostanie podstawową metodą oceny narażenia zawodowego na czynniki toksyczne. Wynika to zarówno ze względnej łatwości wykonywania oznaczeń stężeń substancji toksycznych w powietrzu, jak istnienia dużej ilości prawnie obowiązujących normatywów higienicznych - aktualnie dla 479 substancji chemicznych.

W odniesieniu do czynników chemicznych (w zależności od przyjętej filozofii) możliwe jest ustalanie wartości dopuszczalnych stężeń na różnym poziomie bezpieczeństwa dla eksponowanych grup pracowników , tj.:

• na poziomie bezpiecznym, który w założeniu ma uchronić wszystkich pracowników przed zmianami w stanie zdrowia wynikającymi z ekspozycji zawodowej,

• na poziomie granicznym, który zapewnia bezpieczeństwo prawie wszystkich eksponowanych w grupach pracowników, z wyjątkiem osób o zwiększonej wrażliwości na ich działanie, nabytej w trakcie życia lub uwarunkowanej genetycznie,

- ustalonych na poziomie kompromisu pomiędzy aktualnymi możliwościami ich dotrzymania a
wymaganiami zdrowotnymi.

Merytoryczne podstawy ustalania wartości normatywnych stanowią:

- wyniki badań epidemiologicznych, w których została określona zależność pomiędzy wielkością a czasem trwania ekspozycji zawodowej lub środowiskowej, a ich skutkami zdrowotnymi.

- wyniki obserwacji lekarskich grup eksponowanych na konkretne czynniki szkodliwe dla zdrowia,

- wyniki badań doświadczalnych, przeprowadzonych na zwierzętach.

Poziom bez obserwowanego działania szkodliwego NOAEL

(No-observed-adverse-effect-level NOAEL) - W zależności dawka - odpowiedź dla substancji o działaniu progowym najwyższa dawka lub poziom narażenia, przy którym nie występuje statystycznie lub biologicznie istotny wzrost częstości lub nasilenia efektów szkodliwych w eksponowanej populacji w stosunku do kontroli. Niektóre efekty mogą być wywołane na tym poziomie narażenia, ale nie są rozważane jako efekty szkodliwe lub prekursory swoistych efektów szkodliwych.

Poziom bez obserwowanego działania NOEL

(No-observed-effect-level NOEL) - Poziom ekspozycji, przy którym brak statystycznie lub biologicznie istotnego wzrostu częstości lub nasilenia efektu w eksponowanej populacji w porównaniu z kontrolą.

Najniższy obserwowany poziom działania szkodliwego LOAEL

(Lowest- observed-adverse-effect-level LOAEL) - W zależności dawka - odpowiedź dla substancji o działaniu progowym najniższy poziom narażenia, przy którym występuje statystycznie lub biologicznie istotny wzrost częstości występowania efektów szkodliwych lub ich nasilenia (ciężkości) w grupie narażonej w stosunku do grupy kontrolnej.

Współczynnik niepewności - parametr stosowany do wyznaczania bezpiecznych w założeniu limitów narażenia środowiskowego dla ludzi.

Przy ustalaniu współczynnika niepewności uwzględnia się:

- różnice wrażliwości wśród przedstawicieli populacji ludzkiej,

- niepewność wynikającą z ekstrapolacji wyników badań ze zwierząt na ludzi,

- niepewność wynikającą z ekstrapolacji wyników badań trwających krócej niż całe życie zwierząt,

- niepewność wynikającą ze stosowania do obliczeń najniższego poziomu wywołującego szkodliwe działanie LOAEL zamiast poziomu nie wywołującego szkodliwego działania NOAEL.

Najczęściej wartość współczynnika wynosi 10 - 1000, w zależności od jakości danych.

Ryzyko - oczekiwana lub rzeczywista częstość występowania (prawdopodobieństwo) określonego, szkodliwego efektu zdrowotnego w warunkach narażenia na czynnik chemiczny lub inny, stanowiący zagrożenie dla zdrowia człowieka.

Ryzyko akceptowane - prawdopodobieństwo wystąpienia choroby lub uszkodzenia ciała akceptowane przez jednostkę.

Ryzyko jednostkowe (unit risk) - przyrost wartości ryzyka dodatkowego nowotworu w okresie całego życia spowodowany narażeniem w ciągu tego czasu na dany czynnik, występujący w powietrzu w stężeniu 1 μg/m³ lub w wodzie w stężeniu 1 μg/l.

Współczynnik nachylenia (slope factor) - tangens kąta nachylenia krzywej zależności dawka - odpowiedź w zakresie niskich dawek z dodatnim kierunkiem osi OX.

Jeżeli nie można określić przebiegu tej zależności w niskim zakresie dawek, to współczynnik nachylenia określa przebieg krzywej od dawki „zero” (i zerowego ryzyka dodatkowego do dawki powodującej 1% ryzyka dodatkowego.

Jednostką współczynnika nachylenia jest zwykle mg/kg/dzień

Współczynnik niepewności - parametr stosowany do wyznaczania bezpiecznych w założeniu limitów narażenia środowiskowego dla ludzi.

Przy ustalaniu współczynnika niepewności uwzględnia się:

1. różnice wrażliwości wśród przedstawicieli populacji ludzkiej,

2. niepewność wynikającą z ekstrapolacji wyników badań ze zwierząt na ludzi,

3. niepewność wynikającą z ekstrapolacji wyników badań trwających krócej niż całe życie zwierząt,

4. niepewność wynikającą ze stosowania do obliczeń najniższego poziomu wywołującego szkodliwe działanie LOAEL zamiast poziomu nie wywołującego szkodliwego działania NOAEL.

Najczęściej wartość współczynnika wynosi 10 - 1000, w zależności od jakości danych.

UF_s = A x B x C x D x E

gdzie:

A - związany z wrażliwością osobniczą człowieka,

B - różnice międzygatunkowe

C - przejście z badań krótkoterminowych do przewlekłych,

D - w przypadku stosowania LOAEL zamiast NOAEL,

E - współczynnik modyfikacyjny (dotyczy oceny eksperta o kompletności danych oraz potencjalnych efektów odległych)

Współczynniki niepewności

	Dla zawodowych normatywów higienicznych	Dla środowiskowych normatywów higienicznych
A B C D E	do 2 - do 10 w przypadku korzystania z badań wykonywanych drogą inną niż inhalacyjna do 3 w przypadku korzystania z badań wykonywanych drogą inhalacyjną do 3 do 3 do 5	do 10 do 10 do 10 do 10 do 10

Wyliczanie NDS dla substancji o działaniu drażniącym

1) z wartości NOEL:

NDS =

Współczynnik niepewności przyjmuje wartość do 5 - wynikający z różnic międzygatunkowych i wrażliwości osobniczych

2) z danych dotyczących RD₅₀

Stężenie substancji w powietrzu	Przewidywane skutki działania drażniącego substancji dla ludzi
RD50 0.1 RD50 0.01 RD50	Stężenie tolerowane przez człowieka Stężenie powodujące niewielkie podrażnienie oczu, nosa i gardła, Brak lub bardzo słaba percepcja działania drażniącego

Wyliczanie NDS dla substancji o działaniu układowym

1) z wartości NOAEL.

Dawka substancji, która została pobrana przez zwierzę (mg/kg/dzień) -

NOAEL =
C₁

Gdzie: V - ilość wdychanego powietrza przez zwierzę (m³/dzień)

T - czas ekspozycji dziennej (doby)

W- średnia masa zwierzęcia użytego w badaniach (kg)

C₁ - stężenie (mg/m³)

2) Przekształcenie dawki, która uległa pobraniu przez zwierzę na ekwiwalentne dzienne stężenie dla człowieka, wchłonięte w ciągu 8 godzin (mg/m³) - C₂

C₂ =

W_H - masa człowieka - 70 kg

V_H - objętość powietrza wdychanego przez człowieka w ciągu 8 godzin

C₂ - stężenie (mg/m³)

3) Wyliczenie NDS

NDS =

NDS - mg/m³

U_F - suma współczynników niepewności

Dla substancji o działaniu rakotwórczym - wyliczanie NDS z danych ryzyka jednostkowego (UR)

R = UR x C → C =

gdzie: C - średnie stężenie w okresie całego życia (mg/m³)

UR - ryzyko jednostkowe

Wyliczanie NDS z danych współczynnika kierunkowego prostej dawka- odpowiedź (SF)

R = SF x D D =

R - ryzyko

D - dawka średnia całożyciowa (mg/kg/dzień)

SF - Slope Factor

Wyliczenie SF dla ludzi z SF dla zwierząt

SF_A = q*₁ x (104 tygodnie/T_c)³

gdzie: SF_A - potencjał rakotwórczy dla zwierząt

q*₁ - potencjał rakotwórczy badanego czynnika wyrażony w (mg/kg/dzień)

104 tygodnie - standardowy czas życia myszy lub szczurów

T_c - czas trwania skróconego eksperymentu w tygodniach

Aby otrzymać wartość potencjału rakotwórczego dla ludzi należy pomnożyć potencjał rakotwórczy dla zwierząt przez międzygatunkowy współczynnik skalujący K, który jest stosunkiem masy ciała człowieka do masy ciała zwierzęcia, podniesionym do potęgi trzeciej wg wzoru:

K = (bw_h/bw_a) ^1/3

gdzie: bw_h - masa ciała człowieka

bw_a - masa ciała zwierzęcia

Tak więc potencjał rakotwórczy dla człowieka można obliczyć wg wzoru:

Potencjał rakotwórczy = SF_H = K x SF_A

w którym:

SF_H - potencjał rakotwórczy dla człowieka

SF_A - potencjał rakotwórczy dla zwierząt

K - międzygatunkowy współczynnik skalujący

Kategorie normatywów higienicznych:

1. dotyczące środowiska

2. dotyczące pomieszczeń zamkniętych: mieszkania, środki transportu, urzędy, itp.

3. dotyczące środowiska pracy (NDS-limit ekspozycji, OEL-occupational exposure limit)

Wartości dopuszczalnych stężeń biologicznych (DSB) mogą być ustalane jako odpowiedniki istniejących już wartości NDS w powietrzu lub na podstawie kryteriów zdrowotnych.

Wartości NDS są określane w celu eliminacji lub zmniejszenia ryzyka zdrowotnego pracowników narażonych na substancje toksyczne.

W Polsce i większości innych krajów są to wartości obowiązujące prawnie.

Praktycznie we wszystkich krajach /z wyjątkiem Rosji/ dla niektórych substancji ustala się tzw. wartości kompromisowe, tzn. Wartości stanowiące kompromis pomiędzy wymogami zdrowia i możliwościami technicznymi i ekonomicznymi.

Ustalenie bezpiecznych poziomów ekspozycji jest oparte dla założenia, że istnieje stężenie poniżej którego działanie toksyczne nie będzie mieć miejsca.

W większości krajów przyjmuje się, ze ta zasada nie dotyczy substancji rakotwórczych, tzn., że w każdym nawet najniższym stężeniu istnieje pewne ryzyko nowotworowe.

Ograniczanie stężeń substancji rakotwórczych zmniejsza to ryzyko ale nie eliminuje go zupełnie.

Podstawowe zasady ustalania wartości NDS przyjęte w Polsce oraz w wielu innych krajach przedstawiono schematycznie:

związki toksyczne

LOEL NOEL

współczynnik bezpieczeństwa

bezpieczny poziom ekspozycji

związki rakotwórcze

ryzyko nowotworowe

ryzyko akceptowane

Wartości NDS stanowiące stężenie średnie ważone dla 8-godzinnego dnia pracy są ustalane dla zapobiegania działaniu toksycznemu układowemu, które jest zależne od wielkości dawki substancji toksycznej wchłoniętej do organizmu.

Wartości NDS stanowiące stężenia krótkotrwałe lub pułapowe są ustalane dla zapobiegania działaniu toksycznemu miejscowemu, które jest zależne od wielkości wdychanego stężenia substancji toksycznej.

W odniesieniu do czynników chemicznych (w zależności od przyjętej filozofii) możliwe jest ustalanie wartości dopuszczalnych stężeń na różnym poziomie bezpieczeństwa dla eksponowanych grup pracowników , tj.:

- na „poziomie bezpiecznym”, który w założeniu ma uchronić wszystkich pracowników przed zmianami w stanie zdrowia wynikającymi z ekspozycji zawodowej, zgodnie z uzyskanym poziomem wiedzy,

- na „poziomie granicznym”, który zapewnia bezpieczeństwo prawie wszystkich eksponowanych w grupach pracowników, z wyjątkiem osób o zwiększonej wrażliwości na ich działanie, nabytej w trakcie życia lub uwarunkowanej genetycznie,

- ustalonych na poziomie kompromisu pomiędzy aktualnymi możliwościami ich dotrzymania a wymaganiami zdrowotnymi.

Skutki działania łącznego substancji chemicznych

• Sumujące się (addytywne) - efekt biologiczny wywołany przez mieszaninę substancji stanowi prostą sumę poszczególnych składników.

• Więcej niż sumujące się (synergistyczne) - efekt biologiczny jest znacznie większy od sumy efektów wywołanych przez każdą substancje oddzielnie.

• Wzmożone (potencjacja) - gdy sama substancja nie wywołuje efektu szkodliwego, lecz podana równocześnie z inną substancją wzmaga znacznie jej efekt szkodliwy.

• Mniej niż sumujące się ( antagonistyczne) - efekt biologiczny jest mniejszy od sumy efektów wywołanych przez każdą substancje oddzielnie.

Jednostkowe ryzyko nowotworowe /UR/ dla substancji rakotwórczych określone przez ekspertów WHO na podstawie badań epidemiologicznych.

Substancja	UR	Miejsce nowotworu
Akrylonitryl	2 x 10^-5	płuca
Arsen	4 x 10^-3	p³uca
Benzen	4 x 10^-6	krew
Benzo/a/piren	9 x 10^-2	płuca
Chrom /VI/	4 x 10^-2	płuca
Nikiel	4 x 10^-4	płuca
Winylu chlorek	1 x 10^-6	wątroba
Kadm	2 x 10^-3	płuca

Kryteria oceny oszacowanych poziomów ryzyka nowotworowego z punktu widzenia ochrony zdrowia i życia pracowników

1. Dla całożyciowej ekspozycji na chemiczne substancje rakotwórcze w środowisku, wielkość dodatkowego ryzyka nowotworowego, które może być akceptowana, jest powszechnie przyjmowana na poziomie 10^-6- 10^-5.

2. Administracja Zdrowia i Bezpieczeństwa Pracy w USA /OSHA/ sugeruje wielkość akceptowanego ryzyka nowotworowego w warunkach narażenia zawodowego przez cały okres aktywności zawodowej (45 lat) na poziomie 1 x 10^-3.

3. Zespół Ekspertów ds Czynników Chemicznych Międzyresortowej Komisji ds Aktualizacji Wykazu NDS i NDN w Polsce stosuje w swoich pracach zasadę, że dla kancerogenów chemicznych w środowisku pracy nie powinno się przekraczać poziomu dodatkowego ryzyka nowotworowego 10^-4- 10^-3.

Dr inż. Ewa Smolik

8

8

---