Ocena ryzyka środowiskowego i zdrowotnego powodowanego zanieczyszczeniem środowiska

Obecnie w wyniku znacznego uprzemysłowienia i urbanizacji możliwość wystąpienia nadmiaru zanieczyszczeń w środowisku naturalnym zwiększyła się wielokrotnie.

Polska należy do tych państw europejskich, które są znacznie zanieczyszczone substancjami pochodzącymi ze źródeł antropogennych. Obecność metali stwierdza się nie tylko w rejonach silnie uprzemysłowionych, ale także w ekosystemach rolniczych i naturalnych. W Polsce wydzielono 27 obszarów ekologicznego zagrożenia (czyli takich, które nie mają możliwości samooczyszczenia środowiska przyrodniczego, co prowadzi do degradacji układów biologicznych). Ich powierzchnia stanowi ponad 11%

terytorium naszego kraju, a obszar ten zamieszkuje ponad 30% ludności.

Najwięcej metali ciężkich wprowadzanych jest do powietrza z obszaru naszego kraju w wyniku procesów spalania paliw – zarówno w przemyśle i energetyce, jak i w lokalnych i osiedlowych ciepłowniach oraz w paleniskach domowych. Innym ich źródłem jest hutnictwo metali nieżelaznych oraz żelaza, a także transport oraz spalarnie odpadów i śmieci.

Ocena ryzyka środowiskowego polega na określeniu prawdopodobieństwa wystąpienia negatywnych skutków ekologicznych mogących się wydarzyć lub wydarzających się w rezultacie narażenia na jeden lub więcej czynników stresu.

Proces ten polega na systematycznym gromadzeniu i ocenie danych w celu lepszego zrozumienia związków między czynnikami stresu a powodowanymi przez nie skutkami w środowisku i możliwości ich przewidywania. Sposób oceny ryzyka powinien zagwarantować jej przydatność przy podejmowaniu decyzji mogących mieć wpływ na środowisko.

Ocena ryzyka może dotyczyć chemicznych, fizycznych lub biologicznych czynników stresu. Czynnik stresu może powodować negatywne skutki w jednym ekosystemie, a jednocześnie być czynnikiem obojętnym, a nawet oddziałującym korzystnie w innych ekosystemach. Za zmiany niepożądane – skutki negatywne – uważa się takie, które mogą spowodować zakłócenia ważnych strukturalnych lub funkcjonalnych czynników

oraz części składowych ekosystemów. Ocena szkodliwości może zawierać rozważania dotyczące typu, intensywności i skali skutków oraz zdolności do samonaprawy.

Akceptowalność negatywnych skutków jest przedmiotem rozważań sterujących ryzykiem.

Prawdopodobieństwo wystąpienia negatywnych skutków można opisać w różny sposób: od najprostszych stwierdzeń jakościowych do najdokładniejszych ocen ilościowych, w zależności od sytuacji, nie w każdym bowiem wypadku możliwa jest ilościowa ocena prawdopodobieństwa.

Ocena ryzyka środowiskowego może także mieć charakter retrospektywny, w sensie oceny prawdopodobieństwa skutków spowodowanych przez wprowadzone już wcześniej do środowiska czynniki stresu. W wielu wypadkach oba podejścia:

perspektywiczne i retrospektywne, stosowane są jednocześnie w jednej ocenie. Dotyczy to sytuacji, w których ekosystem był już w przeszłości narażony na czynniki stresu.

Ocena ryzyka dla zdrowia ludzi polega na ilościowym oszacowaniu prawdopodobieństwa zagrożenia zdrowia spowodowanego rzeczywistymi lub potencjalnymi uwolnieniami zanieczyszczeń (czynników stresu) do środowiska związanymi z działalnością gospodarczą człowieka. Jest to uporządkowana i systematyczna procedura, składająca się z czterech następujących po sobie etapów:

1. analizy uwalniania zanieczyszczeń do środowiska,

2. analizy przemieszczania się zanieczyszczeń w środowisku,

3. analizy narażania zdrowia ludzi przez zanieczyszczone środowisko, 4. oceny skutków narażania i ustalenia wielkości związanego z tym ryzyka.

Obecność większości zanieczyszczeń występujących w środowisku jest odzwierciedleniem aktualnego stopnia świadomości i wyobraźni społeczeństwa, pozostających w ścisłym związku z postępem nauki, stosowanymi technologiami produkcji i metodami utylizacji substancji odpadowych. Niewłaściwa ocena ryzyka ich występowania w działalności gospodarczej może być powodem katastrof ekologicznych stanowiących niebezpieczeństwo dla ludzi.

Narażenie organizmu jest wynikiem jego kontaktu z substancją zanieczyszczającą.

O rodzaju i wielkości narażenia decyduje obecność substancji zanieczyszczającej oraz sposób kontaktu organizmu z tą substancją. O wyborze kryteriów oceny ryzyka dla zdrowia ludzi na terenach zanieczyszczonych, w odniesieniu do których ustalono wielkości tych zanieczyszczeń, decyduje sposób użytkowania tych terenów oraz akceptowany stopień ryzyka. Ryzyka bowiem w tym wypadku nie można uniknąć, można je tylko obniżyć do rozsądnych granic. Na akceptację stopnia ryzyka istotny wpływ mają czynniki natury ekonomicznej i społecznej.

7.3.1. Podstawowe pojęcia w zakresie analizy ryzyka powodowanego przez zanieczyszczenie środowiska

Definicja ryzyka

Ryzyko. Pojęcie to należy rozumieć jako prawdopodobieństwo wystąpienia

niekorzystnego zdarzenia lub sytuacji w określonym czasie, z wszelkimi niepomyślnymi skutkami, w tym konsekwencjami finansowymi, czyli stratami.

Ryzyko dla środowiska i zdrowia ludzi. Prawdopodobieństwo wystąpienia takich zmian w środowisku, w następstwie których pogorszą się warunki życia człowieka.

Pogorszenie to może mieć wymiar bezpośredni lub pośredni, co oznacza, że pogorszeniu ulegną warunki bytowania organizmów roślinnych, zwierzęcych i w konsekwencji także człowieka. Zmiany pogarszające warunki życia człowieka, a także bytowania roślin i zwierząt mogą być wywołane np. przez zanieczyszczenie gleb lub wód podziemnych.

Zagrożenie środowiska może mieć różne przyczyny, takie jak: działalność przemysłowa, rolnictwo, urbanizacja oraz działania militarne, które wnoszą do ekosystemów różnego rodzaju zanieczyszczenia. Ze społecznego punktu widzenia, poszczególne rodzaje ryzyka dla środowiska i zdrowia ludzi można podzielić na pięć podstawowych kategorii:

1. ryzyko zagrażające zdrowiu publicznemu, 2. ryzyko zagrażające zasobom naturalnym, 3. ryzyko zagrażające rozwojowi społecznemu, 4. ryzyko powstające w wyniku katastrof,

5. ryzyko powstające w wyniku stosowania nowych technologii i wprowadzania nowych wyrobów.

Różne rodzaje ryzyka w środowisku są wzajemnie powiązane, co w warunkach zagrożeń w środowisku uruchamia skutki współzależnych zjawisk, wynikających z łańcucha przyczyn i skutków. Zależności te łączą źródła skażeń (zanieczyszczenia powietrza, gleb, wód) z ich receptorami (roślina – zwierzę – człowiek). Do interpretacji niekorzystnych zmian w środowisku niezbędne jest zatem tworzenie modeli zespołowych, obrazujących współzależność różnych zjawisk.

Typy zanieczyszczeń i ich toksyczność

Analiza zasadniczych szlaków oraz warunków migracji zanieczyszczeń pochodzących z odpadów nieorganicznych przemysłu chemicznego w środowisku stanowi podstawę scenariusza oceny ryzyka utraty zdrowia jako konsekwencji zanieczyszczeń gleb i wód tymi zanieczyszczeniami. Drogi przemieszczania się i sposób zachowania nadmiarów zanieczyszczeń, zwłaszcza w glebie, która stanowi wyjściowe ogniwo w łańcuchu troficznym, rzutują na efektywność włączania się substancji toksycznych do łańcucha troficznego w układzie gleba – woda – rośliny – zwierzęta – człowiek. Toksyczność np.

metali ciężkich – jako przykładu zanieczyszczeń w środowisku zależy w dużej mierze od charakteru związków chemicznych, w jakich występują one w glebach i wodach.

Istotne jest także to, z jakimi składnikami środowiska związki te są związane, niezależnie od rodzaju wiązania, a także od właściwości fizyko-chemicznych środowiska.

Mówiąc o toksyczności metali ciężkich należy pamiętać, że zależy ona od ilości tych metali akumulowanych w organizmie, liczne bowiem metale, np. Zn, Co, Mn, Ni, Fe, i Cu, są nieodzownymi składnikami organizmów żywych i pełnią ważne funkcje w metabolizmie ustroju. Zarówno ich brak, jak i nadmiar jest szkodliwy. Metale

mogą wywoływać ostre zatrucia od razu widoczne, oraz zatrucia przewlekłe. Zatrucia ostre powodują takie metale, jak: Bi, As, Zn, Cd, Cu i Hg. Zatrucia przewlekłe mogą wywoływać m.in.: As, Zn, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Sn, Co, Ni, Mn, Fe, i Ag.

Zatrucia przewlekłe, występujące przez dłuższy czas w formie utajonej, są bardzo niebezpieczne, zwłaszcza, jeżeli wywołują zmiany mutagenne i kancerogenne lub uszkadzają mózg. Do takich zatruć należą np. zatrucia rtęcią i ołowiem.

7.3.2. Ocena narażenia i analiza ryzyka powodowanego zanieczyszczeniem środowiska metalami ciężkimi [16]

Ocenę narażenia i analizę ryzyka dla środowiska oraz dla zdrowia ludzi powinno się rozpatrywać oddzielnie. W pierwszym przypadku, przeprowadzając analizę ryzyka, odnosimy pomierzone stężenia w poszczególnych komponentach środowiska (woda, gleba i powietrze) do wielkości uznawanych za bezpieczne (dopuszczalne zawartości, normy, zalecenia). W przypadku, gdy uzyskanie danych metodą pomiarów jest zbyt kosztowne lub niemożliwe do wykonania, możemy posłużyć się matematycznymi modelami opisującymi migracje poszczególnych zanieczyszczeń pochodzących z odpadów nieorganicznych przemysłu chemicznego w poszczególnych komponentach środowiska.

Dane wyjściowe (stężeniowe) uzyskane w wyniku oceny narażenia i analizy ryzyka dla środowiska stają się danymi wejściowymi do oceny zagrożenia dla ludzi. W tym przypadku analizę ryzyka przeprowadza się rozważając stosunek dawek możliwych do pobrania w stosunku do dawek przy których nie stwierdza się istotnego statystycznie lub biologicznie zwiększenia częstości szkodliwych efektów wśród grupy narażonej, w stosunku do grupy nie narażonej.

Ocena zagrożenia dla środowiska

Ocena zagrożenia dla środowiska wynikająca ze składowania odpadów nieorganicznych przemysłu chemicznego obejmuje:

• identyfikacje źródeł zagrożenia.

• scenariusze uwalniania zanieczyszczeń ze skażonych obszarów.

• określenie dróg i szybkości rozprzestrzeniania się związków metali ciężkich w poszczególnych segmentach środowiska (woda, gleba, powietrze).

• określenie stopnia bioakumulacji metali ciężkich w organizmach żywych i tym samym ustalenie krytycznej dla każdego z nich ścieżki w łańcuchu pokarmowym.

Analiza ryzyka dla środowiska

Aby dokonać analizy ryzyka dla środowiska należy rozpatrzyć następujące zagadnienia:

Ocena relacji stężenie – skutek.

Celem oceny tej relacji jest przewidywanie stężenia substancji w poszczególnych

komponentach środowiska, poniżej którego nie będzie negatywnego skutku dla środowiska lub będzie nieprawdopodobnym, aby się taki wydarzył. Stężenie takie określa się jako PNEC (Predicted No Effect Concentration).

Stężenia PNEC stosowane są do ustalania norm, wartości dopuszczalnych oraz proponowanych. W przypadku braku istniejących danych dopuszcza się obliczenie PNEC poprzez zastosowanie współczynników korygujących do wartości wskaźników LC50, EC50, IC50 i LD50 uzyskanych w wyniku przeprowadzonych testów na organizmach. Współczynnik wyraża stopień niepewności co do ekstrapolacji danych.

Ocena narażenia.

Celem oceny narażenia jest przewidywanie najbardziej prawdopodobnego stężenia substancji w środowisku. Taki wskaźnik zwany PEC (Predicted Environmental Concentration) uzyskuje się drogą pozyskania danych pochodzących z wykonanych badań w poszczególnych segmentach środowiska. Jeśli pozyskanie tych danych jest zbyt kosztowne lub niemożliwe stosuje się matematyczne modele przenoszenia substancji w środowisku.

Analiza ryzyka dla środowiska.

Analizę ryzyka dla środowiska wykonuje się poprzez porównanie określonego metodą badań lub wyliczonego PEC do ustalonego PNEC. Ryzyko określa się obliczając współczynnik PEC/PNEC.

Współczynnik ten może przyjąć wartości <1, równe jedności i >1. Jeżeli współczynnik jest <1 lub równy jedności należy uznać, iż w tym przypadku nie ma ryzyka dla środowiska. Jeżeli współczynnik jest >1 oznacza to, że istnieje ryzyko dla środowiska i należy wziąć pod uwagę inne czynniki, takie jak:

• wskaźniki potencjalnej bioakumulacji na ścieżkach przenoszenia w łańcuchu pokarmowym,

• kształt krzywej toksyczności wyznaczonej na podstawie wyników testów toksyczności,

• wskaźniki niekorzystnych skutków dla innych biosystemów uzyskane w wyniku badań toksykologicznych,

• innych danych dla substancji zachowujących się analogicznie w środowisku lub posiadających podobne właściwości fizyko-chemiczne i toksykologiczne.

Procedura oceny ryzyka

Ekonomiczne i społeczne aspekty wyboru kryteriów oceny ryzyka

Narażenie organizmu jest wynikiem jego kontaktu z substancją zanieczyszczającą.

O rodzaju i wielkości narażenia decyduje obecność substancji zanieczyszczającej oraz sposób kontaktu organizmu z taką substancją. O wyborze kryteriów oceny ryzyka dla środowiska na terenach zanieczyszczonych decyduje sposób użytkowania tych terenów oraz akceptowany stopień ryzyka środowiskowego.