Környezeti Kárelhárítás Környezetmérnök B.Sc. - BMEEOVKAKM3

7. Előadás: környezeti mennyiségi kockázatfelmérés

Előadó: Jolánkai Zsolt

Mi a módszer lényege?

Ismerve az egyes szennyező toxicitását az egyes hatásviselőkre és a bevitt (esetlegesen bevihető) mennyiséget kockázatot tudunk

számolni

Mi a CÉL?

Elkerülni a humán vagy ökológiai hatásviselők túlzott kitettségét adott szennyezőre

Gyakorlati szempontból: helyes kármentesítési célhatárérték (D) meghatározása az adott szennyező anyagra

Másképpen

Humán hatásviselőkre Ökológiai hatásviselőkre

Környezetbe került szennyező veszélyességének számszerűsítése kockázati megközelítéssel

Mi a kockázat?

A szennyező okozta káros hatás bekövetkezésének valószínűsége, tényleges vagy előrejelzett előfordulási gyakorisága, amennyiben az ember vagy az élőlények bizonyos fokú expozíciója bekövetkezik. Röviden a nem kívánatos következmény előfordulásának valószínűsége.

Hogyan számszerűsítjük a kockázatot?

Kockázat =

Referencia érték: tapasztalati érték az adott szennyező veszélyességére az adott hatásviselő esetében

Feladat: a dózis számítása

Mekkora az elfogadható kockázat?

Nem rákkeltő anyagok esetében HRQ, ERQ < 1Rákkeltő anyagok esetében 1/105 - 1/106

Jelölés:HRQ (Human Risk

Quotient)ERQ (Environmental

Risk Quotient)

ÁND/TDI minősítése< 0,01 elhanyagolható

0,01 0,1� kicsi

0,1 1� mérsékelt

1 10� nagy> 10 igen nagy

A kockázatfelmérés helye a döntés előkészítésben

Alapfogalmak

Átlagos napi dózis/bevitel (ÁND): a szennyezőanyag azon mennyisége, mely lenyelés, belégzés útján vagy bőrön keresztül jut a szervezetbe. Egységnyi testtömegre és egységnyi időre vonatkoztatva (mg/kg×nap).Egységnyi kockázat (Unit Risk; UR): az egységnyi kockázat egy felső becslése annak az élettartamra vonatkozó többlet kockázatnak, mely a szennyező vegyi anyag talajvízben 1 μg/l, levegőben 1 μg/m 3 koncentrációjú folyamatos expozíciójának következtében alakul ki. Kifejezése a meredekségi tényező (SF), az átlagos testtömeg és a belégzett levegő/lenyelt napi vízmennyiség figyelembe vételével történik: URair=SF×1/70 kg×20 m

3 /nap×10 -3; URwat=SF×1/70 kg×2 l/nap×10 -3

Célérték: számszerű szennyezőanyag koncentráció vagy elfogadható kockázati szint érték, illetve egyéb olyan környezetminőségi kritérium (pl. ivóvízszabványban szereplő határérték), mely biztosítja az emberi egészség és a környezet védelmét.Daganatkockázat (Carcinogenic Risk; CR):a daganatképző tulajdonságú, vagy a genetikai állományt (DNS) károsító vegyi anyagok kockázata a teljes élettartamra vonatkozó ÁND érték és a daganatkockázat valószínűségét leíró egységnyi kockázat (UR) vagy meredekségi tényező (SF) figyelembe vételével határozható meg.Háttér koncentráció (A): A szennyezőanyag természetes körülmények között jellemző, azaz antropogén hatástól mentes koncentrációja az egyes környezeti elemekben.Egészségkockázati hányados (HRQ): a determinisztikus hatású vegyi anyag becsült expozíciójának, azaz az átlagos napi szennyezőanyag felvétel (ÁND) mértékének és az elviselhetőnek tartott tolerábilis napi dózisnak (TDI) aránya. A kockázati hányados az alábbiak szerint minősíthető:

Alapfogalmak

Kockázat (risk): A vegyi anyagok okozta káros hatás bekövetkezésének valószínűsége, tényleges vagy előrejelzett előfordulási gyakorisága, amennyiben az ember vagy az élőlények bizonyos fokú expozíciója bekövetkezik. Röviden a nem kívánatos következmény előfordulásának valószínűsége.Az ökoszisztéma, illetőleg az emberi egészség romlásának, károsodásának várható mértéke és bekövetkezési valószínűségeLOAEL (Lowest Observed Adverse Effect Level): a dózis-válasz vizsgálatokban megállapított olyan legkisebb veszélyes anyag dózis (expozíciós szint), mely statisztikai vagy biológiai értelemben az exponált csoportokban megnöveli a megfigyelhető hatás gyakoriságának vagy súlyosságának növekedését a kontroll csoporthoz képest.Meredekségi tényező (Slope factor; SF): rákkeltő anyagok esetén a rák-kockázatnövekményt (dózis-válasz) leíró egyenes meredeksége a kis dózisok tartományában, mely a tesztorganizmusok szennyezőanyag dózisokra adott válaszából (daganatképződés) kerül meghatározásra. Ez az érték egy felső becslését adja az egységnyi bevitt szennyezőanyag okozta élettartamra vetített rák kialakulási valószínűségének. Kifejezése 1/(mg/kg´ nap) egységben történik.NOAEL (No Observed Adverse Effect Level): az állatkísérletben a vizsgált vegyi anyag legnagyobb dózisa, ahol statisztikailag vagy biológiailag szignifikáns káros hatás még nem figyelhető meg a vizsgált populációban a megfelelő kontroll populációhoz viszonyítva. Hatás esetlegesen megfigyelhető, de az nem minősíthető károsnak.

Alapfogalmak

PEC (Predicted Environmental Concentration): a szennyezőanyag becsült, előrejelzett koncentrációja a környezetben ott, ahol a vizsgált élőlények expozíciója várható. PNEC (Predicted No Effect Concentration): a szennyezőanyagok olyan számított koncentrációja, amely az előrejelzések szerint az ökoszisztémát nem károsítja. Referencia dózis, megengedhető napi bevitel (RfD, ADI, TDI): a nem rákkeltő hatású vegyi anyagok elfogadható kockázat szintjét jelölő feltételezett biztonságos dózis, ami naponta bevihető az ember teljes életének minden napján anélkül, hogy bármiféle � �egészségkárosodást okozna. Ezt a dózist a tesztorganizmusok szennyezőanyag dózisokra adott válaszából határozzák meg a NOAEL vagy LOAEL és UF értékek ismeretében, az érzékeny alcsoportokat is vizsgálják. Kifejezése mg/kg´ nap egységben történik. Szennyezettségi határérték (B): felszín alatti víznél az ivóvízminőség és a vízi ökoszisztéma igényei, földtani közeg esetében a talajok multifunkcionalitásának és a felszín alatti vizek szennyezéssel szembeni érzékenységének figyelembevételével meghatározott kockázatos anyag koncentráció

EU jogi háttere

Az Európai Közösség Bizottsága 1994. június 28-án kelt, (EC) 1488/94. számú rendelete összhangban az Európa Tanács (EEC) 793/93. számú rendeletével megalapozta az ismert vegyi anyagok emberre és környezetre vonatkozó kockázatfelmérésének elveit.

A rendelet értelmében a kockázatfelmérésnek olyan összehasonlításon kell alapulnia, amely az anyag lehetséges káros hatásait (az ismert adatok vagy a valószerű előrejelzések alapján) az embert és a környezetet ért kitettséghez viszonyítja.

Az emberre vonatkozó kockázatok becslése során figyelembe kell venni az anyag fizikai kémiai és toxikológiai tulajdonságait; a környezeti kockázatok becslése során pedig az anyag ökotoxikológiai és a környezetre kifejtett hatásait.

Az egyes országok szabályozási koncepcióiban felfedezhető a területérzékenység vagy a területhasználat prioritása.

Aktuális hazai jogszabály:

219/2004 (VII.21) Korm. Rendelet

VONATOZÓ JOG

Első hazai esetek:

• Monorierdőn veszélyes vegyi hulladék került a talajvízbe Közegészségügyi toxikológiai módszerek alkalmazása (állatkísérletek)

• Nagytétényi Metallokémia területén talajszennyezettség egészségi hatásait vizsgálták.

• Az Országos Környezeti Kármentesítési Program prioritási listájának megállapítása előzetes relatív kockázatbecsléssel, illetve a listán található források kármentesítése kockázat és költség-haszon elemzés alapján kerül(t) megvalósításra.

Kis történelem

A kockázatfelmérés módszere kiemelt fontosságúnak tekinti és úgy is kezeli a humán kockázatokat és azok értékelését, de az eljárás védendő értékként, hatásviselőként kezeli az emberi egészséget, az ökoszisztémát és a felszín alatti vizet is.

Az emberi egészségkockázat felmérés főbb jellemzői: Négy fázis

Veszély azonosítása: Mintavétel, analitika, károsanyag koncentrációk és kiterjedés a környezeti elemekben. Területhasználatok és emberi hatásviselők számbavétele Kitettség felmérése: Előre jelezhető átlagos napi szennyezőanyag bevitel/dózis meghatározása. Hatás vizsgálata (dózis-válasz): Az egyes szennyező anyag dózisokra toxikológiai kísérletek alapján határozzák meg a hatásviselők által adott választ. A még nem káros dózisok meghatározása. Kockázat felmérése: összevetik a kitettség felmérés és dózis-válasz vizsgálatok eredményeként kapott dózisokat és meghatározzák, hogy a számított kockázat milyen mértékű.

Kockázatfelmérés folyamata

Expozíció: A hatásviselők kitettségének (expozíciójának) mértékét az expozíció helyére és időtartamára vonatkozóan mérni kell, vagy számítással becsülni.Számítás esetén becsülni kell a szennyezőanyag transzportját a szennyezőanyag forrástól az expozíció helyéig, és meg kell határozni az előrejelezhető környezeti koncentrációt (PEC).Dózis: A PEC ismeretében és az expozíciós paraméterek rögzítésével (pl. bőrfelület nagysága, napi lenyelt vízmennyiség) kiszámítják a dózist (ÁND). Környezeti kockázathoz a PEC-et lehet közvetlenül felhasználni.HRQ kiszámítása: Küszöbdózissal rendelkező vegyi anyagok esetén az ÁND értéket kell osztani a toxikológiai értékekből extrapolált megengedhető (elviselhető) dózisokkal (RfD, TDI). Daganatképző anyagok esetén a daganatkockázatot (Carcinogenic Risk; CR) a teljes élettartamra vonatkozó ÁND érték és a daganatkockázat valószínűségét leíró egységnyi kockázat (ÚR), vagy meredekségi tényező (SF) figyelembevételével határozható meg.A környezeti kockázat (Environmental Risk Quotient; ERQ) meghatározásakor a PEC értékét ökotoxikológiai vizsgálatok alapján extrapolációval előre jelzett, az ökoszisztémára károsan nem ható koncentrációkhoz (PNEC) viszonyítják.

Kockázatfelmérés folyamata

Kockázati modell megalkotása:

A kockázatfelmérés a kockázati modell (más elnevezéssel: integrált kockázati modell, koncepció modell) felállításával indul.

Ebben a fázisban szükséges meghatározni a kockázat lehetséges elemeit, úgymint a szennyező forrást, a lehetséges terjedési és expozíciós utakat és a potenciális hatásviselőket.

Első lépés: PEC számításaA forrás és a hatásviselő expozíciós helye közötti terjedési úton a szennyezőanyagokat ért hatások mértékét a természetes koncentráció-csökkenés nagyságának (Natural Attenuation Factor; NAF) becslésével lehet megadni a forrás koncentrációinak ismeretében. Ez alapján már számolható a PEC.

Transzport folyamatok: • Fizikai: advekció, diffúzió, hígulás, párolgás• Kémiai: megkötődés (szorpció), kémiai reakciók (abiotikusak, tehát metabolikusan

aktív mikroorganizmusok nem vesznek részt benne)• Biológiai: biodegradációs folyamatok: elektronátadási folyamat, melyben a szerves

anyagok táp- és energiaforrásként hasznosulhatnak, az oxidációjukból nyert energia pedig a sejtek felépítéséhez és azok fennmaradásához járul hozzá. Aerob és anaerob lebontás is lehetséges. Aerob folyamatoknál az oxigén a végső elektron akceptor, anaerob lebontás esetén lehet nitrát, szulfát, redukált vas, mangán, valamilyen szerves anyag.

A természetes kockázatcsökkenést leíró faktorok:• Közegváltást leíró átadási faktorok (hígulási modellek)• Oldalirányú terjedést leíró faktorok (különböző transzport modellek)

Link

Kitettség becslése:

Második lépés: Hatásviselők megállapítása• Humán hatásviselők: ember, embercsoport, populáció• Ökológiai hatásviselők: pl. mikroba populáció, magasabb rendű növények, egész

tápláléklánc • Felszín alatti vizek: Első jó vízadó réteg, talajvíz, mélyebb vízadó réteg

Tényleges hatásviselők: Csak meglévő területhasználatok esetén lehet megadni. Pl. veszélyes hulladék égető esetén az ott dolgozó emberek csoportja tekinthető humán hatásviselőnek. Egy másik csoport adott esetben a közelben (milyen távolság?transzport számítások alapján) élő lakosság lehet.

Potenciális hatásviselők: • Feltételezett jövőbeni területhasználathoz kötődő hatásviselők• Egyszerűen a számítás kedvéért nevezünk meg potenciális hatásviselőket: így a

közegváltásokat is figyelembe lehet venni. Ebben az esetben ezek a hatásviselők lesznek a megfelelőségi pontok, tehát itt nem lehet nagyobb a szennyezőanyag koncentráció a megengedettnél.

Kitettség becslése:

Harmadik lépés: terület- és vízhasználatok megnevezéseAzért fontos mert az expozíciós paraméterek, mint az expozíciós gyakoriság, -időtartam mind a területhasználattól függnek. Emiatt térképen is be kell mutatni a területhasználatokat.

Egy célszerű felosztás (gyakorlatban használt):• ivóvízbázis, • lakóterület,• gazdasági terület (ipari/kereskedelmi terület),• üdülő és szabadidő (sport, park) terület,• mezőgazdasági terület, vagy konyhakert.• (földmunka is lehet külön th.)

Városi és szabadidős területhasználatoknál a gyermekeket külön hatásviselőnek kell tekinteni, mivel eltérőek az expozíciós paramétereik.

Kitettség becslése:

 

Expozíciós szorzó (EM)

Forrás: (KU 6; Gruiz, 2001)

Hatás oldal és a kockázat számítása ember hatásviselő esetén:

Nem rákkeltő vegyi anyagok: a tolerálható napi bevitelt (ADI vagy TDI) vagy a referenciadózist (RfD) tekintik viszonyítási alapnak, mert ezen anyagok esetén létezik egy küszöbérték, ami alatt nem okoznak káros elváltozást akkor sem ha egész életen át ki van téve neki az ember. Mértékegysége általában mg/(testtömeg kg*nap). Belélegzett anyagoknál RfC-vel jelölik és mértékegységük mg/m3.

A kockázat számítása ebben az esetben

Ahol n a vegyi anyagok, m pedig az expozíciós útvonalak számát jelöli.

Hatás oldal és a kockázat számítása ember hatásviselő esetén:

Rákkeltő vegyi anyagokra: küszöbdózisról nem lehet beszélni, mert akármilyen kis többletdózis is növelheti a rák és a genetikai károsodás előfordulási valószínűségét, illetve életkor-rövidülést okozhat.

Anyagok rákkeltő képességét az SF [1/mg/kg/nap] tényezővel fejezzük ki, mely a dózis-karcinogén hatás összefüggés meredekségét írja le a kis dózisoknál jellemző lineáris tartományban.

A kockázatot a CR (cancer risk) szorzattal jellemezzük, mely az összes rákkeltő anyagnak való kitettség következtében bekövetkező halál valószínüségét fejezi ki.

Elfogadott célérték a CR-re 1:106, míg munkaterületen 1:106-en tekinthető elfogadható kockázatnak.

Hatás oldal és a kockázat számítása ökológiai hatásviselő esetén:

Ökotoxikológiai vizsgálatok alapján, a koncentráció hatás görbe jellegzetes pontjainak (LC50, NOAEC, LOAEC) kiválasztása után extrapolációval határozzák meg a teszt szervezetekre/teszt rendszerekre az előre jelezhetően károsan még nem ható környezeti elemekre vonatkozó koncentrációkat (PNEC).

A célkockázat ebben az esetben:

Forrás: (KU 6; Gruiz, 2001)

Humán kockázatfelmérés folyamata

Környezeti kockázatfelmérés folyamata

Milyen anyagokra vizsgáljuk? → Elsőbbségi szennyező anyagok!

Bioakkumuláció, biomagnifikáció, mobilitás, perzisztencia, a toxicitás, és a felhasznált mennyiség alapján döntik el, hogy melyek az elsőbbségi anyagok.

Az anyagok toxikusságát toxikológiai vizsgálatok alapján határozták meg.

Adatbázisok: WHO nemzetközi kémiai biztonság program (IPCS) adatbázisa Egyesült Államok Környezetvédelmi Hivatalának információs rendszere (US EPA IRIS) Nemzetközi Rákkutatási Központ (IARC) Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR) adatbázisa.

Szennyezők hatása, toxikussága

A vegyi anyagok keverékének egyidejű expozíciója, valamint a több expozíciós útvonalon egyszerre kialakuló kitettség együttes és összegző értékelése szintén általános problémája a környezeti kockázatfelméréseknek

A legtöbb EU országban a WHO állásfoglalását követve, a szerkezetében hasonló vegyületek (dioxinok-furánok és poliaromás szénhidrogének) egyidejű expozíciójakor ekvivalencia faktort használnak a toxicitás leírására.

Az USEPA ajánlása szerint például az A (emberre nézve bizonyítottan rákkeltő hatású ) és B (emberre nézve valószínűleg rákkeltő) karcinogenitási osztályokba tartozó PAH (Polyaromatic Hydrocarbon) vegyületek karcinogenitása normálható a benz(a)pirén (BaP) karcinogenitására.

Az egyes A-B osztályú PAH vegyületek koncentrációja BaP egyenérték koncentráció formában kifejezhető és összegezhető, ha toxicitási ekvivalens faktorokat (TEF) használnak. Például (1) benzo(a)pipén; TEF=1.0, (2) krizén; TEF=0.001, (3) benzo(b)fluorantén; TEF=0.1..

Keverékek kockázata?

Szénhidrogének:Speciális eljárásra van szükség a nagy számú (több száz) összetevő miattTPH (összes ásványolaj szénhidrogén) tehát nem elegendő, az egyes alkotókat külön kell vizsgálni (PAH, BTEX, alifások, stb)

•Indikátor módszer: E szerint a TPH várható kockázati szintjét kisszámú indikátor vegyülettel lehet jellemezni (BTEX, PAH, stb).•Helyettesítő módszer: A TPH-t egyetlen szennyezővel helyettesítik (pl. benzol), így azonban erősen túlértékelhetjük a akockázatot.•Egyik almódszere a teljes termék módszer, melynél a TPH-t olyan frakciókra (aromás és alifás) bontják fel, melyek toxicitási és mobilitási tulajdonságaik hasonlóak.

Általában ezeket az eljárásokat vegyesen alkalmazzák. Daganatképző hatást indikátor módszerrel becslik, míg a nem karcinogén hatást teljes termék módszerrel vizsgálják. A teljes kockázat az egyes kockázati elemek összegzéséből adódik.

Háttérkoncentrációt is figyelembe kell venni: Az előre jelzett környezeti koncentrációból, vagy dózisból le szokták vonni a háttérkoncentráció, vagy dózis értékét.

Keverékek kockázata?

60-as, 70-es években vízi ökoszisztémákra (aquatic ecosystems) összpontosult a figyelem, 80-as évektől a szárazföldi ökoszisztémák (terrestrial ecosystems) károsodása is reflektorfénybe került.

Ökológiai kockázatbecslés (Ecologycal Risk Assessment-ERA)-Ökológiai célú talajtesztek

Védelmi szint meghatározása: Pl: Jelentős védelmi szint, ha a fajok 95%-ának védelme a cél. Ekkor mikrobiális közösségekre, növényekre és talajlakó faunákra vonatkozó toxikológiai vizsgálatokra is szükség van.Környezetminőségi paraméterek bevezetése. Ennek segítségével becsülhető a talajszennyezésből eredő környezeti kockázat.

Alkalmazott eljárások: Általános-áttekintő értékeket irodalmi ökotoxikológiai értékek képviselik.Talajminőségi célértéket szennyezett mintákkal végzett ökotoxikológiai tesztekkel végzik néha.Ritkán biológiai tesztek és biomonitoring vizsgálatokra is sor kerül.

Ökológiai kockázatfelmérés

Általános-áttekintő értékek használata:

Ökológiai kockázatok meghatározásához sokszor alkalmaznak károsan nem ható környezeti koncentrációkat (Predicted No Effect Concentration; PNEC) A PNEC érték az ökoszisztéma egészét károsan még nem befolyásoló szennyezőanyag koncentráció, amely az ökoszisztéma egyes tagjaira elvégzett ökotoxikológiai teszteredményekből extrapolálható. Az extrapoláció alapját az akut vizsgálatokból származó, bizonyos százalékú (pl. 50%) halálozási arányához (Lethal Concentration; LC50), vagy káros hatáshoz tartozó (pl. Effective Concentration; EC50) koncentrációk, illetve a krónikus vizsgálatokból nyerhető, káros hatást még nem mutató vegyi anyag koncentrációk (No Observed Effect Concentration; NOEC) adják.

Általános-áttekintő értékek használata:

Ha a PNEC képzését kevés ökotoxikológiai vizsgálati eredmény birtokában kell elvégezni, akkor a legalacsonyabb akut LC50 értéket 1000-es biztonsági faktorral, míg a legalacsonyabb krónikus NOEC értéket, a 100-as biztonsági faktorral kell osztani. A biztonsági faktor értéke csökkenthető, ha több megbízható krónikus ökotoxikológiai vizsgálati eredmény áll rendelkezésre. Ez a faktoriális (Factorial Application Method; FAME) eljárás.

Ökotoxikológiai tesztek és rendelkezésre álló információk BF A

BF akut PNEC-re B

BF krónikus

A legalacsonyabb mért LC50 érték 100 200Legalacsonyabb akut toxicitás 3 trofikus szint élőlényeivel (LC50: hal, alga, Daphnia) 1000 10 20Legalacsonyabb akut toxicitás 5 élőlénycsoporttal mérve 5 10Legalább egy hosszú távú (krónikus) NOEC mérés akár hal, akár Daphnia 100Két különböző NOEC mérés, két különböző trofikus szint élőlényeivel (hal és/vagy alga és/vagy Daphnia) 50Három trofikus szint élőlényeivel meghatározott krónikus NOEC értékekek közül a legalacsonyabb 10 - 5Terepi adatok vagy adatok modell ökoszisztémából 1A - tiszta vegyi anyagokkal végzett tesztek eseténB - vegyes szennyeződéseket tartalmazó szennyvíziszapokkal

Biztonsági faktorok (BF)

A károsan még nem ható környezeti koncentrációk (PNEC) képzéséhez használt biztonsági faktorok (Gruiz, 2001)

Forrás: (KU 6; Gruiz, 2001)

Ha nagy mennyiségű ökotoxikológiai adat áll rendelkezésre, a talajminőségi célértékek meghatározására statisztikai eljárást szoktak használni.

Az eljárás a különböző fajok érzékenységének változatosságát veszi figyelembe (faj-specifikus NOEC értékek) a károsan még nem ható koncentráció megállapításához.

Az érzékenység változatossága miatt a toxikológiai adatok speciális eloszlást követnek, pl. log-normális vagy log-log eloszlást. Az eloszlásgörbe segítségével számítható az a koncentráció, ami az ökoszisztémában fellelhető fajok egy bizonyos százalékára (pl. 95% vagy 50%) még nem káros.

Statisztikai okokból célszerű legalább öt, taxonómiailag azonos csoportból származó faj vizsgálata alapján extrapolálni, a kísérleti NOEC értékekből.

Ökotoxikológiai vizsgálatok szennyezett mintákkal:

A szennyezett területekre vonatkozóan az ökológiai kockázatot a vizsgált területről származó talajminták extraktumaival, illetve közvetlenül a talaj és vízmintákkal végzett vizsgálatokkal, azaz az adott területre jellemző hely-specifikus biovizsgálatokkal határozzák meg.

Ezzel figyelembe vehető:•a szennyezőanyagok szinergista hatása miatt megnövekedett toxicitás•a biodegradáció során keletkezett melléktermékek toxikus hatása•a szorpció és a szennyezőanyagok öregedése miatt az időben megváltozott biológiai hozzáférhetőség.Biovizsgálat történhet:•Pórusvízből•oldószeres kivonatból (szilárd fázisú szennyezőanyag toxicitására). Itt fontos az extrahálószer megválasztása, annak modelleznie kell pl. a növény gyökerének felvevő képeségét.

Laboratóriumi (mikrokozmosz) tesztek: egy vagy több faj egyedeit, illetve akár egy táplálkozási lánc egyes tagjait és a lánc egészét ért káros hatásokat becsli laboratóriumi körülmények között. Vannak terepi (mezo-, makrokozmosz) tesztek.Mikroorganizmusok vizsgálatára standard tesztek: Microtox, ToxiChromotest, MetPad, lumineszkáló Photorhabdus luminescens baktériumokkal végzett vizsgálatok.Magasabb rendű növények esetében magvak csíráztatása egy bevett módszer. Itt a gyökérhossz mérése is hozzá tartozik a vizsgálatokhoz.

Ökotoxikológiai vizsgálatok szennyezett mintákkal - folytatás:

Talajfauna vizsgálatok: Gerinctelenekkel (pl. fonalasférgek, atkák) végzik.

Standardizált ökotoxikológiai teszt vázlatos bemutatása:- különböző ökológiai funkcionális csoportba tartozó tesztszervezetek felhasználásával történnek.

roducens növényi tesztek:

algateszt

csíranövény teszt

Konzumens állati tesztek:

Daphnia -teszt

halteszt

fonalféreg teszt

Reducens mikrobiológiai tesztek:

Azotobacter agile-teszt

Pseudomonas fluorescens -teszt

Terravita kevert mikroflóra-teszt

Az alapvizsgálatoknál a producens növényi teszteket (2 teszt) és állati konzumens teszteket (3 teszt) a szennyezett talajok kivonatai 10-szeres hígításaival végzikA reducens mikrobiológiai teszteket (3 teszt) a teljes hígítási sor (5-szörös, 10-szeres, 25-szörös, 50-szeres, 100-szoros, stb.) vizsgálatával végzik.Ezek alapján kell eldönteni, hogy szükség van-e kiegészítő vizsgálatokra.

A tápláléklánc adott szintjén jelentkező káros ökotoxikus hatás az ökoszisztéma egészét károsítja!

Biomonitoring vizsgálatok

•biokoncentráció (vagy bioakkumuláció) vizsgálata: Az élőlények szöveteiben mért szennyezőanyag koncentráció alkalmas leginkább az expozíció meghatározására •a biomarkerek monitoringja: A biomarkerek olyan anyagok, melyek vegyi anyagok expozíciójának, vagy toxicitásának hatásaként keletkeznek az élő szervezetben, egyfajta biológiai válasz.•az indikátorfajok szerveződési struktúrájában beállt változások vizsgálata. Mindig kérdés, hogy a kiválasztott faj mennyire reprezentálja az egész ökoszisztéma kitettségét

Felszín alatti vizek, mint hatásviselők

A felszín alatti vizek védelme érdekében a kockázatfelmérések során az európai gyakorlatban �megfelelőségi pontokat jelölnek ki a szennyező forrástól bizonyos �távolságban. A megfelelőségi pontok olyan helyek, amelyeket a szennyezőanyagnak kitett hatásviselő � �helye és a szennyező forrás közötti térrészben, a szennyezőanyagok terjedési útvonalán jelölnek ki. Ezeken a pontokon a kockázatos anyagok koncentrációjának kisebbnek kell lenniük a környezeti közegekre megállapított a feltételezett kitettség(ek)hez tartozó � �elérendő koncentrációknál (pl. ivóvíz határérték). A megfelelőségi pontok helyének � �megválasztásakor ismerni kell a tényleges hatásviselők helyét, a fennálló és a jövőben tervezett területhasználatokat, a területhasználatokhoz és ezáltal a hatásviselőkhöz tartozó reális expozíciós lehetőségeket, valamint a szennyezőanyagok terjedését.

Példa: Üzemanyag telep szénhidrogén szennyezettsége

Anyag „B” határérték mg/kg

Javasolt „D” mg/kg

Talaj TPH 100 3000 BTEX 0,5 -

Anyag „B” határérték μg /l

Javasolt „D” μg /l

Talajvíz TPH 100 1000 Benzol 1 10 Toluol 20 50

A feladat összetettségét befolyásoló tényezők

A vizsgált terület szennyeződése

Szennyezők számaToxikológiai adatok megléteExpozíciós útvonalak számaTalajvíz viszonyokSzennyezett terület száma és kiterjedéseMegkövetelt precizitás mértékeMonitoring adatok megléte

1 kémiai keverék több vegyületesAdatok1 jelentős, 1 másodlagosEgyszerű többrétegű hidrogeológiai adottság4 db150.000 m2

KözepesA XYZ monitoring jelentése

Példa: Üzemanyag telep szénhidrogén szennyezettsége

A szennyezők számbavétele Mivel a szennyezés oka ismert, kézenfekvő, hogy a területen tárolt és manipulált anyagok (benzin, gázolaj) okozzák a szennyeződést. A szénhidrogén-származékok a felszín alatti tartályokból, vezetékekből kijutva közvetlenül szennyezte és leszivárgott a talajvíz rétegig, átlagosan kb. 5 m mélységig. A szénhidrogénnel szennyezett talaj becsült értéke 150.000 m2, a szennyezett talajvíz mennyisége közelítő számítások alapján 45.000 m3, 30% hézagtérfogatot feltételezve. A szennyezett területek környezetében a szennyezés mértéke igen jelentősnek mutatkozott a vizsgálatok során. A benzin és a gázolaj többtípusú szénhidrogén keveréke. A további vizsgálatokhoz a benzint használjuk, mert veszélyesebb anyag, mint a gázolaj, ennek a részletezésével a toxikológiai fejezetben foglalkozunk.

Példa: Üzemanyag telep szénhidrogén szennyezettsége

Az expozíciós útvonalak számbavétele A szennyezés során kizárólag felszíni (felszín közeli) és felszín alatti eseményeket vizsgáltunk. A részben fedett terület felszínére kerülő benzin meleg nyári napokon intenzíven párolog. Vizsgálnunk kellett tehát a felszíni párolgás során a telepen dolgozók kitettségét. A feltáró vizsgálatok egyértelműen bizonyították, hogy a talajvíz felszínén egy nagyon vékony telített szénhidrogén zóna található, amiből, ha kis mértékben is, de folyamatosan szennyeződhetett a talaj és a talajvíz. A TPH szennyezettsége a beavatkozás végén 3000 mg/kg, a talajvízben 1000 μg/l, aromás szénhidrogénekre (BTEX): a benzol 10, a toluol 50 μg/l lesz. A potenciális felszínalatti expozíciós utak tárgyalásakor a talajvíz és a rétegvizek esetleges kapcsolatát kellett elsősorban vizsgálnunk, ezekre a rétegekre telepítették ugyanis a környék ivóvíz kútjait.

Példa: Üzemanyag telep szénhidrogén szennyezettsége

A receptorok számbavétele A szennyezett területtel kapcsolatba kerülő minden reálisan lehetséges receptort számba vettünk. A lehetséges érintett receptorok a területen esetlegesen szolgálatot teljesítők (dolgozók), akik a telep kiszolgálásáért és üzemeltetéséért felelnek. Ők bőrkontaktus illetve belégzés útján kerülhetnek kapcsolatba (különösen nyáron) az üzemanyagok (benzin, gázolaj) párolgásából származó gázokkal. A potenciális receptorok másik csoportja a laktanya minden dolgozója, akik az ivóvízkút vizét isszák, illetve a szennyeződés transzportja miatt a környező lakosság. A laktanya vízellátása jelenleg vegyes rendszerű, nagy részben a városi hálózatról történik a vízellátás, a kút kiegészítő vízforrásként üzemel. A két említett potenciális receptor csoporton kívül más receptorok érintettségével nem kell számolnunk.

Példa: Üzemanyag telep szénhidrogén szennyezettsége

Koncepciós modell

Felszín alatti CH szennyezés

légkör

talaj

talajvíz

rétegvíz

tápcsatorna

belégzés

dolgozók

párolgás

szivárgás

forrás terjedés módja közeg bejutási kapu receptor

aholBW

EFIRCEDw ,**

028,0365*7052*2

napév

hétévEF

napkgmg

BWEFIRCEDw *

10*7.1** 5

napkgmg

BWEFIRCEDw *

10*3** 7

Benzol

EDw Vízből ivás útján a szervezetbe jutó szennyezés értéke mg-ban [mg/kg/nap]Naponta és egységnyi testsúlyra vonatkoztatva

C a szennyező koncentrációja a vízben [mg/l]IR Lenyelt mennyiség: alkalmanként megivott víz mennyisége [l/nap]EF Expozíciós tényező: az expozíció élettartamra vonatkoztatva [-]BW Testsúly [kg]

Felhasznált adatok:C = 0,0005 mg/l (Forrás: felvett adat, más hasonló területen mért)IR = 1,5 l/nap (Forrás: feltételezés)EF = 0,028 (Forrás: Feltételezésből számítva)BW = 70 kg (Forrás: Health Canada, HHRA for Priority Substansces, 1994)

Toluol:A toluol esetében az érték megegyezik a benzol értékével.

Az RfD (TDE) érték és/vagy meredekségi tényező számítása

A megfelelő vegyületek adatait a US EPA IRIS és egyéb toxikológiai adatbázisokból (HEAST, ITER) nyerhetjük.

A benzol CAS száma: 71-43-2 „A kategóriájú” ismert humán karcinogén vegyületként szerepel a US EPA kockázatelemzési útmutatójában. Karcinogén hatását bármely bejutási kapun keresztül kifejti, amelyet humán toxikológiai bizonyítékok és állatkísérletek is igazolnak. Az epidemiológiai tanulmányok közvetlen kapcsolatot mutatnak a vegyületnek való expozíció és a leukémia kialakulása között, emellett egyéb vér összetételt befolyásoló betegségeket is okozhat. A belégzésen át való bejutáskor a rákkeltő egészségkárosító hatásának a toxikológiai mérőszáma az US EPA által meghatározott meredekségi tényező. Melynek értéke 1,5*10-2 (mg/kg*nap)-1. A belégzés kockázatának számításakor az US EPA és a Health Canada sem a meredekségi tényezőt használja, hanem a kockázati értékekhez adja meg a teljes élettartam alatt belélegzett benzol koncentráció értéke (Lásd: US EPA, IRIOS Database, Benzene, II.C.1.2. alfejezete).

A toluol (CAS száma: 108-88-3) „D kategóriájú” nem karcinogén szennyező, sem állatkísérletek, sem humán toxikológiai tanulmányok nem adtak pozitív eredményt. Toxikus hatás elsősorban a vesében és a májban jelentkezik, amely szervek méretváltozását eredményezi. Orális RfD értéke: 2.10-1 mg/kg/nap UF=1000 biztonsági tényező mellett, krónikus RfD értéke = 0,4 mg/m3 UF=300 biztonsági tényező mellett belégzés esetén.