Хидерик, Дик

Хидерик, Дик

Адрес: Департамент эпидемиологии и общественного здравоохранения, Сельскохозяйственный университет Вагенинген, PO Box 238, Dreijenlaan 1, 6700 AE Wageningen

Страна: Нидерланды

Телефон: 31 8370 820 12

Факс: 31 8370 827 82

E-mail: dick.heederik@medew.hegl.wau.ne

Образование: Магистр наук, 1984; кандидат наук, 1991 г.

Области, представляющие интерес: Воздействие биоаэрозолей и оценка воздействия профессиональных аллергий

В таблице 1 представлен обзор типов воздействия, которое можно ожидать в каждой области производства целлюлозы и бумаги. Хотя облучение может быть указано как специфическое для определенных производственных процессов, облучение работников из других областей также может иметь место в зависимости от погодных условий, близости к источникам облучения и от того, работают ли они более чем в одной технологической области (например, контроль качества, общие трудовые отношения). бассейн и обслуживающий персонал).

Таблица 1. Потенциальные угрозы здоровью и безопасности в целлюлозно-бумажном производстве в разбивке по технологическим процессам

Область процесса

Угроза безопасности

Физические опасности

Химическая опасность

Биологические опасности

Подготовка древесины

       

Бревенчатый пруд

Утопление; мобильное оборудование;
скольжение, падение

Шум; вибрация; холодный; нагревать

Выхлоп двигателя

 

Деревянная комната

Зажимные точки; скольжение, падение

Шум; вибрация

Терпены и другие экстракты древесины; древесная пыль

бактерии; грибы

Скрининг чипа

Зажимные точки; скольжение, падение

Шум; вибрация

Терпены и другие экстракты древесины; древесная пыль

бактерии; грибы

Чип двор

Зажимные точки; мобильное оборудование

Шум; вибрация; холодный; нагревать

выхлоп двигателя; терпены и другие экстракты древесины; древесная пыль

бактерии; грибы

варка

       

Каменная древесина
варка

Поскользнуться, упасть

Шум; электрические и магнитные поля; высокая влажность

   

РМП, ЦМП, СТМП

Поскользнуться, упасть

Шум; электрические и магнитные поля; высокая влажность

Кулинарные химикаты и побочные продукты; терпены и другие экстракты древесины; древесная пыль

 

Сульфатная варка

Поскользнуться, упасть

Шум; высокая влажность; нагревать

Кислоты и щелочи; кулинарные химикаты и побочные продукты; восстановленные сернистые газы; терпены
и другие древесные экстракты; древесная пыль

 

Восстановление сульфата

Взрывы; точки защемления; скольжение,
падение

Шум; нагревать; пар

Кислоты и щелочи; асбест; пепел; кулинарные химикаты и побочные продукты; топливо; уменьшенный
сернистые газы; сернистый газ

 

Сульфитная варка

Поскользнуться, упасть

Шум; высокая влажность; нагревать

Кислоты и щелочи; кулинарные химикаты и побочные продукты; сернистый газ; терпены и другие экстракты древесины; древесная пыль

 

Извлечение сульфита

Взрывы; точки защемления; скольжение,
падение

Шум; нагревать; пар

Кислоты и щелочи; асбест; пепел; кулинарные химикаты и побочные продукты; топливо; сернистый газ

 

Репульпация/удаление краски

Поскользнуться, упасть

 

Кислоты и щелочи; отбеливающие химикаты и побочные продукты; красители и чернила; целлюлозно-бумажная пыль; слимициды; растворители

Бактерии

Отбеливание

Поскользнуться, упасть

Шум; высокая влажность; нагревать

Отбеливающие химикаты и побочные продукты; слимициды; терпены и другие экстракты древесины

 

Формование листа и
преобразование

       

Целлюлозная машина

Зажимные точки; скольжение, падение

Шум; вибрация; высокий
влажность; нагревать; пар

Кислоты и щелочи; отбеливающие химикаты и побочные продукты; флокулянт; целлюлозно-бумажная пыль; слимициды; растворители

Бактерии

БДМ

Зажимные точки; скольжение, падение

Шум; вибрация; высокий
влажность; нагревать; пар

Кислоты и щелочи; отбеливающие химикаты и побочные продукты; красители и чернила; флокулянт; целлюлоза/бумага
пыль; бумажные добавки; слимициды; растворители

Бактерии

Отделка

Зажимные точки; мобильное оборудование

Шум

Кислоты и щелочи; красители и чернила; флокулянт;
целлюлозно-бумажная пыль; бумажные добавки; слимициды; растворители

 

Склады

Мобильное оборудование

 

Топливо; выхлоп двигателя; целлюлозно-бумажная пыль

 

Другие операции

       

Выработка энергии

Зажимные точки; скольжение, падение

Шум; вибрация; электрические и
магнитные поля; нагревать; пар

Асбест; пепел; топливо; терпены и другие экстракты древесины; древесная пыль

бактерии; грибы

Очистка воды

утопление

 

Отбеливающие химикаты и побочные продукты

Бактерии

Очистка сточных вод

утопление

 

Отбеливающие химикаты и побочные продукты; флокулянт; восстановленные сернистые газы

Бактерии

Диоксид хлора
поколение

Взрывы; скольжение, падение

 

Отбеливающие химикаты и побочные продукты

Бактерии

Восстановление скипидара

Поскользнуться, упасть

 

Кулинарные химикаты и побочные продукты; восстановленные сернистые газы; терпены и другие экстракты древесины

 

Производство таллового масла

   

Кислоты и щелочи; кулинарные химикаты и побочные продукты; восстановленные сернистые газы; терпены и другие экстракты древесины

 

RMP = рафинирование механической варки целлюлозы; CMP = химико-механическая варка целлюлозы; ХТММ = химико-термомеханическая варка.

 

Воздействие потенциальных опасностей, перечисленных в таблице 1, вероятно, зависит от степени автоматизации установки. Исторически промышленное производство целлюлозы и бумаги было полуавтоматическим процессом, требующим значительного ручного вмешательства. На таких объектах операторы будут сидеть за открытыми панелями рядом с процессами, чтобы наблюдать за результатами своих действий. Клапаны вверху и внизу варочного котла открываются вручную, и на этапах заполнения газы в варочном котле вытесняются поступающей щепой (рис. 1). Уровни химических веществ будут регулироваться на основе опыта, а не отбора проб, а корректировка процесса будет зависеть от навыков и знаний оператора, что иногда приводило к сбоям. Например, чрезмерное хлорирование целлюлозы может привести к тому, что рабочие, расположенные ниже по течению, будут подвергаться воздействию повышенного уровня отбеливающих веществ. На большинстве современных заводов переход от насосов и клапанов с ручным управлением к насосам и клапанам с электронным управлением позволяет осуществлять дистанционное управление. Спрос на управление технологическим процессом в пределах узких допусков потребовал компьютеров и сложных инженерных стратегий. Отдельные диспетчерские используются для изоляции электронного оборудования от среды целлюлозно-бумажного производства. Следовательно, операторы обычно работают в диспетчерских с кондиционированием воздуха, которые обеспечивают защиту от шума, вибрации, температуры, влажности и химического воздействия, характерных для операций на мельнице. Другие элементы управления, которые улучшили рабочую среду, описаны ниже.

Рисунок 1. Рабочий открывает крышку варочного котла периодического действия с ручным управлением.

ППИ100Ф1

Архивы Макмиллана Блоделя

Угрозы безопасности, включая точки защемления, мокрые поверхности для ходьбы, движущееся оборудование и высоту, являются общими для целлюлозно-бумажной промышленности. Ограждения вокруг движущихся конвейеров и частей машин, быстрая уборка разливов, пешеходные поверхности, которые обеспечивают дренаж, и ограждения на проходах, прилегающих к производственным линиям или на высоте, — все это имеет важное значение. При обслуживании конвейеров для стружки, валов бумагоделательных машин и всего другого оборудования с движущимися частями необходимо соблюдать процедуры блокировки. Мобильное оборудование, используемое в местах хранения щепы, доков и отгрузочных площадок, складских и других операций, должно иметь защиту от опрокидывания, хорошую видимость и звуковые сигналы; полосы движения для транспортных средств и пешеходов должны быть четко обозначены и подписаны.

Шум и жара также являются повсеместными опасностями. Основным инженерным средством контроля являются кабины оператора, как описано выше, обычно имеющиеся в зонах подготовки древесины, варки целлюлозы, отбеливания и формовки листов. Также доступны закрытые кабины с кондиционером для мобильного оборудования, используемого для складирования щепы и других операций во дворе. Вне этих ограждений работникам обычно требуются средства защиты органов слуха. Работа в горячем технологическом процессе или на открытом воздухе, а также в операциях по техническому обслуживанию судов требует, чтобы рабочие были обучены распознавать симптомы теплового стресса; в таких районах график работы должен предусматривать периоды акклиматизации и отдыха. Холодная погода может создать опасность обморожения при работе на открытом воздухе, а также туман вблизи штабелей щепы, которые остаются теплыми.

Древесина, ее экстракты и сопутствующие микроорганизмы характерны для операций подготовки древесины и начальных стадий варки целлюлозы. Контроль воздействия будет зависеть от конкретной операции и может включать в себя кабины оператора, кожух и вентиляцию пил и конвейеров, а также закрытое хранилище щепы и низкий запас стружки. Использование сжатого воздуха для удаления древесной пыли создает сильное воздействие, и его следует избегать.

Операции химической варки целлюлозы представляют собой возможность воздействия химических веществ, а также газообразных побочных продуктов процесса варки, включая восстановленные (сульфатная варка) и окисленные (сульфитная варка) соединения серы и летучие органические соединения. На газообразование может влиять ряд условий эксплуатации: используемая порода древесины; количество измельченной древесины; количество и концентрация применяемого белого щелока; количество времени, необходимое для варки целлюлозы; и достигается максимальная температура. В дополнение к автоматическим запорным клапанам варочных котлов и диспетчерским пунктам, другие элементы управления для этих зон включают местную вытяжную вентиляцию в варочных котлах периодического действия и продувочные резервуары, способные вентилировать со скоростью выпуска газов из сосуда; разрежение в котлах-утилизаторах и сульфит-SO2 кислотные башни для предотвращения утечек газа; вентилируемые полные или частичные ограждения над промывочными машинами после сбраживания; непрерывные газоанализаторы с сигнализацией о возможных утечках; и планирование аварийного реагирования и обучение. Операторы, берущие пробы и проводящие тесты, должны знать о возможном воздействии кислоты и щелочи в технологических потоках и потоках отходов, а также о возможности побочных реакций, таких как газообразный сероводород (H2S) производство при контакте черного щелока сульфатной варки с кислотами (например, в канализации).

В зонах химической регенерации кислотные и щелочные химикаты и их побочные продукты могут находиться при температурах выше 800°C. Рабочие обязанности могут потребовать от рабочих прямого контакта с этими химическими веществами, что делает необходимость в сверхпрочной одежде. Например, рабочие разгребают разбрызгивающуюся расплавленную корюшку, которая скапливается у основания котлов, рискуя тем самым получить химические и термические ожоги. При добавлении сульфата натрия к концентрированному черному щелоку рабочие могут подвергнуться воздействию пыли, и любая утечка или открытие приведет к выделению ядовитых (и потенциально смертельных) восстановленных газов серы. Вокруг котла-утилизатора всегда существует вероятность взрыва талой воды. Утечки воды в стенках труб котла привели к нескольким взрывам со смертельным исходом. Котлы-утилизаторы следует останавливать при любом признаке утечки, а для перекачки расплава следует применять специальные процедуры. Погрузку извести и других едких материалов следует производить закрытыми и вентилируемыми конвейерами, элеваторами и накопительными бункерами.

На отбеливающих установках полевые операторы могут подвергаться воздействию отбеливающих агентов, а также хлорированных органических веществ и других побочных продуктов. Переменные процесса, такие как химическая сила отбеливания, содержание лигнина, температура и консистенция целлюлозы, постоянно контролируются, при этом операторы собирают образцы и проводят лабораторные испытания. Из-за опасности многих используемых отбеливающих средств должны быть установлены устройства непрерывной сигнализации, всем сотрудникам должны быть выданы спасательные респираторы, а операторы должны быть обучены действиям в чрезвычайных ситуациях. Навесы со специальной вытяжной вентиляцией являются стандартными инженерными средствами управления, которые находятся в верхней части каждой отбельной колонны и ступени промывки.

Химическое воздействие в машинном отделении целлюлозно-бумажного комбината включает перенос химических веществ с завода по отбеливанию, добавки для производства бумаги и химические смеси в сточных водах. Пыль (целлюлоза, наполнители, покрытия) и выхлопные газы от мобильного оборудования присутствуют в сухом отделе и отделочных операциях. Очистка между циклами продукта может выполняться растворителями, кислотами и щелочами. Элементы управления в этой области могут включать полное ограждение сушилки для листов; вентилируемое ограждение участков выгрузки, взвешивания и смешивания добавок; использование добавок в жидкой, а не порошковой форме; использование чернил и красок на водной основе, а не на основе растворителей; отказ от использования сжатого воздуха для очистки обрезков и макулатуры.

Производство бумаги на предприятиях по переработке бумаги, как правило, более пыльное, чем обычное производство бумаги с использованием вновь произведенной целлюлозы. Воздействие микроорганизмов может происходить от начала (сбор и разделение бумаги) до конца (производство бумаги) производственной цепочки, но воздействие химических веществ менее важно, чем при обычном производстве бумаги.

На целлюлозно-бумажных комбинатах работает обширная группа технического обслуживания для обслуживания своего технологического оборудования, в которую входят плотники, электрики, механики по приборам, изоляторы, машинисты, каменщики, механики, слесари, маляры, трубопроводчики, механики по холодильному оборудованию, жестянщики и сварщики. Наряду с их торговыми рисками (см. Металлообработка и металлообработка и Профессии главы), эти рабочие могут подвергаться любой из опасностей, связанных с процессом. Поскольку производственные операции стали более автоматизированными и закрытыми, операции по техническому обслуживанию, очистке и обеспечению качества стали наиболее уязвимыми. Остановы производства для очистки сосудов и машин вызывают особую озабоченность. В зависимости от организации фабрики эти операции могут выполняться собственным обслуживающим или производственным персоналом, хотя распространен субподряд с персоналом, не работающим с фабрикой, который может иметь меньше вспомогательных услуг по охране труда и технике безопасности.

В дополнение к технологическому воздействию, операции на целлюлозно-бумажных комбинатах влекут за собой некоторые заслуживающие внимания воздействия на обслуживающий персонал. Поскольку варка целлюлозы, рекуперация и работа котлов связаны с высокой температурой, асбест широко использовался для изоляции труб и сосудов. Нержавеющая сталь часто используется в сосудах и трубах при варке целлюлозы, восстановлении и отбеливании, а также в некоторой степени в производстве бумаги. Известно, что при сварке этого металла образуются пары хрома и никеля. Во время остановов на техническое обслуживание можно применять спреи на основе хрома для защиты пола и стен котлов-утилизаторов от коррозии во время пусковых операций. Измерения качества процесса на производственной линии часто выполняются с использованием инфракрасных и радиоизотопных датчиков. Хотя датчики обычно хорошо экранированы, механики, обслуживающие их, могут подвергаться воздействию радиации.

Некоторые особые виды воздействия могут также иметь место среди работников, занятых в других вспомогательных операциях завода. Рабочие энергетических котельных обрабатывают кору, древесные отходы и шлам из системы очистки сточных вод. На старых заводах рабочие удаляют золу со дна котлов, а затем снова герметизируют котлы, нанося смесь асбеста и цемента на решетку котла. В современных энергетических котлах этот процесс автоматизирован. Когда материал подается в котел со слишком высоким уровнем влажности, рабочие могут подвергаться ударам продуктов неполного сгорания. Рабочие, ответственные за очистку воды, могут подвергаться воздействию таких химических веществ, как хлор, гидразин и различные смолы. Из-за реакционной способности ClO2, ClO2 Генератор обычно располагается в ограниченном пространстве, а оператор находится в удаленной диспетчерской с выездами для сбора проб и обслуживания фильтра соляной корки. Хлорат натрия (сильный окислитель), используемый для получения ClO.2 может стать опасно воспламеняющимся, если его пролить на любой органический или горючий материал, а затем высушить. Все разливы следует смочить перед началом любых работ по техническому обслуживанию, а после этого все оборудование следует тщательно очистить. Мокрая одежда должна храниться влажной и отдельно от уличной одежды до стирки.

 

Назад

Понедельник, Март 28 2011 20: 15

Операции с переработанной бумагой

Использование макулатуры или переработанной бумаги в качестве сырья для производства целлюлозы увеличилось за последние несколько десятилетий, и некоторые бумажные фабрики почти полностью зависят от макулатуры. В некоторых странах макулатуру перед сбором отделяют от других бытовых отходов у источника. В других странах разделение по сортам (например, гофрокартон, газетная бумага, высококачественная бумага, смешанная) происходит на специальных заводах по переработке.

Переработанная бумага может быть переработана в относительно мягкий процесс, в котором используется вода, а иногда и NaOH. Мелкие куски металла и пластика могут быть отделены во время и/или после репульпации с помощью веревки для мусора, циклонов или центрифугирования. Наполнители, клеи и смолы удаляются на этапе очистки путем продувки пульпы воздухом, иногда с добавлением флокулянтов. Пена содержит нежелательные химические вещества и удаляется. Из целлюлозы можно удалить краску, используя ряд стадий промывки, которые могут включать или не включать использование химикатов (например, поверхностно-активных веществ, производных жирных кислот) для растворения оставшихся примесей и отбеливающих агентов для отбеливания целлюлозы. Отбеливание имеет тот недостаток, что оно может уменьшить длину волокна и, следовательно, ухудшить качество конечной бумаги. Отбеливающие химикаты, используемые при производстве вторичной целлюлозы, обычно аналогичны тем, которые используются при отбеливании механической целлюлозы. После операций репульпации и удаления краски следует производство листа способом, очень похожим на производство целлюлозы из первичных волокон.

 

Назад

Оценка воздействия на рабочем месте связана с идентификацией и оценкой агентов, с которыми работник может вступить в контакт, и индексы воздействия могут быть построены для отражения количества агента, присутствующего в окружающей среде или во вдыхаемом воздухе, а также для отражения количества агент, который фактически вдыхается, проглатывается или иным образом всасывается (прием внутрь). Другие показатели включают количество резорбируемого агента (поглощение) и воздействие на орган-мишень. Доза — это фармакологический или токсикологический термин, используемый для обозначения количества вещества, вводимого субъекту. Мощность дозы – это количество, вводимое в единицу времени. Дозу облучения на рабочем месте трудно определить в практической ситуации, поскольку физические и биологические процессы, такие как вдыхание, поглощение и распространение агента в организме человека, вызывают сложные нелинейные зависимости между воздействием и дозой. Неопределенность в отношении фактического уровня воздействия агентов также затрудняет количественную оценку связи между воздействием и последствиями для здоровья.

Для многих профессиональных воздействий существует временное окно во время которого воздействие или доза наиболее важны для развития конкретной проблемы или симптома, связанного со здоровьем. Следовательно, биологически значимое воздействие или доза будет представлять собой такое воздействие, которое происходит в течение соответствующего временного окна. Считается, что некоторые воздействия профессиональных канцерогенов имеют такое релевантное временное окно воздействия. Рак — это болезнь с длительным латентным периодом, и, следовательно, возможно, что воздействие, связанное с окончательным развитием болезни, произошло за много лет до того, как рак действительно проявил себя. Это явление противоречит здравому смыслу, поскольку можно было бы ожидать, что кумулятивное воздействие за весь срок службы будет важным параметром. Воздействие во время проявления болезни может не иметь особого значения.

Модель воздействия — непрерывное воздействие, прерывистое воздействие и воздействие с резкими пиками или без них — также может иметь значение. Учет моделей воздействия важен как для эпидемиологических исследований, так и для измерений окружающей среды, которые могут использоваться для контроля за соблюдением санитарных норм или для контроля окружающей среды в рамках программ контроля и профилактики. Например, если воздействие на здоровье вызвано пиковыми воздействиями, такие пиковые уровни должны поддаваться мониторингу, чтобы их можно было контролировать. Мониторинг, который предоставляет данные только о длительном среднем воздействии, бесполезен, поскольку пиковые значения отклонений вполне могут быть замаскированы усреднением и, конечно же, не могут контролироваться по мере их возникновения.

Биологически значимое воздействие или доза для определенной конечной точки часто неизвестны, потому что схемы поступления, поглощения, распределения и выведения или механизмы биотрансформации изучены недостаточно подробно. Как скорость, с которой агент входит и выходит из организма (кинетика), так и биохимические процессы обращения с веществом (биотрансформация) помогут определить взаимосвязь между воздействием, дозой и эффектом.

Мониторинг окружающей среды - это измерение и оценка агентов на рабочем месте для оценки воздействия окружающей среды и связанных с этим рисков для здоровья. Биологический мониторинг — это измерение и оценка агентов на рабочем месте или их метаболитов в тканях, выделениях или экскрементах для оценки воздействия и оценки рисков для здоровья. Иногда биомаркеры, такие как ДНК-аддукты, используются в качестве меры воздействия. Биомаркеры также могут свидетельствовать о механизмах самого патологического процесса, но это сложный вопрос, который более подробно рассматривается в главе Биологический мониторинг и позже в обсуждении здесь.

Упрощение базовой модели при моделировании реакции на воздействие выглядит следующим образом:

экспозиция поглощение распределение,

устранение, трансформацияцелевая дозафизиопатологияэффект

В зависимости от агента взаимосвязи «воздействие-поглощение» и «воздействие-поглощение» могут быть сложными. Для многих газов можно сделать простые приближения, основанные на концентрации агента в воздухе в течение рабочего дня и на количестве вдыхаемого воздуха. При отборе проб пыли характер осаждения также зависит от размера частиц. Соображения размера также могут привести к более сложным отношениям. Глава Дыхательная система предоставляет более подробную информацию об аспекте респираторной токсичности.

Экспозиция и оценка дозы являются элементами количественной оценки риска. Методы оценки риска для здоровья часто составляют основу, на основе которой устанавливаются пределы воздействия для уровней выбросов токсичных веществ в воздух для экологических, а также для профессиональных стандартов. Анализ риска для здоровья обеспечивает оценку вероятности (риска) возникновения конкретных последствий для здоровья или оценку числа случаев с этими последствиями для здоровья. С помощью анализа риска для здоровья может быть обеспечена приемлемая концентрация токсиканта в воздухе, воде или пищевых продуктах при заданных условиях. априорный выбранная допустимая величина риска. Количественный анализ риска нашел применение в эпидемиологии рака, что объясняет сильный акцент на ретроспективной оценке воздействия. Но применение более сложных стратегий оценки воздействия можно найти как в ретроспективной, так и в проспективной оценке воздействия, а принципы оценки воздействия нашли применение и в исследованиях, ориентированных на другие конечные точки, такие как доброкачественные респираторные заболевания (Wegman et al., 1992; Post). и др., 1994). В настоящее время преобладают два направления в исследованиях. В одном используются оценки доз, полученные на основе информации мониторинга воздействия, а в другом используются биомаркеры как меры воздействия.

Мониторинг воздействия и прогнозирование дозы

К сожалению, для многих воздействий имеется мало количественных данных для прогнозирования риска развития определенной конечной точки. Еще в 1924 году Габер постулировал, что тяжесть воздействия на здоровье (H) пропорциональна произведению концентрации воздействия (X) и времени воздействия (T):

Н=Х х Т

Закон Габера, как его называют, лег в основу концепции, согласно которой средневзвешенные по времени (TWA) измерения воздействия, т. е. измерения, проведенные и усредненные за определенный период времени, могут быть полезным показателем воздействия. Это предположение об адекватности взвешенного по времени среднего значения подвергалось сомнению в течение многих лет. В 1952 году Адамс и его коллеги заявили, что «нет никаких научных оснований для использования взвешенного по времени среднего значения для интегрирования различных воздействий…» (в Atherly, 1985). Проблема в том, что многие отношения более сложны, чем отношения, которые представляет закон Габера. Есть много примеров агентов, эффект которых в большей степени определяется концентрацией, чем продолжительностью действия. Например, интересные данные лабораторных исследований показали, что у крыс, подвергшихся воздействию четыреххлористого углерода, характер воздействия (непрерывное или прерывистое, с пиками или без них), а также доза могут изменить наблюдаемый риск развития у крыс изменений уровня ферментов печени. (Богерс и др., 1987). Другим примером являются биоаэрозоли, такие как фермент α-амилаза, улучшитель теста, который может вызывать аллергические заболевания у людей, работающих в хлебопекарной промышленности (Houba et al. 1996). Неизвестно, определяется ли риск развития такого заболевания в основном пиковым воздействием, средним воздействием или кумулятивным уровнем воздействия. (Вонг, 1987; Чековей и Райс, 1992). Информация о временных паттернах недоступна для большинства агентов, особенно для агентов с хроническими эффектами.

Первые попытки моделирования характера воздействия и оценки дозы были опубликованы в 1960-х и 1970-х годах Роучем (1966; 1977). Он показал, что концентрация агента достигает равновесного значения на рецепторе после воздействия бесконечной продолжительности, потому что элиминация уравновешивает поглощение агента. При восьмичасовом воздействии значение 90% от этого равновесного уровня может быть достигнуто, если период полураспада агента в органе-мишени меньше примерно двух с половиной часов. Это показывает, что для агентов с коротким периодом полураспада доза в органе-мишени определяется воздействием менее восьми часов. Доза в органе-мишени является функцией произведения времени воздействия и концентрации агентов с длительным периодом полувыведения. Похожий, но более сложный подход применил Раппапорт (1985). Он показал, что внутридневная изменчивость воздействия имеет ограниченное влияние при работе с агентами с длительным периодом полураспада. Он ввел термин демпфирование на рецепторе.

Информация, представленная выше, в основном использовалась для того, чтобы сделать выводы о подходящем времени усреднения для измерений воздействия в целях соблюдения требований. Начиная с работ Роуча, общеизвестно, что для раздражителей необходимо брать пробы с коротким временем усреднения, в то время как для агентов с длительным периодом полураспада, таких как асбест, необходимо аппроксимировать долгосрочное среднее кумулятивного воздействия. Следует, однако, понимать, что разделение на стратегии взятия проб и стратегии восьмичасового среднего воздействия, принятое во многих странах для целей соблюдения, является чрезвычайно грубым переводом биологических принципов, обсуждавшихся выше.

Пример улучшения стратегии оценки воздействия, основанной на принципах фармакокинетики в эпидемиологии, можно найти в статье Wegman et al. (1992). Они применили интересную стратегию оценки воздействия, используя устройства непрерывного мониторинга для измерения пиковых уровней индивидуального воздействия пыли и соотнося их с острыми обратимыми респираторными симптомами, возникающими каждые 15 минут. пикового воздействия, связанного со здоровьем. Определение пика, опять же, будет зависеть от биологических соображений. Раппапорт (1991) выдвигает два требования к пиковым воздействиям, которые имеют этиологическое значение в процессе болезни: (1) агент быстро выводится из организма и (2) существует нелинейная скорость биологического повреждения во время пикового воздействия. Нелинейные скорости биологического повреждения могут быть связаны с изменениями в поглощении, которые, в свою очередь, связаны с уровнями воздействия, восприимчивостью хозяина, синергизмом с другими воздействиями, участием других механизмов заболевания при более высоких воздействиях или пороговыми уровнями для патологических процессов.

Эти примеры также показывают, что фармакокинетические подходы могут вести не только к оценке дозы. Результаты фармакокинетического моделирования также можно использовать для изучения биологической значимости существующих показателей воздействия и для разработки новых стратегий оценки воздействия, имеющих значение для здоровья.

Фармакокинетическое моделирование воздействия может также давать оценки фактической дозы в органе-мишени. Например, в случае озона, сильно раздражающего газа, были разработаны модели, которые предсказывают концентрацию ткани в дыхательных путях в зависимости от средней концентрации озона в воздушном пространстве легких на определенном расстоянии от трахеи, радиусе дыхательные пути, среднюю скорость воздуха, эффективную дисперсию и поток озона из воздуха на поверхность легких (Menzel 1987; Miller and Overton 1989). Такие модели можно использовать для прогнозирования дозы озона в конкретной области дыхательных путей в зависимости от концентрации озона в окружающей среде и характера дыхания.

В большинстве случаев оценки целевой дозы основаны на информации о характере воздействия во времени, стаже работы и фармакокинетической информации о поглощении, распределении, элиминации и трансформации агента. Весь процесс можно описать набором уравнений, которые можно решить математически. Часто информация о фармакокинетических параметрах для человека недоступна, и приходится использовать оценки параметров, основанные на экспериментах на животных. К настоящему времени имеется несколько примеров использования фармакокинетического моделирования воздействия для получения оценок дозы. Первые упоминания в литературе о моделировании данных об облучении в оценках доз восходят к статье Jahr (1974).

Хотя оценки дозы, как правило, не были подтверждены и нашли ограниченное применение в эпидемиологических исследованиях, ожидается, что новое поколение индексов воздействия или дозы приведет к оптимальным анализам воздействия и реакции в эпидемиологических исследованиях (Smith, 1985, 1987). Проблема, еще не решенная в фармакокинетическом моделировании, заключается в том, что существуют большие межвидовые различия в кинетике токсических агентов, и поэтому интерес представляют эффекты внутрииндивидуальной вариации фармакокинетических параметров (Droz 1992).

Биомониторинг и биомаркеры воздействия

Биологический мониторинг предлагает оценку дозы и поэтому часто считается более важным, чем мониторинг окружающей среды. Однако внутрииндивидуальная вариабельность показателей биомониторинга может быть значительной. Чтобы получить приемлемую оценку дозы для рабочего, необходимо проводить повторные измерения, и иногда усилия по измерению могут быть больше, чем при мониторинге окружающей среды.

Это иллюстрируется интересным исследованием рабочих, производящих лодки из пластика, армированного стекловолокном (Rappaport et al., 1995). Изменчивость воздействия стирола оценивали путем повторного измерения содержания стирола в воздухе. Проводился мониторинг стирола в выдыхаемом воздухе рабочих, подвергшихся воздействию, а также обменов сестринских хроматид (СХЭ). Они показали, что эпидемиологическое исследование с использованием стирола в воздухе в качестве меры воздействия будет более эффективным с точки зрения количества необходимых измерений, чем исследование с использованием других показателей воздействия. Для стирола в воздухе потребовалось три повторения для оценки долгосрочного среднего воздействия с заданной точностью. Для стирола в выдыхаемом воздухе требовалось четыре повтора на одного работника, а для SCE — 20 повторов. Объяснением этого наблюдения является соотношение сигнал-шум, определяемое изменчивостью воздействия изо дня в день и между работниками, которое было более благоприятным для стирола в воздухе, чем для двух биомаркеров воздействия. Таким образом, хотя биологическая релевантность определенного заменителя воздействия может быть оптимальной, эффективность анализа «воздействие-реакция» может быть низкой из-за ограниченного отношения сигнал/шум, что приводит к ошибке неправильной классификации.

Droz (1991) применил фармакокинетическое моделирование для изучения преимуществ стратегий оценки воздействия, основанных на отборе проб воздуха, по сравнению со стратегиями биомониторинга, зависящими от периода полувыведения агента. Он показал, что на биологический мониторинг большое влияние оказывает и биологическая изменчивость, не связанная с изменчивостью токсикологического теста. Он предположил, что нет никаких статистических преимуществ в использовании биологических индикаторов, когда период полураспада рассматриваемого агента меньше примерно десяти часов.

Хотя кто-то может решить измерять воздействие окружающей среды вместо биологического индикатора эффекта из-за изменчивости измеряемой переменной, можно найти дополнительные аргументы в пользу выбора биомаркера, даже если это потребует больших усилий по измерению, например при значительном воздействии на кожу. Для таких агентов, как пестициды и некоторые органические растворители, воздействие на кожу может иметь большее значение, чем воздействие через воздух. Биомаркер воздействия будет включать этот путь воздействия, в то время как измерение кожного воздействия является сложным, а результаты трудно интерпретировать (Boleij et al. 1995). Ранние исследования среди сельскохозяйственных рабочих, использующих «прокладки» для оценки воздействия на кожу, показали замечательное распределение пестицидов по поверхности тела в зависимости от задач рабочего. Однако, поскольку имеется мало информации о поглощении через кожу, профили воздействия пока нельзя использовать для оценки дозы внутреннего облучения.

Биомаркеры также могут иметь значительные преимущества в эпидемиологии рака. Когда биомаркер является ранним маркером эффекта, его использование может привести к сокращению периода наблюдения. Хотя необходимы подтверждающие исследования, биомаркеры воздействия или индивидуальной восприимчивости могут привести к более мощным эпидемиологическим исследованиям и более точным оценкам риска.

Анализ временного окна

Параллельно с развитием фармакокинетического моделирования эпидемиологи изучили новые подходы на этапе анализа данных, такие как «анализ временных рамок», чтобы связать соответствующие периоды воздействия с конечными точками и реализовать эффекты временных моделей воздействия или пиковых воздействий в эпидемиологии профессионального рака. (Чековей и Райс, 1992). Концептуально этот метод связан с фармакокинетическим моделированием, поскольку взаимосвязь между воздействием и результатом оптимизируется путем присвоения весов различным периодам воздействия, характеру воздействия и уровням воздействия. При фармакокинетическом моделировании считается, что эти веса имеют физиологическое значение и оцениваются заранее. При анализе временных рамок веса оцениваются по данным на основе статистических критериев. Примеры такого подхода приведены Ходжсоном и Джонсом (1990 г.), которые проанализировали взаимосвязь между воздействием газообразного радона и раком легких у когорты британских добытчиков олова, а также Сейксасом, Робинсом и Беккером (1993 г.), которые проанализировали взаимосвязь между воздействием пыли и воздействие и респираторное здоровье в группе шахтеров США. Очень интересное исследование, подчеркивающее актуальность анализа временных окон, принадлежит Peto et al. (1982).

Они показали, что уровень смертности от мезотелиомы, по-видимому, пропорционален некоторой функции времени, прошедшего с момента первого воздействия, и кумулятивного воздействия в когорте работников изоляции. Время, прошедшее с момента первого воздействия, имело особое значение, поскольку эта переменная представляла собой приблизительное время, необходимое волокну для миграции из места его отложения в легких в плевру. Этот пример показывает, как кинетика осаждения и миграции в значительной степени определяет функцию риска. Потенциальная проблема с анализом временных рамок заключается в том, что он требует подробной информации о периодах воздействия и уровнях воздействия, что затрудняет его применение во многих исследованиях исходов хронических заболеваний.

Заключительные замечания

В заключение следует отметить, что основные принципы фармакокинетического моделирования и анализа временных рамок или временных окон широко признаны. Знания в этой области в основном использовались для разработки стратегий оценки воздействия. Однако более тщательное использование этих подходов требует значительных исследовательских усилий и должно быть разработано. Поэтому количество заявок по-прежнему ограничено. Относительно простые приложения, такие как разработка более оптимальных стратегий оценки воздействия в зависимости от конечной точки, нашли более широкое применение. Важным вопросом при разработке биомаркеров воздействия или эффекта является проверка этих показателей. Часто предполагается, что измеримый биомаркер может предсказать риск для здоровья лучше, чем традиционные методы. Однако, к сожалению, очень немногие проверочные исследования подтверждают это предположение.

 

Назад

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: МОТ не несет ответственности за контент, представленный на этом веб-портале, который представлен на каком-либо языке, кроме английского, который является языком, используемым для первоначального производства и рецензирования оригинального контента. Некоторые статистические данные не обновлялись с тех пор. выпуск 4-го издания Энциклопедии (1998 г.)».

Содержание: