CALCULS DE DOSES D EXPOSITION Sites et sols pollués

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1 CALCULS DE DOSES D EXPOSITION Sites et sols pollués - Calculs d exposition par INGESTION et INHALATION - Effet A SEUIL et SANS SEUIL Dumat, 2015 camille.dumat@ensat.fr 1

2 Rappels de cours Expression des valeurs toxicologiques de référence (VTR). Evaluation des risques. 2

3 Expression des VTR - Effet à seuil INGESTION (mg/kg/j) DJA (Dose journalière admissible), DJT (Dose journalière tolérable), RfD (Dose de Référence), MRL (Maximum référence limite) Exemple : RfD-As = 3*10-4 mg/kg/j INHALATION (mg/m 3 ) CA (Concentration admissible), RfC (Conc. de référence) Exemple : RfC-As = 3*10-2 mg/m 3 > 3

4 Expression des VTR - Effet sans seuil INGESTION (mg/kg/j) -1 ERUo (Excès de risque unitaire ingestion), Sfo (Slope factor ingestion) Exemple : ERUo-As = 1.5 (mg/kg/j) -1 INHALATION (mg/m 3 ) -1 ERUi (Excès de risque unitaire inhalation), Sfi (Slope factor inhalation) Exemple : ERUi-Benzène = 6*10-6 (µg/m 3 ) -1 > 4

5 Détermination de l exposition (dose ou concentration) Selon les modes de vies identifiés, quelles sont les doses ou les concentration auxquelles sont exposées les personnes? Pour l ingestion et le contact cutané : on raisonne en dose d exposition => La DJE s exprime en mg (substance) / kg (poids corporels) / jour Le calcul de la DJE est mené en distinguant différentes populations (enfant / adulte ; résident / travailleur ) Pour l inhalation : on raisonne en concentration d exposition => La CI s exprime en µg (substance) / m 3 (d air) La CI est calculée en tenant compte des temps de présence et des durées d exposition, mais pas des activités pratiquées. Evaluation des risques Evaluation des risques C est l interprétation des données Comparaison de la dose journalière d exposition (DJE) à la valeur toxicologique de référence (VTR) Deux approches distinctes selon les types d effets > 5

6 L évaluation des risques L interprétation des données Comparaison de la dose (ingestion et contact) ou de la concentration (inhalation) d exposition à la valeur toxicologique de référence pour : - chaque substance - chaque voie d exposition Selon 2 approches distinctes pour tenir compte des 2 types d effet Quantification des risques : - individuels - collectifs : nombre de cas attendus Sommation ou pas des risques - liés à différentes voies d exposition - liés à différentes substances Evaluation des incertitudes > 6

7 Exposition par ingestion ou contact Ingestion Substance pure, eau, sol, poussière, aliments (végétaux, animaux ) Contact cutané Substance pure, eau, sol, poussière, vapeurs Dose journalière d exposition (mg/kg/jour ou µg/kg/jour) > 7

8 Calcul de la dose journalière d exposition (DJE) DJE ing Q C * * fa, P ing * FE * DE Tm DJE (mg/kg/j) : mg de substance ingérée / kg poids du corps / jour C (mg/kg) : [C] en substance dans le milieu ingéré (sol, aliment ) Q (kg/j) : masse quotidienne de milieu consommé P (kg) : poids corporel de la personne exposée Fa,ing (-) : Facteur d absorption par ingestion FE (j) : Nombre de jours d exposition sur une année DE (an) : Nombre d année d exposition Tm (j) : nombre de jours couvrant la période d exposition - pour les effets à seuil : Tm = DE * pour les effets sans seuil : Tm (vie entière) = 70 ans *365 > 8

9 Exposition par inhalation Inhalation gaz, poussière, vapeur d eau Concentration d exposition (mg/m 3 ou µg/m 3 ) CI ( Ci * Ti)* fr * fa, i inh FE * DE * Tm > 9

10 Calcul de concentration d exposition (CI) CI ( Ci * Ti)* fr * fa, i inh * FE * DE Tm CI (µg/m 3 ) : µg de substance / m 3 d air Ci (µg/m 3 ) : [C] en substance dans le milieu d exposition «i» Ti (h/24h) : fraction de temps passée dans le milieu «i» par jour exposé P (kg) : poids corporel de la personne exposée Fr (%) : Facteur de rétention des poussières (poumon) Fa,inh (-) : Facteur d absorption par inhalation FE (j) : Nombre de jours d exposition sur une année DE (an) : Nombre d année d exposition Tm (j) : nombre de jours couvrant la période d exposition - pour les effets à seuil : Tm = DE * pour les effets sans seuil : Tm (vie entière) = 70 ans *365 > 10

11 Caractérisation du risque - Effet à seuil Approche déterministe : Indice de Risque IR QD DJE (DJA,DJT,RfD) ou CI (CA,RfC) Addition des risques globale en 1 ère approche (voie, substance, effets ) liés aux mêmes effets portant sur le même organe par le même mécanisme d action en 2 nde approche > 11

12 Caractérisation du risque - Effet sans seuil Approche stochastique : Excès de Risque Individuel ERI DJE*(ERUo,Sfo) ou CI*(ERUi, UR) Addition des risques liés à chacune des : voies d exposition substances > 12

13 Les niveaux de risques acceptables depuis 2007 (circulaire du 08/02/07) Outils Interprétations EFFET A SEUIL EFFET SANS SEUIL IEM EQRS et ARR Compatibilité d usage Zone d incertitude => EQRS Risques! => Plan de gestion Objectifs visés du plan de gestion < 0.2 < 10-6 [0.2 5] [ ] > 5 > > 13

14 Exercice-1 Calculs d exposition camille.dumat@ensat.fr 14

15 1-A) Ingestion d eau polluée par As C : mg/l (soit 10 µg/l : seuil eau potable) Q : 2 l/j (adulte) et 1 l/j (enfant) P : 60 kg (adulte) et 15 kg (enfant) F a,ing : 1 (eau) FE : 330 jours / an DE : 24 ans (adulte) et 6 ans (enfant) Tm : DE *365 (pour les effets à seuil) : (pour les effets sans seuil) Caculez DJE ing dans les 4 cas: Adulte/enfant, effet seuil/ effet sans seuil. > 15

16 1-B) Inhalation de benzène (logement) C : 2.1 µg/m 3 (OQAI) T : 18 h / 24h (temps domicile) Fr : 1 (facteur de rétention) Fa : 1 (facteur d absorption) DE enf : 6 ans DE adulte : 24 ans FE : 330 jours Tm : (effets sans seuil) CALCULEZ pour le benzène, CI (la concentration d exposition), effet sans seuil, dans le cas des enfants et des adultes > 16

17 Exercice-2 Calculs de risque 17

18 2-A) Ingestion d eau polluée par As Risque pour les effets à seuil DJA = 3*10-4 mg/kg/j (US EPA) CALCULEZ les IR (indices de risque pour substance à seuil) pour enfants et adultes. > 18

19 2-B) Ingestion d eau polluée par As Risque pour les effets sans seuil ERU o = 1.5 (mg/kg/j) -1 US EPA) CALCULEZ les ERI (excès de risque individuel pour substance sans seuil), pour enfants et adultes. > 19

20 2-C) Inhalation de benzène (logement) ERU i : 6*10-6 (µg/m 3 ) -1 (US EPA) CALCULEZ les ERI (excès de risque individuel pour substance sans seuil), pour enfants et adultes dans le cas de l inhalation du benzène. > 20

21 Exercice-3 Réglementation et niveau de risque 21

22 3-A) Amiante La réglementation amiante fixe des seuils à ne pas dépasser dans l air: (i) pour les travailleurs (avertis mais non protégés) : 0,1 f/cm 3 ; (ii) dans les bâtiments (personnes non avertis, non protégées) : 5 f/l. Pour ces 2 seuils, calculez quels sont les niveaux de risque qui sont implicitement acceptés par les pouvoirs publics?. camille.dumat@ensat.fr 22

23 Données Travailleurs C : 0.1 f/cm 3 T : 8 h / 24h (temps au travail) Fr : 1 (facteur de rétention) Fa : 1 (facteur d absorption) FE : 200 jours DE : 40 ans Tm : (effets sans seuil) ERU i : 2.3*10-1 (f/ml) -1 (US EPA) Bâtiments C : 5 f/l T : 8 h / 24h (temps de présence) Fr : 1 (facteur de rétention) Fa : 1 (facteur d absorption) FE : 200 jours DE : 40 ans Tm : (effets sans seuil) ERU i : 2.3*10-1 (f/ml) -1 (US EPA) camille.dumat@ensat.fr 23

24 3-B) Cadmium Sur une parcelle pavillonnaire, les sols du jardin d agrément présente une concentration en cadmium de 100 mg/kg. Une telle concentration est-elle susceptible de conduire à un problème sanitaire pour les occupants?. camille.dumat@ensat.fr 24

25 Données C : 100 mg/kg Q : 150 mg/j = 150*10-6 kg/j Fa,ing : 1 (hypothèse sécuritaire) P : 60 kg (adulte) ; 15 kg (enfant) DE : 24 ans (adulte) ; 6 ans (enfant) FE : 330 jours/an Tm : DE *365 (effets à seuil) ; (effets sans seuil) DJA : 10-3 mg/kg/j (US EPA) camille.dumat@ensat.fr 25