EstimareaEstimarea şşi i managementul risculuimanagementul riscului

Program de masterat:

Managementul mediului

Profesor Maria GavrilescuCatedra Ingineria și Managementul Mediului

6

Estimarea riscului ecologic penivele de complexitate (USEPA)

• nivelul I

estimarea preliminară a riscului, caracterizată prinaplicarea de metode relativ simple şi, acolo unde esteposibil, cantitative, bazate în principal pe date de literatură, date colectate anterior şi concentraţiistandardizate ale substanţelor chimice.

nivelul II

estimarea efectelor biologice şi prelevarea de probe, este recomandată acolo unde este necesar să se reducă gradul de incertitudine sau să se verifice constatările de la estimarea de nivel I, prin analiza efectelor biologice şi a probelor prelevate.

• nivelul III

estimarea riscului prin elaborarea unui program extins de prelevare de probe, este recomandatăacolo unde este necesar să se preleveze probe chimice sau biologice pe termen lung sau într-ovariantă extinsă, cu scopul de a rezolva aspecteglobale complexe ale problematicii riscului ca urmarea investigării unor situri de mari dimensiuni cu ecosisteme complexe.

• nivelul IV

program de monitorizare a unor situri extinse şicomplexe, pe termen lung, necesitândmonitorizarea prin prelevarea de probe chimice şibiologice pe durata a câtorva ani, astfel încât săse asigure realizarea unei estimări de risc cu un grad înalt de certitudine.

Fiecare nivel de estimare a riscului implică realizarea unorsecvenţe uneori complexe şi sofisticate, utilizarea de diverse categorii de date şi informaţii.

Evaluarea secvenţială, abordarea interactivă, bazată pefeedback, flexibilitatea analizelor se bazează pe judecăţi cu caracter ştiinţific şi utilizarea eficientă a resurselor prinoptimizarea colectării de date.

Deşi fiecare nivel de evaluare a riscului poate fi considerat de sine-stătător, fiecare din nivelele superioare de evaluare vorconstitui o treaptă evolutivă în programul evaluării riscului.

Fiecare nivel cuprinde o structură-cadru alcătuită din trei părţi şiconstruită pe baze ştiinţifice (date, informaţii, decizii), o parteprovenind de la un nivel anterior.

USEPA consideră că fiecare nivel de estimare a riscului constă din următoarele părţi:

- formularea problemei

- analiza

• caracterizarea expunerii

• caracterizarea efectelor ecologice

- caracterizarea riscului şi formularea de concluzii

Abordarea pe nivele a estimării de risc este un proces iterativ, nivelul următor incluzând aceleaşi trei părţi construite însă pe baza informaţiilor obţinute la nivelul anterior al estimării şi necesitând achiziţionarea de noi informaţii pentru reducerea nivelului de incertitudine al estimării.

În cadrul fiecărui nivel se colectează date noi sau se reevaluează cele existente. De asemenea, în cadrul unui nivel superior efortul de colectare a datelor este orientat mai mult către prelevare de probe biologice pentru analize pe termen din ce în ce mai lung.

Pentru a evalua relaţia dintre contaminare şi efectele ecologice, abordarea pe nivele impune reevaluarea iterativă a obiectivelor de strategie şi a datelor necesare pe întreg procesul de estimare pe baza integrării a trei tipuri de informaţii:

Date care se referă la analizele chimice pentru o anumită componentă de mediu

necesare pentru a stabili prezenţa, concentraţiile şi variabilitatea compuşilor

specifici toxici;

Date ecologice, necesare pentru documentarea sistemelor şi populaţiilor potenţial expuse (sau aflate în pericol de a fi expuse) şi care sunt destinate caracterizării condiţiilor în care există comunităţile şi pentru a observa orice efect advers care s-a produs sau se produce;

Date toxicologice şi ecotoxicologice, necesare pentru stabilirea legăturii dintre efectele ecologice adverse şi contaminarea cunoscută.

Estimarea riscului la nivelul II de complexitate

Decizia privind nivelul de abordare a estimării de risc depinde de:

• natura sitului (întins vs. mic, ecosistem simplu vs. ecosistem complex)

• tipul de date necesare• metodele necesare a fi aplicate (birou, laborator, teren)• limitările în privinţa costurilor estimării pot constitui un element

în alegerea nivelului de estimare

Estimarea riscului la nivelul II este recomandată de USEPA în următoarele situaţii:

• pentru reducerea incertitudinilor din fazele anterioare ale estimării şi pentru verificarea constatărilor de la nivelul I• când se solicită studii sau analize biochimice în teren • când nivelul I de estimare nu este suficient de bine caracterizat• când, în urma evaluării la nivel I rămân nerezolvate probleme semnificative ori deciziile de remediere nu au suficient suport.

La nivelul II al estimării de risc se evaluează nivelele efectelor contaminanţilor asupra populaţiei şi

comunităţilor, luând în considerare şi amestecurile de contaminanţi şi efectele cronice, prin analiza efectelor

biologice.

Obiectivul global al estimării de nivel IIeste de a obţine predicţii cantitative, caracterizate printr-un grad înalt de acurateţe, privind riscurile curente şi viitoare asupra populaţiilor ecologice,

comunităţilor şi ecosistemelor ca urmare a migrării contaminanţilor de pe situl contaminat.

Nivelul II de evaluare a riscului poate include:

• analize biologice de laborator sau în teren,

• modele sau metode probabilistice.

În acest scop sunt prelevate probe cantitative, biologice şi abiotice având în vedere următoarele destinaţii:

pentru a documenta expunerile, pentru a evalua potenţialul de bioacumulare pentru a determina efectele doză-răspuns ale speciilor testate sau a

receptorilor selectaţi pe diferite componente de mediu din situl contaminat.

Din punctul de vedere al analizelor efectuate, nivelul II include:

teste de toxicitate

teste biologice în teren

analize rapide pe ţesuturi ale receptorilor cheie

dacă este necesar, se efectuează prelevări semicantitative de probe de pe siturile contaminate şi de pe situri de referinţă pentru a descrie identitatea şi populaţiile biologice în ambele zone

dacă se utilizează modele de transport, sunt necesare valorile parametrilor cheie ai modelului, specifici pentru situl investigat.

Datele obţinute în cadrul nivelului II de estimare a riscului se integrează cu datele

obţinute din fazele anterioare şi se utilizează pentru:

generarea de informaţii şi date privind semnificaţia efectelor ecologice potenţiale sau observate

stabilirea necesităţii acţiunilor de remediere/îndepărtare a contaminanţilor

elaborarea unor repere privind refacerea sitului pe bazaconsiderentelor de ordin ecologic şi ţinând seama de obiectiveleacţiunilor de remediere.

Formularea problemei

stabilirea unei evidenţe a problemelor ecologice şi a datelor necesare, care nu au putut fi rezolvate în cadrul evaluării de nivel I.

studiul evaluărilor şi măsurătorilor de la nivelul I, pentru a stabili dacă sunt adecvate şi aplicabile pentru anticiparea deciziilor de remediere

stabilirea necesarului de date biologice/toxicologice pentru a identifica nivelul la care trebuie să se realizeze estimarea de risc şi scopul unor cercetări suplimentare

elaborarea ipotezelor de lucru

identificarea celor mai adecvate metode de prelevare a probelor şi de analiză a acestora (pe termen scurt)

Concluziile rezultate de la evaluarea de nivel I, care impun o reducere a incertitudinilor, vor reprezenta un factor cheie pentru trecerea la un nivel

superior de estimare.

Studiile în teren

• cantitative sau semicantitative şi pot fi reprezentate de prelevare de probe în zona contaminată şi în zona de referinţă pentru a confirma identitatea şi cantitatea biotei potenţial expuse sau pentru a măsura alte atribute ecologice, cum ar fi diversitatea ecologică. De exemplu, folosind metode semicantitative pot fi colectate informaţii asupra compoziţiei vegetaţiei, structurii şi diversităţii acesteia;

• orientate spre prelevarea de probe de ţesuturi de la specii receptoare cheie, iar rezultatele obţinute pot furniza informaţii privind estimatele expunerii pentru organisme la un nivel trofic superior şi pot fi prelucrate pentru a corela nivelele din ţesuturile reziduale cu cele din mediul înconjurător abiotic;

• studii biologice in-situ, prin analiza punctelor de expunere din apele de suprafaţă şi din apele din amonte care diluează apele contaminate în aval;

• studii şi prelevări de probe din punctele de expunere ale mediilor abiotice (soluri, sedimente, ape de suprafaţă) pentru analize chimice care să suplimenteze datele existente

• analize de laborator ale probelor biologice;• analize fizico-chimice pentru probele de ţesut care sunt suspecte

de bioacumulare şi biomagnifiere;• teste biologice utilizând medii expuse on-site pentru a

determina DL50;• analize chimice suplimentare în puncte de expunere pentru

specii specifice care sunt considerate receptori ecologici;• analize chimice din arii de referinţă.

Studiile de laborator

Colectarea şi analiza datelor

Datele colectate în baza studiilor în laborator şi pe terentrebuie comparate cu cele de la estimarea de nivel I a risculuicare pot fi, eventual, integrate în estimarea de nivel II.

Aceste informaţii suplimentare pot fi utilizate pentru a realizacuantificări suplimentare în estimarea de risc şi pentru a îmbunătăţi interpretarea riscului prin date cantitative.

În general, informaţiile suplimentare obţinute la estimarea de nivel II ar trebui să reducă nivelul de incertitudine asociat cu estimarea de risc.

Estimarea riscului la nivelul III de complexitate

include studii de laborator şi pe teren efectuate pe termen lung (1 an sau mai mult) şi cuprinde teste mai extinse şi mai costisitoare care să permită rezolvarea unor probleme complexe pentru situri largi cu ecosisteme complexe.

În funcţie de condiţiile de pe sit şi de complexitatea acestuia, elementele specifice unei estimări de risc de nivel III sunt similare cu cele de nivel I, dar au un caracter mai complet şi complex.

Probele biologice prelevate la nivelul de estimare III implică: analize biologice sau analize de ţesuturi a unor organisme, urmărirea cantitativă a răspunsului unor populaţii şi compararea cu caracteristicile unei populaţii de referinţă.

Toate datele obţinute la acest nivel se corelează cu cele de la nivel I şi II, şi au menirea să completeze lipsurile în baza de date constituită în urma studiilor efectuate la nivelele I şi II de estimare a riscului.

Rezultatele combinate sunt utilizate pentru revizuirea estimatelor riscului, cu mai puţină incertitudine decât la nivelele anterioare şi pentru a constitui baza raţională pentru monitorizarea pe termen lung de la nivelul IV.

Formularea problemei

se bazează pe datele colectate în fazele anterioare, odată cu completarea bazei de date în acord cu scopurile nivelului III de evaluare prezentate mai sus.

• Metodele de prelevare a probelor biologice sunt mai complexe, dar trebuie să fie complementare celor utilizate la nivelele anterioare, pentru a avea date analoge.

• Locaţiile de prelevare a probelor trebuie să fie aceleaşi ca şi cele de la nivelul II.

• De asemenea este necesară efectuarea de prelevări de probe chimice cu scopul de a corela studiile biologice şi toxicologice.

• Studiile se efectuează la nivel laborator, pe teren şi, în plus se realizează modelări ale proceselor şi sistemelor investigate.

Colectarea şi analiza datelor

Se realizează pe baza unui plan specific nivelului III de estimare a riscului, care ar trebui să ofere, la minimum, detalii despre metode de prelevare a probelor, analize cu descrierea limitelor, metodologii de revizie a calităţii datelor, planuri pentru prezentarea de date şi integrarea cu datele colectate anterior, astfel încât să fie maximizat caracterul cantitativ al evaluării şi să se reducă gradul de incertitudine.

Estimarea riscului la nivelul IV de complexitate

Nivelul IV este destinat pentru evaluarea unor situri largi şi complexe, care necesită prelevarea de probe sau programe de modelare pe termen

lung, pe durata mai multor ani.

• presupune existenţa de date şi estimări de risc cu cel mai înalt grad de certitudine.• se evaluează situri complexe, în care se manifestă interacţiuni complexe între

substanţe chimice cu efecte asupra sistemelor ecologice • implică studii biologice pe termen lung, cheltuieli substanţiale şi elaborarea unor

modele complexe pentru expunere şi validarea acestora.• se aplică modelele matematice complexe la nivelul ecosistemelor, care descriu

mecanismele de acţiune pentru analiza proceselor şi căilor de expunere şi a efectelor toxice. Aceste modele constituie suportul pentru luarea deciziilor privind remedierea sitului.

• datele obţinute la nivelul IV de estimare sunt, ca şi în cazurile anterioare, corelate şi completate cu cele de la nivelele I – III.

• informaţiile obţinute la nivelul de estimare IV au menirea să reducă nivelul de incertitudine asociat estimării de risc.