Ранжирование химических загрязнителей по приоритетности для мониторинга пищевой продукции с использованием токсикологических критериев (обзор литературы)

Государственный мониторинг химических загрязнителей пищевой продукции

Государственный мониторинг безопасности пищевой продукции – это проводимые на постоянной основе исследования содержания в ней химических, биологических и физических загрязнителей [1] с целью обеспечения здоровья населения [2].

В пищевом сырье и переработанной продукции как отечественного, так и импортного происхождения определяют содержание остатков ветеринарных лекарственных средств, контаминантов (токсичных элементов, диоксинов и полихлорированных бифенилов, микотоксинов и др.), пестицидов и пищевых добавок [3].

Исследования проводятся на соответствие требованиям законодательства. Например, в ЕС – на соответствие Регламентам 37/2010 [4] и 2023/915 [5] с допустимыми уровнями остатков ветеринарных лекарственных средств и контаминантов, в нашей стране – техническим регламентам ЕАЭС, в первую очередь ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» [6], а также отечественному законодательству, в частности СанПиН 1.2.3685–21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» [7].

Планирование мониторинговых исследований

Мониторинговые исследования планируют, как правило, ежегодно. Для этого на уровне отдельного региона (государства) составляется план мониторинга – таблица, в которой указано количество исследований того или иного химического загрязнителя в том или ином виде продукции.

На практике для планирования мониторинга применяется риск-ориентированный подход, предполагающий, что количество для исследований комбинации «загрязнитель – вид продукции» пропорционально опасности загрязнителя для здоровья и частоте его выявлений в продукции выше допустимого уровня [8]. У некоторых стран применение риск-ориентированного подхода при планировании мониторинга закреплено законодательно (например, Евросоюз [9]), в других он применяется де-факто [8].

Риск-ориентированный подход к планированию может быть эмпирическим. При этом количество исследований для комбинаций «вид продукции – загрязнители» назначают исходя из собственного опыта и экспертизы ответственные за планирование специалисты. Часто они имеют компетенции преимущественно в сфере организации проведения исследований, а не в токсикологии.

Другим вариантом планирования мониторинга химических загрязнителей служит применение специальных алгоритмов. Принцип алгоритмов заключается в назначении химическим загрязнителям (отдельным соединениям или их группам) баллов по критериям их опасности для здоровья и частоте выявлений. Затем по формуле рассчитываются общие баллы, путём сравнения которых производится ранжирование загрязнителей по приоритетности для проведения мониторинговых исследований. На основании ранжирования осуществляется разбивка исследований по видам продукции, регионам и др. с помощью того же алгоритма либо вручную [8].

Создание подобных алгоритмов, строго говоря, относится не к научной деятельности, а к закрытой для широкой публики сфере организации государством лабораторных исследований. Поэтому в открытом доступе описания алгоритмов размещают редко, нам удалось обнаружить лишь несколько соответствующих публикаций.

В статье представлены описание и сравнение алгоритмов в части критериев вреда для здоровья, разработанных в России, Ирландии, США, Норвегии и Евросоюзе.

Поиск литературы был проведён по базам данных Scopus, ScienceDirect, PubMed, Google Scholar и eLIBRARY, а также по официальным сайтам компетентных органов стран мира с наиболее развитой системой пищевой безопасности.

Алгоритмы ранжирования химических загрязнителей

В табл. 1 представлено сравнительное описание применения токсикологических критериев в алгоритмах ранжировании химических загрязнителей для планирования государственного мониторинга.

Представленные алгоритмы охватывают остатки ветеринарных препаратов и контаминанты на уровне отдельных соединений и групп в различных видах продукции – как в пищевом сырье, так и в готовой продукции и пищевых ингредиентах.

Часть алгоритмов предполагает назначение баллов по общему критерию «вред для здоровья»: USDA, AFSCA, ФГБУ «ВГНКИ», часть – конкретные значения переносимой суточной дозы (англ. ADI – Acceptable Daily Intake) и других пороговых величин, основанных на критериях вреда для здоровья (англ. HBGV – Health-based Guidance Values): FSAI (оба алгоритма), VKM, FDA. Критерии, связанные с экспозицией населения загрязнителем из пищевой продукции, присутствуют в алгоритмах VKM и FSAI для контаминантов, AFSCA, FDA и ФГБУ «ВГНКИ».

Компанией Abbot Nutrition (США) предложена оценка контаминантов по целому ряду токсикологических параметров, указанных в табл. 2.

Алгоритм компании Abbot Nutrition не предполагает назначения и расчёта баллов, следующим этапом после определения категории токсичности для каждого контаминанта и вида продукции идёт наложение сведений о частоте выявлений, завершающееся итоговым ранжированием с учётом обоих критериев.

Различия в области применения делают невозможным прямое сравнение адекватности алгоритмов по полученным приоритетным загрязнителям.

В части использования токсикологических критериев алгоритмы значительно различаются по сложности, проработанности и количеству используемых данных. К более простым можно отнести алгоритм FSAI для ветеринарных препаратов, USDA и AFSCA, к более сложным – FSAI для контаминантов, VKM и Abbot Nutrition.

Алгоритм VKM, на наш взгляд, является самым стройным и элегантным, давая чёткие научные обоснования для ранжирования без лишних сложностей и нагромождений.

Для примера в табл. 3 представлены баллы, набранные диоксинами и диоксиноподобными полихлорированными бифенилами (дПХБ) – одной из приоритетных групп загрязнителей для данного алгоритма.

Из всех представленных алгоритмов разработанный USDA – единственный, для которого были обнаружены планы мониторинга, сделанные с его использованием, по крайней мере на момент публикации (≈ 15 лет назад). Нами был изучен его печатный вариант. Интересно, что вес показателей в алгоритме FDA для ветеринарных лекарственных средств в молоке назначает группа сторонних экспертов. Данный алгоритм является и наиболее тщательно проработанным (358 страниц!), однако сведения эти относятся в основном к путям попадания соединений в молоко, а не к токсикологическим критериям.

Всероссийским государственным Центром качества и стандартизации лекарственных средств для животных и кормов (ФГБУ «ВГНКИ») был разработан с учётом зарубежных аналогов собственный алгоритм риск-ориентированного планирования мониторинга [18]. В оценку были включены 43 группы ветеринарных лекарственных средств и контаминантов (всего 356 соединений), определение которых проводят лаборатории Россельхознадзора в рамках государственного мониторинга качества и безопасности продуктов питания. Сведения об этапе алгоритма, связанном с ранжированием загрязнителей, приведены в табл. 1. Баллы по критерию «Вред для здоровья» (от 1 до 4 баллов) были выставлены на основе анализа международных (Комиссия Кодекс Алиментариус, Евросоюз), зарубежных и отечественных оценок риска и научных публикаций о вреде для здоровья. Баллы по критерию «Вклад в продовольственную корзину» присваивались пропорционально вкладу в общероссийское потребление загрязнённых видов продукции (например, мясо – высокий вклад, мёд – средний, дичь – низкий). Частоту выявлений определяли за пятилетний период по данным мониторинга Россельхознадзора. Коэффициент видов продукции определялся в зависимости от количества потенциально загрязнённых видов продукции, в которых необходимо исследовать данную группу загрязнителей.

В табл. 4 представлен фрагмент плана мониторинга ФГБУ «ВГНКИ», составленный с помощью алгоритма с указанием количества исследований, полученного с помощью алгоритма.

Также отдельно необходимо упомянуть и схему ранжирования химических загрязнителей, разработанную Евросоюзом. Она также предполагает разделение загрязнителей на категории риска с учётом вреда для здоровья, но в виде не алгоритма, а в виде дерева принятия решений, в котором есть вопрос о том, вызывает ли вещество озабоченность в плане вредного воздействия на здоровье (ответ «Да / Нет») [19].

Собственный алгоритм, основанный на ином принципе, был разработан и Федеральной службой по защите прав потребителей и благополучия человека [20]. В данном алгоритме проводится ранжирование не загрязнителей, а видов продукции с учётом общих рисков (химических и биологических).

Заключение

Все рассмотренные алгоритмы оказались рабочими, то есть подходящими для целей ранжирования химических загрязнителей, имеют общий принцип, но значительные отличия в степени детализации и сложности, токсикологических критериях, принципах расчёта общих баллов и др.

По сравнению с эмпирическим подходом к риск-ориентированному планированию мониторинга использование алгоритмов имеет следующие преимущества:

• даёт чёткое и прозрачное обоснование планам мониторинга;
• позволяет максимально учитывать научные данные при планировании мониторинга;
• сокращает затрачиваемые на планирование время и усилия;
• минимизирует влияние человеческого фактора.

При этом для всех алгоритмов в значительной степени характерна субъективность оценки как вреда для здоровья, так и других параметров. Сложно представить какой-либо объективный критерий оценки самих алгоритмов на соответствие главной цели планируемого с их помощью мониторинга – обеспечению здоровья населения.

При попытке практического использования алгоритмов необходимо принимать во внимание и не учитываемые в них факторы: возможности лабораторий, анализирующих пробы, возможности территориальных управлений компетентных органов в части отбора проб, финансовую составляющую и пр.

Тщательная проработанность и стройность алгоритмов, как у VKM, FDA и FSAI, даёт более чёткое научное обоснование, но одновременно затрудняет практическое использование из-за необходимости учёта большого количества данных, которые могут обновляться.

Для дальнейшего развития подхода может быть перспективным использование искусственного интеллекта, способного как минимум осуществлять обработку данных и подсчёт баллов, дополнительно уменьшая влияние человеческого фактора в пользу научной объективности, а как максимум – участвовать и в разработке самих алгоритмов.

В практическом использовании алгоритмов необходимо учитывать, что планирование мониторинга является «внутренней кухней» компетентных органов, и сведения об этом ограничены. Нами не были обнаружены опубликованные сведения о степени практического внедрения рассмотренных схем.

Однако серьёзность подхода, объём и тщательность проведённой авторами работы и число самих авторов (до 15 в алгоритме FDA) не позволяют сомневаться в том, что алгоритмы разрабатывались строго с практическими целями и в той или иной форме используются компетентными органами при планировании мониторинга.

Единственный зарубежный алгоритм, для которого были обнаружены составленные с его помощью планы мониторинга, – алгоритм USDA 2011 г. В настоящее время на сайте ведомства указано использование эмпирического подхода к риск-ориентированному планированию мониторинга: приоритетные загрязнители выбираются на совещаниях экспертов в области ветеринарии, токсикологии, химии и общественного здравоохранения [21].

Именно совместная работа экспертов разного профиля важна при риск-ориентированном планировании мониторинга как с эмпирическим подходом, так и с использованием алгоритмов – полезного и перспективного инструмента совершенствования государственного мониторинга.