Цифровой помощник для оценки рисков для здоровья при поступлении химических веществ с питьевой водой
Вы здесь
Аннотация:
Представлена разработка цифрового помощника (чат-бота), предназначенного для оценки рисков для здоровья населения при поступлении химических веществ с питьевой водой. Система реализует алгоритм количественной оценки риска, включая расчёт экспозиции и индекса риска на основе нормативных данных. Бот разработан на Python с использованием Telegram API и SQLite. Удобный интерфейс обеспечивает доступность инструмента для специалистов санитарного надзора. Цифровой помощник автоматизирует рутинные расчёты и способствует оперативной гигиенической оценке качества воды. Решение может быть интегрировано в существующие санитарные практики и использовано в условиях ограниченного доступа к экспертной информации.
Ключевые слова:
цифровой помощник, питьевая вода, химическое загрязнение, оценка риска, гигиена, чат-бот
обновлено: 26.09.2025
Комментарии - 13
Уважаемая Маргарита Александровна!
Благодарим Вас за участие в Конкурсе молодых учёных и за представленную работу.
Она действительно вызывает интерес с точки зрения практического применения.
Позвольте уточнить несколько моментов:
1. Не могли бы Вы привести более конкретные примеры прикладного применения чат-бота с позиции специалиста?
2. Планируется ли развитие программы для оценки риска здоровью при иных путях и вариантах поступления химических веществ?
3. Как именно в расчётах используется информация о предельно допустимых концентрациях (ПДК), учитывая, что согласно п. 1.14 Руководства 2.1.10.3968-23 «В оценке риска здоровью населения не используются предельно допустимые концентрации»?
4. Каким образом реализован этап идентификации опасности в работе чат-бота?
5. Возможна ли загрузка в программу файлов с массивом лабораторных данных? Если да, расчёт проводится с учётом верхней 95-процентной доверительной границы или для каждого значения отдельно?
6. Какой критерий приемлемости канцерогенного риска здоровью применяется в чат-боте?
7. Представленный чат-бот на данный момент доступен для общего пользования?
Будем признательны за пояснения по указанным вопросам.
Уважаемая Кристина Владимировна, здравствуйте! Благодарю за проявленный интерес к работе!
1. Конкретные примеры прикладного применения (с позиции специалиста).
Быстрая первичная оценка уровня риска по результатам лабораторного контроля: вводится концентрация вещества → бот автоматически считает ADD/LADD, HQ (или ICR) и даёт интерпретацию («допустимый / повышенный / недопустимый»).
Подготовка оперативного отчёта: бот формирует текстовый вывод и может конвертировать отчёт в Word (шаблон) (ускорение процесса для эксперта в в формировании отчета).
2. Планируется ли развитие программы для оценки риска при иных путях поступления веществ?
На данный момент чат-бот (WaterHygiene RiskTool); в разделе «перспективы» упомянуто расширение функционала (интеграция с API мониторинга, ML-модули, адаптация под другие платформы). В дальнейшем планируется внедрить и иные пути поступления веществ (ингаляционный, дермальный).
3.Как используется информация о ПДК, если, по п.1.14 Руководства Р 2.1.10.3968-23, «в оценке риска здоровью населения не используются ПДК»?
Документ отражает смешанную практику: в боте в локальной базе хранятся ПДК и RfD и при выборе нормативного значения интерфейс предлагает либо ПДК, либо RfD (то есть программно допускается выбор). Одновременно в методике Р 2.1.10.3968-23 есть требование не использовать ПДК как первичный вход для QRA. На практике в нашем случае это означает:
для количественного расчёта HQ/ICR корректно использованы референтные дозы (RfD) и коэффициенты канцерогенности (slope factor). Именно на них опирается цифровой помощник.
ПДК может быть использована как нормативный ориентир/инструмент для оперативной интерпретации (соответствует/не соответствует) и для совместимости с административными требованиями, но не заменяет RfD/SF при расчёте физических показателей риска.
4.Как реализован этап идентификации опасности в чат-боте?
Реализация, описанная в документе: бот предлагает заранее сформированный список веществ (нитраты, железо, свинец, кадмий, хром и др.), пользователь выбирает присутствующие позиции или вводит вещество вручную; у веществ в базе указана их классификация (канцероген/неканцероген), нормативы и ссылки на источники. Бот также может предоставить справочные PDF-документы и нормативы для подтверждения классификации. Таким образом идентификация — это комбинация: выбор из базы + возможность ручного ввода + метаданные (класс опасности, ссылки).
5.Возможна ли загрузка файлов с массивом лабораторных данных? Если да, расчёт проводится с учётом верхней 95-процентной доверительной границы или для каждого значения отдельно?
На данный момент вариант цифрового помощника не способен принимать массивы данных, но над этим ведется активная работа и будет включена опция загрузки баз данных в CSV формате для OCR-распознания документа.
6. Какой критерий приемлемости канцерогенного риска здоровью применяется в чат-боте?
ICR ≤ 1×10⁻⁶ — приемлемый риск; 1×10⁻⁶ < ICR < 1×10⁻⁴ — зона контроля; ICR ≥ 1×10⁻⁴ — неприемлемый риск.
да, доступен! В конце презентации есть Qr-code для перехода к чат-боту. Если остались вопросы, с радостью отвечу здесь и по e-mail: Shiryaeva.ma
Маргарита Александровна, спасибо за представленный познавательный материал!
Возник вопрос - учитывается ли в работе чат-бота условие, прописанное в п. 6.6.1., п.п. 2) Руководства Р 2.1.10.3968-23.?
Приведу цитату для удобства
"...
2) при оценке суммарного влияния веществ с однонаправленным действием (т.е. влияющих на одни те же органы и (или) системы организма) можно применять в качестве допустимого (приемлемого) уровня HI = 3,0 при условии, если ни у одного из компонентов загрязнения коэффициент опасности (HQ) не превышает 1,0. При несоблюдении данного условия оценка проводится по веществу с максимальным значением HQ."
Уважаемый Станислав Юрьевич, здравствуйте!
Благодарю Вас за проявленный интерес к работе!
Вы совершенно правильно обратили внимание на п. 6.6.1, п.п. 2) Руководства Р 2.1.10.3968-23. Там действительно введено условие для суммарного индекса опасности (HI) по веществам с однонаправленным действием:
Если HI ≤ 3,0 и при этом каждое HQ ≤ 1,0, то суммарный риск можно считать допустимым (приемлемым).
Если хотя бы у одного вещества HQ > 1,0, то оценка проводится не по HI, а по веществу с максимальным HQ.
В текущей версии чат-бота условие из п. 6.6.1., п.п. 2) реализовано. Алгоритм таков:
при суммарной оценке веществ с однонаправленным действием проверять дополнительное условие HI ≤ 3,0 при HQ ≤ 1,0; если условие не выполнено → выводить результат по веществу с максимальным HQ.
В следующей версии цифрового помощника данный алгоритм будет доработан (усилен) и работать в константном режиме без перебоев.
Добрый день, уважаемая Маргарита Александровна! Подскажите, пожалуйста:
1. Рассматривали ли Вы разработку данного приложения в других мессенджерах?
2. Разрабатывался ли подобный чат-бот Вашим научным центром в части оценки риска здоровью от воздействия химических факторов воздушной среды?
Добрый день, уважаемая Екатерина Вадимовна! Спасибо за ваш интерес к проекту. Отвечаю на Ваши вопросы:
1)Да, рассматриваю возможность расширения функциональности нашего цифрового помощника на другие популярные мессенджеры, такие как VK Messenger и Max. Цель состоит в том, чтобы обеспечить максимальную доступность и удобство пользования нашим сервисом для широкого круга пользователей, независимо от предпочитаемого ими средства коммуникации и в рамках Закона № 41-ФЗ "О создании государственной информационной системы противодействия правонарушениям, совершаемым с использованием информационных и коммуникационных технологий, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации". То есть в дальнейшем полный переход на российские мессенджеры.
2)Именно такой формат цифрового помощника в нашем институте первый и аналогов не имеется.
Уважаемая Маргарита Александровна! Проект очень интересный, актуальный и современный.
Планируется расширение функционала данного чат-бота?
Какие еще цифровые помощники вами разработаны или планируете разработать?
Здравствуйте, уважаемая Мария Олеговна! Спасибо большое за проявленный интерес к работе!
Да, планируется расширение функционала чат-бота, в том числе внесение большего списка веществ для оценки риска, введение возможности загрузки и чтения файлов CSV.
Пока это единственная разработка чат-бота, которая требует небольших изменений, а потом перенос в другие мессенджеры. После этого можно будет внедрять новые цифровые помощники.
Благодарю за ответ и желаю успехов в дальнейших таких полезных исследованиях!
Благодарю за результаты интересной работы! Результаты выполненной прикладной работы крайне актуальны, способствуют цифровизации гигиенической науки и могут быть востребованы для большого круга лиц.
В Вашей работе наблюдается смещение акцента с собственно Ваших результатов работы на принципы работы и возможности "цифрового помощника". В связи с чем имеется несколько вопросов:
1) Каким образом выполнялась формализация алгоритма (в какой среде разработки, программе(-ах))?
2) Какая версия Python с библиотеками и почему использовались для программирования логики?
3) Как выполнялось тестирование, валидация и отладка программного продукта?
4) На какой стадии на данный момент находится Ваш программный продукт (прототип или стабильно работающая версия)?
5) Кому юридически принадлежат результаты чат-бота и кто будет нести ответственность за них?
Здравствуйте, уважаемый Максим Владиславович! Спасибо большое за высокую оценку материалов!
1) Формализация алгоритма была выполнена в Python v.3.9 с использованием сред разработки и инструментов PyCharm (для написания и тестирования исходного кода программы) и Visual Studio Code (для дополнительного анализа и оптимизации проекта).
2) Программная логика разрабатывалась на языке Python версии 3.9. Были использованы следующие ключевые библиотеки: SQLite (база данных для хранения нормативных значений и расчета рисков), telegram.ext (библиотека для взаимодействия с Telegram API), pandas (для структурирования и обработки данных), numpy (для математических расчетов и операций над массивами). Версии библиотек соответствуют актуальным требованиям и стабильны на момент реализации проекта.
3) Тестирование и валидация проводились следующим образом:
Unit-тестирование (отдельные компоненты программы проверялись на корректность исполнения отдельных функций и модулей).
Интеграционные тесты (проверка взаимодействия всех компонентов системы друг с другом).
Функциональное тестирование (тестировались основные сценарии использования приложения пользователями).
Нагрузочные тесты (оценивалась производительность системы при одновременной обработке большого количества запросов).
Отладка осуществлялась с помощью встроенных средств IDE PyCharm и стандартной библиотеки Python для трассировки (logging).
4)На данный момент проект находится на стадии рабочего прототипа. Программный продукт успешно прошел начальные испытания и продемонстрировал свою работоспособность в реальных условиях эксплуатации. Однако, поскольку программа продолжает развиваться и совершенствоваться, полноценная финализация функционала ожидается в ближайшем будущем.
5)Права на интеллектуальную собственность и созданный программный продукт будет принадлежать Федеральному научному центру гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана. Ответственность за использование и распространение продукта возлагается на разработчика и администратора сервиса ( то есть на меня).
Уважаемая Маргарита Александровна, спасибо за актуальный доклад. Возможно ли в недалеком будущем разработка цифрового помощника для оценки рисков для здоровья населения при поступлении химических веществ в организм (кровь)
Здравствуйте, уважаемая Татьяна Валентиновна! Благодарю за вопрос!
Да, это вполне реально осуществить и в будущем реализовать идею, важно будет построить алгоритм и учесть существующую традиционную методику.