Source: http://docplayer.fi/1397040-Dieselpakokaasujen-tavoitetasoperustelumuistio.html
Timestamp: 2018-06-25 12:36:06+00:00
Document Index: 20756166

Matched Legal Cases: ['kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ']

Dieselpakokaasujen tavoitetasoperustelumuistio - PDF
Dieselpakokaasujen tavoitetasoperustelumuistio
Download "Dieselpakokaasujen tavoitetasoperustelumuistio"
1 Dieselpakokaasujen tavoitetasoperustelumuistio Työterveyslaitos Topeliuksenkatu 41 a A, Helsinki puh , faksi Tämän asiakirjan osittainen julkaiseminen on sallittu vain Työterveyslaitoksen antaman kirjallisen luvan perusteella.
2 1 (24) Sisällysluettelo YHTEENVETO Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet Vertailu- ja raja-arvoja dieselpakokaasuille eri maissa Altistuminen Altistumistasot suomalaisilla työpaikoilla Muut altistumistutkimukset työympäristössä Ei-työperäinen altistuminen Yhteenveto altistumistiedoista Altistumisen hallintakeinot Terveysvaikutukset Kulkeutuminen elimistöön, aineenvaihdunta ja poistuminen elimistöstä Lyhytaikaisen altistumisen vaikutukset Vaikutukset hengitysteihin Vaikutukset verenkiertoelimistöön Pitkäaikaisen altistumisen vaikutukset Karsinogeeniset vaikutukset Yhteenveto terveysvaikutuksista Lyhytaikaisen altistumisen vaikutukset Pitkäaikaisen altistumisen vaikutukset Ehdotus dieselpakokaasujen tavoitetasoksi Kirjallisuus... 21
3 2 (24) YHTEENVETO Ehdotetut ohjearvot ja tavoitetasot ilmapitoisuuksille Yleinen työperäinen altistuminen Kaivokset, maanalaiset rakennustyömaat Lakisääteinen taso Typpidioksidi HTP (8 h) Typpidioksidi HTP (15 min) Vertailupitoisuus (Sveitsin ohjearvo: dieselpakokaasu 8h / alveolijae) Yleinen taso Alkuainehiili (8 h / alveolijae) Typpidioksidi (15 min) Tavoitetaso Alkuainehiili (8 h / alveolijae) Typpidioksidi (15 min) 3 ppm 3 ppm* 6 ppm 6 ppm* 100 g/m 3 ** 20 g/m 3 ** 20 g/m 3 ** 0,5 ppm 0,5 ppm 5 g/m 3 ** 20 g/m 3 ** 0,1-0,2 ppm 0,5 ppm * sitova raja-arvo räjäytys- ja louhintatöissä ** alkuainehiilenä ( g EC/m 3 ) Varastot, korjaamot, terminaalit ja vastaavat tilat sekä maanpäälliset rakennustyömaat ja muut ulkotyöt.
4 3 (24) 1 Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet Dieselpakokaasu on erittäin monimutkainen seos, jonka kaasu- ja hiukkasfaasi sisältävät tuhansia yhdisteitä. Pakokaasun koostumukseen vaikuttavat moottorin tyyppi, rakenne, tekniikka ja kunto, moottorin käyttötila, mahdolliset suodattimet ja katalysaattorit sekä polttoaineen koostumus (Ulfarson 1999). Samankin moottorin tuottaman pakokaasun koostumus voi vaihdella huomattavasti moottorin käyttötilasta riippuen. Dieselpakokaasun kaasufaasin pääkomponentit ovat hiilidioksidi, happi, typpi, vesihöyry, typen oksidit ja hiilimonoksidi (EPA 2002; McDonald ym. 2004). Pääkomponentit kattavat yli 99 % kaasufaasin massasta. Kaasufaasi sisältää lisäksi rikin oksideita sekä lukuisia hiilivetyjä, joista tunnetusti terveydelle haitallisia ovat esimerkiksi aldehydit (mm. formaldehydi, asetaldehydi ja akryylialdehydi) sekä polysykliset aromaattiset hiilivedyt (PAH-yhdisteet). Dieselmoottorissa muodostuvat primääriset pakokaasuhiukkaset koostuvat pääasiassa alkuainehiiltä sisältävästä ytimestä, jonka pinnalle adsorboituu raskaampia hiilivetyjä, esimerkiksi pitkäketjuista aldehydejä, karboksyylihappoja, PAH-yhdisteitä ja PAH-yhdisteiden johdannaisia (EPA 2002; McDonald ym. 2004). Primäärihiukkasten lisäksi pakokaasu sisältää ultrapieniä sekundaarisia hiukkasia, jotka muodostuvat kaasufaasiyhdisteiden hapettuessa ja kondensoituessa. Alkuainehiilen (EC) osuus hiukkasten kokonaismassasta on noin % ja orgaanisiin yhdisteisiin sitoutuneen (OC) hiilen noin % (EPA 2002). PAH-yhdisteet muodostavat < 1 % hiukkasmassasta. Hiukkaset sisältävät lisäksi pieniä määriä sulfaatteja, nitraatteja ja metalleja. Kokonaisuudessaan hiukkasten osuus pakokaasun kokonaismassasta on alle 1 % (McDonald ym. 2004). Halkaisijaltaan µm hiukkaset muodostavat noin % dieselpakokaasuhiukkasten massasta (EPA 2002). Ultrapienten hiukkasten ( µm) osuus on noin 1-20 % hiukkasmassasta. Lukumäärällisesti ultrapieniä hiukkasia on noin % pakokaasuhiukkasista. Dieselmoottorien ja polttoaineiden kehittyminen on muuttanut pakokaasujen koostumusta merkittävästi viimeisen kahdenkymmenen vuoden aikana (EPA 2002; Hesterberg ym. 2006). Tekniset parannukset ovat vähentäneet erityisesti pakokaasujen hiukkasmassaa ja typenoksidien määrää. Tietyt hiukkaspäästöjen vähentämiseen tähtäävät tekniikat (hapetuskatalysaattorit ja katalysoidut hiukkassuodattimet) voivat myös lisätä typpidioksidin osuutta pakokaasuissa (YTV 2008a). Kaasufaasikomponenttien kondensaatiopintana toimivien primäärihiukkasten vähenemisen on arvioitu voivan lisätä sekundaaristen, ultrapienten hiukkasten määrää dieselpakokaasuissa, mutta kiistatonta näyttöä asiasta ei ole (EPA 2002). 2 Vertailu- ja raja-arvoja dieselpakokaasuille eri maissa U.S. Environmental Protection Agency (EPA) julkaisi vuonna 2002 laajan terveysriskinarviointiraportin dieselpakokaasuille (EPA 2002). Selvityksen pohjalta EPA asetti hengitystiealtistumisen vertailuarvoksi (RfC) ympäristöperäiselle dieselpakokaasualtistumiselle 5 µg/m 3 pakokaasuhiukkasten kokonaismassana (DPM).
5 4 (24) RfC-arvo kuvaa altistumistasoa, jossa jatkuva, elinikäinen altistuminen ei todennäköisesti aiheuta terveysvaikutuksia edes herkille ihmisryhmille. RfC-arvo ei kuitenkaan huomioi mahdollista syöpäriskiä. Dieselpakokaasujen RfC-arvo perustuu koe-eläimillä pitkäaikaisissa hengitystiealtistuskokeissa havaittuihin tulehdusvaikutuksiin ja kudosmuutoksiin keuhkoissa. EPA ei arvioinut dieselpakokaasun aiheuttamaa syöpäriskiä, koska epidemiologisten tutkimusten altistumistiedot eivät ole riittäviä annos-vastesuhteen arviointiin ja eläinkokeissa karsinogeenisia vaikutuksia on havaittu vain korkeilla altistumistasoilla (EPA 2002). American Conference of Industrial Hygienists (ACGIH) esitti vuonna 1995 dieselpakokaasuille kahdeksan tunnin työhygieeniseksi ohjeraja-arvoksi 150 µg/m 3 pakokaasuhiukkasten kokonaismassana. Vuonna 1999 raja-arvo laskettiin arvoon 50 µg/m 3 ja vuonna 2001 muutettiin vastaavaan arvoon 20 µg/m 3 alkuainehiilenä. Raja-arvoesitys vedettiin kuitenkin pois heti seuraavana vuonna EPA:n julkaistua oman riskinarviointinsa. Tällä hetkellä ACGIH:lla ei ole ohjeraja-arvoa tai raja-arvoesitystä dieselpakokaasuille. MSHA:n asettama raja-arvo dieselpakokaasualtistumiselle kaivostyössä Yhdysvalloissa on 160 µg/m 3 hiukkasten kokonaishiilenä (TC) mitattuna (n. 120 µg EC/m 3 ) (DieselNet). Sveitsissä dieselpakokaasuille on asetettu työhygieeniseksi ohjeraja-arvoksi 100 µg/m 3 alkuainehiilenä (alveolijae) (Suva 2007). Itävallassa dieselpakokaasuille on annettu tekninen rajaarvo 100 µg/m 3 (alveolijae) kahdeksan tunnin altistumisessa ja 400 µg/m 3 (alveolijae) lyhtyaikaisessa (15 min) altistumisessa (Arbeitsinspektion 2007). Kaivostyössä ja maanalaisissa rakennustöissä vastaavat arvot ovat 300 ja 1200 µg/m 3. Ruotsissa diesel- ja bensiinipakokaasulle on asetettu kahdeksan tunnin työhygieeninen raja-arvo typpidioksidina (1 ppm) ja hiilimonoksidina (20 ppm) (Arbetsmiljöverket 2005). Erityisesti typpidioksidia pidetään soveltuvana indikaattorina dieselpakokaasuille. Raja-arvojen perustelumuistiossa esitetään ärsytys- ja tulehdusvaikutusten hengitysteissä olevan dieselpakokaasujen kriittinen vaikutus (Montelius 2003). Työperäisen dieselpakokaasualtistumisen todetaan voivan myös lisätä keuhkosyöpäriskiä. Englannissa dieselpakokaasuille ei ole annettu työhygieenisiä raja-arvoja, mutta Health and Safety Executive suosittelee, että hiilidioksidin pitoisuus dieselpakokaasuille altistuttaessa alittaa 1000 ppm (HSE 1999). Muita alhaisen altistumistason indikaattoreita ovat kirkas ilma, noettomat pinnat ja se, että työntekijät eivät koe silmien tai hengitysteiden ärsytystä. Dieselpakokaasujen työhygieenisiä raja-arvoja eri massa on esitetty taulukossa 1. Suomessa ei ole asetettu työhygieenistä raja-arvoa dieselpakokaasuille.
6 5 (24) Taulukko 1. Työhygieenisiä raja-arvoja dieselpakokaasuille. Maa EC, EC, EC, EC, NO 2 CO CO 2 alveolijae alveolijae alveolijae alveolijae (8h) (8h) (8h) (8h) (15min) (8h), (15 min), (ppm) (ppm) (ppm) kaivostyö kaivostyö Ruotsi Sveitsi Itävalta USA (ACGIH) USA (MSHA) Englanti Ei voimassa (kumottu v. 2002). 2 Suositus. 3 Altistuminen 3.1 Altistumistasot suomalaisilla työpaikoilla Työterveyslaitos ylläpitää tietokantaa (DORIS) palvelutoimintana tekemistään työhygieenisistä lausunnoista. Tietokanta sisältää altistumistietoja 2000-luvulla tehdyistä työhygieenisistä mittauksista. Hakusanoilla "pakokaasu" ja "dieselpakokaasu" tietokannasta löytyi 58 lausuntoa, joista dieselpakokaasumittauksia oli tehty 27 tapauksessa. Pääasiassa dieseltrukkien aiheuttamia päästöjä työtiloihin ja työntekijöiden altistumista oli mitattu 14 lausunnossa. Selvityskohteet olivat erilaisia tavaraterminaaleja ja tehdashalleja. Muita dieselpakokaasujen mittauskohteita olivat: dieselkoneiden huolto ja korjaustyöt, jätteenkäsittelylaitokset, pilaantuneen maan kaivu ja käsittely, rekkojen tarkastus, kivenmurskainvaunujen koekäyttö, kallioporaus ja kiviaineksen kuljetus kaivoksessa. Mittaukset oli tehty pääsääntöisesti kiinteistä pisteistä, tilan yleisilmasta tai päästölähteiden läheisyydestä. Vain noin 10 % mittauksista oli tehty työntekijöiden hengitysvyöhykkeeltä. Tulosten vertaamisessa 15 minuutin ja 8 tunnin työhygieenisiin raja-arvoihin oli heikkouksia, koska mittausajat vaihtelivat ilmaisinputkien muutaman minuutin mittauksesta keräävien menetelmien lähes kahdeksaan tuntiin ja altistumisen keston kirjaus oli osittain puutteellista. Selvityksissä oli mitattu pääasiassa typpidioksidi-, typpimonoksidi- ja hiilimonoksidipitoisuuksia. Menetelmällisistä syistä typenoksidit oli usein ilmoitettu typpidioksidin ja typpioksidin yhteispitoisuutena (NOx). Viime vuosina oli lisääntyvässä määrin mitattu myös hiukkasmaisia epäpuhtauksia, joko hiukkasten lukumäärää tallentavilla hiukkaslaskureilla tai dieselnokea keräävällä menetelmällä. Dieselnokimittauksissa määritettävänä suureena oli alkuainehiilen (EC)
7 6 (24) pitoisuus pölyn alveolijakeessa. Muutamassa selvityksessä oli mitattu lisäksi aldehydejä, PAHyhdisteitä ja hiilidioksidia. Varsinkin typenoksidien mittauksissa oli käytetty useita eri menetelmiä: diffuusioputkia, ilmaisinputkia, erilaisia suoraan osoittavia (tallentavia) kaasumittareita sekä adsorbenttiputkia, jolloin analyysi tehtiin laboratoriossa. Myös hiilimonoksidia oli mitattu useilla eri suoraan osoittavilla menetelmillä. Eri mittausmenetelmien määritysrajat vaihtelevat suuresti ja niiden selektiivisyydessä ja tulosten luotettavuudessa on myös eroja. Esimerkiksi typpidioksidin määritysraja saattoi diffuusioputkella olla jopa 2 ppm, eli 66 % aineen HTP 8h -arvosta. Työhygieenisiin raja-arvoihin verrattuna suomalaisilla työpaikoilla 2000-luvulla mitatut dieselpakokaasupäästöjen typenoksidien ja hiilimonoksidin pitoisuudet olivat pieniä (Taulukko 2). Suurimmatkin pitoisuudet olivat selvästi alle 50 % raja-arvoista. Edellä kerrotuista menetelmällisistä syistä kaikista typenoksidipitoisuuksista 63 % ja hiilimonoksidipitoisuuksista 45 % oli alle menetelmän määritysrajan. Dieseltrukkikohteissa pitoisuudet ovat samaa luokkaa kuin muiden dieselkoneiden kohteissa. Jos dieselnokimittausten alkuainehiilipitoisuuksia verrataan Sveitsin raja-arvoon 100 µg/m 3, on mittausten mediaani dieseltrukkikohteissa 14 % ja muiden dieselajoneuvojen kohteissa 32 % raja-arvosta. Yhdessä kohteessa raja-arvo ylittyi kuudessa mittauksessa (kolme eri lausuntoa). Hiilidioksidipitoisuuksia oli mitattu neljässä kohteessa. Pitoisuudet olivat ppm eli korkeimmillaan 23 % hiilidioksidin HTP 8h -arvosta (5000 ppm). Suurin lyhytkestoinen pitoisuus oli 3500 ppm. Aldehydeistä on mitattu ainakin asetaldehydiä, formaldehydiä ja akroleiinia neljässä eri kohteessa. Pitoisuudet olivat yleensä pienehköjä selvästi HTP-arvojen alapuolella. Kuitenkin yhdessä kohteessa akroleiinipitoisuudet olivat kohtalaisia (0,006 ja 0,009 mg/m 3 ) eli 26 ja 39 % akroleiinin HTPkattoarvosta. Suurin formaldehydipitoisuus oli 0,082 mg/m 3, joka on 22 % HTP 8h -arvosta PAH-yhdisteitä oli mitattu viidessä selvityksessä, yhteensä 13 mittausta. Osasta mittauksia oli kerätty vain adsorbenttiin pidättyviä PAH-yhdisteitä, osassa keräys oli tehty sekä adsorbenttiin että suodattimelle. Molemmissa oli kuitenkin vakiintuneen kansainvälisen käytännön mukaisesti analysoitu samat 16 PAH-yhdistettä. Osasta näytteitä oli identifioitu asenafteenia, bentso(a)fluoreenia, bentso(a)pyreeniä, fenantreenia, fluoreenia, naftaleenia ja pyreeniä. Pitoisuudet olivat kuitenkin pieniä: suurimmat naftaleenipitoisuudet olivat 3 µg/m 3 (HTP 8h -arvo 5000 µg/m 3 ) ja muiden yksittäisten PAH-yhdisteiden 1 µg/m 3. PAH-altistumisen indikaattorina käytetyn bentso(a)pyreenin maksimipitoisuus oli 0,08 µg/m 3 (HTP 8h -arvo 10 µg/m 3 ).
8 7 (24) Taulukko 2. Yhteenveto työhygieenisistä dieselpakokaasumittauksista suomalaisilla työpaikoilla 2000-luvulla (DORIS-tietokanta, TTL). NO 2 NO/NOx CO EC (ppm) (ppm) (ppm) Dieseltrukit mittaukset, lkm mittauksista alle määritysrajan, lkm vaihteluväli <0,02-0,9* <0,2-8* <1-6,5* <1-80 mediaani - 0, Muut dieselkoneet mittaukset, lkm mittauksista alle määritysrajan, lkm vaihteluväli <0,03-3,1* <0,2-11* <1-8* <1-611* mediaani - 0,5-32 HTP 15 -arvo HTP 8h -arvo Muu raja-arvo (Sveitsi) 100 * suurimmat pitoisuudet lyhytaikaisissa (<15-30 min) mittauksissa 3.2 Muut altistumistutkimukset työympäristössä Kanadalaisessa tutkimuksessa, jossa mitattiin työntekijöiden altistumista dieselpakokaasuille 17:ssa bussi-, rekka- ja veturikorjaamossa, alkuainehiilen geometrinen keskipitoisuus työntekijöiden hengitysvyöhykkeeltä ja kiinteistä mittauspisteistä mitatuissa näytteissä oli 13,8 µg/m 3 (maksimi 138 µg/m 3 ; n = 50), 5,9 µg/m 3 (maksimi 29,5 µg/m 3 ; n = 40) ja 2,6 µg/m 3 (maksimi 11,5 µg/m 3 ; n = 40) (Seshagiri & Burton 2003). Bussikorjaamoissa liikenne oli vilkasta, mutta käytössä oli sekä paikallispoisto että yleisilmanvaihto. Rekka- ja veturikorjaamoissa liikenne oli hyvin vähäistä. Wheatley ja Sadhra (2004) selvittävät varastotyöntekijöiden altistumista dieselpakokaasuille yhdeksässä trukkivarastossa Englannissa. Trukit olivat samaa mallia ja otettu käyttöön vuosia Varastoissa ei ollut koneellista ilmanvaihtoa. Eri puolilta varastohalleja mitattu alveolijakeen hiukkasten keskipitoisuus työpäivän aikana vaihteli välillä < µg/m 3 (yksittäisten mittausten vaihteluväli < µg/m 3 ; n = 79). Alkuainehiilen määrä alveolijakeessa oli 7-55 µg/m 3 (5-118 µg/m 3 ) ja orgaanisen hiilen määrä µg/m 3 (7-90 µg/m 3 ). Alkuainehiilen (EC) ja orgaanisen hiilen (OC) suhde vaihteli välillä 0,63-1,0. Alhaisin EC/OC-suhde mitattiin kohteessa, jossa trukkien tyhjäkäyntiä esiintyi paljon ja korkein kohteessa, jossa tyhjäkäyntiä pyrittiin välttämään. Hiilidioksidin keskipitoisuus työpäivän aikana vaihteli välillä ppm ( ppm) ja hiilimonoksidin välillä <1-2 ppm. PAH-yhdisteiden keskipitoisuus kokonaispölyssä oli 6,2-18,6
9 8 (24) ng/m 3 (6,1-30,1 ng/m 3 ). Kaikkien hiukkasfaasin komponenttien pitoisuudet korreloivat hyvin keskenään (r = ; p < 0.05). Yhdysvalloissa tehdyssä selvityksessä alkuainehiilen geometrinen keskipitoisuus työpäivän aikana kahdella lastauslaiturilla työskentelevien dieseltrukkien kuljettajien hengitysvyöhykkeellä oli 23 µg/m 3 (19-29 µg/m 3 ) ja 55 µg/m 3 (46-65 µg/m 3 ), ja orgaanisen hiilen 49 µg/m 3 (38-64 µg/m 3 ) ja 138 µg/m 3 ( µg/m 3 ) (Cantrell & Watts 1997). Trukkeihin asennetut hiukkassuodattimet ensimmäisellä lastauslaiturilla vähensivät alkuainehiilen pitoisuutta 92 %, tasoon 1,9 µg/m 3 (1,5-2,3 µg/m 3 ). Ruotsissa vuosina tehdyssä tutkimuksessa selvitettiin dieselpakokaasuille työssään altistuvien ammattiryhmien altistumistasoja (Lewne ym. 2007). Tutkimuksessa mitattiin hengitysvyöhykenäytteillä 71 työntekijän altistumista alle 2,5 µm hiukkasille (PM 2.5 ), alle 1 µm hiukkasille (PM 1 ) ja typpidioksidille (NO 2 ). Lisäksi määritettiin alkuainehiilen (EC) ja orgaanisen hiilelle (OC) määrä kokonaispölyssä. Hiilimonoksidia ei mitattu, koska pitoisuuksien katalysaattorimoottorien pakokaasuissa tiedetään olevan alhaisia, eikä henkilökohtaiseen mittaukseen soveltuvaa riittävän herkkää menetelmää ole käytettävissä. Keskimääräiset pitoisuudet työpäivän aikana on esitetty taulukossa 3. Tunnelityössä altistuminen oli selvästi voimakkaampaa kuin muissa ammateissa. Sisätöissä altistuminen oli odotetusta suurempaa kuin ulkotöissä. Tunnelityömaalla ja autohalleissa dieselille altistuneilla kaikkien mitattujen komponenttien pitoisuudet korreloivat melko hyvin keskenään (r = 0,44-0,89; p < 0,05). Typenoksidien pitoisuuden korrelaatio oli hyvä erityisesti PM 1 -hiukkasten pitoisuuden ja kokonaispölyn sisältämän alkuainehiilen kanssa (r = 0,66-0,76; p < 0,01). Taulukko 3. Keskimääräinen hengitysvyöhykepitoisuus työpäivän aikana (Lewne ym. 2007). Tunnelityömaa (diesel) Bussi/rekkahalli, mekaanikot (diesel) Henkilöautohalli, mekaanikot (pääasiassa bensiini) Rakennustyömaa, koneenkuljettajat (diesel) Muut ulkotyöntekijät (diesel) Bussi- ja rekkakuskit (pääasiassa diesel) Taksikuskit (pääasiassa diesel) Työntekijöiden määrä PM 2.5 n=63 PM 1 EC OC NO 2 (ppm) n=64 n= 69 n=69 n= , , , ,8 12 0, ,1 5,4 0, ,4 11 0, ,7 9,3 0,02
10 9 (24) Mittaustuloksia kaivoksissa tehdyistä työhygieenisistä selvityksistä on koottu taulukkoon 4. Altistuminen dieselpakokaasuhiukkasille kaivoksissa on selvästi suurempaa kuin muissa töissä. Mittaustuloksiin voivat vaikuttaa myös kaivosilman muut pölyt. Dieselkoneiden kertakäyttöisten hiukkassuodattimien todettiin yhdysvaltalaisessa tutkimuksessa vähentävän altistumista pakokaasuhiukkasille parhaimmillaan 95 % (Haney ym. 1997). Taulukko 4. Altistuminen dieselpakokaasuhiukkasille maanalaisissa kaivoksissa. DMP, Hiilikaivos (n=3), ei hiukkassuodattimia, USA Hiilikaivos (n=3), kertakäyttöiset hiukkassuodattimet, USA DMP, Hiilikaivos (n=8), Australia Metalli- tai mineraalikaivos (n=10), ei hiukkassuodattimia, USA TC, TC, EC, Metalli- tai mineraalikaivos (n=27), USA Metalli- tai mineraalikaivos (n=21), Kanada Kaliumkarbonaattikaivos (n=1), USA EC, keskipitoisuus vaihteluväli keskipitoisuus vaihteluväli keskipitoisuus vaihteluväli Haney ym Pratt ym Monforton Laskennallinen. 5 Cantrell & Watts Stanevich ym Ei-työperäinen altistuminen Pienhiukkasten (PM 2.5 ) pitoisuuden vuosikeskiarvo on pääkaupunkiseudulla liikenneympäristöissä g/m 3, muualla kaupunkialueella 8 10 g/m 3 ja kaupunkialueen ulkopuolella 7 8 g/m 3 (YTV 2008a). EU:n tavoite- ja raja-arvo pienhiukkaspitoisuuden vuosikeskiarvolle on 25 g/m 3 ja WHO:n ohjearvo 10 g/m 3. Korkeimmat mitatut vuorokausipitoisuudet vuonna 2007 olivat kaupunkialueella 34 g/m 3 ja kaupunkialueen ulkopuolella 29 g/m 3 (YTV 2008b). Noin puolet hiukkasmassasta aiheutuu kaukokulkeumasta ja puolet paikallisista päästöistä (YTV 2008a). Autoliikenteen osuus paikallisista päästöistä on noin kolmannes, josta valtaosa dieselmoottorien hiukkaspäästöjä. Alkuainehiilen osuus hiukkasmassasta on noin 8 %.
11 10 (24) Typpidioksidin (NO 2 ) vuosikeskiarvo pääkaupunkiseudulla vuonna 2007 oli liikenneympäristöissä 0,019-0,022 ppm, muualla kaupunkialueella 0,011 0,014 ppm ja kaupunkialueen ulkopuolella 0,003 ppm (YTV 2008b). Typpidioksidin vuosiraja-arvo on 0,021 ppm. Korkein mitattu tuntipitoisuus oli 0,127 ppm. Typpimonoksidin (NO) vuosikeskiarvo oli liikenneympäristöissä 0,022-0,025 ppm, muualla kaupunkialueella 0,005 0,018 ppm ja kaupunkialueen ulkopuolella 0,001 ppm. Hiilimonoksidin (CO) vuosikeskiarvo kaupunkialueella on noin 0,25 ppm. Suurin mitattu kahdeksan tunnin keskiarvopitoisuus liikenneympäristössä vuonna 2007 oli 2 ppm (YTV 2008b). PAHyhdisteiden indikaattoriyhdisteenä mitatun bentso(a)pyreenin vuosikeskiarvo kaupunkialueella on noin 0,3 ng/m 3 (kuukausikeskiarvo 0,1-0,9 ng/m 3 ). 3.5 Yhteenveto altistumistiedoista Yksitäisten pakokaasun kaasufaasikomponenttien (typenoksidit, hiilimonoksidi, hiilidioksidi) HTParvoihin verrattuna dieselpakokaasun altistumistasot suomalaisilla työpaikoilla ovat melko alhaisia. Suurimmillaankin mitatut pitoisuudet ovat olleet alle 50 % HTP-arvoista. Suuressa osassa mittauksista pitoisuudet ovat jääneet alle määritysrajojen. Mittaustulosten perusteella kaasufaasikomponenteista kriittisin indikaattori dieselpakokaasuille on typpidioksidi, mutta suoraan osoittavien mittareiden usein korkeat määritysrajat aiheuttavat ongelmia myös typpidioksidin kohdalla. Varastoissa ja tehdashalleissa, joissa käytetään dieseltrukkeja, typpidioksidin pitoisuudeksi mitattiin <0,02-0,9 ppm. Muissa töissä altistumistasot olivat <0,03-3,1. Korkeimmat pitoisuudet mitattiin lyhytaikaisissa mittauksissa (<15-30 min). Ruotsalaisessa tutkimuksessa typpidioksidin keskimääräinen pitoisuus työpäivän aikana työntekijöiden hengitysvyöhykkeellä oli tunnelityömaalla 0,2 ppm, bussi/rekkahallissa 0,05 ppm ja dieselajoneuvojen kuljettajilla ja muissa ulkotöissä 0,02-0,03 ppm (Lewne ym. 2007). Typpidioksidin taustapitoisuus kaupunkialueella on noin 0,01 ppm (YTV 2008b). Hiilimonoksidin pitoisuus trukkihalleissa oli <1-6,5 ppm ja muissa kohteissa <1-8 ppm. Korkeimmat pitoisuudet liittyvät lyhytaikaisiin mittauksiin. Hiilidioksidia oli mitattu vain neljällä työpaikalla, pitoisuudet vaihtelivat välillä ppm. Englantilaisessa tutkimuksessa hiilimonoksidin pitoisuus trukkihalleissa oli <1-2 ppm ja hiilidioksidin ppm (Wheatley ja Sadhra 2004). Hiilimonoksidin taustapitoisuus kaupunkialueella on noin 0,25 ppm (YTV 2008b). Hiilidioksidin yleinen taustapitoisuus on noin 380 ppm. Alkuainehiin (EC) määritys pölyn alveolijakeesta osoittautui Työterveyslaitoksen palvelumittauksissa käytetyillä menetelmillä kaasufaasikomponenttien mittausta herkemmäksi: 55 mittauksesta vain yhdessä tulos oli alle määritysrajan. Trukkihalleissa mitatut alkuainehiilen pitoisuudet olivat <1-80 g/m 3 ja muissa kohteissa g/m 3 (korkeimmat pitoisuudet lyhytaikaisissa mittauksissa). Muissa maissa tehdyissä tutkimuksissa mitattuja hiukkas- ja alkuainehiilipitoisuuksia on esitetty taulukossa 5. Maanalaisissa kaivoksissa alkuainehiilen pitoisuus on suomalaisissa koekaivoksissa tehtyjen mittausten perusteella selvästi suurempi kuin muissa töissä, n µg/m 3. Dieselpakokaasuhiukkasten keskipitoisuus pääasiassa pohjoisamerikkalaisissa kaivoksissa tehdyissä
12 11 (24) mittauksissa vaihteli 100 µg/m 3 :sta yli 1000 µg/m 3 :een (mm. Haney ym. 1997). Alkuainehiilen taustapitoisuus kaupunkialueella on noin 1 µg/m 3 (YTV 2008b). Taulukko 5. Altistuminen alkuainehiilelle (EC) ja dieselpakokaasuhiukkasille (DMP) eri työtehtävissä. EC, keski- EC, DMP, keski- DMP, pitoisuus vaihteluväli pitoisuus vaihteluväli Tunnelityömaa Varasto, trukinkuljettajat, ei koneellista < < ilmanvaihtoa 2 Lastauslaituri, trukinkuljettajat Lastauslaituri, trukinkuljettajat Lastauslaituri, trukinkuljettajat, 1,6 1,5-2,3 - - hiukkassuodatin 3 Bussi/rekkahalli, mekaanikot Bussihalli, mekaanikot, paikallispoisto ja yleisilmanvaihto 4 Rekkahalli, mekaanikot 4 5, Veturihalli, mekaanikot 4 2, Rakennustyömaa, koneenkuljettajat 1 7, Muut ulkotyöntekijät 1 4, Bussi- ja rekkakuskit 1 6, Taksikuskit 1 6, Lewne ym Wheatley ja Sadhra Cantrell & Watts Seshagiri & Burton Altistumisen hallintakeinot Dieselpakokaasujen puhdistusteknologia on kehittynyt voimakkaasti viimeisen viiden vuoden aikana mm. EU:n lainsäädännön vaikutuksesta. Kehitys on koskenut erityisesti henkilöautoja, mutta myös kuorma-autoja (Ville Niemelä, Dekati Oy, suullinen tiedonanto). Uusi tiukempi päästölainsäädäntö tulee voimaan EU:ssa vuonna Työkoneiden kohdalla normit ovat vielä melko väljät, eikä hiukkassuodattimia välttämättä tarvita. Suurin sallittu päästötaso kuorma-autojen hiukkaspäästöille on 0,02 g/kwh ja työkoneiden päästöille 0,8 g/kwh (DieselNet). Normit tulevat todennäköisesti kuitenkin tiukentumaan myös työkoneiden osalta. Nykyisiin kuorma-autojen päästönormeihin päästään vielä hapetuskatalysaattoreilla ja urearuiskutuksella. Urearuiskutuksella moottoriin vähennetään erityisesti typen oksideja. Pakokaasuja puhdistetaan myös kuorma-autoissa henkilöautoissa yleisesti käytetyillä keraamisilla
13 12 (24) kennoilla ja piikarbidisuodattimilla tai vastaavilla tekniikoilla. Nykyiset piikarbidisuodattimet ovat oikein käytettynä hyvin tehokkaita; niiden puhdistusaste pakokaasuhiukkasille on yli 99 %. Suodatin edellyttää kuitenkin regenerointia noin km välein. Hiukkassuodattimien on tutkimuksissa todettu vähentävän työntekijöiden altistumista dieselpakokaasuhiukkasille dieseltrukkityössä (lastauslaituri) 92 % (Cantrell & Watts 1997) ja kaivoksissa 95 % (Haney ym. 1997). Hollannissa tehdyssä tutkimuksessa todettiin dieselkäyttöisten jäteautojen vaihtamisen maakaasukäyttöisiin ja hiukkassuodattimen asentamisen dieselkäyttöisiin autoihin vähentävän jätteenkeräilijöiden altistumista, mutta vaikutus ei ollut tilastollisesti merkitsevä (Kromhout 2009). Muun liikenteen vaikutus jätteenkeräilijöiden altistumiseen oli huomattava. Taulukossa 6 on esitetty parhaita käytettävissä olevia teknologioita pakokaasualtistumisen hallintaan erityyppisissä töissä. Taulukko 6. Parhaita käytettävissä olevia teknologioita (BAT) altistumisen hallintaan. Altistava työ Kaivokset Tunnelityömaat Tuotantohallit ja varastot Bussi- ja rekkahallit Autokorjaamot ja katsastusasemat Pilaantuneiden maaalueiden kunnostus (telttakaivu ja hallivarastointi) Jätteenkeräily Rakennustyömaat ja maansiirtotyöt Altistumisen vähentämiskeinot/bat Ilmanvaihdon tehostaminen Hiukkassuodatin dieselkoneille Dieselkoneiden säännöllinen huolto Ilmanvaihdon tehostaminen Hiukkassuodatin dieselkoneille Dieselkoneiden säännöllinen huolto Sähkö/kaasukäyttöiset trukit Tyhjäkäynnin välttäminen Ilmanvaihdon tehostaminen Hiukkassuodatin dieselkoneille Dieselkoneiden säännöllinen huolto Tyhjäkäynnin välttäminen Ilmanvaihdon tehostaminen Pakokaasujen johtaminen letkua myöten ulos tai siirrettävä hiukkassuodatin pakoputken päähän Ilmanvaihdon tehostaminen Tyhjäkäynnin välttäminen Teltassa työkoneen pakokaasujen johtaminen letkua myöten ulos Halleissa ilmanvaihdon tehostaminen ja lyhyempi käyntiaika Kaasukäyttöiset ajoneuvot Hiukkassuodatin dieselajoneuvoille Hiukkassuodatin työkoneille
14 13 (24) 5 Terveysvaikutukset 5.1 Kulkeutuminen elimistöön, aineenvaihdunta ja poistuminen elimistöstä Pienen kokonsa vuoksi valtaosa keuhkoihin pidättyvistä dieselpakokaasuhiukkasista pidättyy keuhkojen alveolialueelle (EPA 2002). Pakokaasuhiukkaset ovat niukkaliukoisia, joten ne poistuvat alveoleista pääasiassa syöjäsolujen kuljettamina keuhkojen ylempiin osiin ja edelleen ruuansulatuskanavaan. Hiukkaset voivat myös kulkeutuva alveolien ohuen epiteelin läpi ja päätyä imusuonistoon ja verenkiertoon. Keuhkoputkiin pidättyneet hiukkaset kulkeutuvat keuhkojen puhdistusmekanismin vaikutuksesta ruuansulatuskanavaan. Puoliintumisajan hiukkasten eliminaatiolle alveolialueelta on eläinkokeissa raportoitu olevan noin vrk (EPA 2002). Puoliintumisaika keuhkoputkissa on noin 1 vrk. Kaasufaasiyhdisteistä typpidioksidi pääsee helposti alahengitysteihin (DECOS 2004). Kaasu voi liueta keuhkoepiteelin pinnalla olevaan nestekalvoon muodostaen typpihapoketta, typpihappoa ja näiden suoloja. Typpidioksidi ja/tai sen muodostamat yhdisteet imeytyvät helposti keuhkoista verenkiertoon. Typpidioksidi poistuu elimistöstä todennäköisesti nitraattina virtsassa. 5.2 Lyhytaikaisen altistumisen vaikutukset Vaikutukset hengitysteihin Ihmisperäiset tiedot Dieselpakokaasualtistumisen välittömiä vaikutuksia hengitysteihin on selvitetty useissa vapaaehtoisilla tehdyissä kokeissa. Kokeessa, jossa terveitä koehenkilöitä (n = 25) altistettiin kahden tunnin ajan laimennetulle dieselkuorma-auton pakokaasulle (DPM 108 µg/m 3 ; NO 2 0,2 ppm; NO 0,6 ppm; CO 1,7 ppm; kokonaishiilivedyt 1,4 ppm; formaldehydi 0,044 mg/m 3 ) ei havaittu muutoksia spirometrisesti mitatussa keuhkofunktiossa (FEV 1 ; FVC), mutta hengitysteiden virtausvastus kasvoi altistuneilla koehenkilöillä (Holgate ym. 2003). Neutrofiilien ja lymfosyyttien määrä keuhkohuuhteessa (BW ja BAL) oli lievästi koholla 6 h altistumisen päättymisen jälkeen. Toisessa kokeessa, jossa terveitä koehenkilöitä (n = 15) altistettiin kahden tunnin dieselkuormaauton pakokaasulle (DPM 100 µg/m 3 ; NO 2 0,4 ppm; NO 1,3 ppm; CO 11 ppm; kokonaishiilivedyt 1,3 ppm), neutrofiilien määrä yläkeuhkoputkien alueen huuhteessa (BW) oli lievästi koholla 18 h altistumisen päätymisen jälkeen (Behndig ym. 2006). Bronkoalveolaarisessa huuhteessa (BAL) ei kuitenkaan havaittu tulehdukseen viittaavia muutoksia. Tunnin kestänyt altistuminen dieselhenkilöauton pakokaasulle (DPM 300 µg/m 3 ; 4, hiukkasta/cm 3 ; NO 2 1,6 ppm; NO 4,5 ppm; CO 7,5 ppm; kokonaishiilivedyt 4,3 ppm; formaldehydi 0,26 mg/m 3 ) ei aiheuttanut muutoksia terveiden koehenkilöiden (n = 15) keuhkofunktiossa (FEV 1 ; FVC), mutta 6 h altistumisen päättymisen jälkeen määritetty neutrofiilien ja lymfosyyttien määrä keuhkohuuhteessa (BAL) ja keuhkoputkesta otetussa koepalassa oli koholla (Salvi ym. 1999). Myös neutrofiilien määrä koehenkilöiden veressä kasvoi. Kokeessa, jossa koehenkilöitä (n = 20) altistettiin tunnin ajan laimennetulle dieselkuorma-auton pakokaasulle (2, hiukkasta/cm 3 ; NO 2 1,9 ppm; NO 2,7 ppm; CO 27 ppm; kokonaishiilivedyt 4,5 ppm; formaldehydi 0,4 mg/m 3 ) (Rudell ym. 1996). Spirometrisesti mitatussa keuhkofunktiossa
15 14 (24) (FEV 1 ; FVC) ei havaittu muutoksia, mutta hengitysteiden virtausvastus kasvoi altistuneilla koehenkilöillä. Altistuneet kokivat kokeen aikana epämiellyttävää hajua sekä silmien ja nenän ärsytystä. Pakokaasuhiukkasten pitoisuuden alentaminen puoleen muiden komponenttien pitoisuuden pysyessä ennallaan ei vaikuttanut merkittävästi tuloksiin. Kun terveitä koehenkilöitä (n = 10) altistettiin kahden tunnin ajan dieselpakokaasuhiukkasille ilman pakokaasun muita komponentteja (DPM 200 µg/m 3 ), keuhkofunktiossa (FEV 1 ; FVC) ei havaittu muutoksia, mutta 4 h altistumisen päättymisen jälkeen yskösnäytteistä määritetty neutrofiilien ja tulehdusvälittäjäaineiden määrä oli selvästi koholla ja makrofaagien määrä alentunut (Nightingale ym. 2000). Tulehdusvälittäjäaineiden pitoisuudessa plasmassa ei todettu muutoksia. Subjektiivisia ärsytysvaikutuksia ei ilmennyt. Myös lyhytaikaisen typpidioksidialtistumisen vaikutuksia hengitysteihin on tutkittu lukuisissa vapaaehtoisilla tehdyissä kokeissa. Yli kahdessakymmenessä terveillä vapaaehtoisilla tehdyissä kokeissa, joissa altistumistaso oli 0,1-1 ppm ja altistumisaika 0,5-4 h, ei havaittu muutoksia koehenkilöiden keuhkofunktioissa (DECOS 2004). Kokeessa, jossa terveitä koehenkilöitä (n = 21) altistettiin kolmen tunnin ajan typpidioksidille pitoisuudessa 0,6 ja 1,5 ppm, ei havaittu muutoksia keuhkofunktioissa, mutta 3,5 h altistumisen päättymisen jälkeen määritetyssä yläkeuhkoputkien alueen keuhkohuuhteessa (BW) neutrofiilien määrässä havaittiin hyvin lievä, annoksesta riippuva nousu (Framptom ym. 2002). Bronkoalveolaarisessa huuhteessa (BAL) ei kuitenkaan havaittu merkitseviä muutoksia. Altistumistasolla 1,5 ppm neutrofiilien määrä yläkeuhkoputkien alueen huuhteessa korreloi koettujen lievien hengitystieoireiden kanssa. Neljän tunnin altistuminen 2 ppm typpidioksidipitoisuudelle aiheutti kahdessa tutkimuksessa merkittävän nousun tulehdusvälittäjäaineiden ja neutrofiilien määrässä yläkeuhkoputkien alueen (BW), mutta ei bronkoalveolaarisessa huuhteessa (BAL) (Blomberg ym. 1997; Devlin ym. 1999). Muutamissa astmaa sairastavilla vapaaehtoisilla tehdyissä kokeissa on havaittu lieviä muutoksia koehenkilöiden keuhkofunktioissa lyhytaikaisessa (~30 min) altistumisessa typpidioksidille pitoisuudessa 0,3 ppm (DECOS 2004; SCOEL 2008) Vaikutukset verenkiertoelimistöön Ihmisperäiset tiedot Lyhytaikaisen dieselpakokaasualtistumisen vaikutuksia verenkiertoelimistöön on selvitetty muutamissa vapaaehtoisilla tehdyissä tutkimuksissa. Kokeessa, jossa 20 sepelvaltimotautia sairastavaa koehenkilöä altistettiin tunnin ajan laimennetulle dieselpakokaasulle (DMP 300 g/m 3 ) levossa ja kevyessä rasituksessa, havaittiin rasituksen aiheuttaman oireettoman sydänlihaksen hapenpuutteen olevan suurempi pakokaasualtistumisen yhteydessä (Mills ym. 2007). Pakokaasualtistuminen vähensi lisäksi verihyytymien liuottamiseen osallistuvien entsyymien määrää koehenkilöiden veressä. Tunnin altistumisen dieselpakokaasulle (DMP ~350 g/m 3 ja NO 2 ~0,6 ppm) on havaittu lisäävän verihiutaleiden aktivaatiota ja veren hyytymistaipumusta sekä aiheuttavan ohimenevää valtimojäykkyyttä terveillä koehenkilöillä (Lucking ym. 2008; Lundbäck ym. 2009). Kahden tunnin altistumisen pakokaasulle, jonka hiukkaspitoisuus oli 100 tai 200 g/m 3 (NO 2 0,01-0,04 ppm), ei
16 15 (24) todettu aiheuttavan merkitseviä muutoksia verihiutaleiden määrässä tai hyytymistekijöiden pitoisuudessa (Carsten ym. 2008). Muutoksia verihiutaleiden aktivaatiossa ei mitattu. Tiedot eläinkokeista Kokeessa, jossa terveitä ja sydänvikaisia rottia altistettiin kolmen tunnin ajan dieselpakokaasulle (DMP 500 µg/m 3, NO 2 1,1 ppm, CO 4,3 ppm, hiilivedyt 7,7 ppm), havaittiin altistuneilla eläimillä voimakkaampaa sykevaihtelua, joka tasaantui ennen altistumisajan päättymistä (Anselme ym. 2007). Sydänvikaisilla rotilla havaittiin lisäksi kammiolisälyöntisyydessä selvä nousu, joka jatkui 5 tuntia altistumisen päättymisen jälkeen. Toisessa kokeessa, jossa rytmihäiriöille spontaanista yliherkkiä rottia altistettiin hengitysteitse (6 h/vrk; 7 vrk) dieselpakokaasulle annostasoilla 30, 100, 300 ja 1000 µg/m 3 (DPM), havaittiin altistuneilla eläimillä annoksesta riippumaton sydämen lyöntitiheyden kiihtyminen sekä annoksesta riippuva PQ-välin pidentymä, mikä viittaa häiriöön sydämen sähköisessä toiminnassa (Campen ym. 2003). Kokeessa, jossa ateroskleroosia sairastavia hiiriä altistettiin (6 h/vrk; 3 vrk) dieselpakokaasulle annostasoilla 500 ja 2600 µg/m 3 (DPM), havaittiin sekä suodattamattoman että suodatetun pakokaasun aiheuttavan vastaavan, annoksesta riippuvan laskun sydämen lyöntitiheydessä ja madaltuman T-aallossa (Campen ym. 2005). Myös harvalyöntisyyteen liittyvät rytmihäiriöt olivat tavallisia. Terveillä hiirillä ei havaittu vastaavia vaikutuksia. Kokeissa, joissa dieselpakokaasuhiukkasia on annosteltu suoraan koe-eläinten keuhkoihin tai verenkiertoon, on saatu viitteitä siitä, että pakokaasuhiukkaset saatavat lisätä veren hyytymistaipumusta joko suoraan vaikuttamalla verihiutaleiden aktivaatioon tai epäsuorasti keuhkojen tulehdusreaktiosta seuraavan yleisen tulehdustilan ja histamiinin vapautumisen kautta (Hesterberger ym. 2009). 5.3 Pitkäaikaisen altistumisen vaikutukset Tiedot eläinkokeista Reed ym. (2004) altisti rottia ja hiiriä dieselpakokaasulle puolen vuoden ajan (6 h/vrk; 7 vrk/vko) annostasoilla 30, 100, 300 ja 1000 µg/m 3 (DPM). Tulehduksellisia tai morfologisia muutoksia keuhkoissa ei havaittu, lukuun ottamatta vähäistä nousua alveolaaristen makrofaagien määrässä. Myöskään keuhkohuuhteissa (BAL) ei havaittu tulehdukseen viittaavia muutoksia. Annostasoilla 300 ja 1000 µg/m 3 havaittiin rotilla lievä lasku seerumin kolesterolin ja hyytymistekijä VII:n määrissä sekä lievä nousu gammaglutamyylitransferaasin määrässä, mutta näiden löydösten merkitystä dieselpakokaasun terveysvaikutusten kannalta ei pystytty arvioimaan. Henderson ym. (1988) altisti rottia ja hiiriä dieselpakokaasulle kahden vuoden ajan (7 h/vrk; 5 vrk/vko) annostasoilla 350, 3500 ja 7000 µg/m 3 (DPM). Altistumistasoilla 3500 ja 7000 µg/m 3 havaittiin rottien keuhkoissa tulehduksellisia muutoksia sekä paikallisia fibroottisia muutoksia, jotka liittyivät keuhkojen hiukkaskertymiin. Myös neutrofiilien ja muiden tulehdusmarkkerien määrässä keuhkohuuhteessa (BAL) havaittiin näillä annostasoilla selvä, annoksesta ja altistumisajasta riippuva nousu. Hiirillä muutokset olivat vähäisempiä, vaikka keuhkoihin kertyneiden hiukkasten määrä oli suurempi. Lajien välisten erojen arveltiin liittyvän hiirillä havaittuun soluja suojaavan glutationin suurempaan määrään. Altistumistasolla 350 µg/m 3 ei havaittu merkittäviä vaikutuksia kummallakaan lajilla.
17 16 (24) Kokeessa, jossa rottia altistettiin kahden vuoden ajan (18 h/vrk; 5 vrk/vko) dieselpakokaasulle annostasoilla 800, 2500 ja 7000 µg/m 3, havaittiin kaikilla annostasoilla annoksesta riippuva vaikutus keuhkojen puhdistumisnopeuteen jo 3 kk:n altistumisen jälkeen (Heinrich ym. 1995). Annostasoilla 2500 ja 7000 µg/m 3 havaittiin 6 kk:n jälkeen lähes kaikilla eläimillä keuhkojen hyperplasiaa, jonka vakavuus riippui altistumistasosta. Annostasolla 800 µg/m 3 havaittiin lievää hyperplasiaa kolmasosalla eläimistä. Kaikissa altistuneissa ryhmissä havaittiin fibroottisia muutoksia, joiden esiintyvyys ja vakavuus riippui altistumistasosta ja -ajasta. Annostasoilla 2500 ja 7000 µg/m 3 todettiin myös altistumistasosta ja -ajasta riippuva nousu tulehdusmarkkerien määrässä keuhkohuuhteessa (BAL). Keuhkokasvainten esiintyvyys oli 7000 µg/m 3 annoksella 22/100, 2500 µg/m 3 annoksella 11/200 ja 800 µg/m 3 annoksella 0/198 (kontrolliryhmä: 1/217). Toisessa kokeessa, jossa rottia altistettiin kahden vuoden ajan (6 h/vrk; 7 vrk/vko; nose-only) dieselpakokaasulle annostasoilla 3000 ja µg/m 3, havaittiin eläinten keuhkoissa tulehduksellisia ja morfologisia muutoksia (metablasia, pigmentoituminen, fibroosi), joiden vakavuus riippui altistumistasosta ja -ajasta (Stinn ym. 2005). Keuhkovauriot olivat merkittäviä molemmilla annostasoilla jo 12 kk:n altistumisen jälkeen, eivätkä parantuneet 6 kk:n seurantajakson aikana. Keuhkokasvainten esiintyvyys oli µg/m 3 annoksella 46/100 ja 3000 µg/m 3 annoksella 23/100 (kontrolliryhmä: 2/101). Tutkimuksessa, jossa rottia altistettiin kahden vuoden ajan (16 h/vrk; 5 vrk/vko) dieselpakokaasulle (DMP 2500 µg/m 3 ja 6500 µg/m 3 ) tai vastaavalle pitoisuudelle nokihiukkasia (alkuainehiili), havaittiin kaikissa altistuneissa ryhmissä samantyyppisiä tulehduksellisia ja morfologisia (metaplasia, fibroosi) keuhkomuutoksia (Nikula ym. 1995). Keuhkomuutosten esiintyvyys ja vakavuus oli molemmilla altisteilla annoksesta riippuvainen, ja dieselpakokaasun vaikutukset olivat jonkin verran voimakkaampia kuin nokihiukkasten. Keuhkojen paino ja keuhkoihin kertyneiden hiukkasten määrä nousi kaikissa altistuneissa ryhmissä koko altistumisajan, dieselpakokaasulla voimakkaammin kuin nokihiukkasilla. Keuhkokasvainten esiintyvyydessä ei havaittu merkittävää eroa altisteiden välillä: dieselpakokaasulla kasvaimia havaittiin alhaisemmalla altistustasolla 13/210 ja korkeammalla 28/212, nokihiukkasilla 10/213 ja 32/211 (kontrolliryhmä: 3/214). 5.4 Karsinogeeniset vaikutukset Epidemiologiset tutkimukset Kohonnut keuhkosyöpäriski on todettu useissa yli 30:ssa dieselpakokaasuihin liittyvässä epidemiologisessa tutkimuksessa, joita on tehty viimeisen 40 vuoden aikana (IRIS 2003). Useimmat epidemiologiset tutkimukset ovat käsitelleet tiettyjä altistuvia ammattiryhmiä (riskiväestöä), joita ovat olleet mm. rautatietyöntekijät, kuorma-auton kuljettajat, työkoneiden käyttäjät, traktorinkuljettajat ja yleensä ammattimaiset dieselkoneiden käyttäjät. Osa tutkimuksista on vanhojen aineistojen uudelleen analysointeja ja meta-analyyseja. Kohonnut keuhkosyöpäriski on todettu kahdeksassa kymmenestä kohorttitutkimuksesta, joista viidessä ero on ollut tilastollisesti merkitsevä. Kasvanut keuhkosyöpäriski on todettu myös kymmenessä kahdestatoista tapaus-verrokkitutkimuksesta. Näistä kahdeksassa ero oli tilastollisesti merkitsevä. Yleensä suhteellinen riski on vaihdellut välillä 1,2-1,5, mutta yhdessä todettiin sen olevan jopa 2,6-kertainen.
18 17 (24) Tilastollisesti merkitseviä kohonneita riskejä (1,33-1,47) on todettu myös riippumattomissa metaanalyyseissa. Viime vuosina (vuoden 2003 jälkeen) on tehty joitakin uusia laajoja epidemiologisia tutkimuksia ja meta-analyyseja. Vielä meneillään olevassa tutkimuksessa on havaittu selvä korrelaation kumulatiivisen dieselpakokaasualtistumisen ja keuhkosyövän välillä (Olsson ym. 2009). Tutkimuksessa on koottu yhteen aiemmat tutkimustiedot eräistä Euroopan maista (Saksa, Italia, Ruotsi, Ranska) ja Kanadasta. Tapaus-verrokkitutkimuksen lähdeaineisto käsitti tapausta ja verrokkia. Vetosuhde (OR) oli 1,36 eniten altistuvassa ryhmässä ollen tilastollisesti merkitsevä kun kumulatiivinen altistumisindeksi oli yli 6. Altistumisindeksi oli määritelty seuraavasti: pitoisuus 2 * altistumisen kesto. OR kasvoi altistumistason kasvaessa (p < 0,001). Eräässä uudehkossa kanadalaisessa tutkimuksessa (Parent ym. 2007) havaittiin samantasoinen kohonnut riski (OR = ), mutta se ei ollut tilastollisesti merkitsevä (95% CI ). Altistumisen arviointiin käytettiin karkeaa suhteellista luokittelua, mittausdataa tai pitoisuustasoja ei ilmoitettu julkaisussa. Tutkijat päättelivät, että kyseessä voi olla myös tupakoinnin ja dieselpakokaasun yhteisvaikutus, koska ne vaikuttavat periaatteessa samalla mekanismilla. Suomessa julkaistussa väitöskirjatutkimuksessa ei havaittu selvää kohonnutta suhteellista riskiä keuhkosyövän ja dieselpakokaasualtistumisen välillä (Guo 2005). Myöskään muiden epäiltyjen syöpien (kurkku- ja kivessyöpä, leukemia) kohdalla ei havaittu kohonnutta riskiä. Äsken ilmestyneessä kirjallisuuskatsauksessa (Gamble 2010) on päädytty siihen, että epidemiologiset tutkimustulokset dieselpakokaasujen karsinogeenisuudesta ovat epämääräisiä ja että lisätutkimuksia kaivataan vielä. Katsauksessa on kuitenkin luokiteltu todennäköisen assosiaation omaaviksi vain sellaiset tutkimukset, joissa suhteellinen riski on yli 1.5 riippumatta aineiston laajuudesta ja luottamusväleistä. Englantilaisessa epidemiologisiin tutkimuksiin perustuvassa arvioissa dieselpakokaasut arvioitiin yhdeksi merkittävimmistä työperäisistä keuhkosyövän aiheuttajista (626 tapausta/vuosi) (Rushton ym. 2008). Suomessa tehdyssä vastaavassa arviossa dieselpakokaasujen on laskettu aiheuttavan yhdeksän uutta keuhkosyöpätapausta vuodessa (Priha ym. 2010). Tiedot eläinkokeista Dieselpakokaasun syöpävaarallisuutta on selvitetty useissa tutkimuksissa, jossa rottia, hiiriä tai hamstereita on altistettu hengitysteitse dieselpakokaasulle kahden vuoden ajan (6-18 h/vrk; 5-7 vrk/vko). Kokeiden tulokset rotilla ovat hyvin yhtenäisiä: keuhkokasvainten esiintyvyydessä on lähes kaikissa kokeissa havaittu annoksesta riippuva nousu altistumistason ylittäessä 2000 µg/m 3 pakokaasuhiukkasten kokonaismassana (DPM) laskettuna (mm. Brightwell ym. 1989; Heinrich ym. 1995; Nikula ym. 1995; Stinn ym. 2005). Altistumistason alittaessa 1000 µg/m 3 kasvainten esiintyvyydessä ei ole havaittu muutoksia. Alhaisin altistumistaso, jossa on todettu tilastollisesti merkitsevä muutos kasvainten esiintyvyydessä on 2200 µg/m 3 (Brightwell ym. 1989). Dieselpakokaasun karsinogeenisuudesta hiirillä tai hamstereilla ei ole saatu näyttöä (Brightwell ym. 1989; Heinrich ym. 1995). Dieselpakokaasujen karsinogeenisuus on liitetty pakokaasun hiukkasfraktioon: Pakokaasu, josta hiukkaset on poistettu suodattamalla, ei ole kahden vuoden karsinogeenisuuskokeissa aiheuttanut muutoksia kasvainten esiintyvyydessä koe-eläimillä (Brightwell ym. 1989; EPA 2002). Dieselpakokaasun ja nokihiukkasten karsinogeenisuuden on puolestaan todettu vastaavan toisiaan (Nikula ym. 2005). Koska dieselpakokaasun karsinogeenisuus vaikuttaa liittyvän pakokaasun
19 18 (24) hiukkasfraktioon ja koska kasvaimia eläinkokeissa esiintyy vain suurimmilla altistumistasoilla (>2000 µg/m 3 ) yhdessä muiden tulehduksellisten ja morfologisten keuhkomuutosten kanssa, karsinogeenisuuden mekanismiksi on esitetty pakokaasuhiukkasten kertymisestä aiheutuvaa makrofaagien ja tulehdussolujen aktivaatiota, joka johtaa jatkuvaan tulehdukseen. Jatkuva tulehdustila voi edelleen johtaa kudosmuutoksiin ja lopulta syöpäkasvaimen syntyyn (Henderson ym. 1988; Stinn ym. 2005). 5.5 Yhteenveto terveysvaikutuksista Lyhytaikaisen altistumisen vaikutukset Vapaaehtoisilla tehdyissä tutkimuksissa kahden tunnin altistuminen laimennetulle dieselpakokaasulle, jonka hiukkaspitoisuus oli noin 100 µg/m 3 ja typpidioksidipitoisuus 0,2-0,4 ppm, aiheutti lievän tulehdusreaktion terveyden koehenkilöiden keuhkoissa (Behndig ym. 2006; Holgate ym. 2003). Myös hengitysteiden virtausvastus kasvoi altistuneilla koehenkilöillä (Holgate ym. 2003). Samantyyppisiä vaikutuksia havaittiin, kun koehenkilöitä altistettiin pelkille pakokaasuhiukkasille pitoisuudessa 200 µg/m 3 (Nightingale ym. 2000). Pelkälle typpidioksidille altistuttaessa vastaavia vaikutuksia on havaittu altistumistasolla 2 ppm (Holgate ym. 2003; Blomberg ym. 1997). Kolmen tunnin altistuminen typpidioksidille tasolla 0,6 ppm ja 1,5 ppm aiheutti terveille koehenkilöille lieviä tulehdusvaikutuksia keuhkoissa, tasolla 1,5 ppm myös lieviä koettuja hengitystieoireita (Framptom ym. 2002). Astmaatikoilla on havaittu lieviä muutoksia keuhkofunktioissa jo 30 min altistumisessa typpidioksidille tasolla 0,3 ppm (DECOS 2004; SCOEL 2008). Eläinkokeissa on saatu viitteitä lyhytaikaisen dieselpakokaasualtistumisen mahdollisista vaikutuksista veren hyytymistaipumukseen ja sydämen toimintaan (Campen ym. 2003; 2005; Hesterberger ym. 2009). Myös vapaaehtoisilla tehdyissä kokeissa on havaittu vaikutuksia verenkiertoelimistöön, millä saattaa olla merkitystä erityisesti sepelvaltimotautia sairastavien työntekijöiden kannalta (Lucking ym. 2008; Lundbäck ym. 2009). Mahdollisista vaikutuksista verenkiertoelimistöön ei kuitenkaan ole riittäviä annos-vastetietoja Pitkäaikaisen altistumisen vaikutukset Pitkäaikainen altistuminen dieselpakokaasuille on aiheuttanut tulehduksellisia ja morfologisia muutoksia koe-eläinten, erityisesti rottien, keuhkoissa (mm. Heinrich ym. 1995; Henderson ym. 1988; Nikula ym ; Stinn ym. 2005). Keuhkovaikutuksia ei havaittu puolen vuoden kokeessa altistumistasolla 1000 µg/m 3 (Reed ym. 2004), mutta kahden vuoden kokeessa havaittiin lieviä tulehduksellisia ja morfologisia muutoksia altistumistasolla 800 µg/m 3 (Heinrich ym., 1995). Vaikutukseton altistumistaso kahden vuoden kokeessa oli 350 µg/m 3 (Henderson ym. 1988). Tutkimuksissa ei raportoitu systeemisiä vaikutuksia. Altistuminen suodattamattomalle dieselpakokaasulle on aiheuttanut rotilla tulehduksellisten ja morfologisten keuhkomuutosten yhteydessä esiintyviä keuhkokasvaimia altistumistasoilla >2000 µg/m 3 (mm. Brightwell ym. 1989; Heinrich ym. 1995; Nikula ym. 1995; Stinn ym. 2005). Altistumistason alittaessa 1000 µg/m 3 kasvainten esiintyvyydessä ei ole havaittu muutoksia.
20 19 (24) Alhaisin altistumistaso, jossa on todettu tilastollisesti merkitsevä muutos kasvainten esiintyvyydessä on 2200 µg/m 3 (Brightwell ym. 1989). Dieselpakokaasun karsinogeenisuudesta hiirillä tai hamstereilla ei ole saatu näyttöä (Brightwell ym. 1989; Heinrich ym. 1995). Useat epidemiologiset tutkimukset viittaavat dieselpakokaasualtistumisen aiheuttavan kohonneen riskin sairastua keuhkosyöpään, mutta näyttö ei ole täysin kiistaton (mm. IRIS 2003; Olsson ym. 2009; Parent ym. 2007). Altistuminen on useimmissa tutkimuksissa kuvattu heikosti, yleensä suhteellisen luokittelun perusteella. Yhtään tutkimusta, jossa altistuminen olisi kuvattu kvantitatiivisesti esimerkiksi hiukkas- tai alkuainehiilipitoisuutena, ei ollut saatavilla. Johtopäätöksiä annosvastesuhteesta ei siis pystytä näiden tutkimusten pohjalta tekemään. WHO:n alainen kansainvälinen syövän tutkimuslaitos IARC on luokitellut dieselpakokaasut todennäköisesti ihmiselle syöpää aiheuttaviksi (luokka 2A) (IARC 1998). Varsinainen arviointi on kuitenkin tehty jo vuonna 1989, ja sen jälkeen on julkaistu paljon dieselpakokaasujen terveysvaikutuksia koskevia tutkimuksia. Myös eräät maat, mm. Hollanti, ovat luokitelleet dieselpakokaasut karsinogeenisiksi. 6 Ehdotus dieselpakokaasujen tavoitetasoksi Lakisääteinen taso Dieselpakokaasuille ei ole asetettu HTP-arvoa. Vertailupitoisuutena Suomessa on käytetty mm. Sveitsin ohjeraja-arvoa dieselpakokaasuille, 100 µg/m 3 (8h) alkuainehiilenä (alveolijae) ja typpidioksidin HTP-arvoja 3 ppm (8h) ja 6 ppm (15 min). Maan alla, suljetussa tilassa ja syvissä kaivannoissa työskenneltäessä typpidioksidipitoisuus ei saa ylittää HTP-arvoja 3 ppm (8h) ja 6 ppm (15 min) (VNp 410/1986). Yleinen taso Epidemiologiset tutkimukset ovat antaneet viitteitä siitä, että pitkäaikainen työperäinen altistuminen dieselpakokaasuille saattaa lisätä riskiä sairastua keuhkosyöpään. Tutkimusten perusteella ei kuitenkaan ole mahdollista laskea tiettyyn altistumistasoon liittyvää riskitasoa. Eläinkokeissa lisääntynyt keuhkosyöpäriski on havaittu vain rotilla ja vain hyvin korkeilla altistumistasoilla (LOAEL 2200 µg DMP/m 3 ). Altistumisen pakokaasuille, josta hiukkaset on poistettu suodattamalla, ei ole eläinkokeissa havaittu lisäävän syöpäriskiä. Eläinkokeissa havaittujen lievien tulehduksellisten ja morfologisten keuhkomuutosten NOAEL kahden vuoden kokeessa oli 350 µg DMP/m 3 ja LOAEL 800 µg DMP/m 3. Puolen vuoden kokeessa vaikutuksia keuhkoihin ei havaittu (NOAEL 1000 µg DMP/m 3 ). Dieselpakokaasujen terveysperusteiseksi yleiseksi tasoksi kahdeksan tunnin altistumisessa ehdotetaan kymmenesosaa kahden vuoden kokeessa todetusta haitattomasta pitoisuudesta 350 µg DMP/m 3. Tällä tasolla keuhkovaikutusten riskin arvioidaan olevan hyvin vähäinen. Alkuainehiili on dieselpakokaasuille spesifimpi indikaattori kuin hiukkasmassa. Kun alkuainehiilen pitoisuus hiukkasmassasta on noin 50 %, ehdotettu kahdeksan tunnin yleinen taso on 20 µg EC/m 3 (alveolijae).
Dieselpakokaasujen tavoitetasoperustelumuistio Piia Anttila, Ilpo Ahonen, Eero Priha ja Tiina Santonen Työterveyslaitos Topeliuksenkatu 41 a A, 00250 Helsinki puh. 030 4741, faksi 030 474 2779 Tämän asiakirjan
Dieselpakokaasujen tavoitetasoperustelumuistio Tämän asiakirjan osittainen julkaiseminen on sallittu vain Työterveyslaitoksen 1 (18) Otsikko Sisällysluettelo 1 Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet...
Hiukkaset ja melu kestävässä kaivosympäristössä
Hiukkaset ja melu kestävässä kaivosympäristössä (HIME) LOPPURAPORTTI Markku Linnainmaa Tomi Kanerva Sampsa Törmänen Piia Taxell Tiina Santonen Eija-Riitta Hyytinen Ville Hyvärinen Panu Oksa Hiukkaset ja
Nikkeli ja nikkeliyhdisteet
1(11) Nikkeli ja nikkeliyhdisteet PERUSTELUMUISTIO NIKKELIN JA NIKKELIYHDISTEIDEN BIOLOGISTEN ALTISTUMISINDIKAATTORIEN TOIMENPIDE- RAJA-ARVOILLE Esitettävä biologinen toimenpideraja-arvo nikkeli metallille