Nanohiukkasten arviointi ja hallinta mittauksien ja sisäilmamallin avulla (TTL:n 112132 ja HY:n 112133 yhteishanke)

Tiivistelmä

Tutkimuksessa määritetään eri toimialojen sisäilman nanohiukkaspitoisuuteen vaikuttavat tekijät mittauksien ja mallinnuksien avulla.

Hanke on jaettu kahdeksi osahankkeeksi, jossa mittauksista vastaa Työterveyslaitos (112132) ja mallinnuksista Helsingin Yliopisto (112133).

Epäpuhtauksien määrittämisessä otetaan huomioon sekä kaasu- että hiukkaspitoisuudet. Lähde- ja prosessikohtaiset päästöt määritetään mittaamalla ulko- ja sisäilman pitoisuustasojen suhdetta. Mitatuista pitoisuustasoista määritetään mallinnuksilla sisätilan lähteiden päästötaajuudet.

Lisäksi ratkaisemme työntekijöiden lähdekohtaiset altistukset. Altistustietoa käytetään lähdekohtaiseen täsmälliseen torjuntaan. Tutkimuksessa keskitytään työntekijöiden nanohiukkas-altistukseen (hiukkasten halkaisija alle 100 nm), joka lisätään uutena fysikaalisena altisteena työ-altistusmatriisiin (FINJEM). Tämän uskotaan tuottavan lisätietoa hengitystiesairauksien aiheuttajista.

Tutkimuksessa varmistetaan uuden aerosolimallin soveltuvuus sisäilman epäpuhtaustasojen määrittämiseen. Mallissa otetaan huomioon uusien hiukkasien muodostuminen kaasumaisista lähtöaineista, sekä kaasujen ja hiukkasien välinen vuorovaikutus. Toimivaa mallia voidaan soveltaa jatkossa sisäilman epäpuhtauksien riskienhallintatyökaluna.

Tutkimus tuottaa uutta tietoa sisätilojen nanohiukkaslähteistä, niiden vaikutuksesta sisäilman pitoisuustasoihin, sekä yksityiskohtaista altistustietoa sisäilman eri epäpuhtauslähteille.

Hankkeen vastuuhenkilö

Kaarle Hämeri

Tiedote

Korkeiden lämpötilojen prosesseissa voi syntyä nanohiukkasia

Työympäristössä voi syntyä nanohiukkasia sellaisissa
prosesseissa ja työvaiheissa, joissa hyödynnetään korkeita
lämpötiloja – etenkin jos kuumaan prosessiin yhdistyy kemikaalien
käyttöä.

Tällaiset prosessit on tärkeätä tunnistaa työpaikoilla ja
mahdolliset nanohiukkasten päästöt hallita torjuntateknisin
ratkaisuin. Toimivia torjuntatapoja ovat hyvä ilmanvaihto ja
kohdepoistot.

Työterveyslaitos ja Helsingin yliopisto selvittivät yhteisessä
tutkimushankkeessaan eri toimialojen sisäilman
nanohiukkaspitoisuuteen vaikuttavia tekijöitä mittausten ja
mallinnusten avulla. Mittauksista vastasi Työterveyslaitos (TSR
112132) ja mallinnuksista Helsingin yliopisto
(TSR 112133).

Työsuojelurahasto rahoitti yhteishanketta tutkimusmäärärahalla.

Nanohiukkaset ovat hiukkasmaisia epäpuhtauksia, joiden halkaisija
on pienempi kuin 100 nanomillimetriä. Hiukkasmaisilla ilman
epäpuhtauksilla tiedetään olevan haitallisia terveysvaikutuksia,
mutta erityisesti nanohiukkasten terveysvaikutuksista on vielä
olemassa suhteellisen vähän tutkittua tietoa.

Nanohiukkasia on aina hengitysilmassa. Niitä syntyy sekä
luonnollisista lähteistä että ihmisen toiminnasta. Myös
työympäristöissä altistutaan nanohiukkasille, mutta nanohiukkasten
päästölähteistä työpaikoilla tiedetään niin ikään vielä
suhteellisen vähän.

Selvitykset neljällä toimialalla

Tutkimuksessa selvitettiin työympäristön nanohiukkaslähteitä ja
ilman -pitoisuuksia neljällä toimialalla, jotka valikoituivat
satunnaisesti: teollisessa hiilinanoputkien tuotannossa ja
tutkimuksessa, kemianteollisuudessa maalien valmistuksessa,
käsityöteollisuudessa vieheiden valmistuksessa ja palvelualalla
kukkakaupassa.

Tutkimuksessa haluttiin saada lisätietoa nanohiukkasten
pitoisuuksista erilaisissa työympäristöissä, työntekijöiden
altistumisesta ja altistumisen hallinnasta.

Tutkimuksessa selvitettiin myös muiden työilman epäpuhtauksien,
kuten kaasujen ja sekä pienten ja karkeiden hiukkasten
pitoisuuksia.

Työympäristöjä tutkittiin reaaliaikaisesti mittaavilla laitteilla
jatkuvasti 1–8 vuorokauden ajan nanohiukkasten taustan, prosessin
ja työvaiheiden hiukkas- ja kaasupitoisuuksien määrittämiseksi.

Hiukkasmittauksiin käytettiin useita erilaisia
hiukkasmittalaitteita, jotka valittiin työympäristökohtaisesti
olosuhteisiin soveltuen. Mittauksissa sovellettiin
Työterveyslaitoksen laatimaa nanohiukkasia koskevaa
mittausstrategiaa.

Luotettavuutta rinnakkaisista menetelmistä



Tulosten perusteella useiden menetelmien käyttö rinnakkain
mahdollistaa kattavien mittaustulosten saavuttamisen niin, että
altistumista nanohiukkasille voidaan arvioida luotettavasti.

Erityisesti arvioitaessa altistumista teollisesti tuotetuille
nanohiukkasille on tärkeää käyttää pitoisuutta mittaavien
menetelmien lisäksi mikroskooppisia menetelmiä, jotta teollisesti
tuotetut nanomateriaalit voidaan varmasti tunnistaa. Mittausten
alarajalla todettiin olevan merkittävä vaikutus mitattuihin
nanohiukkaspitoisuuksiin.

Lähteitä sisällä ja ulkona

Mittauksin kyettiin osoittamaan työympäristöistä sellaisia
prosesseja ja työvaiheita, jotka toimivat nanohiukkasten
sisälähteinä.

Havaitut nanohiukkasten sisälähteet liittyvät prosesseihin, joissa
hyödynnetään korkeita lämpötiloja. Tulosten perusteella yksittäiset
nanohiukkaslähteet saattavat huonontaa merkittävästi jopa koko
työympäristön ilmanlaatua.

Tällaisten prosessien yhteydessä hyvästä ilmanvaihdosta ja
kohdepoistoista pitäisi huolehtia sekä estää päästön leviäminen
muihin tiloihin. Lisäksi on huomattava, että mikäli vastaavia
hiukkaslähteinä toimivia prosesseja hyödynnetään suuressa
mittakaavassa, päästöjen merkitys korostuu.

Ulkoilmasta peräisin olevien päästöjen osoitettiin kulkeutuvan
vahvasti sisätiloihin kohteissa, joissa tuloilmaa ei suodateta.
Suodattamalla tuloilma työntekijöiden työpäivän aikaista
altistumista ulkoilman nanohiukkasille voidaan pienentää.

Yleisesti ottaen nanohiukkasille altistumista voidaan vähentää
perinteisin pölyntorjuntakeinoin.

Tulokset laajasti hyödynnettävissä

Nanohiukkasten pitoisuuksia on mitattu vielä suhteellisen harvalla
alalla, ja hankkeessa kertyi siitä paljon uutta kokemusta.

Tuloksista viestittiin kohdeyrityksille suoraan, ja
tutkijayhteisölle tuloksista on raportoitu kansallisesti ja
kansainvälisesti tieteellisissä artikkeleissa ja
seminaarijulkaisuissa.

Hankkeen tulosten pääasiallinen tiedotuskanava oli SENN2015
-kongressi (International Congress on Safety of Engineered
Nanoparticles and Nanotechnologies). Kongressin järjesti
Työterveyslaitos, ja se pidettiin Helsingissä huhtikuussa 2015.

Työterveyslaitos ja laitoksen Nanoturvallisuuskeskus julkaisivat
hankkeen tulosten ja mittauskokemuksen pohjalta marraskuussa 2013
ohjeen Nanomateriaaleille altistumisen arviointi. Se on luettavissa
Työterveyslaitoksen sivuilta.

Työterveyshuolloille valmistellaan tietopakettia
nanomateriaaleista, niille altistumisen terveysriskeistä ja ohjeita
niiltä suojautumiseksi. Hankkeen tuloksia hyödynnetään tietopaketin
sisällössä. Suomenkielinen opas valmistuu syksyllä 2015, ja se on
vapaasti tulostettavissa Työterveyslaitoksen
Nanoturvallisuuskeskuksen nettisivuilta. Myös painettu versio
opaslehtisestä on suunnitteilla.

Tuloksia hyödynnetään myös, kun Työterveyslaitoksen
työaltistematriisia (FINJEM, The Finnish job exposure matrix)
tulevaisuudessa täydennetään nanohiukkasten pitoisuuksilla.

Lisäksi tuloksia käytetään nanohiukkasten riskinhallintatyökaluja
kehitettäessä (Stoffenmanager 2015). Mittaustulokset viedään myös
kansainväliseen altistustietokantaan (NECID, Nano exposure and
contextual infor

Toimittaja
Leena Huovila

Aineisto

Anna-Kaisa Viitanen, Anneli Kangas, Marika Huhtiniemi, Virpi Väänänen, Joonas Koivisto, Tomi Kanerva, Lea Pylkkänen, Bjarke Mølgaard, Tareq Hussein, Kaarle Hämeri, Kai Savolainen. Nanohiukkasten arviointi ja hallinta mittauksien ja sisäilmamallin avulla. Loppuraportti. Työterveyslaitos, helsinki 2015. ISBN 978-952-261-523-7 (nid.) ISBN 978-952-261-524-4 (pdf) Avaa

Tieteelliset artikkelit

Koivisto, A. J., Palomäki, J. E., Viitanen, A.-K., Siivola, K. M.,Koponen, I. K., Yu, M., . . . Hämeri, K. J. (2014). Range-FindingRisk Assessment of Inhalation Exposure to Nanodiamonds in aLaboratory Environment. International Journal of EnvironmentalResearch and Public Health. 11, 5382-5402.

Fonseca, A. S., Viitanen, A.-K., Koivisto, A. J., Kangas, A.,Huhtiniemi, M., Hussein, T., . . . Hämeri, K. (2014).Characterization of Exposure to Carbon Nanotubes in an IndustrialSetting. Annals of Occupational Hygiene, 1-14.

Mølgaard, B., Viitanen, A.-K., Kangas, A., Huhtiniemi, M., Vanhala,E., Hussein, T., . . . Koivisto, A. J. (2015). Exposure to AirborneParticles and Volatile Organic Compounds from Polyurethane Molding,Spray Painting, Lacquering, and Gluing in a Workshop. InternationalJournal of Environmental Research and Public Health. 12, 3756-3773.

Viitanen, A.-K., Kangas, A., Huhtiniemi, M., Boor, B. E.,Maragidou, A., Hussein, T., . . . Koivisto, A. J. (2015).Particulate matter and gas phase compounds in a naturallyventilated shop. Valmisteilla.

Nanomateriaaleille altistumisen arviointi -ohjehttp://www.ttl.fi/partner/nanoturvallisuuskeskus/Nanomateriaalien_kasittely/altistuminen/Documents/Nanomateriaali_altistumisen_arviointi_ohje_20122013.pdf

www.ttl.fi/partner/nanoturvallisuuskeskus