Uusi menetelmä auttaa kaivosten ilman epäpuhtauksien mittaamisessa

Teksti: Tarja Sinervo

Kuva: Petri Jauhiainen (henkilökuvat) ja Itä-Suomen yliopisto (kaivoskuvat)

Kaivosteollisuus on kasvanut Suomessa viime vuosikymmeninä, ja akkuteollisuuden tarpeet antavat vauhtia entistäkin laajemmalle kasvulle. Ala on kehittynyt paljon entisistä ajoista, mutta työskentelyolosuhteet ovat edelleen vaativat. Vaikka laitteet, työskentelykäytännöt, ilmanvaihto ja henkilösuojaimet ovat kehittyneet, pölyävä työ tehdään edelleen tunneleissa louhimalla.

Kaivostyö onkin tarkoin säädeltyä. Työntekijöiden suojelemiseksi syöpävaarallisille yhdisteille altistumista on rajoitettu lainsäädännössä. Lisäksi eri yhdisteille ja pölypitoisuuksille on asetettu haitalliseksi tunnettuja pitoisuuksia ja tavoitetasoja. Vuonna 2020 tuli voimaan asetus, joka velvoittaa vähentämään työntekijöiden altistumista epäpuhtauksille entistäkin tehokkaammin.

Itä-Suomen yliopiston tutkimus nimeltään Työntekijöiden altistuminen ilman epäpuhtauksille maanalaisissa kaivoksissa (TASK), selvitti kaivostyöpaikoissa tapahtuvaa altistumista syöpävaarallisille aineille. Hanketta veti professori Olli Sippula Itä-Suomen yliopistosta, ja työryhmään kuuluivat myös Hanna Koponen, Antti Karjalainen, Marko Hyttinen ja Pertti Pasanen. Tutkimusta tukivat Työsuojelurahaston lisäksi Outokumpu Chrome Oy, Agnico Eagle Finland Oy, Kaivosteollisuus ry, Sitowise Oy ja Sirate Group Oy. Hankkeen mittaukset toteutettiin vuosina 2021–2022.

Syöpävaaralliset epäpuhtaudet luupin alla

Kaivoksissa käytetään edelleen dieselkoneita ja -ajoneuvoja sekä työmenetelmiä, joissa irtoaa pölyä ja epäpuhtauksia ilmaan. Vaikka jatkuvaa työtä työterveyden kehittämiseksi on tehty, eri tutkimusten mukaan kaivosilmassa voi edelleen esiintyä terveydelle haitallisia korkeita hiukkas- ja kaasupitoisuuksia. Tässä hankkeessa keskityttiin selvittämään altistumista erityisesti ilmavälitteisille syöpävaarallisille epäpuhtauksille.

– Mitattavia epäpuhtauksia olivat dieselnoki ja dieselpakokaasut, kiteinen kvartsipöly sekä raskasmetallit. Näiden lisäksi mittasimme tiettyjä VOC-yhdisteitä sekä hengittyvän pölyn ja alveolijakeisen pölyn kokonaismäärää sekä kuitumaisen pölyn pitoisuutta. Mittauksia tehtiin sekä työntekijöiden hengitysvyöhykkeeltä että kiinteistä pisteistä, Sippula kertoo.

Mittauksia tehtiin kahdessa suomalaisessa maanalaisessa kaivoksessa, joista toinen oli kulta- ja toinen kromikaivos. Altistumista tutkittiin kaivosten omilta työntekijöiltä ja alihankkijoilta sekä rikastamon ja laboratorion työntekijöiltä.

– Työntekijöiden joukossa oli lastauskoneiden kuljettajia, kiviautonkuljettajia, työnjohtajia, porareita, panostajia, mekaanikkoja, sähköasentajia, ruiskubetonoijia ja rusnareita sekä lisäksi laboratoriotyöntekijöitä ja rikastamon työntekijöitä, luettelee Sippula.

Uusi mittausmenetelmä dieselpakokaasualtistuksen kartoittamiseen

Tutkimushankkeessa kehitettiin myös menetelmiä altistumisen seurantaan.

– Dieselpakokaasun altistus määritetään nykyisin keräävällä menetelmällä, jossa työntekijän hengitysvyöhykkeeltä kerätään näyte suodattimelle ja siitä analysoidaan, kuinka paljon oli dieselnokea ilmassa. Dieselnoki analysoidaan keräämällä alveolijakeinen näyte suodattimelle ja analysoimalla sen alkuainehiilen pitoisuus. Menetelmän rajoitteena on kuitenkin reaaliaikaisen datan puuttuminen, jolloin altistumiseen johtavia tapahtumia ei voida identifioida. Menetelmä on myös hidas, jolloin altistumiseen ei päästä puuttumaan nopeasti, kertoo Sippula.

Nokihiukkasten mittaamiseen on kehitetty myös reaaliaikaisia menetelmiä, joista etalometrit mittaavat mustaa hiiltä (BC) keräämällä näytettä suodattimelle ja mittaamalla suodattimen infrapunavalon läpäisevyyttä.

– Me lähdimme testaamaan dieselpakokaasualtistumisen seurantaan kyseiseen mittaustekniikkaan pohjautuvaa mikroetalometriä, joka pienen kokonsa vuoksi voi kulkea työntekijän mukana. Mikroetalometreja on otettu käyttöön vasta viime vuosina ja menetelmää on testattu maailmallakin vasta hyvin vähän altistumisen seurannassa. Laite mittaa nokihiukkasten aiheuttaman valon absorption, jonka perusteella pystytään laskemaan pitoisuus ilmassa. Näin saadaan reaaliaikaista dataa, jonka avulla nähdään pitoisuudet koko työpäivän ajalta ja voidaan tunnistaa, milloin ilmassa voi olla liian korkeita pitoisuuksia ja mikä työvaihe aiheuttaa eniten altistumista, selvittää Sippula.

Uusi menetelmä vastasi hänen mukaansa yleisesti hyväksyttyä menetelmää, joten sitä voidaan hyvin käyttää maanalaisissa kaivoksissa altistumisen seurantaan. On kuitenkin huomioitava, että lainsäädännön edellyttämä dieselpakokaasualtistumisen mittaus tehdään toistaiseksi ainoastaan alkuainehiilianalyysina. Kannettava mikroetalometri soveltui hyvin työntekijöiden dieselpakokaasualtistumisen mittaamiseen: sen avulla voidaan reagoida nopeasti korkeisiin pitoisuuksiin ja selvittää eniten altistumista aiheuttavat työvaiheet ja tapahtumat.

Toimenpiteitä epäpuhtauksien karsimiseksi tarvitaan edelleen

Tutkimuksessa selvisi, että maanalaisissa kaivoksissa ilmanlaadussa oli paljon vaihtelua lastausalueella ja erityisesti dieselnokipitoisuudet nousivat ajoittain korkeiksi. Hiukkas- ja kaasumaisia syöpävaarallisia ja muuten terveydelle haitallisia epäpuhtauksia voi vapautua ilmaan esimerkiksi dieselkäyttöisistä ajoneuvoista ja työkoneista sekä pölyisistä työvaiheista, joita liittyy tyypillisesti kiven käsittelyyn. Maanalainen kaivosympäristö rajoittaa ilman vaihtuvuutta, joten ilman epäpuhtauksien pitoisuudet voivat nousta ajoittain haitallisen korkeiksi.

– Kaivoksissa on paljon käytössä työkoneita ja autoja, jolloin korkeita dieselpakokaasun pitoisuuksia esiintyi ajoittain. Niille altistuivat eniten lastausalueella ja kuljetuksessa työskentelevät työntekijät. Tietyissä työvaiheissa esiintyi myös alveolijakeista pölyä, ja sille altistuvat etenkin ruiskubetonoijat ja analyysilaboratorion laborantit. Lähinnä lastaus on työvaihe, jossa esiintyy pakokaasupäästöjen lisäksi ajoittain myös korkeita pölypitoisuuksia, Sippula kiteyttää mittausten tuloksia.

Hänen mukaansa kaivoksissa on tärkeää tehdä altistumismittauksia eri työvaiheista säännöllisesti, kuten hankkeeseen osallistuvissa kaivoksissa jo tehdäänkin. Jos pitoisuuksia ei teknisillä keinoilla saada pidetyksi riittävän alhaisina tai ilmanlaadusta ei ole tietoa työtä aloitettaessa, täytyy huolehtia työntekijöiden riittävästä suojautumisesta. Säännöllinen ilman laadun mittaaminen on ensiarvoisen tärkeää kaivoksissa.