A TERMÉSZETES ÉS ÉPÍTETT KÖRNYEZET VÉDELME
6.6 2.4
Vegytisztítási tetraklór-etilén-kibocsátás és a kitettség Tárgyszavak: tetraklór-etilén; emisszió; vegytisztítás; egészségügyi határérték.
A tetraklór-etilén (vagy perklór-etilén, PCE) a vegytisztítási eljárások során a leggyakrabban használt oldószer, amely toxikus a központi idegrendszerre, májra és vesére. Egyes vizsgálatok szerint növeli a nyelőcső- és méhnyakrák, valamint a nem-Hodgkin-féle limfóma (nyirokcsomó-daganat) kockázatát. Ezenkívül a PCE irritálja a felső légutakat, szemet és bőrt. Egy nemzetközi rákkutató szervezet szerint a PCE valószínűleg rákkeltő hatású emberben (2A-csoport) és a vegytisztítási eljárással olyan expozíció jár, amely rákkeltő lehet. Az amerikai munkaegészségügyi szakértők 2000-ben tartott konferenciája 170 mg/m3, 8 órás idősúlyozott átlagos (TWA – time weighted average) PCE-küszöbértéket javasolt (25 mm3/m3) és 690 mg/m3 (100 mm3/m3) rövid távú (15 perc) PCE-határértéket. A finn foglalkozási expozícióhatár (OEL – occupational exposure limit) 340 mg/m3 (50 mm3/m3), amely 520 mg/m3 (75 mm3/m3) rövid távú határértéknek felel meg. A vegytisztításhoz kétféle gépet használnak: a) transzfer típusút, amely külön mosó- és szárítóegységekből áll; b) ún. „dry-to-dry” típust, amely egyetlen egységből áll, ahol a mosás és szárítás egy ciklusban megy végbe. Mindkét géptípust szellőztetik, így nyílt rendszereknek tekinthetők. Nemrég kifejlesztettek korszerűbb, zárt (nem szellőztetett) dry-to-dry gépeket, ahol – és legtöbb szellőztetett rendszerben is – a folyékony PCE-t újrahasznosítják. A nem szellőztetett rendszerekben a mosódobból kigőzölgő PCE-t a külső tartályban tárolják, míg a másik rendszerben a PCE-gőzöket kivezetik, többnyire aktív szenes szűrőn át. Egyik rendszer sem bocsát ki PCE-t közvetlenül a belső környezetbe, de a textíliák szállítása, karbantartási műveletek és a gépek tömítetlensége folytán előfordulhat kibocsátás.
Korábbi vizsgálatok szerint a gépkezelő PCE-expozíciója és a belső PCE-koncentráció 2–4-szer nagyobb a transzfergépeket, mint a dry-to-dry rendszereket működtető üzemekben. Az utóbbi eljárással járó expozíciót többen vizsgálták és 800–400 mg/m3 PCE-koncentrációt mértek a levegőben. Az EU-országokban jelenleg az illékony szerves vegyületekre (VOC) vonatkozó EU-irányelv (1999) szabályozza a légköri PCE-kibocsátást. Eszerint a vegytisztításra vonatkozó határérték 30 g PCE/kg tisztított ruha. Az USA-ban a vegytisztítással kapcsolatos, légköri PCE-kibocsátást az EPA szabályozza.
Anyagok és módszerek A vizsgálat céljára hat kereskedelmi és három ipari üzemet választottak ki, ahol részben szellőztetett, részben nem szellőztetett dry-to-dry gépeket használtak. Minden üzemben PCE-t alkalmaztak fő oldószerként. Egy üzemben 1–4 gép működött, 12–60 kg-os, maximális mosókapacitással, ahol 2–13 munkás dolgozott (gépkezelők, helyettes gépkezelők, vasalók). A kisebb üzletekben egy személy látta el az ügyfélszolgálatot. Öt üzemben gépi levegőellátó és elszívórendszer működött, míg három csak gépi elszívással volt felszerelve. Egy üzemben a munkahelyiség levegőellátását légkiszorításos rendszerrel biztosították, míg a többiben hígításos szellőztetést alkalmaztak. Az előbbi esetben a lehűtött levegőt kis impulzussal, fúvókákon át vezették a munkaterület fölé. Négy üzemben vákuumos mosódobokat alkalmaztak a PCE-emisszió csökkentésére. Helyi elszívóernyőket szereltek fel hét üzemben a folttisztító és vasalóasztalok fölé (1. táblázat). A személyi és beltéri PCE-mintákat aktív (szivattyús) módszerrel vették, mind rövid, mind hosszú távú időszakokban. A személyi PCE-expozíciót paszszív (diffúziós mintavétellel is meghatározták. A mintavevők aktív szenes csövekből és szervesgőz-monitorokból álltak. Az általános levegőmintákat a munkaterület 3–6 pontján – az üzem nagyságából függően – gyűjtötték. A PCEkoncentrációt az Országos Munkaegészségügyi Intézet (National Institute for Occupational Safety and Health) által kidolgozott módszerrel mérték (1994). A módszer kimutatási határa 0,1 µg PCE/minta (azaz 0,002 mg/m3) egy 48 literes minta esetében. Ezenkívül a PCE-koncentrációt ellenőrizték a munkaterület 3–4 állandó pontján és a távozó levegő vezetékében kötött, hordozható, kis felbontású Fourier-transzformált infravörös (FTIR) analizátorral. A levegőmintákat a műszak alatt folyamatosan vették egy számítógép-vezérlésű, többpontos mintavevő egységgel. Az analizátor időkonstansa 3 s volt, 24 l/min mintaáramlási sebesség és 1,1 l küvettatérfogat mellett. Aktív szenes mintavételnél 2–4 óra mintavételi időt alkalmaztak. A nitrogénatmoszférában PCE-re kalibrált FTIRanalizátorral 6 mg/m3 kimutatási határértéket értek el.
A vegytisztító helyiségben a teljes légáramlási sebességet a nyomjelző gázas módszerrel mérték (N2O). A gázt alaposan elkeverték a terem levegőjében, majd a koncentrációt FTIR-analizátorral – a PCE-monitoringgal egyidejűleg – határozták meg (1. ábra). A N2O-gázra kalibrált FTIR-analizátor 2 cm3/m3 kimutatási határt eredményezett. A munkahelyiség átlagos PCE-koncentrációját az állandó pontok értékei alapján határozták meg. Az emisszió mértékét a tisztítási sebességre vonatkoztatták, amelyet a tisztított ruha tömegéből és a működési órákból számítottak ki.
PCE-koncentráció nyomjelző gáz (N2O) koncentrációja
250
koncentráció (mg/m3)
200
150
100
50
0 09:30
10:00
10:30
11:00
11:30
12:00
12:30 13:00
13:30 14:00
14:30
idő
* jelzi a gép átrakását
1. ábra PCE és nyomjelző gáz koncentrációja a géphez közeli mérőpontban
Eredmények A gépkezelők átlagos TWA-expozíciója a kereskedelmi és ipari üzemekben 28, ill. 32 mg/m3 volt aktív mintavétellel és 28, ill. 30 mg/m3 passzív mintavétellel. A segédgépkezelők expozíciója az ipari üzemekben 9,7 mg/m3-nek adódott szivattyús mintavétellel, míg diffúziós mintázással 8,3 mg/m3. A vasalók átlagos expozíciója az ipari üzemekben – aktív mintavétellel – 3,4 mg/m3,
míg az üzletekben 7,7 mg/m3 volt (diffúziós mintázással 1,2, ill. 5,7 mg/m3 értéket mértek). A vevőszolgálati alkalmazottaknál észlelték a legkisebb expozíciót: 0,8 mg/m3 (szivattyús mintázással), ill. 0,5 mg/m3 (diffúziós mintavétellel) értéket mértek. A különböző munkakörökben, aktív mintavétellel mért PCE-expozíciókat a 2. ábra mutatja. A PCE-koncentráció időbeli változása a munkanap folyamán az 1. ábrán látható. A legnagyobb rövid távú expozíciót a gyapotpihe- és porfogó tisztítása során észlelték. Ilyenkor a gépkezelő légzési zónájában 34– 2300 mg/m3 érték mérhető. Négy üzemben a PCE-koncentrációt egyidejűleg mérték a gépkezelő védőálarcán belül és kívül, aktív szenes módszerrel. A védőálarcon belül 50–100-szor kisebb PCE-koncentrációt észleltek, mint azon kívül. Nyomjelző gázzal meghatározták egy tipikus védőtető befogási hatékonyságát, amely a légzési zónában 85%-osnak bizonyult. Ennek ellenére védőálarc használata szükséges.
80
koncentráció (mg/m3)
ipari üzem (N=3) vegytisztító üzlet (N=6)
60
40
n=10
n=17
20 n=19
n=5 n=12
n=6
0 gépkezelő
segédgépkezelő
vasaló
vevőszolgálat
2. ábra Átlagos TWA-expozíció különböző munkakörökben és üzemtípusokban A vegytisztító üzemek belső levegőjének átlagos PCE-koncentrációja 5– 36 mg/m3 között volt. A légáramlási sebességből adódó légcserearány 2,4– 14,6 óra volt. A tisztítási sebesség (30–88 kg/h) jóval nagyobb volt az ipari (55–118 kg/h), mint a kereskedelmi (4–36 kg/h) egységekben. Az emissziós tényező (elpárolgó PCE tömege/a tisztított ruha tömege) 0,3–3,6 g/kg között változott (2. táblázat). Az átlagos PCE-emisszió aránya a tisztítási sebességhez viszonyítva a 3. ábrán látható.
140
emissziósebesség [g/h] = (2,2 ± 0,3) * tisztítási sebesség [kg/h]
120
rem (g/h)
100
r2 = 0,88
80 60 40 20 0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
rd (kg/h)
3. ábra Átlagos PCE-kibocsátási sebesség a tisztítási sebességek függvényében 2. táblázat Vegytisztító üzemek jellemző paraméterei Q (l/s) Ipari létesítmények Kereskedelmi egységek
4100 670 1400 200b 180 550 390 200 180
n (1/h)
Cbz (mg/m3)
Cia (mg/m3)
rd (kg/h)
rem (g/h)
mf (g/kg)
11,6 14,6 2,7
50 7 18
8 11 11
42 88 30
118 26a 55
2,8 0,3 1,9
2,4 5,2 4,4 4,5 3,1 3,6
24 47 34 15 9 26
12 36 18 8 5 18
20 9 10 6 8 7
8 23 36 11 4 12
0,4 1,6 3,6 1,9 0,5 1,7
Q = teljes légáramlási sebesség n = légcsereindex Cbz = átlagkoncentráció a gépkezelő légzési zónájában Cia = átlagos koncentráció a belső levegőben rd = tisztítási sebesség egy mérési időszakban rem = emisszióarány egy mérési időszakban mf = emissziófaktor (elpárolgott PCE tömege a tisztított ruha tömegéhez viszonyítva) a a használt levegőt aktív szenes szűrőn vezették át, mielőtt a szabadba vezették volna b légáramlás az üzlet parciális térfogatában
Értékelés A vizsgált vegytisztítókban dolgozó munkások PCE-expozíciója elmaradt az USA-ban és Finnországban elfogadott foglalkozási határértéktől. A különböző munkakörök közül a gépkezelőket érte a legnagyobb expozíció (9–50 mg/m3), ami megfelel a finn határérték 3–15%-ának és az amerikai érték 5– 29%-ának. A t-próbával nem mutatható ki statisztikai különbség a kereskedelmi és ipari vegytisztítókban dolgozók gépkezelők PCE-expozíciója között. A vasalók PCE-expozíciója kissé nagyobb volt az üzletekben (átlag 7,7 mg/m3), mint az ipari üzemekben (3,4 mg/m3). Ennek az lehet az oka, hogy az üzletekben a vasalóasztalokat általában a vegytisztító gépek közelében helyezték el, ahol leginkább fejlődnek PCE-gőzök. A rövid távú üzemeléssel járó legnagyobb expozíció a gyapotpiheszűrők tisztításával kapcsolatos, amit hetenként kétszer végeznek. Ennek folyamán az expozíció meghaladhatja a rövid távú határértéket, így védőálarc használata szükséges. A vizsgálat során 2300 mg/m3 PCE-koncentrációt észleltek 10 percen át, a szűrők tisztítása folyamán. Egy szokásos munkanapon a PCE-koncentrációk maximuma a textil ki- és berakása és a gép szivárgása során fordulhat elő (2. ábra). A vizsgált gépkezelők expozíciója megfelel az irodalmi adatoknak. Nem volt statisztikailag szignifikáns különbség az aktív és passzív mintázással kapott értékek között. Tehát a diffúziós mintavétel alkalmas a vegytisztítással járó expozíció megítélésére. Egyes szerzők 35–110 mg/m3 PCE-koncentrációt mértek az üzletek levegőjében, ahol nem szellőztetett dry-to-dry típusú gépek működtek. Ezek az értékek valamivel nagyobbak e vizsgálatban mért koncentrációknál (5–36 mg/m3). A viszonylag alacsony értékek arra utalnak, hogy a frisslevegőáramlás sebessége és a helyi elszívórendszerek elég hatékonyan szabályozzák a levegőben levő koncentrációt. Azonban a gépkezelő légzési zónájában mérhető PCE-koncentrációk viszonylag magasak voltak (átlag 50 mg/m3) más üzemekhez képest (23 mg/m3). Tipikus esetben a gépkezelő légzési zónájának és az egész műhelynek a PCE-koncentrációi közötti arány –1,6 volt. A külső PCE-emisszió valamennyi vizsgált üzletben alacsony – az EU irányelv határértékének 1–12%-a – volt. Eszerint a nem szellőztetett dry-to-dry eljárással dolgozó üzletekben nincs szükség különleges berendezésre a külső PCE-emisszió korlátozására. Azonban a szellőztetéssel ellátott gépek használt levegőjét tisztítani kell (pl. aktív szenes szűrővel), hogy megfeleljen az irányelv követelményeinek. A legkisebb emissziót olyan üzemekben észlelték, ahol vákuumdobokat és hosszabb szárítási időt alkalmaztak. Itt az átlagos emisszió (0,3 g/kg tisztított ruha) közel 90%-kal kisebb volt, mint más üzletekben (átlag 2,6 g/kg). A legnagyobb emissziót (3,76 g/kg) olyan egységekben észlelték, ahol a gépből PCE szivárgott (2. ábra). Enyhén emelkedett emisszió (2,8 g/kg) tapasztalható olyan ipari üzemekben, ahol vákuumos mosódob működött, de a szárítási idő rövid volt. A vizsgálat során megállapított emissziós
faktorok jóval kisebbek voltak, mint a mások által 1997-ben mért értékek. Nyilvánvaló, hogy ez a korszerűbb gépeknek tulajdonítható. Megállapítható, hogy a munkások PCE-expozíciója – ahol dry-to-dry gépeket üzemeltettek – a javasolt amerikai és finn határértékek alatt volt, a külső PCE-emisszió pedig megfelelt a VOC-irányelv követelményeinek. A tisztítási sebesség és a PCE-emisszió lineáris összefüggése alkalmas a hasonló típusú vegytisztítási módszerek emissziójának meghatározására. A megbízható információ felhasználható vegytisztító üzemek szabályozórendszereinek és szellőztetésének tervezéséhez. (Dr. Pálfi Ágnes) Räisänen, J.; Niemelä, R.; Rosenberg, C.: Tetrachloroethylene emissions and exposure in dry cleaning. = Journal of the Air & Waste Management Association, 51. k. 12. sz. 2001. p. 1671–1675. Thompson, K. M.; Evans, J. S.: The value of improved national exposure information for perchloroethylene: A case study for dry cleaners. = Risk Analysis, 1997. 2. sz. p. 253–271.
