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/m 3, 8 órás idősúlyozott átlagos (TWA time weighted average) PCE-küszöbértéket javasolt (25 mm 3 /m 3 ) és 690 mg/m 3 (100 mm 3 /m 3 ) rövid távú (15 perc) PCE-határértéket. A finn foglalkozási expozícióhatár (OEL occupational exposure limit) 340 mg/m 3 (50 mm 3 /m 3 ), amely 520 mg/m 3 (75 mm 3 /m 3 ) 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/m 3 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/m 3 ) 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/m 3 kimutatási határértéket értek el.
A vegytisztító helyiségben a teljes légáramlási sebességet a nyomjelző gázas módszerrel mérték (N 2 O). A gázt alaposan elkeverték a terem levegőjében, majd a koncentrációt FTIR-analizátorral a PCE-monitoringgal egyidejűleg határozták meg (1. ábra). A N 2 O-gázra kalibrált FTIR-analizátor 2 cm 3 /m 3 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. 250 PCE-koncentráció nyomjelző gáz (N 2 O) koncentrációja 200 koncentráció (mg/m 3 ) 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/m 3 volt aktív mintavétellel és 28, ill. 30 mg/m 3 passzív mintavétellel. A segédgépkezelők expozíciója az ipari üzemekben 9,7 mg/m 3 -nek adódott szivattyús mintavétellel, míg diffúziós mintázással 8,3 mg/m 3. A vasalók átlagos expozíciója az ipari üzemekben aktív mintavétellel 3,4 mg/m 3,
míg az üzletekben 7,7 mg/m 3 volt (diffúziós mintázással 1,2, ill. 5,7 mg/m 3 értéket mértek). A vevőszolgálati alkalmazottaknál észlelték a legkisebb expozíciót: 0,8 mg/m 3 (szivattyús mintázással), ill. 0,5 mg/m 3 (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/m 3 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/m 3 ) 60 40 20 0 ipari üzem (N=3) vegytisztító üzlet (N=6) n=10 n=17 n=5 n=19 n=12 n=6 gépkezelő segédgépkezelő vasaló vevőszolgálat 2. ábra Átlagos TWA-expozíció különböző munkakörökben és üzemtípusokban A vegytisztító üzemek belső levegőjének átlagos PCE-koncentrációja 5 36 mg/m 3 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.
rem (g/h) 140 120 100 80 60 40 emissziósebesség [g/h] = (2,2 ± 0,3) * tisztítási sebesség [kg/h] r 2 = 0,88 20 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 r d (kg/h) 3. ábra Átlagos PCE-kibocsátási sebesség a tisztítási sebességek függvényében Vegytisztító üzemek jellemző paraméterei 2. táblázat Q (l/s) n (1/h) C bz (mg/m 3 ) C ia (mg/m 3 ) r d (kg/h) r em (g/h) m f (g/kg) Ipari létesítmények 4100 670 1400 11,6 14,6 2,7 50 7 18 8 11 11 42 88 30 118 26 a 55 2,8 0,3 1,9 Kereskedelmi egységek 200 b 180 550 390 200 180 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 C bz = átlagkoncentráció a gépkezelő légzési zónájában C ia = átlagos koncentráció a belső levegőben r d = tisztítási sebesség egy mérési időszakban r em = emisszióarány egy mérési időszakban m f = 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/m 3 ), 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/m 3 ), mint az ipari üzemekben (3,4 mg/m 3 ). 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/m 3 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/m 3 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/m 3 ). 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/m 3 ) más üzemekhez képest (23 mg/m 3 ). 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.