FOGLALKOZÁS-EGÉSZSÉGÜGY 3.3 Irodai berendezésekből származó benzolkibocsátás Tárgyszavak: lézernyomtató; fénymásoló; benzol; iroda. A Bajor Tartományi Iparfelügyeleti Intézet (Landesgewerbeanstalt Bayern, LGA) emisszióvizsgáló kamrákban négy év óta végez méréseket lézernyomtatóknál és másolóknál. A sztirol, xilol, toluol és más aromások mellett néhány esetben nem elhanyagolható mértékű benzolemissziót állapítottak meg. Közelebbről ezúttal az utóbbi vegyülettel kapcsolatos vizsgálatokat mutatjuk be. A benzol aromás szénhidrogén, szobahőmérsékleten folyékony, forráspontja 80 ºC. Viszonylag magas gőznyomása miatt a környező légtérben már szobahőmérsékleten is gáz alakúvá válik. A benzol mérgező, ahhoz a néhány anyaghoz tartozik, melyeknek rákkeltő hatása az embernél egyértelműen bizonyított (R 23, 25, 45, 48). Nincs olyan küszöb, amely alatt ne lenne veszélyes az ember egészségére. Az ilyen anyagokra érvényes a minimalizálási parancs. Ez azt jelenti, hogy a koncentráció csökkentésére valamennyi elképzelhető műszaki és szervezési lehetőséget ki kell használni. A környezet benzolterhelésének fő okozója a gépjármű-közlekedés, mivel a porlasztott üzemanyagok benzolt tartalmaznak, és a motorban való elégetésnél is benzol képződik. Benzol keletkezik más szerves anyagok tökéletlen égésénél, pl. a tüzelőberendezésekben és a cigaretták égésénél is. A Bajor Környezetvédelmi Minisztérium adatai szerint (1999-es helyzet) a benzol környezeti levegőben lévő koncentrációja vidékies környezetben éves középátlagban kb. 5 µg/m 3, sűrűn lakott településen 15 µg/m 3. A belső terek levegőjének átlagos terhelése 6 8 µg/m 3. Míg más aromás szénhidrogéneknél, pl. toluolnál és xilolnál a belső terek koncentrációja majdnem mindig jelentősen meghaladja a külső levegő koncentrációját, a belső- és külsőtéri levegő benzolkoncentrációja között statisztikai középértékben nincs jelentős különbség. Ez arra vezethető vissza, hogy a jelentős benzolforrások (közlekedés, fűtés, ipar) elsődlegesen a külső levegőt terhelik.
Több epidemiológiai tanulmány alapján a kockázatbecsléshez az egységnyi kockázat (unit-risk) értéket használják, amely azt a valószínűséget adja meg, ami egy életen át tartó adott benzolkoncentrációjú belélegzett levegőnél rákmegbetegedést idéz elő. A Német Rákkutató Központ (DKFZ) Heidelbergben a német népességre 9 20 x 10-6 unit-risk értéket állapított meg. Ez azt jelenti, hogy 100 000 lakosonként 10 µg/m3 közepes benzolkoncentrációnál pluszban 9 20 leukémiás eset várható. Hasonló számokat hozott nyilvánosságra a az Ember és a Környezet Védelme Bizottság 1993-ban (1. táblázat). 1. táblázat 9 x 10-6 unit-risk érték alapján számított rizikó adatok Terület Elfogadottnak tekintett benzol- Számított koncentrációk µg/m 3 -ben rákincidencia* Munkahely benzinkútnál (8 h/d, 20 éven át) 8000 (TRK)** 1:150 Vegyipari munkahely (8 h/d, 20 éven át) 3200 (TRK) 1:300 Autó belső tere (2 h/d) 50 1:30 000 Forgalmas utcák lakói (24 h/d) 20 1:6 000 Vidékies terület (24 h/d) 2 1:60 000 * rákmegbetegedés (leukémia) valószínűsége ** műszaki irányérték A 23. Szövetségi Immisszióvédelmi rendelet szerint 10 µg/m 3 számtani éves középérték túllépésénél intézkedések szükségesek a terhelés csökkentésére vagy elkerülésére. Az Európai Parlament és az Európa Tanács 2000/69/EG Irányelve 2010-re ennek az értéknek 5 µg/m 3 -re való fokozatos csökkentését követeli meg. Az utóbbi 3 évben a gépjárművek benzolkibocsátása jelentősen csökkent, mert az Otto-üzemanyagokban a benzoltartalom 1 %(V/V) alá süllyedt. Az ipari gócterületeken ezzel az immisszió kevesebb mint felére esett vissza, amivel jelentősen hozzájárultak a kitűzött célok eléréséhez. Lézernyomtatókból és másolókból származó benzolemissziók mérése Az LGA már 1998-ban megállapította, hogy néhány modell nem megengedett mértékben járulhat hozzá a belsőtéri benzolterheléshez. Kedvezőtlen feltételek mellett az irodákban olyan benzolkoncentráció keletkezhet, mint egy forgalmas utcai kereszteződésnél.
1999 óta néhány más intézet is végzett erre vonatkozó méréseket, nagymértékben különböző eredményekkel. Ennek oka egyrészt a tesztelt modellekben, illetve a felhasznált festékekben, másrészt a mérések érzékenységében keresendő. 1999-ben az Áruteszt Alapítvány közleményében leírta, hogy 14 tesztelt fekete-fehér lézernyomtató egyikénél sem állapított meg benzolkibocsátást, a mérés érzékenységére vonatkozó adatok azonban hiányoznak. A Közigazgatási Szakmai Szövetség Szakbizottsága (Fachausschuss Verwaltung der Verwaltungs-Berufsgenossenschaft) 2000 novemberében közölte a színes nyomtatókkal és színes másolókkal kapcsolatos kutatási projekt eredményeit. A benzolkibocsátás a kimutatási határon volt. A Munkavédelmi Intézet (BIA) közleményében kiegészítő információkat szolgáltatott ezekhez a vizsgálatokhoz. Ezek szerint három színes másolót és három színes lézernyomtatót teszteltek, melynek során csupán a tesztelt másolók egyikénél állapítottak meg 675 másolat elkészítése után magasabb benzolkoncentrációt (egy 9 m 3 -es kamrában 29 µg/m 3 -t). A nyomtató festékeket számos paraméterre vizsgálták, benzoltartalomra azonban nem. Az Öko-Teszt folyóirat 2001 augusztusban közölte a festéktartó (toner) -vizsgálatok és emissziótesztek eredményeit. A tíz vizsgált festéktartó egyikében jelentős, 30 mg/kg benzoltartalmat találtak. A vizsgálókamrában egy nyomtató 120 µg/m 3 benzolkoncentrációt okozott. A mérési eredmény értékelésére sajnos nincs lehetőség, mert a mérési eljárásról nem áll elegendő információ rendelkezésre. Egy másik közleményében a BIA hét fekete-fehér lézernyomtatónál végzett méréseiről tudósít. Két nyomtatónál nem mutattak ki benzolemissziót. Egy 9 m 3 -es tesztkamrában három készülék egy megtöltött papírkazetta (legalább 200 papírlap) kinyomtatása után maximálisan 6,5 µg/m 3 benzolkoncentrációt, egy nyomtató 16 µg/m 3 benzolkoncentrációt idézett elő. A legmagasabb mért koncentráció 23 µg/m 3 volt. Az eredmények alapján a BIA olyan nyomtatókat javasolt használni, melyeknél a toner lehetőleg kevés vagy semmi benzolt nem bocsát ki. Hogyan mértek az LGA-ban? A készüléket nyomtatót vagy másolót mérete szerint 1 m 3 -es, illetve 24 m 3 -es helyiségben, meghatározott klimatikus feltételek között vizsgálták. A hozzávezetett levegő hőmérséklete 23 ºC ± 1 ºC, a relatív nedvessége 30% ± 5% volt. Normál körülmények között a légcsere a vizsgálóhelyiségben 0,3/óra volt. Néhány esetben jelentősen magasabb
légcserével is dolgoztak. A nyomtatóval, illetve másolóval a vizsgálóhelyiségben az előre megadott tesztoldalból 500 oldalt nyomtattak. A tesztoldal felületfedése 9,5%-os volt. Az elemzésnél a kamramérések koncentrációit emissziórátába számolták át. A benzol emissziórátákat a következő egyenletből számolták: SER C V 1 e n t k = (1) u n t V k = kamratérfogat m 3 -ben C t = VOC-koncentráció a mintavétel időpontjában µg/m 3 -ben t = a készülék üzemelési időtartama a mintavétel időpontjáig órában (h) SER u = a készülék fajlagos emissziórátája µg/h-ban n = légcsereráta a kamrában (h -1 -ban) A mintavétel időpontjaként az aktív mintavétel félidejét használták az egyenletben. A különböző vizsgálókamrákban azonos készülékekkel kapott mérési eredmények összehasonlítása azt mutatta, hogy egy nyomtató emissziórátája szinte független a vizsgálóhelyiség méretétől. Kvalitatív eredmények Egy nyomtató vagy másoló benzolemisszió rátája egyébként azonos feltételek mellett attól függ, hogy időegységenként mennyi a festékfelhasználás. Eszerint nemcsak arról van szó, hány oldalt nyomtattak, hanem arról is, milyen sűrűn nyomtatták az oldalakat (felületfedés, feketítés). A különböző laboratóriumok által közölt emisszióráták csak akkor hasonlíthatók össze, ha ezek a paraméterek ismertek. Kvantitatív eredmények Az LGA által vizsgált 65 készülékből csak 11 mutatott mérhető benzolemissziót (1. ábra). Festéktartók vizsgálata Vizsgálati módszerek A Headspace-eljárással illékony szerves vegyületeket tartalmazó anyagok terhelése vizsgálható. A festéktartó (toner) mintát zárt edény-
ben (egy úgynevezett peremes üvegben) 90 ºC-ra felmelegítik. Az illékony vegyületek fizikai sajátságaik szerint nagyobbrészt gőzfázisba mennek át. Azonos tulajdonságokkal rendelkező belső standard (a szóban forgó esetben deuterizált benzol) ismert mennyiségének hozzáadásával ezután gázkromatográf/tömegspektrográf segítségével a tonerben lévő benzoltartalom a gázfázisban lévő tartalomból megítélhető. 0 5 10 15 20 25 mért benzolemisszió ráták µg/min-ben Vizsgált készülékszám: 65, maximum érték: 25 µg/min, számtani középérték: 1 µg/min, medián: < 0,1 µg/min. A középérték számításánál a 0,1 µg/min-nél kisebb értékek esetében 0,1 µg/min értéket vettek alapul 1. ábra Tizenegy >0,1 µg/min. emissziórátájú lézernyomtató, illetve másoló benzolemisszió-rátái Eredmények Az LGA-ban 173 különböző toner benzoltartalmát vizsgálták. Néhány kivételtől eltekintve a mintákat teljes, tehát még használatlan kazettákból vették. A kivételeknél olyan mintákról volt szó, melyeket a megrendelő már kivett a tartókazettából és eredetük ismeretlen volt. A 2. ábra világosan mutatja, hogy benzoltartalom tekintetében a festékek különböző minőségűek voltak. Műszakilag mindenképpen megoldandó a < 0,1 mg/kg benzoltartalmú festékek előállítása.
0 5 10 15 20 25 30 35 40 mg/kg Vizsgált toner: 173, maximum érték: 120 mg/kg, számtani középérték: 3,2 mg/kg, medián: 0,1 mg/kg. < 0,1 µg/min tartalomra a középérték számításánál 0,1 mg/kg értéket vettek alapul 2. ábra Benzoltartalom 50 különböző, > 0,1 mg/kg benzoltartalmú tonernél Elemzés és ajánlások A bemutatott eredmények több olyan egyedi megbízásból eredő vizsgálat összefoglalását mutatják, melyeket különböző célokkal, de azonos kísérleti feltételek között végeztek. Ez az oka, hogy a nyomtatóknál, illetve másolóknál miért csak 33 megvizsgált festéktartóminta emisszióértékeit közölték. A legtöbb toner-minta kibocsátását nem mérték vizsgálókamrában és számos emissziórátánál hiányzik a festéktartó elemzése. 33 eredménypár alapján a tonerekben lévő benzoltartalom és a nyomtatókból és másolókból származó emisszióráták összehasonlításakor az a következtetés adódott, hogy a jelentős emisszióforrás a festéktartókban van. A tonerek benzoltartalmából és a tonerek időegység alatti felhasználásából kiszámítható az elméleti benzolemisszió (feltéve, hogy a felhasznált festéktartóból a benzol 100%-ban elpárolgott). Észrevehetjük, hogy a ténylegesen mért benzolemisszió-ráta azonos vagy magasabb, mint az elméletileg számított érték.
Az a következtetés vonható le tehát, hogy a nyomtatás alatt még további benzolemisszió képződhet. A legvalószínűbbnek az a feltevés tűnik, hogy a benzoltartalmú tonerek hajlamosak a nyomtatási folyamat alatt további jelentékeny mennyiségű benzolt szabaddá tenni. Az (1) egyenletet átalakítva egy készülék ismert emissziórátájából (SER u ) becsülhető az irodahelységben fellépő benzolkoncentráció. C t SERu (1 e = V n n t ) SER u = emisszióráta µg/h-ban V = helyiség/iroda térfogata m 3 -ben C t = VOC-koncentráció a helyiségben a nyomtatási idő végén µg/m 3 -ben t = a készülék üzemelési időtartama h-ban n = légcsere az irodában h -1 -ban Mindenképpen figyelembe kell venni, hogy az oldalankénti tonerfelhasználásnak, tehát a felületfedésnek és feketedésnek jelentős hatása van. Számítási példa: 3 Irodatérfogat V: 30 m Légcsereráta n: 0,3 h -1 Benzolemisszió-ráta SER u : 500 µg/h Nyomtatási időtartam t: 0,5 h Benzolkoncentráció várható mértéke C t : 7,7 µg/m 3 Amennyiben tehát az irodahelyiségben a benzolkoncentráció a nyomtatás megkezdése előtt csak 5 µg/m 3 volt, ez 30 perc nyomtatás után 13 µg/m 3 -re emelkedett. Az emelkedő benzolkoncentrációval összefüggő növekvő rákkockázat miatt ez a helyzet nem fogadható el. A festéktartóval Headspace-eljárás szerint végzett kísérletek a vizsgálókamrával végzett mérésekkel összehasonlítva viszonylag kevésbé költségesek, lehetővé teszik a gyors termékellenőrzést. Amennyiben egy tonerben a Headspace-eljárással nagyobb benzolmennyiséget találnak, feltehető, hogy ez a festéktartó a nyomtatásnál nagyobb benzolemissziót eredményez. Ilyenkor nem szükséges vizsgálókamra-mérést végezni, az ilyen toner használata nem ajánlott. Sajnos nem lehet teljesen kizárni, hogy az olyan tonerek alkalmazásánál, amelyek a Headspace-vizsgálat során nem vagy csak alacsony benzoltartalmat mutattak, a nyomtatási folyamat alatt ne képződjön je- (2)
lentős mennyiségű benzol, a tapasztalatok szerint azonban ez a kockázat viszonylag csekély. Ezekben az esetekben azonban mégiscsak kellene vizsgálókamra méréseket végezni, hogy ezek során már pl. a sztirolról, BTX-aromásokról (benzol, toluol, etil-benzol, xilol) vagy az ózonról is információt kapjanak. Összeállította: Dr. Csokonay Józsefné Jungnickel, F.; Kubina, A.; Fischer, H.: Benzolemissionen aus Laserdruckern und Kopierern. = Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft, 63. k. 5. sz. 2003. p. 193 196. Nies, E.; Blome, H.: Brüggemann-Preishoff, H.: Charakterisierung von Farbtoner und Emissionen aus Fabrfotokopierern/Farblaserdruckern. = Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft, 60. k. 11/12. sz. 2000. p. 435 441. Smola, T.; Georg, H.; Hohensee, H.: Gesundheitsgefahren durch Laserdrucken? = Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft, 62. k. 7/8. sz. 2002. p. 295 301.