Miljø- og sundhedsforhold for plastmaterialer

23 Kemiske belastninger i arbejdsmiljøet

Se også:

Emissioner ved forarbejdning af termoplast

Emissioner ved forarbejdning af hærdeplast

Miljø- og sundhedsvurderinger

Referencer

Indholdsfortegnelse

Oversigtsfigur

23.1 Introduktion

De følgende afsnit giver et bredt overblik over, hvilke stoffer der dannes ved forarbejdning af forskellige plasttyper under forskellige betingelser. Overblikket er primært opstillet på baggrund af oversigtsartikler, der har gennemgået den eksisterende litteratur på området.

Som udgangspunkt skelnes der i overblikket ikke mellem arbejdspladsmålinger og forsøg i laboratoriet under mere eller mindre proceslignende forhold. Med det store antal mulige kombinationer af plasttype, additiver og forarbejdningsprocesser er det ikke realistisk at dække bare en lille del, så der vil ofte være behov for at tage individuel stilling til et konkret problem på arbejdspladsen.

Det skal dog fremhæves, at irritation af øjne, næse og luftveje er det mest udbredte arbejdsmiljøproblem ved forarbejdning af plast, idet dette problem er observeret og rapporteret ved forarbejdning af mange forskellige plasttyper. Sensibilisering af luftvejene må regnes for det alvorligste problem, idet en erhvervsinduceret asthma ofte vil være en sygdom, der følger en person resten af livet.

Hærdeplasttyperne (her umættet polyester og polyurethan) må regnes for de mest kritiske i arbejdsmiljømæssig henseende, idet det er på dette område, der historisk set er blevet rapporteret om de fleste alvorlige gener. Årsagen er med stor sandsynlighed, at hærdeplasterne er blevet forarbejdet ved åbne processer, hvor der er eller har været stor risiko for høj eksponering for f.eks. udgangsstoffer som styren og isocyanater.

Ved både arbejdsplads- og laboratoriemålinger er der endvidere funder stoffer, der er på Arbejdstilsynets liste over stoffer, der mistænkes for at være kræftfremkaldende. Der er så vidt vides dog ikke undersøgelser, der peger på en forøget kræftrisiko ved plastforarbejdning, og i langt de fleste tilfælde vil eksponeringen af de ansatte ligge langt under grænseværdien for de pågældende stoffer. Man skal dog være opmærksom på, at der for visse stoffer er specielle regler for, hvordan de skal håndteres i arbejdsmiljøet. Det skal også bemærkes, at grænseværdier kun er vejledende ved en vurdering af, om sundhedsfarlige forhold eksisterer, og at koncentrationen af alle luftforureninger derfor generelt bør holdes så langt under grænseværdien som muligt.

Overordnet set tegner der sig et billede af en række processer, hvor der er mulighed for eksponering for en bred vifte af kemiske stoffer i lave koncentrationer. Dette kan erfaringsmæssigt give anledning til (mindre) problemer, f.eks. i form af luftvejsirritation, specielt hvis der ikke er etableret tilstrækkelig ventilation. Hvis den anbefalede forarbejdningstemperatur overskrides kan der forventes en lidt højere koncentration af nedbrydningsprodukter. Da produktkvaliteten samtidig forringes, ofte ud over det acceptable, er der således både arbejdshygiejnisk og økonomisk motivation for en tæt styring af processen.   Ved ”purging” af plast ved afslutning af en serie kan der teoretisk forventes en kortvarig øgning af koncentrationen i arbejdsområdet, men de undersøgelser, der citeres i de følgende afsnit, viser ikke et entydigt billede.

23.2 Kemisk arbejdsmiljø ved forarbejdning af polyethylen (PE)

23.2.1 Litteraturreviews

Den normale forarbejdningstemperatur for PE angives af Jensen, Schmidt og Wolkoff (1989) til at ligge mellem 140-240 °C, men kan ved coatningsprocesser være op til 330 °C.

Patel & Xanthos (1995) giver et overblik fra forskellige kilder over, hvilke stoffer, der er fundet ved forarbejdning af forskellige kvaliteter af PE under forskellige procesbetingelser. Overblikket gengives i lettere revideret form i Tabel 1 sammen med Jensen, Schmidt & Wolkoff’s vurdering af, hvilke stoffer der må anses for at være toksikologisk relevante, d.v.s. at udgøre den største potentielle belastning i arbejdsmiljøet.

Det skal bemærkes, at både Patel & Xanthos og Jensen, Schmidt & Wolkoff ikke har gennemført egne undersøgelser, men alene baserer sig på en gennemgang af litteraturkilder. Der kan altså være forskelle i målemetoder, målestrategi og vurderinger mellem de enkelte undersøgelser, der refereres, men tilsammen må de anses for at give et bredt overblik over forarbejdning af PE.

Plasttype LDPE LDPE LDPE PE HDPE
170-320 °C
Toksi-
kologisk relevante stoffer (Plastbase, 1989)
Betingelser, bemærkninger Ustabiliseret, thermoxidation i luft ved 264-289 °C i 4 minutter 113-mm ekstruder
220-280 °C
Ekstruder coater
295-300 °C
2 % dicumylperoxid; lukket ampul i N2-atmosfære og 140 °C    
Stof            
Acetaldehyd X         X
Formaldehyd X 0,7-1,1 ppm     0,2-0,5 ppm X
Propanal X          
Acrolein X 0,02-0,1 ppm     0,2-1,9 ppm X
Crotonaldehyd           X
Butanal X          
Pentanal X          
Acetone X          
2-Butanon X          
2-Pentanon X          
Isovalerinsyre X          
Hydroxyvalerinsyre X          
Crotonsyre X          
Caproinsyre X          
Myresyre X         X
Eddikesyre X         X
Propionsyre X          
Acrylsyre X          
Butyrsyre X          
Cyclopropan X          
Furan X          
Tetrahydrofuran X          
Isobutyraldehyd X          
Methyl vinyl keton X         X
Valerolacton X          
Butyrolacton X          
Vand X          
Alkoxyradikaler           X
Carbonmonoxid   30-70 ppm 0,0-1,0 ppm   20-100 ppm  
Methan       X    
a a,a-Dimethylbenzylalkohol       X    

Tabel 1. Emissioner ved forarbejdning af forskellige kvaliteter af PE under varierende procesbetingelser. (Efter Patel & Xanthos (1995) og Jensen, Schmidt & Wolkoff (1989)).

Som det fremgår af Tabel 1 dannes der ved termooxidation i fire minutter af ustabiliseret LDPE en lang række forskellige stoffer, der repræsenterer kulbrinter, alkoholer, aldehyder, ketoner, syrer, cykliske estere og estere. Der dannes også kulilte, methan mm., men Patel & Xanthos konkluderer, at niveauet uden besvær kan holdes under gældende grænseværdier med et tilstrækkeligt udsug.

23.2.2 Arbejdspladsmålinger

Frostling et al. (1982) har gennemført arbejdspladsmålinger under normale forarbejdningsbetingelser, med temperaturer mellem 140 og 250 °C. Resultaterne af disse målinger er sammenfattet i nedenstående tabel:

Stof Grænseværdi (mg/m³)1 Koncentration (mg/m³) Spredning Højeste værdi
Total aldehyd   2,20 0,62 18,1
Formaldehyd 0,4 0,10 0,02 0,2
Acetaldehyd 45 0,16 0,05 0,4
Acrolein 0,13 <0,02 - -
Acetone 600 0,78 0,12 -
Total syrer   15,4 1,41 46,7
Myresyre 9 0,83 0,13 2,1
Eddikesyre 25 0,86 0,39 4,9
Aerosol 21 1,2-3,5 - -

Tabel 2. Resultater fra arbejdspladsmålinger ved forarbejdning af polyethylen (flere processer).

1. Grænseværdien er for paraffinrøg (Arbejdstilsynet, 2002)

De rapporterede målinger giver en indikation af, hvor store mængder af de udvalgte stoffer, man udsættes for. Det skal dog bemærkes, at der som beskrevet dannes en længere række stoffer, som der ikke findes måleværdier for.

En dansk virksomhed fik målt koncentrationen af aerosol (plastrøg) ved ekstrudering af polyethylen med 1-buten som copolymer. Målingen blev gennemført af Borealis, en fremtrædende leverandør, med det formål at teste en ny metode til aerosolmåling med direkte visende udstyr. I rapporten anføres det, at udstyret er kalibreret mod anerkendte målemetoder, men præcisionen er ikke angivet.

Der blev foretaget målinger (stationære) ved to maskiner. Ved den ene, hvor forbruget var 73 kg polymer per time, var koncentrationen 0,124 mg/m³, og ved den anden, hvor forbruget var 23 kg/time, var gennemsnitskoncentrationen 0,056 mg/m³. Målingerne viste endvidere, at 80 % af aerosolerne havde en partikelstørrelse på 0,5-5m. I begge tilfælde er der tale om koncentrationer, der er væsentligt lavere end de, der blev fundet af Frostling (1982), men der gøres ikke noget forsøg på at finde en eventuel årsag.

Forrest et al. (1995) undersøgte emissionerne ved filmblæsning af en blanding af LDPE og LLDPE. De anvendte to forskellige opsamlingsmetoder og målte tre steder: ved maskinen, ved operatøren og i baggrunden (4-6 m fra maskinen). Resultaterne af målingerne ses i Tabel 3.

  Koncentration (mg/m³)
Stof Maskine Operatør Baggrund
Hexan <0,1 Nd 0,14
Kulbrinte (C6) <0,1 0,15 <0,1
Xylen isomere <0,1 0,12 0,12
a-Methylstyren 0,89 1,16 1,11
Benzen, trimethyl isomer 0,16 0,13 0,13
Kulbrinter (C10-C12) 3,93 2,16 3,14
Benzen, trimethyl isomer 0,31 <0,1 <0,1
Benzen, ethyl, dimethyl isomer <0,1 0,12 <0,1
Alifatisk aldehyd (C10) 0,32 0,34 0,30
Benzen, dimethyl, pentyl isomer 0,12 <0,1 Nd
Alifatiske aldehyder (C11) 0,69 0,39 Nd
Kulbrinte (C11-C13) 0,50 0,23 1,61
Alifatisk aldehyder (C12) 0,12 Nd Nd
Kulbrinte (C12-C14) 0,10 0,10 0,90

Tabel 3. Emissioner ved filmblæsning af en blanding af LDPE og LLDPE.

I en supplerende undersøgelse under laboratorieforhold fandt Forrest et al. (1995) kun meget små emissioner ved filmblæsning af ren LDPE. Opsamlingen skete på Tenax, og analyserne viste maksimumkoncentrationer på 0,11 mg/m³ for toluen og 0,02 mg/m³ for kulbrinte (C9-C11), mens de øvrige analyser lå på eller under 0,01 mg/m³ eller under detektionsgrænsen.

23.2.3 Opsummering for polyethylen

Jensen, Schmidt og Wolkoff (1989) konkluderer at ved overophedning eller langsom opvarmning under luftens adgang dannes der slimhinde- og luftvejsirriterende oxidationsprodukter (aldehyder, ketoner og peroxider), mens der ved normale procesbetingelser hovedsagelig kun dannes oligomerrester, til dels i form af aerosol.

Denne vurdering understøttes af andre undersøgelser, der er citeret i de ovenstående afsnit. Aerosoldannelse regnes også her for den potentielt største belastning, med risiko for at overskride grænseværdien for paraffinrøg under normale procesforhold. Ifølge Arbejdsministeriets bekendtgørelse nr. 96 af 13. februar 2001 om faste arbejdssteders indretning, § 35 om procesventilation, skal der etableres mekanisk udsugning, der så vidt muligt fjerner denne type af forurening på det sted, hvor den udvikles.

23.3 Kemisk arbejdsmiljø ved forarbejdning af polypropylen (PP)

Den normale forarbejdningstemperatur for PP er op til 310 °C. Ren PP termooxiderer nemmere end PE, men tilsætning af antioxidanter hæmmer termooxidationen effektivt (Jensen, Schmidt & Wolkoff, 1989).

23.3.1 Litteraturreviews

Jensen, Schmidt & Wolkoff (1989) giver i Plastbase et overblik over hvilke stoffer, der er fundet ved laboratorieforsøg og ved industrielle processer. Det gengives i lettere revideret form i Tabel 4 sammen med deres vurdering af, hvilke emissioner, der må regnes for at være mest relevante fra et toksikologisk synspunkt. Patel & Xanthos (1995) giver også et overblik over, hvilke stoffer, der dannes ved termoxidation af PP. De medtager imidlertid ikke helt så mange stoffer som Jensen, Schmidt & Wolkoff, og det er derfor valgt at tage udgangspunkt i Plastbase, og supplere med Patel & Xanthos informationer om niveauer ved filmekstrudering.

Betingelser – bemærkninger Ustabiliseret PP, termoxidation i rør ved 220-280 °C i to minutter Ekstrudering af film ved 220 °C Toksikologisk relevante stoffer
Ethylen X    
Ethan X    
Isopropan X    
Isobutan X    
Isobutylen X    
Pentadiene X    
2-Methyl-1-penten X    
Xylen X    
Methanol X    
Ethanol X    
2-Methyl-2-propen-1-ol X    
2-Methylfuran X    
2,5-Dimethylfuran X    
Formaldehyd X 0,2 ppm  
Acetaldehyd X   X
Propanal X    
Acrolein X <0,01 ppm X
2-Methylpropanal X    
Butanal X    
Methacrolein X   X
2-Vinylcrotonaldehyd X    
Acetone X    
1-Hydroxy-2-propanon X    
Methylethylketon X    
Methylcyclopropanon X    
Methylvinylketon X    
2,3-Butandion X    
2-Pentanon X    
2,4-Pentandion X    
3-Penten-2-on X    
3-Methyl-3-buten-2-on X    
3,4-epoxy-2-pentanon X    
4-Methyl-2-pentanon X    
3,4-Epoxy-3-ethyl-2-butanon X    
4-Methyl-2-heptanon X    
Myresyre X   X
Eddikesyre X    
Propionsyre X    
Methylformiat X    
Carbonmonoxid X 30 ppm  
Aerosol     X

Tabel 4. Emissioner ved forarbejdning af PP under varierende procesbetingelser. (Efter Patel & Xanthos (1995) og Jensen, Schmidt & Wolkoff (1989).

Det skal bemærkes, at Jensen, Schmidt & Wolkoff peger på aerosoldannelse som den alvorligste luftforurening under normale procesbetingelser, men at der ved høj forarbejdningstemperatur er risiko for termooxidation fra udsatte overflader. Ved termooxidation findes formaldehyd, acetaldehyd, eddikesyre, acetone og a-methylacrolein i de højeste koncentrationer.

23.3.2 Arbejdspladsmålinger

Follett et al. (1995) undersøgte emissioner ved ekstrudering af PP-tape på en amerikansk virksomhed. Der var en tydelig træk under målingerne, der derfor blev gennemført på både vind- og læsiden, med tydelige forskelle til følge.

Rapporten identificerer kun få udledninger entydigt:

-        Xylen isomere: 0,22-1,65 mg/m³

-        a-Methylstyren: maksimumværdi: 0,16 mg/m³

23.3.3 Opsummering for polypropylen

Polypropylen er ikke så velundersøgt et materiale som polyethylen. Med tanke på, at de to polymerer er forholdsvis ens i deres opbygning er det dog oplagt, at arbejdsmiljøbelastningen er af samme karakter, d.v.s. at aerosoldannelse må regnes for at udgøre den største belastning i arbejdsmiljøet, specielt fordi indholdet af nedbrydningsprodukter i aerosolen kan give anledning til luftvejsirritation. Ifølge Arbejdsministeriets bekendtgørelse nr. 96 af 13. februar 2001 om faste arbejdssteders indretning, § 35 om procesventilation, skal der etableres mekanisk udsugning, der så vidt muligt fjerner denne type af forurening på det sted, hvor den udvikles.

23.4 Kemisk arbejdsmiljø ved forarbejdning af polyvinylchlorid (PVC)

Den normale forarbejdningstemperatur for PVC ligger mellem 145-210 °C.

23.4.1 Litteraturreviews

Jensen, Schmidt og Wolkoff peger i Plastbase (1989) på følgende udledninger fra PVC-forarbejdning som værende toksikologisk relevante:

Stof Kommentar
Hydrogenchlorid  
Benzen  
Acetaldehyd  
Acrolein  
Formaldehyd  
Benzal chloride  
Benzyl chloride  
Phenol  
Vinylchlorid Monomer
Aerosol  
Alkoxyradikaler  
Blystearat Stabilisator
Phthalsyre anhydrid Nedbrydningsprodukt fra blødgører
Di-(2-ethylhexyl)phthalat Blødgører
Dibutylphthalat Blødgører
Diethylphthalat Blødgører
Dioctylphthalat Blødgører
Azodicarbonamid Opskumningsmiddel

Tabel 5. Toksikologisk relevante stoffer ved forarbejdning af PVC (Efter Jensen, Schmidt & Wolkoff, 1989)

Jensen, Schmidt & Wolkoff (1989) peger på, at nedbrydning af PVC ved normale procestemperaturer kun medfører dannelse af meget små mængder flygtige forbindelser. Additiver, især blødgørere, kan medføre at der dannes en kompleks, respirabel aerosol, som kan indeholde aldehyder, ketoner, anhydrider, m.v, der giver anledning til luftvejsirritation og evt. til en mild form for asthma, den såkaldte ”meat wrappers’ asthma”.

Patel & Xanthos (1995) giver et overblik fra forskellige kilder over, hvor store mængder af tre vigtige stoffer, der er fundet ved forarbejdning af PVC (blødgjort/ikke-blødgjort) ved forskellige processer. Overblikket gengives i lettere revideret form i Tabel 6.

Proces Temperatur ( °C) Blødgører ( %) Hydrogen-chlorid
(mg/m³)
Dioctyl-phthalat
(mg/m³)
Phthalsyre-anhydrid
(mg/m³)
Ekstrudering 150-200 2,4 0,15±0,06 0,05±0,03 Ikke målt
Esktrudering 150-195 Ukendt 0,09-±,010 0,3±0,2 0,3±0,5
Kalandrering 130-200 6,5-15 0,15±0,03 0,5±0,5 0,2±0,1
”Hot embossing” 180 Ukendt 0,03±0,02 0,05±0,02 Ikke målt
Sprøjtestøbning 180-190 Ukendt 0,05±0,00 0,02±0,01 <0,02
Svejsning 400 (ved lampen) Ukendt 0,3±0,02 0,3±0,05 5,0±2,0
Compoundering 120 20 Ikke målt 0,02±0,01 Ikke målt
Termoformning 120-130 Ukendt Ikke målt 0,02±0,02 0,1±0,05
Højfrekvenssvejsning Ukendt Ukendt <0,03 ±0,02 Ikke målt
”Spread coating” 160-205 35 (DINP) Ikke målt Ikke malt (DINP) 1,2±0,2
Blæsestøbning 150-190 Ingen 0,05±0,02 Ingen blødgører Ingen blødgører
Kompressions støbning 150 Ingen 0,04±0,01 Ingen blødgører Ingen blødgører

Tabel 6. Emissioner af hydrogenchlorid, dioctylphthalat og phthalsyreanhydrid ved forarbejdning af PVC ved forskellige processer (Efter Patel & Xanthos, 1995).

23.4.2 Arbejdspladsmålinger

Forrest et al. (1995) undersøgte emissionerne ved sprøjtestøbning og ekstrudering af kabler af PVC. Den PVC, der blev sprøjtestøbt, var ikke blødgjort, mens PVC’en til kabler var blødgjort, uden beskrivelse af hvilken blødgører, der blev anvendt. Resultatet af analysen af sprøjtestøbning med PVC fremgår af nedenstående tabel. Der er foretaget målinger tre forskellige steder (operatørbåren, ved maskinen og i baggrunden (4-6 meter fra maskinen), samt målinger af koncentrationen ved maskinen og i baggrunden, når restmateriale blev purged fra maskinen.

Stof Koncentration (mg/m³)
  Operatør Maskine Baggrund Maskine (v. purging) Baagrund (v. purging)
Dichlormethan Nd <0,1 <0,1 1,72 1,13
Ethylacetat Nd 0,60 0,84 0,68 0,64
Trichlorethen <0,1 0,13 0,12 <0,1 <0,1
Kulbrinte (C6-C8) <0,1 <0,1 0,10 0,12 1,17
Toluen <0,1 <0,1 <0,1 0,24 0,16
Chlorbenzen 0,43 0,42 0,55 0,24 0,11
Xylen isomere <0,1 <0,1 0,1 0,60 1,26
Cykliske alkener (C10H6) <0,1 0,15 0,14 0,12 0,10
a-Methylstyren Nd Nd Nd 3,44 2,30
Benzen, alkyl derivat Nd Nd Nd Nd 0,15
Kulbrinte (C10-C12) 0,85 0,80 1,03 1,65 2,44
Benzen, methyl, propyl isomer Nd Nd Nd Nd 0,51
Kulbrinte (C11-C13) <0,1 0,31 0,17 0,16 0,14

Tabel 7. Emissioner ved sprøjtestøbning af PVC ved 180 °C. (Adsorbent: Tenax).

Ved ekstrudering af kabler af blødgjort PVC blev følgende emissioner målt:

  Koncentration (mg/m³)
Stof Maskine/ operatør
Tenax
Maskine/ operatør
Tenax
Maskine/ operatør
Poropak
Maskine/ operatør
v. purging
Tenax
Baggrund (Tenax 1) Baggrund (Tenax 1)
1,1,1-trichlorethan 0,02 0,01 0,03 0,01 0,01 0,03
Toluen 0,18 0,01 0,01 0,10 0,04 0,01
Xylen isomere 0,03 0,01 0,04 0,02 0,02 0,04
Kulbrinte (C8-C10) 0,57 0,03 0,22 0,31 0,21 0,22
Benzen, trimethyl isomere 0,05 0,01 0,05 0,05 0,05 0,05
Benzen, ethyl, dimethyl isomer 0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01
Kulbrinte (C9-C11) 0,43 0,17 0,64 0,28 0,44 0,64
Kulbrinte (C10-C12) 0,09 0,04 0,03 0,05 0,07 0,03
Kulbrinte (C11-C11) <0,01 <0,01 0,07 0,04 <0,01 0,07

Tabel 8. Emissioner ved ekstrudering af PVC-kabler (blødgjort PVC) v. 140 °C og 180 °C (ved purging).

Forrest et al. (1995) peger i deres analyse af resultaterne på, at baggrundsniveauet ved purging af restmateriale var højere for nogle stoffers vedkommende, sammenlignet med niveauet tæt på processen under normale procesbetingelser. De monomerlignende stoffer, der blev fundet, mener forfatterne ikke stammer fra den undersøgte proces, men derimod fra additiver, der blev anvendt i anden forarbejdning af PVC tæt på, hvor målingerne fandt sted.

Det skal bemærkes, at de ovenstående tabeller ikke giver det fulde billede af, hvilke stoffer, der kan dannes ved forarbejdning af PVC. Specielt vil der ved tilsætning af additiver være mulighed for dannelse af nedbrydningsprodukter fra disse, ligesom det også kan være muligt at identificere de rene additiver ved en fokuseret analysestrategi. Tabellerne giver således en første indikation af, hvilke stoffer, der kan være problematiske, men man skal være opmærksom på, at der kan være kvalitative forskelle mellem emissioner fra forskellige processer, ligesom der med stor sandsynlighed også kan være kvantitative forskelle i emissionernes størrelse, afhængigt af procesbetingelserne.

23.4.3 Opsummering for PVC

De undersøgelser, der er præsenteret for PVC, giver et inhomogent billede af, hvilke stoffer, der eventuelt bidrager til en belastning i arbejdsmiljøet. Jensen, Schmidt og Wolkoff (1989) konkluderer, at der kun dannes meget små mængder af flygtige forbindelser, langt under grænseværdien, mens anvendte additiver, især blødgørere, kan medføre at der dannes en kompleks, respirabel aerosol, som kan give anledning til luftvejsirritation. Generne bliver mere udbredte ved forhøjede procestemperaturer.

Patel og Xanthos (1995) bekræfter dette billede, om end der kun er få stoffer medtaget i deres oversigt. Forrest et al. (1995) konkluderer på samme måde som Jensen, Schmidt og Wolkoff, at det er additiver, der er årsag til dannelsen af flygtige forbindelser.

Det er på denne baggrund vanskeligt at drage faste konklusioner ud over at forarbejdning af ”ren” PVC under normale procesbetingelser generelt ikke giver anledning til emissioner, der overstiger grænseværdien for de pågældende stoffer. Da der sædvanligvis anvendes en lang række additiver i PVC, har denne konklusion kun begrænset værdi. Det skal også bemærkes, at grænseværdier kun er vejledende ved en vurdering af, om sundhedsfarlige forhold eksisterer, og at koncentrationen af alle luftforureninger derfor generelt bør holdes så langt under grænseværdien som muligt.

23.5 Kemisk arbejdsmiljø ved forarbejdning af polystyren (PS og HIPS)

Den normale forarbejdningstemperatur for PS og HIPS ligger i et bredt interval, mellem 150 og 300 °C.

23.5.1 Litteraturreviews

Jensen, Schmidt og Wolkoff peger i Plastbase (1989) på følgende udledninger fra PS og HIPS-forarbejdning som værende toksikologisk relevante:

Plasttype
Stof
PS HIPS
Styren (+ dimer 0g trimer) X X
2-Phenylpropenal X  
Aerosol X X
Alkoxyradikaler X  
Styrenoxid X  

Tabel 9. Toksikologisk relevante stoffer ved forarbejdning af PS og HIPS. (Efter Jensen, Schmidt og Wolkoff, 1989).

Patel & Xanthos (1995) giver et overblik over forskellige undersøgelser af emissioner ved forarbejdning af PS. Overblikket gengives i lettere revideret form i Tabel 10.

Betingelser – bemærkninger TG ved 260  °C Blanding, støbning Sprøjtestøbning 200-300 °C i 0,5-5 min. Food grade PS 200-280 °C Ekstrudering; PS m. 0,18 % styren
Stof          
Benzen < 1 ppm     X 0,32 ppm
Styren < 50 ppm X X X 4.27 ppm
Carbonmonoxid   X X    
Toluen       X 0,11 ppm
Ethylbenzen       X 2,66 ppm
Isopropylbenzen       X  
Phenylacetate       X  
aa-Methylstyren       X  
Benzaldehyd       X  
Hydrogensulfid       (> 250 °C)  
Svovldioxid       (> 250 °C)  
Xylener         0,42 ppm
Ikke-aromatiske kulbrinter (C4-C8)
(formodentlig fra additiv)
        0,67 ppm
Kulbrinter (C9+, formodentlig fra additiv)         8,86 ppm

Tabel 10. Emissioner ved forarbejdning af PS under forskellige forhold. (Efter Patel & Xanthos, 1995).

Foruden de stoffer, der nævnes i Tabel 10, er der påvist en lang række kulbrinte-specier, hvoraf mange er aromatiske. En mere komplet oversigt kan således findes i Jensen, Schmidt & Wolkoff (1989). I praksis er det dog styren (+ dimer og trimer), der er den dominerende emission, men også emission af styrenoxid, der ligesom styren er på Arbejdstilsynets liste over stoffer, der anses for at være kræftfremkaldende, reaktive alkoxyradikaler og aerosol kan være problematisk i den givne proces.

23.5.2 Arbejdspladsmålinger

Frostling et al. (1982) undersøgte koncentrationen af udvalgte stoffer ved almindelig forarbejdning af PS og HIPS. Målingerne blev gennemført under normale procesbetingelser. Der blev målt lave koncentrationer af styren, 0,17 ppm (0,73 mg/m³), og det totale indhold af oxiderede luftforureninger var i samme størrelsesorden som ved forarbejdning af polyethylen (se afsnit 1.2). Der blev endvidere fundet aerosol-lignende nedbrydningsprodukter i koncentrationer på 37 ± 13 mg/m³ (ved væskeabsorption) og 0,9 ± 0,5 mg/m³ (ved gravimetriske analyser). En GC/MS-analyse viste, at de pågældende forureninger var isomerer af styren-oligomere (dimer, trimer og tetramer), eventuelt med indhold af carbonyl-grupper. Endelig blev der fundet frie radikaler i størrelsesordenen 0,06 ppm.

Nitten amerikanske plastforarbejdende virksomheder gennemførte i 1993 en række analyser af emissioner ved forarbejdning af forskellige plastmaterialer (Forrest et al. 1995). Analyserne blev foretaget ved normal drift af forskellige processer, samt i visse tilfælde også ved purging, hvor varmt, resterende plastmateriale pumpes ud på gulvet, f.eks. når en serie afsluttes og der skal skiftes værktøj. Ved purging kan restmaterialet ende på varme maskindele, hvor det bliver nedbrudt (oxideret) under betingelser, der er væsentligt forskellige fra den normale forarbejdningsproces.

Målingerne blev primært foretaget for at belyse arbejdsmiljømæssige eksponeringer, og der blev derfor opstillet en målestrategi, hvor op til fire målinger blev foretaget:

-        Statiske baggrundsmålinger, hvor prøvetagningen skete 4-6 meter fra processen og ca. 1,5 m over jorden

-        Operatørmålinger, hvor maskinoperatøren bar opsamlingsrør (Tenax, Poropak eller Chromosorb)

-        Procesmålinger, hvor prøvetagningen skete 0,5-3 meter fra maskinen

-        ”Purge”-målinger (uden præcis beskrivelse af placering af prøverør)

”Purge”-målinger kan betragtes som worst-case eksponeringer, der typisk vil være begrænset til korte perioder i løbet af en arbejdsdag, mens operatør- og procesmålinger kan betragtes som repræsentative for eksponering i det daglige arbejde.

Forfatterne peger på, at resultaterne kan anvendes i en vurdering af, hvordan den fysiske placering af en proces i et arbejdslokale kan påvirke arbejdsmiljøbelastningen.

23.5.2.1 Foliekstrudering – HIPS
  Koncentration (mg/m³)
HIPS Folieekstrudering v. 193 °C Statisk baggrundsmåling Operatør Statisk procesmåling (1) Statisk procesmåling (2)
Acrylonitril Nd Nd nd 0,01
Methyl propenoinsyre, methyl ester Nd 0,01 <0,01 0,07
Toluen <0,01 0,01 <0,01 0,07
Ethenyl cyclohexen <0,01 0,01 <0,01 0,05
Xylen isomere <0,01 0,03 0,01 0,38
Styren 0,03 0,13 0,05 1,48
Kulbrinte (C8-C10) <0,01 0,01 0,01 0,02
Benzen, propyl isomere <0,01 0,01 <0,01 0,13
a-Methylstyrene <0,01 0,01 <0,01 0,10
Ethenyldimethylcyclohexen <0,01 0,20 <0,01 <0,01
Acetophenon <0,01 <0,01 <0,01 0,02
Propenylbenzen, isomere <0,01 0,02 <0,01 0,02
Kulbrinte (C10-C12) <0,01 0,02 <0,01 0,01

Tabel 11. Emissioner ved ekstrudering af HIPS-folie (Forrest et al., 1995).

Forskellen mellem de to statiske procesmålinger er ifølge forfatterne relateret til monitorens placering, idet måling (2), der giver de højeste værdier, fandt sted mellem maskinen og en tilstødende væg, mens måling (1) fandt sted i et åbent område i samme afstand fra maskinen som måling (2).

23.5.2.2 Sprøjtestøbning – HIPS

Målingerne ved sprøjtestøbning af HIPS blev foretaget med to adsorbenter, Tenax og Chromosorb. Tenax-målingerne gav generelt de højeste værdier, og det er disse, der er angivet i nedenstående tabel.

  Koncentration (mg/m³)
HIPS Sprøjtestøbning v. 225 °C Statisk baggrundsmåling Statisk procesmåling Operatør Purging
Dichlormethan 0,36 0,36 0,36 0,27
Toluen 0,28 0,31 0,25 0,32
Alkohol (C5) 0,30 0,33 0,22 0,46
Kulbrinte (C7) <0,1 0,13 <0,1 <0,1
Xylen isomere 0,66 1,60 0,49 0,40
Kulbrinte (C9) 0,12 <0,1 <0,1 <0,1
Benzen, propyl isomer 0,38 <0,1 <0,1 Nd
Benzen, ethyl, methyl isomer 0,18 0,21 <0,1 <0,1
Benzen ethyl, methyl isomer 0,10 0,12 <0,1 Nd
Benzen, trimethyl isomer 0,28 0,31 0,13 0,12
Benzen, dichlor isomer 0,46 0,65 0,78 0,50
Benzen, trimethyl isomer 0,25 <0,1 <0,1 Nd
Kulbrinte (C10) 0,25 0,42 0,21 0,17
Kulbrinte (C11) 0,47 0,66 0,33 0,21
Kulbrinte (C12) 0,38 0,62 0,21 0,12
Kulbrinte (C13) 0,15 0,15 <0,1 <0,1

Tabel 12. Emissioner ved strøjtestøbning af HIPS (Forrest et al., 1995).

Det er interessant at notere, at niveauet ved baggrundsmålingerne (kolonne 1) i mange tilfælde er højere end ved ”purge”-målinger. Der er ikke givet en forklaring på dette i originalarbejdet.

23.5.3 Opsummering – PS og HIPS

De citerede undersøgelser bekræfter langt hen ad vejen den konklusion, som er givet af Jensen, Schmidt og Wolkoff (1989), nemlig at styren er det dominerende nedbrydningsprodukt ved forarbejdning af polystyren (PS) og high impact polystyren (HIPS). Aerosoldannelse kan medføre, at emissionerne når dybere ned i luftvejene, hvilket gør også andre stoffer interessante i en samlet arbejdsmiljøvurdering.

Ud fra de foreliggende data er der ikke noget, der tyder på at grænseværdien for styren i arbejdsmiljøet på 25 ppm eller 105 mg/m³ vil blive overskredet under normale procesbetingelser. Det er ikke muligt at lave den samme konklusion for de andre stoffer, der kan dannes ved forarbejdning af PS og HIPS. Det skal bemærkes, at grænseværdier kun er vejledende ved en vurdering af, om sundhedsfarlige forhold eksisterer, og at koncentrationen af alle luftforureninger derfor generelt bør holdes så langt under grænseværdien som muligt.

23.6 Kemisk arbejdsmiljø ved forarbejdning/fremstilling af umættet polyester

23.6.1 Litteraturreviews

Jensen, Schmidt og Wolkoff (1989) giver i Plastbase en oversigt over de, stoffer, som litteraturkilder angiver er blevet identificeret ved forarbejdning af umættet polyester:

-        Styren

-        a-Methylstyren

-        Benzaldehyd

-        Acetophenon

-        Aerosol (styrenholdig)

-        Glasfibre

-        Plaststøv

-        Triethylphosphat

-        Styrenoxid

Jensen, Schmidt og Wolkoff (1989) citerer en række undersøgelser, der kæder forarbejdning (først og fremmest håndoplægning) af umættet polyester sammen med sygdomme som asthma, bronchitis, lungefunktionsnedsættelse og luftvejsirritation sammen.

Disse undersøgelser er af forholdsvis ældre dato, og sammenhængen er ikke nødvendigvis gældende for dagens danske forhold. Der er ikke foretaget en ny litteratursøgning på området, men det vurderes at manuelle forarbejdningsprocesser som håndoplægning og mekanisk bearbejdning kræver stor omhu ved procestilrettelæggelsen for at undgå eksponering over grænseværdien. Det skal bemærkes, at grænseværdier kun er vejledende ved en vurdering af, om sundhedsfarlige forhold eksisterer, og at koncentrationen af alle luftforureninger derfor generelt bør holdes så langt under grænseværdien som muligt.

23.7 Kemisk arbejdsmiljø ved forarbejdning/fremstilling af polyurethan (PUR)

Som beskrevet i kapitlet om ”Polyurethanbranchens råvarer”, er produktion af polyurethan-produkter ikke en veldefineret proces, men snarere en vifte af muligheder for at kombinere råvarer (primært isocyanater og polyoler) og åbne/lukkede værktøjer med henblik på at opnå den ønskede form og de ønskede tekniske egenskaber for det færdige produkt.

I praksis betyder dette, at mange virksomheder indenfor polyurethanbranchen skal håndtere en ny problemstilling med hensyn til arbejdsmiljø, hver gang en ny produktion startes. Mange af processerne indebærer manuel håndtering af doseringsudstyr og råvarer, hvilket giver en relativ høj risiko for eksponering i arbejdssituationen.

Fremstilling af PUR og bearbejdning af ikke-udhærdede polyurethaner er omfattet af Arbejdstilsynets specielle regler, idet det generelt er forbundet med store sundhedsmæssige risici. Eksponering for monomer isocyanat kan, selv i lave koncentrationer, medføre sensibilisering og en alvorlig asthma. 2,4- og 2,6-toluendiisocyanat er desuden på Arbejdstilsynets liste over stoffer, der anses for at være kræftfremkaldende.

Arbejdsmiljø-generne er primært knyttet til fri isocyanater, der er kraftige irritanter og alleregener. Historisk set har toluendiisocyanat (TDI) været årsag til mange af problemerne, men også mindre flygtige isocyanater som diphenylmethandiisocyanat (MDI) er kendte irritanter og allergener. Hvis det er muligt, bør man dog altid vælge de mindst flygtige udgangsstoffer. Tertiære aminer, der anvendes som katalysatorer, er ofte også stoffer, der er problematiske i arbejdsmiljøet.

Termisk forarbejdning af PUR adskiller sig fra opskumning ved at finde sted ved f.eks. sprøjtestøbning, hvor eksponeringsniveauet er væsentligt mindre. Der er ikke fundet oplysninger om emissioner og/eller koncentrationer af stoffer, men det må anses for sandsynligt, at der vil kunne findes lave koncentrationer af udgangsstofferne ved en eventuel måling.

23.7.1 Litteraturreviews

Jensen, Schmidt & Wolkoff peger i Plastbase (1989) på følgende stoffer, der er toksikologisk relevante ved forarbejdning af PUR:

-        Acetaldehyd

-        Formaldehyd

-        1,6-Hexamethylendiamin

-        Diphenylmethandiamin

-        Methyl-aniliner

-        p-Toluidin

-        1,4-Tetramethylendiisocyanat

-        1,5-Naphthylendiisocyanat

-        1,6-Hexamethylenaminoisicyanat

-        1,6-Hexamethylendiisocyanat

-        2,4-Toluendiisocyanat

-        2,6-Diisopropylphenylisocyanat

-        2,6-Toluenaminoisocyanat

-        2,6-Toluendiisocyanat

-        p-Toluenisocyanat

-        Diphenylmethandiisocyanat

Listen kan ikke anses for at være fuldstændig, idet PUR er en fællesnævner for de mange materialer, der kan fremstilles ud fra det samme kemiske grundprincip. Arbejdsmiljøbelastningen bør derfor vurderes i hvert enkelt tilfælde, idet der både tages hensyn til udgangsstoffernes og additivernes giftighed og procesbetingelserne.

23.7.2 Nordiske undersøgelser

I Tabel 1 opsummeres resultaterne af en svensk undersøgelse af eksponeringsforholdene i 13 svenske virksomheder, der fremstiller forskellige polyurethanprodukter (Littorin et al., 2003). Eksponeringen er bestemt ved hjælp af personbårne målinger.

Tabel 1. Eksponeringsniveauer ved forskellige forarbejdningsprocesser og for forskellige råvarer i polyurethanindustrien i Sverige

  Proces el. produkt Råvare Antal personer TDI (mg/m³) NDI (mg/m³) MDI (mg/m³) FI (mg/m³)
        Median Range Median Range Median Range Median Range
A Laminering TDI 5 0,3 0,2-0,7            
B Forbruger-produkter TDI, MDI 3 0,1 0,1-0,4     0,4 0,1-0,6    
C Opskumning TDI 6 4,5 0,6-22            
D Støbning TDI (MDI) 9 2,7 0,4-5,1            
E Støbning TDI 7 4,6 1,6-9,5            
F Støbning TDI (MDI) 19 1,2 0,8-2,2            
G Støbning NDI 12     3,4 1,5-15        
H Støbning TDI 6 5,4 2,8-8,2            
I Støbning TDI, MDI, IPDI 24 3,6 1,5-15            
J Støbning NDI, MDI 5     0,15 <0,1-8,3 3,5 <0,1-7,3    
K Flamme-
laminering
TDI (PI) 8 11 3,7-26            
L Opskumning TDI 4 30 22-38            
M Flamme-
laminering
TDI (FI) 3 5,2 5,0-9,8         0,3 0,1-0,4

TDI =          Toluendiisocyanat (2,4- og 2,6-)

MDI =         Diphenylmethan-4,4’- diisocyanat

NDI =         Naphthylendiisocyanat

IPDI =         Isophorondiisocyanat

FI =             Phenyl isocyanat

Overordnet konkluderes det i undersøgelsen, at eksponeringen er under – i de fleste tilfælde klart under – de gældende grænseværdier for de pågældende isocyanater:

TDI: 35 mg/m³

MDI: 50 mg/m³

NDI: 40 mg/m³

IPDI: 45 mg/m³

FI: 20 mg/m³ (Sverige)

15 af 111 middelværdier over en arbejdsdag lå over 10 mg/m³; ved fire af disse 15 tilfælde blev der båret personlige værnemidler i noget af tiden.

Den virksomhed (”L” i tabellen), som havde de højeste målte medianværdier, var en af de virksomheder, hvor der blev anvendt personlige værnemidler. En anden virksomhed (”C”) med en tilsvarende produktion havde en betydelig lavere medianværdi. Forskellen skyldes sandsynligvis utilstrækkelig ventilation på virksomhed L, idet også prøver taget udenfor området med den højeste eksponering viste betydeligt højere værdier end på virksomhed C. Forfatterne understreger, at lokale forhold spiller en stor rolle, herunder blandt andet at man på forskellige skift laver forskellige produkter, og at aktivitetsniveauet er meget varierende.

En norsk undersøgelse (Rønning et al. 2002) når frem til følgende konklusioner vedrørende eksponeringsforhold ved produktion af polyurethanprodukter:

Tabel 2. Hovedkonklusioner fra en norsk undersøgelse af PUR-industrien i Norge.

Virksomhed/proces Råvare Hovedresultat
Injektion, stift skum i paneler MDI Den, der sprøjter MDI ind i formen, risikerer eksponering over grænseværdien i kort tid (1-2 minutter). Beregnet som middelværdi over 8 timer vil eksponeringsniveauet være væsentligt lavere end grænseværdien.
Personer i randzonen risikerer en vis eksponering for isocyanater, men niveauet vil være lavt med tanke på både korttidseksponering og middelværdi over 8 timer.
Personer med lagerarbejde i nærheden af nyfremstillede plader var ikke eksponeret for isocyanater eller aminer.
Stift skum i blokke MDI Meget lille risiko for eksponering for MDI ved normale driftsforhold. Gælder både operatører og personer i randzonen.
Isoleringsblokke – stift skum MDI Meget lille risiko for eksponering for MDI ved normale driftsforhold. Gælder både operatører og personer i randzonen.
Produktion af blødt, armeret skum TDI Operatøren eksponeres for høje koncentrationer under selve arbejdsprocessen.
Personer i randzonen risikerer en vis eksponering for isocyanater, men niveauet er lavt.
Blokstøbning – blødt skum TDI Både operatører og andre personer i arbejdslokalet risikerer eksponering over grænseværdi.
Flammelaminering – blødt skum TDI Der er ikke påvist eksponering for TDI hverken ved personbårne eller stationære målinger.
Formstøbning – blødt skum TDI Personer, der udfører opgaver der er knyttet direkte til arbejdsprocessen, risikerer en vis eksponering, men niveauet er væsentligt lavere end grænseværdien. Også andre personer, der opholder sig i arbejdslokalet risikerer en eksponering, om end niveauet er lavt.

Rapporten giver ikke oplysninger om faktiske eksponeringsniveauer, men forfatterne konstaterer på linie med Littorin et al, 2003, at lokale forhold spiller en væsentlig rolle for eksponeringen. Rønning et al. peger i denne forbindelse på arbejdslokalets størrelse, installeret punktudsugning, dimensionering og effektivitet af generel ventilation og åbne døre og porte som nogle af de vigtige variable.

23.7.3 Danske virksomhedsmålinger

En dansk virksomhed fik i 1986 foretaget målinger af MDI ved personbårne og stationære målinger. Målingerne viste koncentrationer af MDI mellem 0,0002 og 0,002 mg/m³, altså væsentligt under grænseværdien på 0,05 mg/m³. Ved tidligere tilfælde havde en enkelt måling ligget over grænseværdien (0,086 mg/m³), men Bedrift-Sundhedscenter Fyn konkluderer i deres rapport, at dette må betragtes som et enkeltstående tilfælde. Målinger for triethylamin og triethylendiamin lå alle under 0,001 mg/m³.

 



Version 1.0 Juli 2006, © Miljøstyrelsen.