Kortlægning og sundhedsmæssig vurdering af kemiske stoffer i æteriske olier og duftolier
3 Eksponeringsscenarier
På grundlag af beskrivelsen af brugsmønstre er der udvalgt et eksponeringsscenarium: spredning af duftstoffer i et rum ved brug af aromalampe, duftstreamer, duftpude, mm.
Ved en række af anvendelserne bruges 2-10 dråber olie, som over en kortere periode spredes til et lokale, hvor brugeren opholder sig. Den mest anvendte metode er brug af aromalampe, men brug af duftfigurer og duftsten, keramisk lampe-ring eller elektriske duftspredere virker i princippet på samme måde. Der kan være forskel på, hvilke stoffer der afgives og i hvilke mængder afhængig af om olierne opvarmes, men scenariet for i hvilken grad brugeren vil eksponeres til de angivne stoffer vil stort set være det samme. Ved brug af duftspray sker spredningen over en meget kort periode, men dette vil stadig være en variant af samme grundscenarium.
Beskrivelse af brugsmønstret
Den typiske brug af en aromalampe er at fylde et bæger med 20 ml vand og dryppe 2-10 dråber olie i vandet. Olien kan i nogle tilfælde ses som en separat fase, men der må regnes med, at der også vil ske en vis opløsning af stofferne i vandet. Det kan enten være en duftolie, en enkelt æterisk olie eller en blanding af æteriske olier. Lampen placeres i det rum, hvor man opholder sig, typisk en stue eller et værelse. Der tændes et stearinlys under bægeret, og vandet vil gradvist varmes op til omkring 50 °C og aromastofferne vil fordampe og blive afgivet til luften. Lyset slukkes typisk efter en periode på 1/2 til 2 timer og lampen står og køler af. Det resterende vand hældes enten ud eller der spædes op med nyt vand.
Den typiske bruger anvender lampen en gang imellem, men enkelte brugere anvender lamperne dagligt.
Eksponering sker ved, at brugeren indånder luften i det lokale, hvor aromalampen anvendes.
Eksponeringsmodel
Den benyttede eksponeringsmodel beskrives i det følgende. For de enkelte parametre, der indgår i beregningerne, vil der blive benyttet forkortelser i overensstemmelse med betegnelserne benyttet for tilsvarende scenarier i EU's Technical Guidance Document (TGD 2003). Nogle af de parametre, der indgår i nærværende model, er dog ikke dækket af eksempler i TGD 2003.
Der vil ved beregning af den mulige eksponering ved brug af aromalamper regnes med følgende worst case parametre:
- Mængde af olie som anvendes, Qprod: 10 dråber ~ 0,4 g .
- Volumen af lokalet, Vroom: 17,4 m³ (svarer til et mindre værelse, bruges som standardlokale ved eksponeringsberegninger i relation til afgivelse af stoffer fra byggematerialer).
- Tid som lampen anvendes, Tuse: 2 timer
- Varighed af eksponering ved en brugscyklus, Tcontact: 4 timer (der regnes med, at man har forladt lokalet, eller lavet en grundig udluftning inden da)
- Luftudskiftningsrate, Rroom: 50% per time
- Antal brugscykler per dag, n: = 1
- Kropsvægt, BW = 60 kg for kvinder og 70 kg for mænd (standard i TGD 2003)
- Respirationsrate, IHair: 20 m³/dag for voksne svarende til 0,83 m³/time eller 0,014 m³/min (standard i TGD 2003)
Eksponering af en person, der befinder sig i rummet vil være en funktion af den pågældende persons respirationsrate og koncentrationen af stoffet i rummet.
Koncentrationen i rummet vil imidlertid variere i løbet af en brugscyklus og det er derfor nødvendigt at beregne eksponeringen ved at integrere over den varierende eksponering i løbet af en brugscyklus.
Koncentrationen i rummet
Koncentrationen i rummet vil være afhængig af den rate, hvormed stofferne afgives til rummet, rummets størrelse, samt den rate hvormed stofferne fjernes fra rummet ved udveksling med omgivelserne.
Ændring i koncentrationen i rummet inden for en tidsenhed kan udtrykkes med ligningen:
Idet
Cair er koncentration af stoffet i rummet til tiden t
R er mængder der tilføres ved emission i tidsrummet dt
Vroom er volumen af rummet
Q er mængden der fraføres ved udluftning i tidsrummet dt
Da der gradvis sker en opvarmning af vandet vil emissionsraten (og dermed mængden der tilføres rummet) gradvis stige i begyndelsen af forløbet og den vil senere falde, når koncentrationen af det pågældende stof i aromalampen falder. Der vil her forsimplet regnes med, at den samlede mængde af stoffer, der afgives til rummet, afgives med samme gennemsnitlige rate inden for en to-timers periode.
I figur 3.1 er koncentrationsforløbet ved en samlet afgivelse af 60 mg af stoffet vist, svarende til afgivelsen af d-limonen fra 10 dråber Nr. 34 olie anvendt i klimakammerforsøg nr 3. På figuren er dels vist koncentrationsforløbet i lokalet, når de 60 mg antages at blive afgivet i løbet af henholdsvis 0,5 og 2 timer.
Der er her valgt en numerisk løsning af beregningerne, hvor alle beregningerne foretages trinvis opdelt med intervaller a' 1 min.
Der regnes med, at personen opholder sig i rummet i 4 timer, således at den gennemsnitlige koncentration i disse 4 timer beregnes. Den gennemsnitlige koncentration i de fire timer er på 1.450 µg/m³, når olien afgives på 30 min og 1.320 µg/m³, hvis afgivelsen sker over to timer. Den gennemsnitlige koncentration personen udsættes for er således ikke særlig afhængig af, hvor hurtigt olien fordamper, hvorimod den maksimale koncentration personen udsættes for er højere, når fordampningen sker inden for en kort periode.
Der vil ved eksponeringsvurderingen benyttes et scenarium, hvor det antages, at olien afgives jævnt over en periode på 2 timer.
Figur 3.1
Koncentration i luften i 17,4 m³ stort rum med en luftudskiftningsrate på 50% per time. Det antages, at der afgives i alt 60 mg af stoffet med en konstant rate i løbet af henholdsvis ½ time (grå kurve) og 2 timer (sort kurve). De 60 mg svarer til indholdet af d-limonen i 10 dråber Nr. 34 olie anvendt i klimakammerforsøg.
Mængden af stoffet der samlet afgives til rummet i en brugscyklus kan beregnes som:
hvor
Msubst emiss er den samlede mængde af stoffet, der emitteres i løbet af en brugscyklus (i mg)
Qprod er massen af olie, som tilføres duftlampen (i kg)
FCprod er koncentrationen af det pågældende stof i olien (i mg/kg)
Estof er emissionsfaktorerne for stoffet, dvs. den andel af stoffet i den tilførte olie der frigives til luften under en brugscyklus (dimensionsløs)
Qprod bestemmes ved at veje de 10 dråber olier der tilføres lampen,FCprod bestemmes ved hjælp af kvantitative indholdsanalyser, mens Estof bestemmes ved hjælp af klimakammertests.
Inhalatorisk optag
En person, der opholder sig i lokalet vil inhalere en del af stoffet afhængig af personens respirationsrate og koncentrationen af stoffet i luften i lokalet.
En del af den inhalerede stofmængde vil kunne optages via luftvejene. Mængden der optages, det inhalatoriske optag, vil være afhængig af, i hvilken grad stoffet forekommer på gasform eller er bundet til aerosoler af forskellig størrelse.
Beregninger foretaget viser, at i det tilfælde, hvor den samlede mængde afgives på 0,5 time, vil personen over en 4-timers brugscyklus inhalere 8,1% af den afgivne mængde, dvs. stort set den samme mængde, som i tilfældet hvor den samlede mængde afgives over 2 timer. Det er altså af mindre betydning hvor hurtigt stofferne afgives inden for en 4 timers brugsperiode.
Version 1.0 April 2008, © Miljøstyrelsen.