Betonin leikkaaminen laikalla

Kvartsin esiintyminen työssä

Kiteinen piidioksidi voi olla kiderakenteensa perusteella kvartsia tai Suomessa harvinaisempia kristobaliittia tai tridymiittiä. Kvartsia esiintyy mm. kallioperän mineraaleissa, hiekassa ja kivimateriaaleissa. Arviolta 12 % maankuoresta koostuu kvartsista. Siksi myös mineraaleja ja kiviainesta sisältävissä tuotteissa ja ainevirroissa kvartsi on yleinen. Tällaisia ovat esim. betoni, laastit, savi ja posliini. Tuotantolämpötiloista riippuen kvartsia sisältävistä aineksista voi muodostua amorfista piidioksidia, esimerkkinä lasi.

Suomessa työperäinen altistuminen kvartsille koskee noin 50000 työntekijää. Altistumisen kannalta ongelmallisia toimialoja ovat mm. kaivostoiminta, betoniteollisuus, lasi ja posliiniteollisuus sekä rakennusteollisuus. Rakentamisessa alveolijakeista kvartsia vapautuu mm. muuraustöissä, julkisivujen saneerauksissa, tunnelityömailla, kivenhakkauksessa ja -leikkauksessa, sekä betonin ja kiviseinien porauksissa.

Kvartsille altistumisen raja-arvot ja muut vertailuarvot

Suomessa kaikkien kiteisten alveolijakeisten piidioksidien HTP-arvo on 0,05 mg/m3. Perustelut raja-arvolle löytyvät HTP-arvojen perustelumuistiosta. Useimmissa EU maissa (13/25), kvartsin raja-arvo on 0,1 mg/m3. Lisäksi EU-komissio on vastikään ehdottanut kvartsin sitovaksi raja-arvoksi EU:ssa 0,1 mg/m3, mutta ehdotus pitää sisällään lupauksen tarkastella arvoa uudelleen lähivuosina. Muiden kiteisten piidioksidien raja-arvo on vastaavasti 0,05 mg/m3 kymmenessä (kristobaliitti) ja yhdessätoista (tridymiitti) EU-maassa. USA:ssa lakisääteinen raja-arvo kaikille kiteisille piidioksideille on toistaiseksi (2018) 0,05 mg/m3 ja vastaavasti USAn työhygieenikoiden järjestön (ACGIH) raja-arvo on 0,025 mg/m3.

Kvartsille altistuminen työssä

Mitatut kvartsipitoisuudet

Työperäisen kvartsialtistumisen vähentämiseksi useimmat altistumisen kannalta keskeiset toimialat EU:ssa ovat sopineet työolojen parantamiseen tähtäävistä hyvistä käytännöistä kvartsialtistumisen vähentämiseksi. Tämä tehtiin ns. EU:n kvartsisopimuksessa loppuvuodesta 2006 (EU-NEPSI).

Kuva 1. Alveolijakeisen kvartsin pitoisuudet suomalaisten työpaikkojen altistumismittauksissa vuosina 1994-2013 (lähde: Työterveyslaitoksen työhygieenisten mittausten rekisteri).

Sopimuksen myötä EU-maissa harmonisoitiin kvartsille altistumisen mittaus- ja analyysimenetelmiä. Monissa maissa, mukaan lukien Suomessa, laskettiin kvartsin työhygieenisiä raja-arvoja EU:n tieteellisen työhygieenisiä raja-arvosuosituksia antavan komitean (SCOEL) aiemmin julkaiseman suosituksen pohjalta. Suomessa alveolijakeisen kvartsin HTP-arvoa laskettiin 2007 arvosta 0,2 mg/m3 pitoisuuteen 0,05 mg/m3. Lisäksi Työterveyslaitoksella sovellettavat mittaus- ja analyysimenetelmät muutettiin kansainvälisten standardien mukaisiksi. Sen myötä kerätyn hiukkasjakeen leikkauspiste laski aiemmasta 5 µm:stä 4 µm:iin.

Analyysi- ja keräysmenetelmän muutokset vaikuttivat Työterveyslaitoksen mittaustuloksiin laskevasti, koska alveolijakeeseen sisältyi aiempaa suppeampi hiukkaskokojakauma. Nämä menetelmäkohtaiset erot tuloksissa selittävät kuitenkin vain osan muutoksista vuodesta 2006 lähtien. Myös kvartsialtistuminen Suomessa laski vuosien 2006 ja 2013 välillä useimmilla altistumisen kannalta keskeisillä toimialoilla kvartsisopimuksen ja HTP-arvon tarkistamisen myötä (Kuva 1). Näinä vuosina mittausten keskiarvo laski alle nykyisen HTP-arvon, kun se aiemmin oli useimmiten yli silloisen, huomattavasti korkeamman HTP-arvon. HTP-arvon ylitysten osuus laski vastaavasti vuosina 2006-2017 kymmeneen prosenttiin tai sen alle lähtökohdan ollessa yli 40 % (Taulukko 1). Vuoteen 2013 mennessä kvartsipitoisuuden mediaani Työterveyslaitoksen tekemissä altistumismittauksissa oli vakiintunut tasolle 0,005 mg/m3 joka on 10 % nykyisestä HTP-arvosta (Kuva 1).

Taulukko 1. Altistuminen kvartsille Työterveyslaitoksen työpaikkamittauksissa 2006-2017 (lähde: Tuomi ym., 2018). 95 %-piste (persentiili) tarkoittaa arvoa, jota pienempiä 95 % mittaustuloksista on.

VuosiNäytteiden lukumääräKeskiarvo (mg/m3)Mediaani (mg/m3)
95 %-piste (mg/m3)HTP-arvon ylittäviä tuloksia
2006990.2036
0.0340
1.0100
44
2007710.03650.01000.140015
20082760.04430.0090
0.1325
41
20091550.0213
0.00650.058613
20101020.0158
0.00550.05968
20111970.06560.00550.172033
20121950.0180
0.00400.052211
2013440.0134
0.00580.04302
2014870.0111
0.00500.04143
2015670.02520.00400.09114
2016950.01630.00600.05025
20171580.01810.00500.078110

Vuosina 2013-2017 altistuminen ei ole enää merkittävästi vähentynyt (Taulukko 1). Altistumisessa näyttäisi päinvastoin olevan vähän kasvua, mutta muutos ei ole tilastollisesti merkitsevä. Kaiken kaikkiaan vuonna 2017 HTP-arvon ylityksiä oli Työterveyslaitoksen mittauksissa 10 kpl (6,3 %). Yhdessätoista prosentissa mittauksia altistuminen oli vähintään 50 % HTP-arvosta, joten merkittävästi altistuvia vaikuttaisi edelleen olevan melko paljon.

Korkeita hetkellisiä ja työpäivän mittaisia pitoisuuksia tavataan rakennustyössä mm. kiven ja betonin porauksessa. Työpäivän mittaiset pitoisuudet voivat olla poraajien hengitysvyöhykkeellä suuruusluokkaa 0,3-4,2 mg/m3. Kaivoksissa pitoisuudet ovat vuosien varrella laskeneet huomattavasti. Esim. suomalaisissa kaivoksissa on mitattu työpäivän mittaisena keskimääräisenä altistumisena vuonna 1965 0,16 mg/m3 ja vuonna 1981 0,08 mg/m3. Nykyään keskimääräinen altistuminen on kaivosalalla Työterveyslaitoksen mittausrekisterin mukaan <0,05 mg/m3. Aiemmin myös valimoissa mitattiin melko korkeita pitoisuuksia, keskimäärin 0,19-2,25 mg/m3. Nykyisin niissäkin pitoisuudet ovat Työterveyslaitoksen mittausrekisterin mukaan pääsääntöisesti <0,05 mg/m3.

Koska kvartsi on yleinen maaperässä, kallioperässä tai asvaltissa ja muissa katujen sekä teiden pinnoitteissa, löytyy sitä pieniä määriä myös yhdyskuntailmasta. Suomessa yleinen graniitti voi sisältää jopa 50 % kvartsia. Hiekkakivessä kvartsia voi olla 80 % ja hiekan kvartsipitoisuus vaihtelee vastaavasti välillä 90-95 % lähteestä riippuen. Yleensä yhdyskuntailman pitoisuudet ovat kaukana teollisille ja tuotannollisille työpaikoille ominaisista pitoisuuksista, mutta hetkellisesti voi alveolijakeista kvartsia olla yhdyskuntailmassa jopa 0,002 mg/m3, eli noin 4 % HTP-arvosta.

Kvartsille altistuneiden määrät ja altistumistasot

Työterveyslaitoksen FINJEM-altistumistietojärjestelmän mukaan alveolijakeiselle kvartsille altistuu maassamme arviolta 50000 työntekijää. Merkittävät ja/tai liialliset kvartsialtistumiset vähenivät vuosina 2007-2012 huomattavan paljon (noin 55%) altistuvien lukumäärän pysyessä lähes entisellään. Altistumiset jotka ylittivät 50 % HTP-arvosta, vähenivät vuosien 2007 ja 2015 välillä 55 % (Kuva 2). Vuosina 2010-2015 altistuminen on sen sijaan pysynyt lähes ennallaan.

Kuva 2. Työperäinen altistuminen kvartsipölylle Suomessa vuosina 2004-2015. Raja-arvona on käytetty nykyistä alveolijakeisen kvartsipölyn HTP-arvoa 0,05 mg/m3, jonka mukaan myös ennen vuotta 2007 olevat arviot on laskettu (FINJEM altistumistietojärjestelmä, versio 2016).

Kvartsialtistumisen kannalta keskeisimpiä toimialoja Suomessa ovat mm. rakentaminen, rakennustuoteteollisuus, kaivannaisteollisuus ja metallien jalostus sekä keramiikan-, lasin ja posliinituotteiden valmistus.

Ammattikohtaisessa tarkastelussa merkittävä altistuminen on yleisintä rakentamiseen liittyvissä ammateissa (Kuva 3). Tämä huomioiden on valitettavaa, että rakennusteollisuus on jättäytynyt EU:n kvartsisopimuksen ulkopuolelle. Toisaalta myös rakentamisessa altistuminen on vähentynyt viime vuosina

Kuvassa 3 on esitetty arviot ammateittain altistuvista, kun ammattiryhmässä on yli 500 altistunutta. Muita altistuvia ammattiryhmiä ovat mm. öljynjalostustyöntekijät ja muut kemiallisen työn ammatit.

Kuva 3. Kvartsialtistuminen ammateittain 2013-2015 (FINJEM altistumistietojärjestelmä, versio 2016). Kuvassa esitetään ne ammatit, joissa on yli 500 altistunutta.

Kvartsin terveyshaitat

Kvartsin terveyshaitat liittyvät alveolijakeiseen pölyyn (hiukkasten halkaisija < 10 µm, mediaani halkaisija = 4,25 µm), joka kulkeutuu keuhkojen alveolialueelle ja voi aiheuttaa silikoosia (kvartsin aiheuttama keuhkofibroosiin johtava pölykeuhkosairaus) sekä keuhkosyöpää. Kansainvälinen syöpäjärjesto (IARC) on luokitellut kiteisen piidioksidin kvartsi- tai kristobaliittipölynä syöpävaaralliseksi ihmiselle (ryhmä 1). Aiemmin ajateltiin kvartsin aiheuttaman keuhkosyövän liittyvän nimenomaan silikoosiin ja vahvin näyttö kohonneesta keuhkosyöpäriskistä tuleekin silikoosiin sairastuneilta työntekijöiltä. Viime aikoina on kuitenkin tullut näyttöä myös lisääntyneestä keuhkosyöpäriskistä työntekijöillä, joilla ei ole röntgenkuvissa havaittavaa silikoosia. Täten silikoosi ei uudempien arvioiden mukaan olisi välttämättä edellytys kvartsin aiheuttamalle keuhkosyöpäriskin lisäykselle. Röntgenkuvauksin ei pystytä havaitsemaan esimerkiksi kvartsin aiheuttamia varhaisia tulehduksellisia muutoksia keuhkoissa, joiden ajatellaan johtavan DNA-vaurioihin ja syöpäriskin lisäykseen.

Työpäivän mittaisen altistumista kuvaavan keskimääräisen kvartsipitoisuuden ollessa 0,05 mg/m3 työntekijällä on 45 vuoden työuran aikana puolitoista-kaksinkertainen riski sairastua keuhkosyöpään. Vastaavassa kvartsialtistumisessa riski sairastua silikoosiin on niin ikään arvioitu olevan n. 1,5-kertainen. Tältä pohjalta altistuminen kvartsille tulisi minimoida selkeästi alle tämän tason.

Keuhkosyövän ja silikoosin lisäksi kvartsialtistuminen on liitetty myös lisääntyneeseen keuhkoahtaumataudin (COPD) riskiin, tuberkuloosiriskiin ja munuaisten vajaatoiminnan riskiin. Keuhkoahtaumataudin kohdalla on tehty joitakin arvioita riskin suuruudesta eri altistumistasoilla, mutta näissä sekoittavana tekijänä on usein ollut tupakointi.

Terveyshaittojen ilmenemiseen vaikuttavat altistumisen kesto ja merkittävyys. Silikoosi voi kehittyä alle viidessä vuodessa, jos altistuminen on huomattavan paljon yli HTP-arvon. Vastaavasti altistumisen ollessa vähäisempää silikoosin kehittyminen voi viedä yli 10 tai jopa yli 20 vuotta. Altistumisen keston ja merkittävyyden ohella terveyshaittojen ilmenemiseen vaikuttavat mm. hengitettävän pölyn partikkelijakauma, hienojakoisen pölyn muodostumisesta kulunut aika (joka voi vaikuttaa happiradikaalien määrään partikkelien pinnalla) sekä pölyn koostumus.

Kvartsin aiheuttamat ammattitaudit

Suomessa työperäisen silikoosidiagnoosin saa tällä hetkellä vuosittain n. 10 työntekijää (Taulukko 2). Vuosina 2005-2014 työperäisiä silikooseja kirjattiin Työperäisten sairauksien rekisteriin (TPSR) yhteensä 84 kpl. Vastaavana aikavälinä ammattiperäisiä kvartsiin liitännäisiä syöpiä kirjattiin vain viisi (keuhkoputken tai keuhkon syöpiä). Vähäiseen ammattisyöpien määrään vaikuttanee se, että nykyisellään keuhkosyöpä katsotaan Suomessa kvartsin aiheuttamaksi ammattitaudiksi vain silikoosipotilailla. Voidaan siis olettaa, että ammattitautina kvartsialtistumisesta syövän saaneet ovat työperäisten sairauksien rekisterissä aliedustettuina. Vastaavia arvioita on esitetty myös muista maista.

Kuva 4. Silikoositapausten lukumäärä vuosittain. Vuosina 2005-2014 vahvistettiin yhteensä 84 silikoosi-ammattitautia (Lähde: Työperäisten sairauksien rekisteri).

Koska ammattitautien lukumäärässä ei vuosina 2005-2014 ole nähtävissä muutosta puoleen tai toiseen, eivät vähentyneet kvartsialtistumiset työpaikoilla vielä näy ammattitautitilastoissa. Ammattiperäinen silikoosi tai keuhkosyöpä kehittyy usein yli kymmenessä vuodessa, joten on mahdollista, että ammattitautitapaukset jatkossa vähenevät. On myös huomattava, että esim. vuosina 2005-2014 rekisteröidyistä 84 silikoositapauksesta 17 (20 %) oli peräisin rakentamisesta, eli toimialalta joka ei kuulu kvartsisopimuksen piiriin.

Kvartsin riskienhallinta

Keskeinen periaate pölyn torjunnassa on pölyn leviämisen estäminen lähteestä. Se voidaan toteuttaa

  • ottamalla käyttöön vähemmän pölyävä materiaaleja sekä menetelmä
  • osastoimalla lähde
  • sieppaamalla muodostuva pöly ilmastointiratkaisuilla (esim. kohdepoisto)
  • sitomalla pölyä vesisuihkeen avulla.

Jos leviämistä ei voida kokonaan estää, voidaan altistumista hallita myös siivousta tehostamalla sekä tarvittaessa suojautumalla. Hengityssuojaimia käytetään laajalti etenkin lyhytkestoisissa pölyävissä työvaiheissa.

EU:n kvartsisopimukseen liittyvät hyvät toimialakohtaiset riskien hallintakäytännöt on julkaistu oppaassa ” Hyvä käytäntö -opas työntekijöiden terveyden suojelusta kiteisen piidioksidin ja sitä sisältävien tuotteiden oikean käsittelyn ja käytön avulla”.

Työterveyslaitos on lisäksi yhteistyössä Betoniteollisuus ry:n kanssa laatinut oppaan ”Pölyntorjunta betoniteollisuudessa” sementtipölyn ja kvartsialtistumisen hallintaan betoniteollisuudessa:

Myös korjausrakentamiseen löytyy suomeksi laadittuja ohjeita pöly- ja kvartsialtistumisen hallintaan.

Tuotantoyksiköiden suunnittelu

Tuotantoyksiköiden suunnittelussa ilmanvaihto tulee toteuttaa niin, että laskeutunut pöly ei siirry uudestaan ilmaan tai leviä puhtaille alueille. Pölyä sitovat vesisuihkeet ovat tehokkaita, mutta edellyttävät kosteussulkuja, viemäröintejä ja sähkölaitteiden suojaamista. Pölyävät työvaiheet ja laitteet tulisi sijoittaa mahdollisuuksien mukaan kiinteillä seinillä rajattuihin osastoihin, jotka ovat alipaineistettuja. Kulku niihin tulisi järjestää siten, että pölyä leviää ympäristöön mahdollisimman vähän. Valvomot, taukotilat ja muut tilat joissa oleskellaan pitkiä aikoja, mutta jotka voidaan erottaa tuotantotiloista, tulee suunnitella ja niiden ilmastoinnista huolehtia niin, että pölyä ei niihin leviä. Työvaatteiden puhtaudesta sekä vaihdosta puhtaisiin tiloihin siirryttäessä tulisi mahdollisuuksien mukaan huolehtia.

Pölyntorjunta

EU:n kvartsisopimukseen liittyvässä ”Hyvät käytännöt” käsikirjassa annetaan ohjeita pölyävien työvaiheiden ja yksikköoperaatioiden suunnitteluun ja toteutukseen. Pölyntorjunta pitää ottaa huomioon kaikissa suunnittelun ja tuotannon muuttamisen vaiheissa. Torjuntatoimien tehokkuutta tulee seurata arvioimalla riittävän tiheästi osasto- ja työtehtäväkohtaisia riskejä, pitäen sisällään pölypitoisuuden systemaattiset mittaukset ja altistumisen arvioinnin. Tuotannollisen työn toteutusta ja siivouskäytäntöjä tulee valvoa tiheästi pölyntorjuntanäkökanta huomioiden. Keskeisessä osassa pölyntorjunnassa on myös henkilöstön ja alihankkijoiden koulutus. Tuotantotiloissa työskentely ja niiden siivoaminen edellyttävät työturvallisuuskoulutusta, mihin kuuluu koulutusta pölyntorjunnan kannalta hyviin käytäntöihin. Tämän tulisi koskea myös esim. siivous-, huolto- ja kunnossapitotoimiin osallistuvia alihankkijoita.

Siivous

Siivouksessa tehokkaita ovat kosteapyyhintä ja muut vettä hyödyntävät tekniikat pölyn sitomiseksi. Käytettäessä vesisuihkuja pölykasaumien poistossa, tulisi käyttää hienojakoista sumua, koska vesisuihkun käyttö saa pölyn leviämään ilmateitse. Imuroinnissa tehokkaimpia pölyntorjunnan kannalta ovat keskuspölynimurit. Jos sellaista ei ole saatavilla, tulisi imurointi tehdä pääsääntöisesti HEPA-suodattimilla varustetuilla pölynimureilla. Kuivaharjausta tulisi välttää, mutta jos muuta vaihtoehtoa ei ole, tulee pääsääntöisesti käyttää hengityssuojaimia.

Jatkotoimenpiteistä

USA:n terveysviranomainen (OSHA) on todennut 2016 annetussa kannanotossaan, että keskimääräinen työpäivän mittainen altistuminen (0,05 mg/m3) 40 vuoden työuran aikana lisää riskiä sairastua silikoosiin ja keuhkosyöpään merkittävästi, mutta että se on taso, joka on nykytekniikalla kohtuudella saavutettavissa useimmilla toimialoilla. Tästä syystä Euroopassakin voimassaolevia raja-arvoja on syytä tulevaisuudessa tarkastella uudelleen.

Kaikki toimialat eivät ole mukana NEPSI-sopimuksessa, tärkeimpänä rakentaminen. Sopimusta olisi hyvä laajentaa koskemaan myös rakentamista ja hyviä käytäntöjä tulisi luoda myös sinne. Toisaalta työolot ovat vuoden 2006 jälkeen parantuneet myös rakennusalalla, jos mittarina pidetään kvartsialtistumista.

Työpaikoilla on hyvä varautua myös siihen, että vuodesta 2020 lähtien kaikki työssään merkittävästi kvartsille altistuneet tulee ilmoittaa ammatissaan altistuvien rekisteriin, ns. ASA rekisteriin.

Lähteet ja lisätiedot

EU-NEPSI. (2013) The European Network on Silica, Agreement on Workers Health Protection through the Good Handling and Use of Crystalline Silica and Products Containing it. Annex 1, Good Practices (Good Practice Guide)

HSE Workplace Health Expert Committee (WHEC) (2017). Silica and lung cancer, Evidence Review Paper 3/17. Health and Safety Executive, Merseyside, GBR

IARC. (2012) International Agency for Research on Cancer (IARC), IARC Monographs on the Evaluation of the Carcinogenic Risk of Chemicals to Humans. A Review of Human Carcinogens. Arsenic, Metals, Fibres, and Dusts. Volume 100 Part C. Lyon, France.

NIOSH. (2002) NIOSH Hazard Review: Health Effects of Occupational Exposure to Respirable Crystalline Silica, Department of Health and Human Services, Centers for Disease Control and Prevention, Cincinnati, Ohio: National Institute of Occupational Safety and Health [(accessed on 2 September 2013)].

Tuomi, T., Linnainmaa, M., Väänänen, V. ja Reijula, K. (2014). Application of good practices as described by the NEPSI agreement coincides with a strong decline in the exposure to respiratory crystalline silica in Finnish workplaces, Annals of Occupational Hygiene, 58, 806-817.

Tuomi, T., Linnainmaa, M. ja Pennanen S. (2018). Exposure to Quartz in Finnish Workplaces Declined during the First Six Years after the Signing of the NEPSI Agreement, but Evened out between 2013 and 2017. Int. J. Environ. Res. Public Health, 15, 2-13.

Työterveyslaitoksen FINJEM-altistumistietojärjestelmä, versio 2016.

Työhygieenisten altistumismittausten rekisteri (v.1994-2016). Työterveyslaitos, Helsinki (julkaisematon)

Työperäisten sairauksien rekisteri (TPSR). Vuosittainen tilasto Ammattitaudit. Työterveyslaitos, Helsinki.