Teräsrullia tehtaassa.

Nikkelin käyttö ja esiintyminen

Nikkeli (Ni) on ruostumattoman teräksen pääasiallisia aineosia (noin 8 %). Erikoisteräksissä nikkelin määrä voi olla jopa 60 %. Samoin nikkeliä on useissa metalliseoksissa, uushopeassa ja koruissa. Nikkeli on sitkeää, taottavaa ja helposti muokattavaa metallia. Metallin pinnalle syntyy suojaava kerros, kun sitä kuumennetaan yli 750 °C:een. Tällöin se kestää hyvin lämpöä sekä suola- ja rikkihappoa. Yli 60 prosenttia kaikesta maailmassa tuotetusta nikkelistä käytetään ruostumattoman ja haponkestävän teräksen valmistamiseen. Lisäksi nikkeliä käytetään ladattavissa paristoissa, katalysaattoreissa, kolikoissa, magneeteissa ja pintakäsittelyissä. Nikkeliä voidaan kierrättää useaan kertaan.

Suomen nikkelikaivokset

Suomessa on perustettu viime vuosina useampia nikkelikaivoksia. Suurin niistä on vuonna 2012 toimintansa aloittanut Boliden Kevitsan kaivos Sodankylässä. Sen vuosituotanto vuonna 2016 oli 25000-35000 tonnia nikkelirikastetta. Sotkamon Talvivaarassa kaivostoiminta alkoi vuonna 2008. Kaivoksen sulfidisen nikkelin varannot ovat 1121 miljoonaa tonnia ja ne ovat Euroopan suurimmat. Kaivoksen suunnitelluksi nikkelin vuosituotannoksi on laskettu 50000 tonnia, mutta sen tuotanto vuonna 2016 oli 9554 tonnia. Kaivoksessa käytetään metallien erottamisessa biokasaliuotusmenetelmää. Nykyinen toiminimi on Terrafame Oy. Hituran kaivos Nivalassa lopetti toimintansa vuonna 2017.

Nikkelisulatot ja nikkelituotteiden valmistus

Euroopan suurin nikkelisulatto sijaitsee Harjavallassa. Boliden Harjavalta Oy käyttää mm. Boliden Kevitsan rikasteen ja kierrätysmateriaaleja. Vuonna 2017 sulatto tuotti 37000 tonnin nikkeliä. Harjavallassa sijaitsee myös nikkelimetallien ja -kemikaalien tuotantolaitos Nornickel Harjavalta Oy. Se kuuluu venäläiseen Nornickel-konserniin, joka on maailman suurin nikkelin tuottaja 14 %:n osuudella. Harjavallan yksikkö tuotti 59716 tonnia nikkelituotteita vuonna 2017.

Nikkelille altistumisen raja-arvot ja muut vertailuarvot

Nikkelin ilmapitoisuuksien raja-arvot

Sosiaali- ja terveysministeriön asettama (538/2018) kahdeksan tunnin HTP-arvo metallisen nikkelin ja nikkeliyhdisteiden alveolijakeelle on 0,01 mg/m3 ja nikkeliyhdisteiden hengittyvälle pölylle 0,05 mg/m3. Nikkelikarbonyylin 8 tunnin HTP-arvo on 0,001 ppm / 0,007 mg/m3 ja 15 minuutin arvo 0,003 ppm / 0,021 mg/m3. Perustelut raja-arvolle löytyvät HTP-arvojen perustelumuistiosta. Nikkelille ollaan parhaillaan valmistelemassa sitovaa raja-arvoa EU:ssa. EU:n tieteellinen työhygieenisiä raja-arvosuosituksia antava komitea (SCOEL) suositteli vuonna 2011 nikkelille ja sen epäorgaanisille yhdisteille alveolijakeen raja-arvoa 0,005 mg/m3 ja hengittyvän jakeen arvoa 0,01 mg/m3. Vastikään EU:n kemikaaliviraston (ECHA) Riskinarviointikomitea (RAC) antoi oman suosituksensa nikkelin ja sen yhdisteiden raja-arvosta, joka on alveolijakeelle 0,005 mg/m3 ja hengittyvälle jakeelle 0,03 mg/m3.

Nikkelin biomonitoroinnin raja-arvot

Nikkelialtistumista voidaan selvittää myös virtsan nikkelipitoisuuden mittauksin. Sosiaali- ja terveysministeriön asettamat ohjeraja-arvot virtsan nikkelipitoisuudelle ovat 0,1 µmol/l nikkelimetallille ja liukenemattomille nikkeliyhdisteille sekä 0,2 µmol/l liukoisille nikkeliyhdisteille työvuoron päätyttyä työviikon tai altistumisjakson lopulla otetussa näytteessä. Nämä vastaavat nykyisiä HTP-arvoja.

Nikkelin tavoitetasot

Ruostumattoman teräksen hitsaushuurujen nikkelipitoisuudelle Työterveyslaitos suosittelee tavoitetasona hitsaushuurun nikkelipitoisuutta 0,002 mg/m3 (8 tuntia) ja biologisissa altistumismittauksissa virtsan nikkelipitoisuuden altistumattomien viiterajaa 0,05 µmol/l.

Nikkelille altistuminen työssä

Nikkelialtistuminen erilaisissa työtehtävissä voidaan karkeasti jakaa altistumiseen ruostumattoman ja haponkestävän teräksen valmistuksessa ja työstössä, pintakäsittelyssä ja toisaalta koko kaivannaisteollisuudessa kaivoksesta sulatuksen ja puhdistamisen kautta erilaisten nikkelisuolojen tuotantoon. Pintakäsittelyssä, nikkelin puhdistuksessa ja nikkelikemikaalien valmistuksessa altistutaan pääasiassa liukoisille nikkeliyhdisteille, kun taas kaivoksissa ja teräksen käsittelyssä nikkeli on niukkaliukoisessa muodossa. Kokonaisvaltaista nikkelialtistumista voidaan seurata samanaikaisesti otettujen ilma- ja biomonitorointinäytteiden avulla.

Mitatut ilman nikkelipitoisuudet

Työterveyslaitoksen työhygieenisen mittausrekisterin mukaan vuosina 2008-2016 tehtiin yhteensä 2296 nikkelianalyysiä. Mittaustulokset sisältävät sekä työntekijöiden hengitysvyöhykkeiltä altistumisen arviointia varten määritettyjä pitoisuuksia että kiinteistä mittauspisteistä kerätyistä näytteistä määritettyjä pitoisuuksia. Tulokset pitävät sisällään pääasiassa hengittyvän jakeen pitoisuuksia.

Työterveyslaitoksen vuosina 2008-2016 tekemien nikkelianalyysien perusteella ilman nikkelipitoisuuden hengittyvän pölyn HTP-arvo (0,05 mg/m3) on ylittynyt vuositasolla 5-18 % näytteistä (Kuva 1).

Kuva 1. Ilman hengittyvän jakeen HTP-arvon (0,05 mg/m3) ja RAC ehdotuksen (0,03 mg/m3) ja pitoisuuden 0,005 mg/m3 (= 10 % hengittyvän jakeen HTP-arvosta) prosentuaaliset ylitykset vuosina 2008-2016.

Vuosina 2008-2016 HTP-arvon 0,05 mg/m3 (hengittyvä jae) ylityksiä on ollut 34 eri toimialalla. Tuloksissa ovat mukana kaikki mittaustulokset riippumatta keräystavasta. Seuraavilla toimialoilla ylityksiä oli mitattu yli 10 kertaa:

  • Kuparin valmistus
  • Muualla luokittelematon kaivostoiminta ja louhinta
  • Raudan, teräksen ja rautaseosten valmistus
  • Paperi-, kartonki- ja pahviteollisuuden koneiden valmistus
  • Muiden värimetallien valmistus

Työtehtävittäin tarkasteltuna eniten HTP-arvon 0,05 mg/m3 ylityksiä mitattiin hitsaus- ja levysepän työskentelypisteissä (12 % ylityksistä). Liukoisille nikkeliyhdisteille altistuneilta työntekijöiltä tai kiinteistä mittauspisteistä mitattujen ylitysten määrä oli 9 %.

Korkeimmat hengitysvyöhykkeeltä mitatut pitoisuudet olivat vuosina 2010, 2011, 2012 ja 2016 (Taulukko 1).

Taulukko 1. Ilman hengitysvyöhykenäytteiden nikkelipitoisuudet (mg/m3) vuositasolla. 95 %-piste (persentiili) tarkoittaa arvoa, jota pienempiä 95 % mittaustuloksista on.

VuosiNMediaaniKeskiarvo95 %-piste
200862<0,01
0,02
0,09
200939<0,01
0,02
0,12
2010490,010,05
0,30
2011300,01
0,070,37
201247<0,01
0,220,23
201398<0,01
0,020,15
2014139<0,01
0,020,07
2015130<0,01
0,030,11
2016124<0,01
0,070,23

 

Nikkelin biologiset altistumismittaukset

Työterveyslaitoksen biomonitoroinnin altistumismittausrekisterin mukaan vuosina 2008-2016 nikkelialtistumisen seurantaa varten tehtiin yli 10000 virtsan nikkelipitoisuuden mittausta. Tuloksista koottiin työntekijäryhmät siten, että ’asentajat’ koostuu kaikenlaisista asennus- ja korjaustyötä tekevistä. Hitsaajiin on liitetty levyseppähitsaajat, poltto- ja plasmaleikkaajat. Kaivostyöntekijät koostuvat erilaisista työtehtävistä kaivoksessa kuten poraajista, kaivoskoneenkuljettajista jne. prosessimiehet pois lukien. Kunnossapito sisältää kunnossapitotyöntekijät ja laitosmiehet. Mekaaninen työstö käsittää hiojat, jyrsijät, koneistajat, sorvaajat ja kiillottajat. Pintakäsittelyyn on laskettu kaikki pinnoituslinjoilla työskentelevät kuten linjamiehet, ripustajat, pinnoittajat, niklaajat jne. Valimotyö käsittää valajat ja valimoissa työskentelevät. Eniten altistuvien ryhmät ovat asentajat, kunnossapitotyöntekijät ja pintakäsittelijät (Taulukko 2). Kattavampi selvitys altistumisesta eri toimialoilla, työtehtävissä ja nikkelin eri muodoille on Kromi- ja nikkelialtistuminen 2000-2014, Biologisen monitoroinnin tilasto -kirjassa.

Taulukko 2. Virtsan nikkelipitoisuudet vuosina 2008-2016 (U-Ni µmol/l). Käsittelystä on poistettu tulokset U-Ni >6 µmol/l oletuksella, että näytteet ovat kontaminoituneita näytteenotossa. 95 %-piste (persentiili) tarkoittaa arvoa, jota pienempiä 95 % mittaustuloksista on.

Työntekijäryhmä
NMediaaniKeskiarvo95 %-piste
Maksimi
Asentajat
22990,03
0,050,121,40
Hitsaajat
25650,030,040,110,90
Kaivostyöt7780,020,030,070,27
Kunnossapito
5130,03
0,050,140,54
Mekaaninen työstö
3570,02
0,030,080,28
Pintakäsittely
1690,050,070,220,57
Valimotyö
600,020,030,070,08

 

Vuosina 2012-2016 oli ohjeraja-arvojen (0,10 µmol/l niukkaliukoisille ja 0,20 µmol/l liukoisille nikkeliyhdisteille) ja altistumattomien viitearvojen (0,05 µmol/l) ylityksiä prosentuaalisesti eniten vuonna 2014 (Kuva 2).

 

Kuva 2. Virtsan nikkelipitoisuuksien ohjeraja-arvojen (0,10 µmol/l niukkaliukoisille ja 0,20 µmol/l liukoisille nikkeliyhdisteille) ja altistumattomien viitearvojen (0,05 µmol/l) ylitykset vuosina 2012−2016. Laskennassa ei ole erikseen arvioitu nikkelin kemiallista muotoa, vaan kaikki viiteraja-arvojen ylitykset on laskettu yhteen.

Vuonna 2014 ASA-rekisteriin ilmoitettiin 6700 nikkeliyhdisteille altistunutta työntekijää, joista suurimpia ammattiryhmiä olivat hitsaajat, koneiden asentajat ja korjaajat sekä paksulevysepät.

Altistuneiden määrät ja altistumistasot

Työterveyslaitoksen FINJEM-tietokannan mukaan nikkelille on arvioitu altistuvan Suomessa vuosina 2013-2015 keskimäärin noin 25500 työntekijää vuodessa. Arvion mukaan eniten näitä on koneen- ja moottorinkorjaajissa, konepaja-ja rakennusmetallityön tekijöissä, hitsaajissa ja polttoleikkaajissa sekä koneenasentajissa. Hitsaajat ja polttoleikkaajat altistuvat suurimmille keskimääräisille pitoisuuksille.

Nikkelin terveyshaitat

Työympäristössä nikkelille ja sen yhdisteille altistutaan pääasiallisesti hengitysteitse. Elektrolyyttisessä nikkelin käsittelyssä ruuansulatuskanavan kautta tapahtuva imeytyminen voi myös olla merkittävää. Nikkelin imeytyminen hengitysteiden tai ruuansulatuskanavan kautta riippuu yhdisteiden liukoisuudesta. Liukoiset nikkeliyhdisteet imeytyvät keuhkoista lähes täysin (97-99 %) ja voivat imeytyä ruuansulatuskanavasta lähes 30 %:sti. Niukkaliukoisilla yhdisteillä hiukkaskoko vaikuttaa yhdisteiden kertymiseen keuhkoihin ja niistä imeytyy vain 0,1 % ruuansulatuskanavasta. Työperäisessä altistumisessa niukkaliukoisten nikkeliyhdisteiden kuten nikkelioksidin on todettu kertyvän keuhkoihin. Nikkelin imeytyminen ihon läpi on vähäistä. Elimistöön imeytynyt nikkeli poistuu elimistöstä altistumisreitistä riippumatta pääasiassa virtsassa.

Nikkelin on raportoitu olevan yleisin kosketusihottuman aiheuttaja. Nikkelisulfaatin on raportoitu aiheuttaneen hengitystieherkistymistä työperäisen altistumisen seurauksena, mutta yleisesti ottaen spesifisesti nikkelin aiheuttamat työperäiset astmat ovat harvinaisia.

Nikkelin jalostuksessa työskentelevillä on havaittu lisääntynyt riski sairastua nenäontelo- ja keuhkosyöpään. Kansainvälinen syöväntutkimusjärjestö IARC on luokitellut niin liukoiset kuin niukkaliukoiset nikkeliyhdisteet ihmiselle syöpää aiheuttaviksi (luokka 1). Viimeaikaisten arvioiden mukaan nikkeliyhdisteiden syöpävaarallisuudelle on tunnistettavissa kynnysarvo, jonka alapuolella syöpäriskiä ei enää ole. Tähän perustuvat viimeaikaiset suositukset nikkeliyhdisteiden työhygieenisistä raja-arvoista. Näiden arvioiden mukaan, mikäli altistuminen alveolijakeen partikkeleille jää alle 0,005 mg/m3, keuhkosyöpäriski on olematon. Lisäksi mikäli altistuminen hengittyvälle nikkelipölylle jää alle 0,03 mg/m3, katsotaan nenäsyöpäriskin olevan olematon. Eri nikkeliyhdisteiden syöpävaarallisuudessa on eroja, mutta usein altistuminen on seka-altistumista, eikä eri yhdisteiden vaikutusta pystytä erottamaan. Elimistöön imeydyttyään nikkelillä voi korkeilla altistumistasoilla olla myös lisääntymismyrkyllisiä vaikutuksia, mutta pysyttäessä edellä mainittujen suositusarvojen alla, myös näiden vaikutusten riski on olematon.

Työperäisten sairauksien rekisteriin on vuosina 2008-2014 ilmoitettu 53 tautitapausta, joista kaksi on ollut ammattiastmaa ’metallien teollisessa päällystyksessä ja viimeistelyssä’ sekä ’ konetekniikan asiantuntijalla’ ja loput erilaisia ihottumia.

Nikkelin riskienhallinta ja suositukset

Altistumisen seurannalla voidaan puuttua liialliseen altistumiseen ja sen minimoimiseksi tulee virtsan nikkelipitoisuuksia seurata vuosittain tai tuloksen mukana seuraavan tulkinnan ja ohjeistuksen mukaan (ks. biomonitorointi). Tavoitetasona suositellaan, että virtsan nikkelipitoisuudet eivät työntekijöillä nouse yli altistumattomien viiterajan. Työhygieenisten ja biomonitorointinäytteiden samanaikaisella ottamisella saadaan kokonaiskuva niin työpaikan työhygieenisestä tilasta kuin suojainten toimivuudesta työpaikalla. Työpaikan riskinarvioinnissa tulee huomioida myös tilojen siivoaminen. Työhygieenisiä mittauksia tehtäessä tulee ottaa huomioon sosiaali- ja terveysministeriön voimassa oleva asetus työilman haitallisiksi tunnetuista pitoisuuksista pitäen sisällään suosituksen sekä alveolijakeen että hengittyvän jakeen hiukkasten määrittämisestä.

Työterveyslaitos on julkaisut malliratkaisun hitsaussuojaimista, jossa ohjeistetaan niin paikallispoistojen kuin henkilökohtaisten suojainten käyttöön. Oikeiden suojavaatteiden, käsiensuojaimien ja jalkineiden käytöstä on olemassa tiivistetyssä muodossa huoneentaulu hitsaajille ja polttoleikkaajille.

Konepajatyöskentelyssä niin paikallispoiston etäisyyteen kuin oikeaan hengityssuojaimen käyttöön ja säilytykseen sekä ympärillä työskentelevien asentajien altistumisen huomioimiseen ohjeistetaan levyseppähitsaajan työn malliratkaisussa. Siinä käydään läpi työskentelyprosessin vaarat.

Ruotsinkielistä ohjeistusta hitsaukseen löytyy Svenska miljöinstitutin sivuilta, jossa neuvotaan lyhytfilmien avulla työskentelyyn ja suojautumiseen liittyviä asioita.

KAMAT-tietokorttien tarkoitus on antaa pohjatietoa pienille ja keskisuurille yrityksille merkityksellisimmistä kemiallisista altisteista eri metalliteollisuuden työtehtävissä. Nikkeliyhdisteille altistumista voi tapahtua useimmissa työtehtävissä, joille Kamat -tietokortit on tehty. Nikkelialtistumisen hallintaan elektronisessa pintakäsittelyssä on myös Health and Safety Executive julkaissut ohjeistusta.

Työterveyslaitos on aloittanut vuonna 2018 hankkeen ’Työntekijäkohtaisen altistumisen arviointi ja vähentäminen nikkelityössä’ liian korkeisiin altistumisiin puuttumiseksi ja turvallisen altistumistason määrittämiseksi koko nikkelin jalostusketjussa. Tutkimusta rahoittaa Työterveyslaitoksen lisäksi Työsuojelurahasto ja alan yritykset. Hanketta on lyhyesti kuvattu Työsuojelurahaston sivuilla.

Lähteet ja lisätiedot

Beveridge R1, Pintos J, Parent ME, Asselin J, Siemiatycki J. Lung cancer risk associated with occupational exposure to nickel, chromium VI, and cadmium in two population-based case-control studies in Montreal. Am J Ind Med. 2010 May;53(5):476-85. doi: 10.1002/ajim.20801.

Biologisten altistumismittausten rekisteri. Työterveyslaitos, Helsinki.

Biomonitorointi: Biomonitorointi ja muut työterveyshuoltojen ja työpaikkojen omiin mittauksiin soveltuvat menetelmät. Työterveyslaitos.

ECHA (2018) Committee for Risk Assessment (RAC) Opinion on scientific evaluation of occupational exposure limits for Nickel and its compounds. ECHA/RAC/ A77-O-0000001412-86-189/F. Adopted 9 March 2018.

European Chemicals Bureau (ECB) (2009). European Union Risk Assessment Report. Nickel. Final version of May 2008. Inspra, Italy: European Chemicals Bureau.

Henkilönsuojaimet, Työterveyslaitos.

Hirvonen M (2016) Henkilönsuojaimet työssä, Työterveyslaitos.

IARC (1990). Nickel and nickel compounds. IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans. Chromium, nickel and welding. Lyon, IARC 49:447-525.

IARC (2012) IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Nickel and nickel compounds. IARC Sup. 7, 49, 100 C

Kiilunen M (2016) Kromi- ja nikkelialtistuminen 2000-2014. Biologisen monitoroinnin tilasto, Työterveyslaitos, Helsinki, ss. 82.

Klein C, Costa M (2015). Nickel. In: Nordberg G, Fowler B, Nordberg M, Friberg L. Handbook on the toxicology of metals. Burlington: Elsevier. pp. 743-58.

Saalo A, Soosaar A ja Mikkola J: ASA 2014. Syöpäsairauden vaaraa aiheuttaville aineille ja menetelmille ammatissaan altistuneiksi ilmoitetut Suomessa. Katsauksia 169. Työterveyslaitos, Helsinki 2016.

SCOEL (2011) Recommendation from the Scientific Committee on Occupational Exposure Limits for nickel and inorganic nickel compounds SCOEL/SUM/85 June 2011.

Sosiaali- ja terveysministeriö (2016) HTP-arvot 2016. Haitallisiksi tunnetut pitoisuudet. Sosiaali- ja terveysministeriön julkaisuja 2016:8.

Syöpäsairauden vaaraa aiheuttaville aineille ja menetelmille ammatissaan altistuvien rekisteri, ASA-rekisteri.

Työterveyslaitoksen FINJEM-altistumistietojärjestelmä, versio 2016.

Työhygieenisten altistumismittausten rekisteri (v. 2008-2016). Työterveyslaitos, Helsinki (julkaisematon).

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

WHO (2000). Air Quality Guidelines for Europe. European series No 91, Geneva: World Health Organization.