PAH ~ SYMPOSIUM. PolysykIiske aromatiske hydrokarboner. , Oslo i primrer aluminiumindustri. Aluminiumindustriens Milj0sekretariat

Transkript

1 PAH ~ SYMPOSIUM PolysykIiske aromatiske hydrokarboner i primrer aluminiumindustri., Oslo Aluminiumindustriens Milj0sekretariat

2 1 PAH-SYMPOSIUM Polysykliske aromatiske hydrokarboner i prim~r Aluminiumindustri Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in the Primary Aluminium Industry Den Norske Legeforenings Konferansesenter, Soria Moria, Oslo The Norwegian Medical Society's Conference Centre, Soria Moria, Oslo 2-3 mai/may 1984 Redaksjon/Editors: E. Nordheim & T. Guthe Aluminiumindustriens Milj~sekretariat, Nordic Aluminium Industry's Secretariat for Health, Environment and Safety, Drammensveien 40, Oslo 2, Norway.

3 2 INNHOLD/CONTENTS SIDE/PAGE FORORD/FORWORD 1. APNING AV SYMPOSIET/OPENING OF THE SYMPOSIUM 2. EKSPONERING OG FORURENSNING/EXPOSURES AND POLLUTION 2.1 P.E. Fjeldstad: PAH eksponering i arbeidsmilj~ i prim~r aluminiumindustri/exposure to PAH in the working environment of the primary aluminium industry. 2.2 K. Thrane: PAH niva i boligomrader rundt aluminiumverk/pah level in inhabited areas around aluminium plants Diskusjon/Discussion ANALYSEMETODER/ANALYTICAL ~~THODS 3.1 A. Bj~rseth: Analysemetoder for PAH og forventet n~yaktighet/analyticalmethods for PAH and expected accuracy Diskusjon/Discussion TOKSIKOLOGI OG GENETIKK/TOXICOLOGY P~jD GENETICS 4.1 T. Norseth: Polysykliske aromatiske hydrokarboner i prim~r Aluminiumindustri. Metabolisme og toksikologi av PAH/Polycyclic aromatic hydrocarbons in the primary Aluminium industry. Metabolism and toxicology of PPE K. Berq & A. L. B~rresen: Genetiske skader og PAH/Genetic damage and PAH Diskusjon/Discussion BIOLOGISK VIRKNING/BIOLOGICAL EFFECT 5.1 T. Aune: Vurdering av mutagenitetstester med eksempler fraluftpr~verrundtaluminiumverk/ Evaluation of mutagenicity tests with examples of atmospheric sampling around aluminium plants. 5.2 T. Sanner: KreftfreIDkallende egenskaper av PAH i dyrefors~k/carcinogenic properties of PAH in animal experiments. 5.3 A. Haugen: Eksponering, opptak og biologisk bestemmelse av PAH hos aluminiumarbeidere/ Exposure, uptake and biological determination of PAH in aluminium workers. -5:4 Diskusjon/Discussion

4 3 Innhold/Contents SIDE/PAGE 6. EPIDEMIOLOGI/EPIDEMIOLOGY 6.1 Introduksjon/Introduction Sir Richard Doll: Risk of cancer in the primary Aluminium Industry (An Appraisal)/Kreftrisiko i prim~r aluminiumindustri (En vurdering) Comments/Kommentar S. Langard: Some Difficulties in the Inference of Epidemiological Data/Noen problemer i slutninger fra epidemiologiske data Comments/Kommentar Aa. Andersen, B.E. Dahlber~ K. Magnus & A. Wannag: Second Follow up of the Cancer Risk in the Norwegian Aluminium Industry/Andre oppf~lging av kreftrisiko i den norske aluminiumindustrien Comments/Kommentar 6.5 General Discussion/Generel diskusjon 7. PANEL DEBATT/PANEL DEBATE Introductory Remarks/Introduksjon: B. E. Dahlberg Panel members: A. Bj~rseth K. Berg R. Doll T. Guthe T. Norseth H. H. Tj~nn S. Langard J. R. Vale 8. AVSLUTNING AV SYMPOSIET/CLOSURE OF SYMPOSIUM '11 Vedlegg/Annexes 1. Deltakerliste/List. of Participants 2. Norske forkortelser og engelske betegnelser for organisasjoner, institutter m.v/norwegian abbreviations and English designations for organisations, institutions etc.

5 4 FORORD Aluminiumindustriens Milj~sekretariat (~~S), som er arrang~r av dette PAH-symposiet, er et fellesorgan for den nordiske prim~r aluminiumindustri. AMS ble etablert i 1976 og har til oppgave a koordinere og f~lge opp arbeidet med helse, arbeidsmilj~ og og vern ved aluminiumverkene samt a virke som et kontaktorgan pa disse omradene overfor organisasjoner, myndigheter og forskningsinstitutter. Til hjelp i dette arbeidet er det etablert 3 faste fagutvalg: Helseutvalget, Teknisk-Hygienisk utvalg og Verneteknisk utvalg. A~1S' virksomhet overvakes av et Radgivende utvalg med representanter fra arbeidsgivere og arbeidstakere. PAH har hele tiden siden starten v~rt et aktuelt tema for AMS. I startfasen deltok li..ms aktivt i NTNF-prosjektet "Polysykliske aromatiske hydrokarboner i arbeidsatmosf~re" som var et samarbeidsprosjekt mellom S.I., SINTEF og Y.H.I. pa utvikling av pr~vetakings og analysemetoder for PAH-forbindelser i blandt annet aluminiurnindustrien. Dette prosjektet ble avsluttet med et PAH-serninar pa Voksenasen, Oslo i I tiden etter dette har lij~s og dets underutvalg arbeidet aktivt bade for a forbedre pr~vetakings- og analyseteknikk ved aluminiumverkene og ikke minst for a ~ke var viten om PAH i toksikologisk, mutagen og karsinogen sammenheng samt for a fa oversikt over de epidemiologiske kreftunders~kelser sorn i de senere ar er foretatt i flere land. Dette PAH-symposiet er i. f~rste rekke tenkt som en oppsummering av hvor man star idag og en presentasjon av ny viten sorn er kommet frem siden PAH-seminaret i Som det gar frarn av programmet er hovedvekten lagt pa toksikologi, mutagenitet, karsinogenitet og epidemiologi og symposiet er hovedsakelig arrangert for bedriftslegene i aluminiumindustrien, aktuelle myndigheter og forskningsinstitusjoner. Oslo, juli 1984 Eirik Nordheim Aluminiumindustriens Milj~sekretariat.

6 5 FOREWORD The Nordic Aluminium Industry's Secretariat for Health, Environment and Safety (AMS), which is the organiser of this symposium, is an organisation established by the Nordic Primary Aluminium Industry. AMS started in 1976 and its main function is to co-ordinate and follow up all activities concerned with health, working environment and safety at the plants and to function as the main co-ordinator towards authorities, organisations and research institutions in these fields. To help AMS in these activities there are three permanent task groups, one on Health, one on Industrial Hygiene and one on Safety. The activities in ~~S is monitored by a governing council consisting of representatives from management and labour organisations. PAH has since the start been an important subject for ~~S. During the initial period A}1S was actively involved in the NTNF project, "Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in the work environment", which was a co-operative effort bet.,een S.I., SIN'J'EF and Y.H.I. to develop methods for sampling and analysis ofpah among other places in the aluminium industry. This project was terminated with a seminar in Oslo in During the period after this AMS and its task groups have worked actively to improve sampling and analytical techniques at the plants and not least to increase our knowledge about the effects of PAH, particularly with reference to cancer. This PAH-symposium is intended mainly to sum up where we are today and to present what is new since the seminar in From the agenda it is apparent that we have put the emphasis on the medical side and the symposium is mainly intended for the plant physicians from the aluminium industry, authorities and research institutions. Oslo July 1984 Eirik Nordheim Aluminium Industry's Secretariat for Health, Environment and Safety.

7 6 PAH-SYMPOSIUM F~rste dag 2 mai 1984 First day 2 May APNING/OPENING Pa vegne av Aluminiumindustriens Milj~sekretariat og Nordisk Aluminiumindustris Helseutvalg, ~nsket Hydro, Karm~y sjefslege J. Waage, Norsk Fabrikker, deltagerne velkommende til symposiet om Polysykliske Aromatiske Hydrokarboner (PAH) i prim~r Aluminiumindustri. Han ~nsket s~rlig velkommen til Sir Richard Doll. Den f~rste symposiedagen tok opp analysemetoder og eksponering for PAH i milj~et, biologisk virkning, PAH's toksikologi samt genetiske aspekter. Overing J. Glenjen, Ardal & Sunndal Verk. Oslo, apnet symposiet pa vegne av Aluminiumindustriens Milj~sekretariats Radgivende utvalg. "I 1975 starta S.I. SINTEF og Y.H.I. eit samarbeidsprosjekt med st~tte fra NTNF om studie av pr~vetakings - og analyse-metodikk for PAH i nokre verksemder med tj~reutslepp til arbeidsatmosf~ren. Arbeidet gay som resultat: 1. Metoder for pr~vetaking og analyse av PAH i arbeidsatmosf~re. 2. Kartlegging av konsentrasjoner og spektrum av PAH i arbeidsatmosf~re ved tre alumin'iumverk, nemleg Sunndal, Lista og Ardal dertil ved Norsk Jernverk og Norsk Koksverk samt ved asfalt- og oljegrusverk. Resultata vart presentert og diskutert pa eit seminar pa Voksenasen 4. og 5. desember 1978, organisert av S.I. H~sten 1978 skjedde ogsa ein annan viktig ting: Arbeidstilsynet kom med sine rammekrav til aluminiumindustrien. Administrativ norm for PAH i arbeidsatmosf~re vart sett til 40 ~g/m3. Rammekrava var tenkt gjennomf~rt i l~pet av fem ar. Kravet vedr~rende PAH var eitt av dei vanskelegaste a sette i eldre S~derberghallar. Og gjennomf~ringa av dei planar som v~rt valde, var avhengig av ny teknologi som kosta bade tid og pengar. Difor har fleire verk fatt forlenga frisk m.h.t. a etterkomme PAH-kravet. Ogsa i det ytre milj~ er der utf~rt kartlegging og gransking vedr~rande PAH. SFT gay NILU i oppdrag a unders~kje luftkvaliteten i bustadomrade n~r aluminiumindustrien i Mosj~en, H~yanger, 0vre Ardal, pa Ardalstangen og Karm~y. Granskinga vart utf~rd i samarbeid med SIFF, S.I. og verka fra 1980 til sentrale komponenten i dette arbeidet, og granskinga galdt konsentrasjonar, spektrum og mutagenitet unntatt for Karm~y. PAH var den Rapportering skjedde h~sten

8 7 Nemnast skal ogsa Sundsvallgranskinga og malingar fra bustadstr~k pa Sunndals~ra. Arsak til den store innsatsen dei seinare ar for a redusere PAH i vart luftrom er hypotesen om at PAH er kreftframkallende og/eller sterkt medverkande. Dei aller fleste later til a meine at hypotesen er sann. R~ynslene peikar i den retning. Derimot herskar det tvil om ein AN pa 40 pg/m 3 er hensiktsmessig, om ein spanderar for mye intelligens og pengar spesifikt pa PAH og om ein ikke heller burde tilleggje total biletet av forurensninger i arbeidsatmosf~ren st~rre vekt. Norseth sa pa seminaret i desember 1978 at han ikke viile pasta at AN 40 pg/m 3 var riktig. Men hadde vi bestemt oss for ein verdi for ar siden og etterlevd den, viile vi truleg idag hatt verdifull kunnskap. F~rst ettertidan kan svare kva som er rett. Det kan synast som om dette symposiet blir halde i tidligaste laget. Men vi skal ogsa v~re klar over det alvor som ligg i denne saka og presser pa alle som skal gi rad og veiledning til sine styringsorgan. En gjenomgang av fakta og aspekt alt no kan v~re pa sin plass. Initiativet til denne samlinga er tatt av Nordisk Aluminiumindustris Helseutvalg som i samarbeid med AMS har statt for opplegget. Og ein titt pa lista over foredragsholdere forte1 at dei har fatt samla dei ypperste spesialister herifra og ti England. Med disse ord vii eg ynskje dykk alle velkomne til dette to dagers PAH-symposium og gje ordet til Dr. Waage som dagens m~teleder."

9 8 F~rste dag, 2 mai 1984 First day, 2 May Eksponering og Forurensing Exposure and Pollution M~teleder/Chairman: J. E. Waas

10 9 PAH-EKSPONERING I ARBEIDSMILJ0 I PRIM~R ALUMINIUMINDUSTRI. P. E. Fjeldstad, YHI. Innledning: I 1975 startet SI, SINTEF og YHI med finansiell bistand fra NTNF et prosjekt med tittel "PAH i arbeidsatmosf1l!re". Arbeidet med dette prosjektet varte fram t.o.m Under arbeidet med prosjektet ble det foretatt kartlegging av PAH-eksponering ved flere aluminiumverk, ferrolegeringverk, koksverk og under asfaltlegging. Det sier seg selv at for a fa et slikt omfattende arbeid til a lykkes, sa er man avhengige av et godt samarbeid mellom de deltakende institutter og viktigere enda mellom prosjektet og industrien. Slik kontakt var virkelig tilstede og bidro senere sterkt til utviklingen av nedenfor nevnte egenkontroll og interkalibreringer. I 1976 ble det, basert pa en analysemetode utarbeidet av YHI, holdt et kurs ved instituttet. Deltakere var laboratoriesjefer og laboratoriepersonell fra den delen av industrien som hadde s1l!rlige PAH-problemer. Denne enkle tynnskiktmetoden antok vi var s1l!rlig egnet for bruk i industriens egenkontroll av PAH i arbeidsatmosf1l!re. Den ble da ogsa tatt i bruk ganske snart av de fleste aluminiumverkene og Norsk koksverk. Enkelte verk har raffinert metoden ytterligere, og noen har tatt i bruk metoder med bedre separasjonsevne, som gass- eller v1l!skekromatografi. Den enkle tynnskiktmeto?en fordrer en kalibrering mot en referansemetode for a fungere. Det ble l~st ved at man fra tid til annen kalibrerte mot en gasskromatografisk metode ved YHI, SI eller SINTEF. Muligheten for egenkontroll, som pa denne maten kom,i stand, ser jeg som en meget viktig f~lge av prosjektet. Andre

11 10 viktige resultater av prosjektet er ~kt kompetanse ved instituttene og i industrien, samt bedre kunnskap om mengde og kvalitet av PAH-eksponering. Dette bidro i sin tur til a ~ke innsatsen for a senke eksponeringen. I tiden etter PAH-prosjektet har VHI's viktigste rolle i PAH-arbeidet ikke v~rt PAH-malinger, takket v~re industriens egenkontroll. Var kontakt med industrien pa dette omradet har v~rt radgivende, og vi har utf~rt malinger/analyser for de av verkene som ikke analyserer selv. Det har ogsa med mellomrom, i samarbeidmed Aluminiumindustriens Milj~sekretariat, v~rt arrangert interkalibreringer som dokumenterer verkenes egenkompetanse for PAH-malinger. Kilder til PAH-eksponering. Bek brukes som bindemiddel i anodemassen til Soderbergelektroder og ved produksjon av anodekull til for-brente anoder og katodekull. Bek som brukes stammer fra steinkull ved t~rrdestillasjon <Koksverkl. I bek finnes mye PAH < I. Den PAH-eksponeringen som har v~rt ofret st~rst oppmerksomhet i aluminiumindustrien, er eksponering via luftveiene pa grunn av potensiell kreftfremkallende virkning. Ved yrkeshygienisk vurdering av arbeidsmilj~ er det altsa vesentlig a kjenne konsentrasjonene i luft. Til hjelp ved vurderingene finnes det en administrativ norm for PAH i luft. Opprinnelsen til den er interessant fordi den f~rst oppsto som en arbeidsnorm under PAH-prosjektet. I USA fantes en TLV for "Coal Tar Pitch Volatiles" pa 0.2 mg/m"'. Det som skulle males her var benzenekstraherbart materiale og metoden var gravimetrisk. Metoden var beheftet med vesentlige feilkilder. S~rlig bet~d fuktighet mye for analyseresultatet, og deteksjonsgrensen var h~y. A ekstrahere med benzen fristet heller ikke arbeidsmilj~bevisstemedarbeidere pa laboratoriene.

12 1 1 Etter noen enkle tester i laboratoriet, ble det funnet at PAH, malt som summen av alle PAH-forbindelsene som vi kunne analysere, utgjorde 10-40% av benzenekstraherbart materiale. Middeltallet. var ca. 20% Vi bestemte oss derfor til a anvende 40 pg/m 3 (20% av 0.2 mg/m = 3 40 pg/m 3 ) som norm ved yrkeshygieniske vurderinger under prosjektet. Forutsetningen var at pr~ven skulle tas pa membranfilter 0.8u porest~rrelse. Denne normen ble etterhvert adoptert av arbeidstilsynet og brukt i rammekravene. Ovennevnte er a betrakte som definisjon pa det vi forstar med PAH pa filter eller sum PAH pa filter. PAH tilf~res arbeidsatmosf~ren via flere veier. I aluminiumverkene kan er det s~rlig f~lgende veier som er aktuelle: Avryking/avdamping fra Soderbergelektroder. Spesiellt: avryking under boltetrekking. Avryking under skj~rtekant, s~rlig ved darlig dekking med oksyd og i forbindelse med skorpebrekking. Avryking fra brennere som fungerer darlig. Avryking ved oppstart av ovner. Avryking fra sekund~roksyd. St~ving i bek-lager. Avryking/forst~vingunder tillaging av anodemasse, anode/katodekull og baking av anodekull. Avryking fra anodekull i FL-prosessen.

13 12 Utsatte arbeidsoperasjoner. Boltetrekking er det avgjort verste arbeidet mhp PAH-eksponering. Eksponeringsnivaer oppmot mg/m~ har v~rt vanlig. Derfor er store anstrengelser gjort for a senke denne eksponeringen. I de nyeste og beste krankabinene er PAH-konsentrasjonene sv~rt lave. Den virkelige PAH-belastningen til operat~ren bestemmes gjerne av i hvilken grad arbeidet medf~rer opphold utenfor kabinen. Kryssl~fting medf~rer sv~rt n~r kontakt med den varme anodemassen pa ovnene. Eksponeringsnivaene er ikke mye lavere enn ved boltetrekking. Annet arbeid i soderberghaller medf~rer hovedsaklig eksponering for generell hallatmosf~re. Belastningen er derfor i hovedsak bestemt av hvor lange oppholdene er. Opphold i hailer med ovner av typen "for-brent lukket" medf~rer i denne sammenheng liten PAH-eksponering. Derfor vii det i det f~lgende stort sett ikke tenkes pa FL-haller som steder med PAH-problemer. Kvalitativ og kvantitativ eksponering. De forskjellige kildene og distribusjonsveiene til PAH f~rer til ulik kvalitativ sammensetning ogsa av PAH-delen av arbeidsatmosf~ren. PAH bestar av et stort antall forbindelser. De forskjellige forbindelsene har ulikt damptrykk. Det f~rer til at under pr~vetaking passerer de letteste forbindelsene, som f.eks naftalen og antracen, gjennom filteret. Typiske tall for forholdet mellom de lette PAH og de PAH som holdes igjen pa filteret under vanlige forhold er gjengitt i tabell I. Det betyr at den delen av PAH som sammenliknes med normen i hovedsak er summen av de PAH som har mer enn 3 kondenserte ringer. Andelen av de forbindelsene som ikke medregnes varierer mye. Om det svekker vurderingen i forhold til risiko ma sta ubesvart.

14 13 TABELL I. Forholdet mellom PAH som passerer filteret og PAH som holdes igjen pa filteret. Koksverk Soderberg aluminium Prebake aluminium Massefabrikker Jernverk/Ferrolegeringverk Forholdstall : 5 : 4 : 30 : 20 : 4 Forholdet mellom PAH og de andre forurensningene har betydning for n~dvendigheten av a utf~re de relativt kompliserte PAH-malingene. I tabell 11 er dette anskueliggjort for forholdet mellom PAH og totalst~v pa filter. I kolonne 1 er typiske verdier for PAH i st~v f~rt opp, og i kolonne 2 er det regnet ut hvor mye st~v det da vii v~re forutsatt 40pg PAH/m 3 Ved f.eks en st~vnorm pa 5 mg/m 3 vii det apenbart v~re tilstrekkelig a kontrollere totalst~v i FL-haller og ved anodebaking, mens ved de andre av de listede prosessene b~r det ogsa kontrolleres PAH-niva. TABELL 11. 1) PAH i st~v i typiske luftpr~ver (r.). 2) St~vkonsentrasjon som svarer til 40 rg PAH/m 3 1) (r.) 2) (mg/m"') Koksverk : Soderberg aluminium : 2 2 Prebake aluminium Massefabrikker : Anodebaking : Jernverk/Ferrolegeringverk I en PAH-pr~ve pa filter finnes et utall PAH-forbindelser. Rutinemessig ser man (YHI) pa ca. 40 forbindelser. I tabell III er f~rt opp et eksempel pa fordelingen av PAH-forbindelser i en filterpr~ve fra en Soderberghall (1984). 32 forbindelser er funnet over O.lX, 19 av dem over lr. og bare 3 over 10X. Av interesse kan v~re at benzotalpyren forekommer i ca. lx, og at det er vanlig med 1-4r. BaP.

15 14 TABELL Ill. Eksempel pe prosentvis fordeling av PAH pe filter. Komponenter over er tatt med og utgj~r 32 av et antall pe 39 analyserte. Acenaften Dibenzofuran Fluoren 2-metylfluoren Dibenzotiofen Fenantren Antracen Karbazol Metylfenantren 2-metylfenantren 2-metylantracen 4,5-metylenfenantren Metylfenantren I-metylfenantren Fluoranten Pyren BenzoEaJfluoren BenzoEbJfluoren 4&1-metylpyren BenzEaJantracen Krysen/trifenylen BenzoEbJfluoranten BenzoEj/kJfluoranten BenzoEeJpyren BenzoEaJpyren Perylen IndenoEl,2,3-cdJpyren Dibenzantracener BenzoEghiJperylen Antantren DibenzoEa,eJpyren Coronen

16 15 Det er lite som tyder pa at den kvalitative sammensetning er forandret vesentlig siden PAH-prosjektet ble avsluttet. I tabell IV er det gitt en fordeling slik den framkom i profilanalysene fra prosjektet og i en pr~ve fra Forbindelsene er de samme som i de tidligere profilanalysene, men de flyktigste og de mest usikre forbindelsene er trukket ut. Tilsammen utgj~r de noe over 507- av PAH pa filter i pr~vene. Ingen av de oppf~rte forbindelsene har dramatisk endret andel. TABELL IV. Sammensetning av PAH under prosjektet og i Tabellen viser noen utvalgte indikatorforbindelser. Forholdstallene er angitt som 7- av forbindelsene. Disse stoffene utgj~r av PAH pa filter. Prosjektet Fluoranten Pyren Benz[aJantracen Krysen/trifenylen Benzofluorantener BeP BaP Benzo[ghiJperylen En annen indikator pa utvikling vii v~re fordeling av analyseresultater pa konsentrasjonsintervall. I tabell V er slike fordelinger f~rt opp for prosjektet og for pr~ver sendt inn til YHI senere. Disse fordelingene viser ingen

17 16 klar utvikling, men utvalget er neppe representativt. de viser at de h~ye nivaene, na 5 ar etter prosjektet, fremdeles finnes. Men TABELL V. Fordeling av PAH i arbeidsatmosf~re slik de fremmkommer ved innsendte pr~ver til YHI de siste arene. Konsentrasjonene ma ikke betraktes som representative for aluminiumindustrien. Antall er angitt i prosent. < >200, uq/m'" Tidl Konklusjon. Anstrengelsene for a senke PAH-eksponeringene i Soderbrghaller ser ut til a ha hjulpet noe. S~rlig boltetrekkere som benytter kraner der alle arbeidsoperasjoner kan utf~res fra en godt ventilert kabin har fatt bedret forholdene. Nar det gjelder annet arbeid i Soderberghaller er situasjonen ikke dramatisk endret. Imidlertid kan innf~ring av ny teknologi, nye arbeidsrutiner og bedre pauserom ha f~rt til at oppholdstiden i forurenset atmosf~re har gatt ned. Soderbergteknikkens har ogsa bidratt til at bygging av nye Soderberghaller vanskeliggj~res. Selv om mye er gjort, mangler mye f~r (def. som <40 fg/m"')' akseptable forhold

18 17 Referanser: Rapporter og publikasjoner fra NTNF-prosjektet "PAH i arbeidsatmosf;ere" Eduard,W & al: Unders~kelse av arbeidsmilj~forholdenei elektrolysehallene ved bruk av ren oksyd og gjennvinningsoksyd. YHI 1980 Fjeldstad,P & al: Interkalibrering aromatiske hydrokarboner I og 11. av polycykliske YHI 1981 og YHI Upubliserte analyseresultater.

19 PAH-NIVA I BOI.,IGOMPADER R.UNDT ALmUNIUMVERK/ PAH-LEVEL IN INHABITED AREAS AROUND ALUMINIUM PI,ANTS Karin E. Thrane

20 19 NILU F REFERANSE OATO 8/84 Q-303 APRIL 1984 PAH-NIVA I BOLIGOHRADER RUNDT ALUHINIUHVERK Karin E. Thrane PAH-symposium ved Soria Moria konferansesenter, 2-3 mai 1984 NORSK INSTITUTT FOR LUFTFORSKNING POSTBOKS 130, 2001 LILLESTRBM NORGE

21 20 PAH-NIVA I BOLIGOMRADER RUNDT ALUMINIUMVERK INNLEONING Norsk institutt for ~uftforskning (NILU) har i ~0pet av arene fra 1980 foretatt luftkva~itetsunders0kelser omkring a~uminiumindustrien i Norge og Sverige (1-8). Unders0kelsene har vart utf0rt etter oppdrag fra aluminiumindustrien og fra Statens forurensningsti~syn (SFT l. Hensikten har vaart a bestemme forurensningsbelastningen med saarlig vekt pa poly~ syk~iske aromatiske hydrokarboner (PAHl, i bo~igomradene. Frekvensfordelingen av luftforurensningene er unders0kt. Variasjonene i nivaene pa hvert sted er sett i sammenheng med de meteorologiske forhold. Oet er gjort beregninger av det re~ative bidraget av PAH fra aluminiumindustrien i forho~d ti~ andre ki~der. I forbindelse med malingene av forurensningsomradene ble ~uftpr0ver fra hvert sted ogsa unders0kt med hensyn til. biologisk aktivitet (6,9,10,11). De unders0kelsene av bio~ogisk aktivitet som hitti~ er foretatt av omgive~sesluften naar de norske verkene er kun av orienterende art og b0r f0~ges opp. Al1e malinger er gjort i enkelte fabrikker. samarbeid med persona~et ved de I det f01gende er bakgrunnen for ma~eprosjektene kort beskrevet. Det er gitt en oversikt over resultatene fra et av prosjektene som omfattet industristedene H0yanger, Mosj0en og Ardal. Resultater av PAH-malinger i Oslo og i Sundsvall, Sverige er brukt som referanse. Tils~utt er det gitt en kort redegj0relse om en bestemt metode for data-analyse som er brukt for a estimere de re~ative PAH-bidragene fra industrien. Anvendelsen av metoden er illustrert med eksempel fra unders0kelsen i Sundsva~~.

22 21 2 BAKGRUNN Aluminium fremstilles ved elektrolyse. Anodene bestar av en blanding av koks og bek og prosessen foregar ved en temperatur pa e. Ved denne temperaturen vii organiske forbindelser lett fordampe fra anoden. Avgassene fra produksjonen fortynnes med luft og temperaturen pa blandingen synker til ca 30 0 e f0r utslippet. Ved denne temperaturen vii en del av de mest flyktige forbindelsene vrere i gassform mens resten vii kondensere til sma partikler. De rensesystemer som ofte brukes for avgassene fra elektrolysen, f.eks. gassvaskere (scrubbers) er lite effektive for meget sma partikler, men ogsa for organiske forbindelser som 10ses darlig i vann. Organiske forurensninger vii derfor kunne slippe ut til omgivelsesluften. Produksjonen av selve anoden og handtering av rastoffer vii, i tillegg til selve aluminiumfremstillingen, vrere viktige kilder til organiske luftforurensninger i omradene omkring aluminiumindustrien. PAH er en gruppe organiske forbindelser som hovedsakelig dannes ved ufullstendig forbrenning av organisk materiale, men som ogsa kan skrive seg fra fordampning nar tjrere, bek eller koks blir varmet opp. Forekomsten av PAH i luft er dokumentert i et meget start antall publikasjoner. Grunnen til at denne gruppene organiske forurensninger er viet sa star interesse, er de kreftfremkallende egenskaper som enkelte av forbindelsene synes a ha. Benzo(a)pyren (BaP) er mest kjent og er ansbtt som en av de viktigste forurensningskomponentene. Beregninger basert pa emisjonsmalinger fra Granges Aluminium i Sundsvall, Sverige, viste at det i 1977 ble sluppet ut 2.3 tonn BaP pr ar fra den ne fabrikken (12). Dette utgjorde fire ganger den mengde BaP S0m kom fra hele Sveriges bilpark.

23 22 3 MALEPROGRAM En oversikt over de aluminiumindustriomrader hvor NILU har hatt unders0kelser av PAH i uteluft er gitt i tabell 1. Oet er i tabellan gitt referanser til de enkelte rapporter hvor man finner detaljerte beskrivelser av maleprogrammet, samt metoder og resultater. Pa de steder hvor det har vrert bare en malestasjon var den plassert i eller nrer et boligomrade. I Sundsvall ble det ogsa tatt pr0ver i en sterkt trafikkertgate og i et omrade som ikke var direkte pavirket av luftforurensningene fra aluminiumverket. I de fleste unders0kelser varte maleperioden sa lenge at alle arstider ble dekket. Oet ble tatt luftpr0ver av PAH ved hjelp.av NILUs PUR-pr0vetaker (13, 14). PAH ble ogsa malt i den vannu10selige delen av nedfallst0v. Pr0vetaking og forbehandling av nedfallst0vpr0vene er utf0rt som beskrevet i norsk standard (15), og pr0vene ble analysert med hensyn pa PAH etter samme metode som luftpr0vene. Oe PAH- komponenter som NILU har inkludert i sitt analyseprogram er vist i tabell 2. 4 RESULTATER Maleresultater fra H0yanger, Mosj0en, 0vre Ardal og Ardalstangen er presentert i det f0lgende. Stasjonsplasser- ingen i forhold til industrien er vist i figurene 1,2 og 3. Nivaene av PAH er gitt som gjennomsnittkonsentrasjoner og det er vist eksempler pa frekvensfordelinger og arstidsvariasjoner. Mengden av PAH i nedfallst0v er sammenstilt med resultater fra andre unders0kelser. 4.1 PAH i luft Arstidsgjennomsnitt for summen av PAH-komponentene (se tabell 2) for hver av de fire malestasjonene er vist i figur 4. Figuren illustrerer at nivaene er forskjellige i de fire boligomradene med de h0yeste nivaer i Ardal og noe lavere gjennomsnittskonsentrasjoner i H0yanger og Mosj0en. Nivaene i

24 23 H0yanger og Mosj0en tilsvarer de man har i gater med tett trafikk. Fig. 5 viser arstidsnivaene for BaP. Konsentrasjonsomradet for arstidsnivaene av BaP i Sundsvall er tatt med i figuren. I Sundsva~~ er PAH malt ved a~~e arstider og med samme metode som her i Norge, og resultatene er derfor direkte sammen~ignbare. Nivaene av BaP i ~uften i nffirheten av den norske aluminiumindustrien er h0yere enn i Sundsvall. I figurene 6 og 7 er nivaene av et utva~g PAH-komponenter sammenlignet med gjennomsnittskonsentrasjoner for sommer og vinter fra to stasjoner i Oslo. Malestasjonen pa St.O~avs plass er direkte eksponert for trafikkforurensninger, mens stasjonen i Nordah~ Bruns gate star i en bakgard og er representativ for et byomrade uten direkte pavirkning fra bestemte ki~der~3~som man ser av figurene er nivaene av de fleste PAH-forbindelser h0yere i boligomradene nffir aluminiumindustrien enn de er i Os~o ved de to arstider. PAH-konsentrasjonene varierer meget ved alle malestasjonene nffir a~uminiumindustrien. Variasjonene synes a Vffire mest betinget av de meteorologiske forhold, og i mind re grad avhengig av driftsforho~dene i fabrikkene. I Sundsval~ b~e sammenhengen mellom PAH-konsentrasjonen i uteluft og registreringer av driften unders0kt i en begrenset periode, menresu~tatene viste ingen tydelig korrelasjon. I Sundsva~~, Mosj0en og pa Sunndals0ra har vindretningen stor betyd~ing for forurensningsnivaene i boligomradene. De h0yeste konsentrasjoner b~e ma~t mens vinden b~aste fra ~luminiumindustrien og mot malestasjonene. Boligomradene ligger pa disse stedene s~ik til at de eksponeres fra forurensningene fra verkene nar det er palandsvind om sommeren. I vinterhalvaret blaser det oftest fra land og vinden f0rer forurensningene utover fjorden og bort fra tettbebyggelsen. Vindretningens innflytelse pa PAH-konsentrasjonene er illustrert i fig. 8. Dette eksemplet er hentet fra Mosj0en hvor aluminiumverket ligger NNV for malestasjonen. Figuren viser ogsa at aluminiumverket er en dominerende kilde til PAH.

25 24 I H0yanger og Arda~ er vindstyrken ofte ~av og spredningen av ~uftforurensningene er her mer avhengig av ~uftens stabi~itet enn av vindretningen. Stabi~ sjiktning resu~terer i anrikning av ~uftforurensningene. Pa grunn av de store ki~dene ti~ PAH som man har i disse omradene, b~ir konsentrasjonene ved ~angvarige inversjoner meget h0ye. Oette forekommer oftest i vintermanedene. Figurene 4 og 5 i~~ustrerer at PAH-konsentrasjonene i H0yanger og Arda~ er h0yest om vinteren. 4.2 Frekvensfordeling av PAH Oet er viktig a fasts~a om de h0ye gjennomsnittkonsentrasjoner som er malt i disse omradene, skyldes et genere~t h0yt forurensningsniva, e~~er enke~tma~inger med ekstremt h0ye konsentrasjoner. Frekvensfordelingene for utvalgte PAH-komponenter b~e derfor unders0kt. Som oftest var frekvensforde~ingene skjeve, som vist i eksemplet i fig. 9, det vil si at de fleste pr0vene inneho~dt re~ativt ~ave konsentrasjoner av PAH og at de h0ye gjennomsnittkonsentrasjonene sky~dtes enke~te meget h0ye ma~eresu~tater. Frekvensforde~ingene for PAH var ofte komp~ekse, dvs. at man hadde flere typer forde~inger innen samme datasett. Ved a de~e pr0vene inn i grupper etter de meteoro~ogiske forho~d under pr0vetakingen, fant man at frekvensforde~ingen for PAH kunne v~re forskje~~ig for hver gruppe. For eksempel var PAH pa Sunnda~s0ra ~og-normalforde~t nar ma~estasjonen ikke var direkte eksponert for forurensninger fra a~uminiumverket, og tiln~rmef normalfordelt nar vindretningen fra verket mot ma~estasjonen var dominerende. Den aritmetiske gjennomsnittkonsentrasjon er van~igvis brukt sosm et ma~ for forurensningsnivaet og er f0~ge~ig ogsa brukt her. Medianen vi~~e i de f~este ti~fe~~er ha gitt et riktiger~ bi~de av situasjonen. 4.3 PAH i nedfal~st0v Ana~yseresu~tatene viser at nedfa~~st0vet i omradene omkring aluminiumindustrien inneho~dt store mengder PAH nar man sam-

26 25 menligner med publiserte resultater fra Tyskland.Tabell 3 viser resultater av BaP i nedfallst0v fra fire m~lesteder i Norge og fra Tyskland, Japan og Ungarn (16). Unders0kelsene i Tyskland er gjort p~ en rekke forskjellige steder som er representative for boligstr0k, forretningsstr0k med trafikk, flyplasser, jernbanestasjoner og feriesteder. Resultatet fra Japan er gjennomsnitt av malinger fra tre industrialiserte steder og to mindre byer. Det foreligger ingen maleresultater av PAH i nedfallst0v fra andre sted.r i Norge, som kan legges til grunn for en sammenligning. Det er viktig a vare oppmerksom pa at nedfallst0vet som inneholder PAH vii komme i jordsmonn og vann og legge seg pa vegetasjonen. PAH kan derved komme inn i naringskjeden. En unders0kelse i Sverige har vist at opptaket av PAH i gr0nnsaker er h0yt i omgivelsene nar aluminiumindustrien i Sundsvall, men avtar med 0kende avstand fra fabrikken (17). 5 BEREGNINGER AV DE RELATIVE BIDRAG AV PAH Granges Aluminium i Sundsvall 0nsket et estimat av fabrikkens bid rag til PAH i luft i forhold til andre kilder. De beregningsmetoder som vanligvis anvendes for a estimere de relative bidrag av luftforurensninger er basert pa sikre opplysninger om kildene med hensyn til mengde og sammensetning av utslippet. Det forutsettes ogsa at sammensetningen av forurensningene holder seg konstant under transporten fra kildene til pr0vetakeren. Nar det gjelder PAH er det vanskelig a fa n0yaktige utslippstall. Dessuten vii PAH brytes ned n~r de utsettes luft og lys. Nedbrytningsgraden er forskjellig for de enkelte komponenter og vii trolig ogsa variere med arstidene. Bidragsberegninger av PAH fra forskjellige kilder basert pa tradisjonelle modeller vii derfor gi meget usikre resultater (18,19)., Aluminiumproduksjonen er som regel den eneste kilde til fluorid i luften i disse omradene og fluorid er derfor et godt sporstoff. Ved Granges Aluminium var det gjort utslippsmalinger av BaP 09 fluorid. Bidraget av 8aP ble her beregnet pa grunnlag av disse maleresultatene samt konsentrasjonen av

27 26 fluorid i luft. Oe beregnede verdier fordet relative bidrag av BaP fra denne metode, se tabell 4, var for et par av stasjonene opplagt for h0ye. Oet kan v~re flere arsaker til de h0ye estimatene. For eksempel kan de skyldes at oppholdstiden for fluorid i luft er lengre enn levetiden for BaP. Arsaken kan ogsa v~re variasjoner i forholdet mellom BaP og fluorid fordi de to forurensningene ikke skriver seg fra n0yaktig de samme aktiviteter i fabrikken. Pa grunn av disse usikkerhetene ble bidragsberegningene ogsa utf0rt ved hjelp av data-analyseprogrammet FOSE (20, 21, 22), og resultatene er gitt i tabell 4 sammen med estimatet basert pa forholdet mellam utslippstallene for BaP og fluorid, og fluoridkonsentrasjonene. Som tabellen viser er resultatene fra de to beregningsmetoder forskjellige, men man ser at de varierer pa samme mate fra en stasjon til den neste. Stasjonene nr 1 og nr 2 er direkte ekspo nert for forurensninge r fra aluminiumverket, men mottar en del PAH fra trafikk og husoppvarming. Begge beregningsmetoder viser at aluminiumindustrien er en meget betydelig kilde i de to omradene. Stasjon nr 3 er i en sterkt trafikertgate hvor PAH-mengden fra bileksos utgj0r omtrent like mye som den mengden stasjonen mottar fra aluminiumindustrien. Ved den siste stasjonen (nr 4) som er plassert ca 5 km fra fabrikken og slik at den ikke direkte er utsatt for forurensningene fra Granges Aluminium, er ogsa aluminiumindustrien den mest dominerende kilde. Andre forurensningskilder bidrar her i st0rre grad enn de gj0r ved stasjonene nr j og nr 2. Nar man sammenligner resultatene fra de to beregningsmetodene, se tabell 4, er det viktig a v~re oppmerksom pa at den ene er gjort for kun en komponent, BaP, mens den andre gir det relative bidrag av summen av de malte PAH-komponenter, se tabell 1. Oet er ingen grunn til a forvente at det relative bid rag av BaP, som sannsynligvis er en av de mer ustabile komponentene i gruppen, skal tilsvare bidraget av den totale mengde PAH fra en kilde. Oet forela ingen resultater av PAH fra utslippsmalinger ved den norske aluminiumindustrien og alle beregninger av bidragene er derfor gjort ved hjelp av FOSE. Resultatene i

28 27 tabell 5 viser at aluminiumindustrien er en dominerende kilde til PAH. Bare i Mosj0en ved vintertid dvs. nar vinden f0rer forurensningene fra verket ut fjorden og bort fra bebyggelsen, er bidraget fra de andre kildene i by en omtrent like stort som bidraget fra aluminiumindustrien. 6 ANVENDELSE AV DATA-ANALYSEpROGRAMMET EOSE Programmet EOSE foreligger pa Vax og Nord regnemaskiner, mens en ny versjon for mikromaskiner na er under utvikling. Programvaren er tilgjengelig fra professor R.W. GundersDn, Utah State University, Department Df Mathematics, LDgan, Utah 84322, USA. FOSE s0ker etter m0nstre i luftpr0venes sammensetning av PAH (PAH-prDfil), Dg fdrdeler pr0vene i klasser etter disse m0nstrene. FDr hver klasse lager prdgrammet en protdtype dvs. en PAH-prDfil som legges til grunn fdr klassifiseringen. Pr0vene kan tilh0re flere klasser, Dg prdgrammet beregner graden av medlemskap i hver klasse fdr de enkelte pr0vene. Den versjdn av EOSE sdm ble brukt fdr beregningene i aluminiumindustrien var begrenset til 40 pr0ver Dg 12 variable. Mer enn 40 pr0ver var samlet inn fra hver stasjdn og det var derfdr n0dvendig a dele pr0vene i grupper pa fdrhand. Vanligvis ble de delt inn etter arstid. Utvalget av PAH-kDmpDnenter sdm er brukt i EOSE, merket med * i tabell 1, er basert pa analyseresultatenes kvalitet. Det er viktig at reprdduserbarhet Dg n0yaktighet er best mulig, Dg at man ikke har interferenser. Det ble DgSa lagt vekt pa a fa med kdmpdnenter,som er knyttet til spesifikke kilder. Eor eksempel er fluoranten (Fla) Dg benzd(a)antracen (BaA) knyttet til aluminiumprdduksjdnen, mens trafikk regnes SDm hdvedkilden til kdrdnen (c). EluDrid var DPprinnelig inkludert i data-analysen, men Dverraskenne ndk, ble ikke resultatene forandret nar denne fdrurensningskdmponenten ble fjernet. Antall klasser varierte fra fire til fern. Eksempel pa en data-matrise fdr EOSE er gitt i tabell 6. Tabell 7 viser medlemskapsmatrisen for det samme datasettet. Denne stasjdnen i Sundsvall, nr 2, ligger NNV fdr aluminium-

29 28 verket. Hovedvindretningen under pr0vetakingen for de pr0ver som har h0yt medlemskap i de enkelte klasser er gitt nederst i tabell 7. Pr0vene er ordnet i rekkef01ge etter 0kende konsentrasjon av fluorid. Klassene kunne identifiseres etter hovedvindretning under pr0vetakingen og innhold av fluorid i pr0ver med h0y grad av medlemskap. Klassene 1, 3 og 5 synes a vare representative for aluminiumindustrien. Pr0ver med h0yt medlemskapstall i klasse 4 skriver seg fra andre kilder. r en slik klassifisering av pr0ver er det ofte en klasse som kan vare vanskelig a identifisere, slik som nr 2 i eksemplet i tabell 7, og man ma da gj0re en skj0nnsmesssig vurdering. r forbindelse med identifisering av klassene kan det vare interessant a sammenligne PAH-sammensetningen i luftpr0ver som har vart eksponert for bestemte kilder, med prototypene for de enkelte klasser, se fig. 10. Figuren viser at PAH-profilene er forskjellige og avhengige av hvilke kilder de skriver seg fra, o~ at FOSE inrid.ler pr0vene i klasser etter disse profilene. Bidragsberegningene er basert pa at graden av medlemskap for hver pr0ve i en klasse tilsvarer bidraget fra den kilden som klassen r~presenterer..siden summert for hver arstid. Bidragene er beregnet for hver pr0ve og 7 KONKLUSJON Resultatene viser at nivaene av PAH i uteluft i boligomradene omkring aluminiuimindustrien er h0ye, og at industrien er den st0rste kilden der malingene er foretatt. Ved alle malestasjonene varierer konsentrasjonene sterkt. Variasjonene synes a vare mest betinget av de meteorologiske forhold. Frekvensfordelingene viser at man har enkelte pr0ver med meget h0ye konsentrasjoner av PAH. som bidrar til a 0ke nivaene. Medianverdiene for PAH er ved alle malestedene lavere enn de aritmetiske middelverdier. Mengden av PAH i nedfallst0v i omradene er stor nar man sammenligner med publiserte resultater fra andre steder. Data-analyseprogrammet FOSE har vist seg a vare et velegnet

30 29 verkt0y for a beregne det reltive bidraget av PAH fra aluminiumindustrien der hvor det kan v~re vanskelig a skaffe n0yaktige data for utslippene.

31 ' REFERANSER ( 1 ) Thrane, K.E. Luftkva~itet i et bo~igomrade pa Sunnda~s0ra. Li~~estr0m (N1LU OR 1/83.) ( 2 ) Thrane, K.E. Polysykliske aromatiske hydrokarboner i uteluft i bo~igomrader nrer a~uminiumverk. I. Luftkvalitet i H0yanger. Li~~estr0m (N1LU OR 67/83.) ( 3 ) Thrane, K.E. Polysykliske aromatiske hydrokarboner i uteluft i bo~igomrader nrer aluminiumverk. 11. Luftkvalitet i Mosj0en. Lil~estr0m (N1LU OR 68/83.) ( 4 ) Thrane, K.E. Polysykliske aromatiske hydrokarboner i uteluft i boligomrader nrer a~uminiumverk. Ill. Luftkvalitet i lovre Arda~. Lil~estr0m (N1LU OR 69/83.) (5) Thrane, K.E. Polysykliske aromatiske hydrokarboner i ute~uft i boligomrader nrer a~uminiumverk. IV. Luftkvalitet pa Arda~stangen. Lillestr0m (NILU OR 70/83.) (6) Thrane, K.E. Aune, T. Hongs~o, J. a~uminium Luftkvalitetsmalinger ved verk. Lillestr0m (N1LU OR 71/83.) (7) Thrane, K.E. Polycyclic aromatic hydrocarbons in ambient air in Sundsvall, Sweden. Lillestr0m (NILU OR 40/82.) (8) Thrane, K.E. Wikstrom, L. Monitoring of po~ycyclic aromatic hydrocarbons in ambient air. Presentert ved: "The eighth internationa~ symposium on po~ynuclean aromatic hydrocarbons. 8attelles Co~umbus Laboratories, Ohio, oktober Lillestr0m (N1LU F 45/83.) (9) Aune, T. S0der~und, E. Tveito, K. Luftkvalitetsmalinger ved aluminiumverk. Mutagenitetstesting. Oslo, Statens institutt for folkehelse, 1982.

32 31 (10) Mll)ller, M. Hongslo, J. Mutagenitetstester av luftprll)ver inn-. samlet i n~rheten av aluminiumverk. Oslo, Sentralinstitutt for industriell forskning, (11) Alfheim, I. Evaluation of the air quality in the city of Sundsvall, Sweden, with respect to mutagenicity and polycyclic aromatic hydrocarbons. Contribution from an aluminium smelter compared to other sources. Oslo, Sentralinstitutt for industriell forskning, ( 1 2 ) OECD Air Management Group. Project on Toxic Substances in the Atmosphere. ENV/AIR/7B.l0, (13) Thrane, K.E. Mikalsen, A. High-volume sampling of airborne polycyclic aromatic hydrocarbons using glass fibre filters and polyurethane foam. Atmos. Enyiron..12, (1981). (14) Thrane, K.E. Mikalsen, A. Stray, H. Utvikling av malemetoder for utvalgte organiske luftforurensninger. Lillestrll)m (NILU OR 28/82.) (15) Norsk Standard LuftunderSll)kelse. Uteluft. Maling av stll)vnedfall. Stll)vsamler med horisontal samleflate. NS 4B52. (16) Fechner, D. Seifert, B. Determination of selected polynuclear aromatic hydrocarbons in settled dust by high-performance liquid chromatography with multi-wavelength detection. I: Polynyclear Aromatic Hydrocarbons, ed. P.W. Jones and P. Leber. Ann Arbor, Ann Arbor Science Publ. Inc. 1979, pp (17) Larsson, B. Sahlberg, G. Polvcyclic aromatic hydrocarbons in lettuce. Influence of a highway and a aluminium smelter. I: Polynuclear Aromatic Hydrocarbons_. Physical and Biological Chemistry. Sixth international Symposium. Ed. M. Cook, A.J. Dennis, G.L. Fisher. N.Y., Springer-Verlag, 1982, pp

33 32 (18) Daisey, J.M. Leyko, M. Kneip, T.J. Source identification and allocation of polynuclear aromatic hydrocarbon compounds in the New York City aerosol. Methods and applications. I: Polynuclear Aromatic Hydrocarbons. Ed. P.W. Jones and P. Leber. Ann Arbor, Ann Arbor Science Publishers Inc., 1979, pp (19) Daisey, J.M. Receptor source apportionment models for two polycyclic aromatic hydrocarbons. I: Specialty conference go receptor models applied to cgntemporarv pollution problems. Pittsburg, The Air Pollution Control Association, 1982, pp ( 20) Bezdek, J.C. Coray, C. Gunderson, R.W. Watson, J. Detection and characterization of cluster structure. I: Linear structure, I I. Fuzzy c varieties and convex combinations. SIAM J. Appl. Math., ~. pp 339 and 358 (1981). ( 21 ) Gunderson, R.W. Jacobsen, T. Trace element distribution in yeast and wort samples. An application of the Fc-V clustering algorithm. Int. J. of Man Machine StUdies, ~, pp 105 (1983). ( 22) Gunderson. R.W. Jacobsen, T. Unsupervised learning of disjoint principal component models. In: Nordic symposium on applied statistics. Stavanger, Stokkand, 1983, pp ( 23) Larssen, S. Overvaking av bilforurensning i Oslo. NILU oppdragsrapport under utarbeidelse.

34 33 Tabell 1: Oversikt over de steder nmr aluminiumindustrien hvor det er gjort malinger av PAH i uteluft. Sted Antall Varighet malestasjoner maneder Referanse Sundsvall 4 (6 ) 14 7, 8 Sunndals0ra H0yanger , 6 Mosj0en , 6,!.rdal , 5, 6 Karm0y 3 Pagar - Tabell 2: PAH-forbindelser inkludert i NILUs analyseprogram. F: forkortelser brukt i tabeller og figurer. PAH F Naphthalene 2-methyl naphthalene 1-methyl naphthalene *Biphenyl 8 "Acenaphthene Ac *Fluorene Fl Dibenzothiophene *Phenanthrene Ph "Anthracene An 2-methyl anthracene 1-methyl phenanthrene *Fluoranthene Fla *Pyrene P Benzo(a)fluorene Benzo(blfluorene *Benzo(a)anthracene 8aA Chrysene/triphenylene Benzo(j/k/b)fluoranthene Benzo(ghilfluoranthene *Benzo(e)pyrene BeP *Benzo(a)pyrene BaP Perylene O-phenylene pyrene Dibenzo(ac/ah)anthracene Benzo(ghi)perylene Anthanthrene *Coronene C

35 34 labell 3: Mengden BaP i nedfallst0v oppgitt som laveste og h0yeste resultat malt pa de enkelte industristeder. For sammenligning er publiserte resultater fra andre omrader tatt. med (16). BaP i nedfallst0v 2 ~g/m 30 d H0yanger Mosj0en Bvre Ardal Ardaistangen Vest-lyskland Japan Ungarn, BUdap~st Ungarn, n~r kullfyrt kraftverk labell 4: Beregnede bidrag i prosent, fra aluminiumindustrien i Sundsvall, Sverige. a) Bidrag av BaP basert pa utslippstall samt konsentrasjoner av fluorid i luft. b) Bidrag av PAH basert pa data-analyseprogrammet FOSE. Stasjoner a b labell 5: Beregnet bidrag av PAH fra aluminiumproduksjonen i prosent av total mengde malt i luften ved de fire malestasjonene. Sted og kilde Vinter Sommer H0yanger, Al-verk 75l 85l Mosj0en,.. 46l 64l Bvre Ardal,.. 76l 83l Anodemasse- Ardalstangen, fabrikken Hl 58l l. Al-verket i Bvre Ardal 46l 32l

36 35 Tabell 6: Eksempel pa datamatrise brukt i FOSE (Stasjon 2, Sundsvall). mrnller O DATA VECTORS 27 IIU!'lBER OF FEATUBES. D 11.!lUIIBER OF CLUsn:ns. C' :s TliIS IS THE I1IPllT DATA III D-SPAc:E: B Ac: FI Ph An Fla I" BaA BeP. BaP C $92: ,00,' '1' , ,, 'LOO , ' ll : ' 0.70, , 3.4ll ' , 0.70 ' l UO ' I "~O 3.ne , , : \ , ' 1.3ll CO 1.9ll 1.00.' 0.00 " ', H) '0, ' ' ll ll l ' 17.GO 1l ,' , , ,0, l ' 'L ' ', C ' ' 2\}, {) ') , ' C ': ' ' H ' ' :: ' ' ' 9.10 (l a~ ' ' ' L ' 5.0~ l , , ~;.eo L40 0:;' '; ~ , EUCLIDEAIf '1I0M 111 USE

37 36 Tabell 7: Medlemskapsmatrise av 27 pr0ver fra stasjon 2 i Sundsvall. Hovedvindretning under pr0vetaking for pr0ver med h0yt medlemskap i hver klasse er angitt nederst. Pr0vene er ordnet etter 0kende fluoridkonsentrasjon. Klasse Klasse. Klasse Klasse Klasse : O o SISE var. SI stiue NV/N SE

38 37 N t 1r==;:;::==F====;:==1 o 2km Figur 1; Kart over H0yanger med de n~rmeste omgivelser samt mal~stasjonens plassering i for hold til aluminiumverket.

39 38.. ':; l~ ;j. st:ra.nai'j ,.~~--_+_~~~ i~"\l.ljtlm (~\ o N I 2 Figur 2: Kart som viser Mosj0en med de n~rmeste omgivelser samt malestasjonens plassering i forhold til aluminiumverket.

40 39 "; :~'. ; t 2 3km for- Figur 3: Kart over Ardal som vl'ser malestasjonenes plassering i hold til aluminiumverket og anodemassefabrikken.

41 40.. r ngjm3 PAH r r- r-- t o ~ ~ r--. t- r--r--... r- ~ n H~yan~~r 0vre Ardal Ardalstangen Figur 4: Gjennomsnittskonsentrasjoner for alia malinger av summen av PAH innen hver arstid ved de fire malestedene. Resultatene er vist i rekkef0lgen vinter, var, sommer og h0st o Ht;tyanger r- r-- Mosjt,Zlen - 0vre ArdaL r0- Konsentrasjonsomrade for l" gjennomsnit1i~e arstidsverdier i Sundsvall Figur 5: Gjennomsnittkonsentrasjoner for alie malinger av BaP lnnen hver arstid ved de fire malestedene. Resultatene er vist i rekkef0igen vinter, var, sommer og h0st. Konsentrasjonsomradet for arstidsnivaer av BaP i Sundsvall, Sverige. er tatt med.

42 41 500, ng 1m 3 Vinter , ,/ / \ V / o 11 \ \,,/ 1\...,/" ~l -- l l.-- r-, l.l --l.i, B Ac Fl Ph An Fla P BaA BaP BaP C Figur 6: Gjennomsnittkonsentrasjcnene for vinter er illustrert med en vertikal linje i rekkef0lgen H0yanger, Mosj0en, 0vre Ardal og Ardalstangen for hver av komponentene: bifenyl lb), acenaften lac), fluoren (Fll, fenantren lph), antracen lan), fluoranten (Flal, pyren (PI, benzola)antracen lbaa), benzo (e)pyren (BePI, benzola)pyren (BaP) og koronen (Cl. Gjennomsnittkonsentrasjonene for de samme komponenter malt ved to stasjoner i Oslo erogsa vist: St.Olavsplass Nordahl Brunsgate: