Per Søstrand, Statens arbeidsmiljøinstitutt Karl Jakob Cartens, Selmer NS

Tittel: Forfattere: Prosjektansvarlige: Prosjektmedarbeidere: Målinger av støv- og gasseksponering under bygging av Ekeberg-tunnelen Per Søstrd, Statens arbidsmiljøinstitutt Hane Line Daae, Statens arbeidsmiljøinstitutt Asbjørn Skogstad, Statens arbeidsmiljøinstitutt Per Søstrand, Statens arbeidsmiljøinstitutt Karl Jakob Cartens, Selmer NS Kari Dal, Statens arbeidsmiljøinstitutt Ahed Ali, Statens arbeidsmiljøinstitutt Dato: 17/1-94 ISSN: 0801-7794 Serie: HD 1049/94 FoU Sammendrag: Tunnelarbeidere eksponeres for støv og gasser fr sprengnng og dieselmotorer. Kombinasjonen forbedret teknologi på aneggsiden og korte tidsfrister kan bidra til å øke risikoen for eksponerig for enkelte arbidstakere. Det er foretatt målinger av gass og støv i Ekeberg-tuelen i perioden 22-26 mars og 8 juli-12 august 1993. Målngene viste at under driving av tuelen lå gjennomsnittg eksponering for nitrgendioksid i området 0,3-3,3 ppm og for støv i området 1,4-4,8 mg/m3. Under betongsprøyting var støvkonsentrasjonen vesentlig høyere, men det ble da brukt verneutstyr. Støvet inneholdt en blanding av uorganske og organske parikler. 78% av de uorganiske partiklene var i området 3-7 JIm, mens 92% av de organske pariklene hadde en aerodynamisk diameter på O -1 JIm. Beregnger antyder at masseprosent organiske parikler var 5-10%. Stikkord: Tunelarbeidere Eksponering Gasser StØv Key words: Tunel workers Exposure Gases Dust Postadresse: Pb 8149 Dep. 0033 Oslo Besøksasse: Gydas vei 8 Majorstua Telefon: 22 46 68 50 Telefax: 22 60 32 76

Innholdsfortegnelse Bakgrunn side nr. 3 2 Anleggsarbeide i tunnel side nr. 4 3 Ekeberg - tunnelen side nr. 4 4 Målemetoder for gasser og støv side nr. 4 5 Resultater av gass- og støvmålinger side nr. 5 6 Oppsummenng og konklusjon side nr. 9

1 Bakgrunn Bedriftslege Bente Ulvestad, SeIìner Als og lungespesialist Erik Melbostad, Stami er begge engasjert i et prosjekt om helseeffekter i luftveiene blant tunnelarbeidere. Som et ledd i arbeidet med ã dokumentere eksponering for gasser og støver det foretatt målinger av NOi, NO, CO og totalstøv under anlegg av Ekeberg-tunnelen. NOi= Nitrogendioksid CO = Karbonmonoksid NO. = Nitrogenmonoksid Tabell 1 Administrative normer for forurensninger i arbeidsatmosfæren pr 1993: NOi NO CO Støv* 2 ppm (Tak) 25 ppm 35 ppm 5 mg/ml Normene gjelder gjennomsnittet over en 8 timers arbeidsdag med unntak av normen for NOi. Denne normen er en takverdi, d.v.s. at det ikke er tilstrekkelig at gjennomsnittet er under 2 ppm. Normen skal aldri overskrides; selv ikke i korte perioder. *Normen gjelder "sjenerende støv". Det fins i tilegg flere normer som går på enkeltkomponenter i støvet. 3

2 Anleggsarbeide i tunnel Anleggstiden for nye veitunneler har blitt stadig kortere. Arbeid som f.eks. opprensking, sikring og grøfting blir til dels utført mens det drives på stuff. Dette sannsynliggjør økt eksponering for støv og gasser i anleggsperioden for flere arbeidstakere. Problemet øker med tunnelens lengde og stigning/synk. 3 Ekeberg-tunnelen Tunnelen har 2 separate løp og flere ramper. Hvert av de 2 hovedløpene er ca 1400 meter. Det ferdige anlegget inkludert alle ramper vil inneholde 3650 meter tunnel. Maks. stigning er 5 % på hoved løp og X % på ramper. Under målingene var det drevet ca 900 meter fra Sørengsida på hovedløp Drammen - Hamar og noe lengre på hovedløp Hamar - Drammen. Bergartene det ble drevet i på mâletidspunktet var hovedsaklig folierte, tildels granittiske gneiser; sannsynligvis med innslag av alunskifer. 4 Mâlemetoder gasser og støv co og NOi ble målt med bærbarç elektrokjemiske sensorer: -CO med Dräger Comopac. -NOi med Dräger Pac Il. co og NOi ble også målt med stasjonære elektrokjemiske sensorer koblet til dataloggere: -CO med CiTicel 3EIF i en Håkon Rygh AlS gasstransmitter. -NOi med CiTkel 3NDH i en Håkon Rygh NS gasstransmitter. -Datalogger: Grant squirrel 1200. Sensorene var kalibrert fra leverandør. I tilegg ble CO- og NOz- sensorene kontrollert mot 60 ppm CO - gass og sertifisert 4.56 ppm NOz - gass levert av Hydrogas Norge AlS. '=! NOi og NO ble absorbert i absorbsjonsrør (SKC 226-40) og analysert spektrofotometrisk på Stami etter NIOSH standard P&CAM 231. Totalstøv ble bestemt gravimetrisk etter oppsamling på 0.8 pm celluloseacetatfiltre i 37. mm kassetter ved bruk av CaselIa pumper. Dette er en rutineanalyse på Stami. Det ble gjort forsøk på å skille mellom organiske partiker o~ partier av uorganisk opprinnelse i arbeidsatmoi-færen. Til disse analysene ble det benyttet scanning elektronmikroskop (SEM) sammen med energidispersivt røntgenspektrometer (EDS). Et polykarbonatfiter montert i en elektrisk ledende kassett ble passivt eksponert for støv i 15 minutter. Analysesystemet som ble benyttet var et JEOL JSM 6400 sammen med Tracor Northeff EDS- og billedanalysesystem. Partiklene ble automatisk talt og karakterìsert ved hjelp av et program, PRC (Particle Recognition and Characterization). Programmet karakteriserer partiklene ut i fra størrelse og kjemisk sammensetning. 4

5 Resultater av gass- og støv målinger Målingene startet mandag 22 mars 1993. Det var ikke sprengt i tunnelen den forutgående helg og følgelig ikke transportert salve ut av tunnelen mandag 22 mars. Tabell 2 viser tidspunkter for sprenging på stuff og tidspunkter for utplassering og innhenting av måleutstyr. Tabell 2 Skyting på stuff, utplassering og innhenting av utstyr. Dato Skyting på stuff U tplassert utstyr Tatt inn utstyr 22/3 Kl i 747 Kl 09 Kl 16 23/3 Kl 1040 Kl 09 Kl 17 24/3 Kl 06 Kl 09 Kl 1530 26/3 Kl 0945 Kl 0930 Kl 16 Tiill 3 Resultater av gass- og støv målinger under driving. Alle arbeidsoperasjoner er foretatt bak stuff. DATO ARBEID P/S* NO NOi STØV ppm ppm mgtm3 22/3 Boring for injeksjon P - 0.3 2.9 0955-1600 22/3 Boring for injeksjon P - 0.3 1.4 0955-1'600 22/3 Boring for injeksjon. P - 0.4-0955-16(10 22/3 Rampe Moss/Hamar S. 5.0 0.7 1.2 1040- i 620 2700 22/3 Hovedløp Moss!Hamar S - 0.8 1.4 i 050-1630 22'JO 22/3 Hovedløp MossIHamar S - - 0.6 i 100-1635 2010 23/3 Bolting og salve P 4.6 0.7 4.8 1015-1600 23/3 Bolting og salve P 4.3 0.5 2.7 10 15-1600 23/3 Bolting og salve P 4.6 0.6 1.6 1015-1600 5

Tabell 3 Resultater av gass- og støv målinger under driving (fortsettes). DATO ARBEID P/S* NO NOi STØV ppm ppm mg/ml 23/3 Hovedløp DrammenIHamar S 9.4 1.2 2.9 OYOO L 6( )() 24Y() 23/3 Hovedløp HamarlDrammen S 13 1.7 6.0 0900-16()( ) 2240 23/3 Hovedløp HamarlDrammen S 11 1.1 8.2 0900-1600 1890 24/3. Betongsprøyting (verneutstyr) P 10 1.6 21 0930- L 250. 24/3 Injeksjon (verneutstyr) P 2.0 0.4 15 0930-1555 24/3. Injeksjon (verneutstyr) P 3.1 0.6 5.2 0930-1555 24/3 Grøft Hamar/Moss P - - 4.1 0930-1555 24/3 Hovedløp DrammenIHamar S 12 2.1 2.1 0910-1535 2490. 24/3 Hovedløp DrammenIHamar S 6.6 1.3 1.6 0920-1530 21 f4 24/3 Hovedløp DrammenIHamar. S 3.3 0.8 1.0 0925-1525 1985 26/3 Boring bak stuff P 12 3.3 4.7 1020-1330 ;,~r;~ 26/3 Betongsprøyting (verneutstyr ) P 9.7 1.3 10 0950-1400 26/3 Grøftarbeid P 5.4 1.7 3.7 1035-1345 :. 26/3 Hovedløp, DrammenIHamar S 13 2.8 3.2 ~ Ü925-1430 24YO 26/3. Hovedløp Drammen/amar S 21 7.8 9.1 0930-1430 2114 26/3 Hovedløp, ~rammen/amar S 23 6.3 9.8 0935-1430 1985 * p = Personlig prøvetaking, S = Stasjonær prøvetaing 6

Konsentrasjonen av NOi var i gjennomsnitt cirka 20 % av NO - konsentrasjonen i disse målingene. Under prøvetakingen 22-26 mars gikk vi flere ganger fram og tilbake i tunnelen. Vi hadde hele tiden med oss elektrokjemiske sensorer soll ble avlest med korte mellomrom. De høyeste verdiene vi avleste var under bolteboring nær en stasjonær dieseleksoskilde den 24 mars: 50 ppm CO og 7 ppm NOi. Tabell 4 viser hvilke nivåer vi avleste på sensorene i måleperioden. Tabell 4 Konsentrasjonsnivåer av CO og NOi i tunnelen i tidsrommet 22-26 mars. I DATO I MÂLESTED ppm I CO I~~ I 22/3 På stuff under boring og lading O O 22/3 I tunnelen forøvrig 0-15 0-1 23/3 Pâ stuff under boring og lading O O 23/3 I tunnelen forøvrig 0-30 0-4 24/3 Pâ stuff under boring og lading O O 24/3 I tunnelen forøvrig 5-50 1-7 26/3 På stu ff under boring og lading O O 26/3 I tunnelen forøvrig 0-20 0-3 De stasjonære CO- og NOi-sensorene ble plassert i hovedløp Drammen - Hamar 8 juli _ 12 august (etter gjennomslag). Gassmålingene viste seg vanskelige å tolke. En medvirkende årsak kan ha vært store og varierende belastninger på strømforsyningen i tunnelen som har forstyrret målingene. Gasskonsentrasjonene var sannsynligvis relativt lave med betydelige variasjoner. Den høyeste CO-konsentrasjonen som ble registrert var 30 ppm og den høyeste NOi-konsentrasjonen var 2.6 ppm. I tidsrommet 22 juli til i august og i tidsrõmmet 3 til 12 august var signalene fra sensorene preget av mye støy. Enkelte dager var variasjonene i CO- og NOi-konsentrasjonene relativt samsvarende, andre dager ble det bare registrert. NOi. Vurderinger omking årsaken til dette blir spekulasjoner. Det er kjent at dieselmotorer som kjøres på høyt turtl og luftoverskudd kan produsere betydelige mengder NOi og relativt lite CO. Andel organisk støv: Den elektronmikroskopiskeanalysen viste at 40 % av partiklene som ble talt og karakterisert var organiske, mens 60 % var uorganiske. 92 % av de organiske partiklene og 5 % av de uorganiske hadde en diameter mindre enn 1 pm. 78 % av de uorganiske partiklene var i størrelsesorden 3-7!JOl. Analysen antyder at den organiske andelen av partiklene utgjør 5 - L () vektprosent, men disse beregningene er usikre. 7

o Frekvens % o ~.~ ~ g o 00 o eg 8 I\ w en ë.i Ci ëñ (D 01 ã- a!2 o- r': o- 'O Q 00 3: =' CD - (J Õ 3: l!. Q o ;- l i õ: Ul o J I\ 3 i: o 3 w ~ Ci :J.i m =' -. (D 01 CT CD -- co fl D i-c: O C :: O. :: ca O ca (D :: O CD 00 eñ" :: '" :: eñ' '" I\ o I\ 5' co Q oe

6 Oppsummering og konklusjon Det ble ikke påvist NOi eller CO med elektrokjemiske sensorer på stuff under boring og lading. Bak stuff var det betydelige variasjoner i konsentrasjonene. På de elektrokjemiske sensorene avleste vi fra O til 50 ppm CO og fra O til 7 ppm NOi. Eksponeringsmålingene bak stuff viste fra 0.3 til 3.3 ppm NOi og fra 1.4 til 4.8 mg/m3 støv, (under betongsprøyting ble det målt opp til 21 mg/m3 støv, men det ble da brukt støvmaske). De stasjonære målingene viste at nivåene av NOi varierte fra 0.7 til 7.8 ppm i tunnelen. Støvkonsentrasjonene varierte fra 0.6 til 9.8 mg/m3. Tabell 4 Resultatet av eksponeringsmålingene under drivirig. Eksponering Antall Min. Maks. Gj. Stand. målinger snitt avvik NOi bak stuff 12 0.3 3.3 1.0 0.9 ppm ppm ppm ppm Støv bak stuff, 7 1.4 4.8 3.0 1.3 uten støvmaske mg/m3 mg/m3 mg/m3 mg/m3 Støv bak stuff, 4 5.2 21 12.8 6.8 med støv maske mg/m3 mg/mj mg/m3 mg/m3 De elektronmikroskopiske undersøkelsene viste at støvet i arbeidsatmosfæren var en blanding av uorganiske og organiske partikler. Diameteren til 78 % av de uorganiske partiklene var i størrelsesorden 3-7 pm og 92 % av de organiske partiklene var O - L pm. Målingene antyder at ITasseprosenten organiske partikler var 5-10 %. 9