Indånding af partikler fra luftforurening har en lille, men vigtig, effekt på helbredet

Publiceret Oktober 2007

Støv i luften præger mange danske arbejdspladser. Det gælder særlig arbejdere indenfor byggeri, landbrug og visse håndværk. Her arbejder over halvdelen med støvende materialer i mere end ¼ af arbejdstiden (tabel 1). Vi ved at udsættelse for partikler i luften øger risikoen for en række af de store folkesygdomme, fx lungesygdomme og kræft. Vi ved også at visse partikler skader mere end andre. Selvom effekterne er svage for de fleste sygdomme, betyder partiklerne alligevel noget, fordi mange mennesker er udsatte og sygdommene er meget udbredte.

Branche

% af ansatte der arbejder med støvende materialer

Selvstændige i byggeri

51

Landbrug

58

Blikkenslagere

53

Tømrere og snedkere

70

Faglærte bygningsarbejdere

68

Ufaglærte bygningsarbedere

40

Syersker

49

Betonelementfabrikarbejdere

58

Lærlige og elever, industri

45

Tabel 1: Viser brancher, hvor mere end 40 % af de ansatte har svaret at de arbejder med støvende materialer mere end ¼ af tiden (tallene stammer fra den Danske Arbejdsmiljøkohorte (NAK), se www.arbejdsmiljoforskning.dk)

Dræbertågen i London

En række historiske episoder har vist en meget tydelig sammenhæng mellem udsættelse for luftforurening og øget forekomst af sygdom og død. Der refereres ofte til ”dræbertågen” i London, hvor en tyk tåge d. 5.-9. december 1952 dækkede London, og førte mere end 3000 dødsfald med sig i løbet af blot 3 uger. Denne ”dræbertåge” skyldtes en kombination af kraftig luftforurening fra kulafbrænding og vejrforhold.

Befolkningsundersøgelser

Selvom niveauerne af luftforurening i dag er meget lavere end tidligere, så har adskillige epidemiologiske studier vist sammenhænge mellem partikelniveauet i luften og sygelighed og dødelighed. Et af de største studier som viser sammenhængen mellem partikulær luftforurening og dødelighed er en amerikansk befolkningsundersøgelse med mere end en halv million mennesker fra 151 byer (Pope et al., 2002). De viste at for hver gang niveauet af små partikler (<2.5 µm) steg med 10 µg/m3, steg dødeligheden med 6 %. Når der blev set specifikt på dødelighed forårsaget af hjerte-kar sygdomme og lungekræft var stigningerne i dødelighed endnu højere, nemlig henholdsvis 9 % og 14 % pr. år. Et andet amerikansk studie af 8000 indbyggere i 6 byer viste ligeledes en meget klar sammenhæng mellem partikelindhold i luften og dødelighed (Dockery et al., 1993).

Den gennemsnitlige koncentration af denne såkaldte PM2.5 fraktion ligger på ca. 31 µg/m3 på nogle af de meste trafikerede veje i København, mens baggrundskoncentrationen ligger på omkring 15 µg/m3 (Jensen et al., 2005; Plejdrup, 2007). Effekten ved at nedbringe luftforureningen og især privat brug af kul er meget tydelig. Så sent som 1990 forbød man at bruge kul til opvarmning i private husholdninger i Dublin. Det medførte at koncentrationen af sod faldt med 70 % og at lungedødelighed og i hjerte-kar-dødelighed faldt med henholdsvis 15 % og 10 % (Clancy et al., 2002).

Hvordan kommer partikerne ind i kroppen - og ud igen?

Når man indånder partikler trænger de ned i lungerne. Jo mindre partiklerne er, jo dybere ned i lungerne når de. Store partikler som træstøv bliver typisk fanget i næse og svælg, mens mindre partikler som for eksempel diesel udstødningspartikler trænger helt ned i de små lungeblærer, alveolerne. Lungerne skaffer sig af med partiklerne på to måder. Lungerne har nogle celler, der virker som transportbånd. Når en partikel lander på transportbåndet, bevæger den sig langsomt op til svælget, hvor den bliver sunket. Dybt nede i lungerne fjerner en slags skraldemandsceller (makrofager) partiklerne. Makrofagerne spiser partiklerne og bevæger sig derefter ud i lungevævet, hvor de kan forblive eller videretransporteres med blodet eller lymfen til leveren. Leveren nedbryder partiklerne, og resterne udskilles gennem nyrerne. Der er grænser for hvor mange og hvor store partikler, skraldemandscellerne kan spise. Derfor bliver lungerne ikke tømt for partikler, hvis partiklerne er meget store, eller der er for mange af dem. Nogle stoffer sætter sig også på overfladen af partiklerne. De sidder kun løst fast, og kan vandre over i blodet. Det gælder fx tjærestoffer, der er skadelige i sig selv.

Kræft

Asbest er den partikel, der er mest kendt for at forårsage kræft. Når en asbestfiber først er havnet i lungerne, bliver den liggende - den er simpelthen for stor for skraldemandscellerne. Rundt om fiberen opstår der en slags kronisk betændelse, der i sidste ende kan blive til kræft. Træstøv kan på samme måde som asbest give kræft pga. en betændelsesreaktion eller via konserveringsmidler i træet. Træstøvfibere er imidlertid så store, at de sætter sig i næsens bihuler og giver næsekræft. Partikler fra luftforurening øger også risikoen for kræft. Man mente tidligere, at kræften stammede fra tjærestoffer på overfladen af partikler fra dieselbiler og forbrænding af affald. I dag tror vi også, at kulkernen i forbrændingspartiklerne medvirker til kræft. På det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø (NFA) har vi vist i en musecellelinie, at store doser af små rene kulpartikler skader cellernes arvemateriale – og sådanne skader kan fremkalde kræft (Jakobsen et al., 2007). Kulpartikler og luftforureningspartikler virker kun meget svagt kræftfremkaldende. Man skal derfor undersøge store grupper af mennesker, for at finde en effekt.

Hjerte-kar sygdomme

Luftforurening øger risikoen for hjertekarsygdomme. I et nyt svensk studie fulgte man 250.000 bygningsarbejdere i tyve år (Torén et al., 2007). Når bygningsarbejdere indåndede partikler (fx svejserøg, cementstøv eller dieseludstødningspartikler), havde de 13% større risiko for hjertesygdom. Kiggede man isoleret på dieseludstødning, var overrisikoen for at udvikle sygdom i hjertet endnu større, nemlig 18%. Årsagen er muligvis, at der opstår en slags akut betændelse i lungerne, når man indånder partikler. Umiddelbart mærker man ikke noget til det, men lungerne frigiver alligevel nogle signalstoffer, der overfører tilstanden til resten af kroppen. Når man indånder luft med 300 µg dieselpartikler/m3 i en time, kan man faktisk måle reaktionen i kroppen et helt døgn senere (Tornqvist et al., 2007).

Skader på evnen til at få sunde børn

Når der er meget luftforurening, falder fødselsvægten – nogenlunde ligeså meget, som hvis den gravide kvinde ryger passivt. Det viser resultater fra befolkningsundersøgelser (Šram et al. 2005).

Der er også foretaget studier i dyr. Når drægtige gnavere indånder kraftig dieseludstødning, påvirkes ungernes vægt. Indånder hanlige gnavere dieseludstødning som fostre eller voksne, danner de færre og dårligere sædceller. Om effekterne stammer fra luftens indhold af partikler eller fra stoffer, der sidder på overfladen af partiklerne, fortæller hverken befolknings- eller dyrestudier. Der er nemlig kun få undersøgelser af, om partikler påvirker evnen til få sunde børn. Vi ved knapt om partikler passerer fra den gravide kvinde og over til fostret. Derfor undersøger NFA i samarbejde med Århus Universitet og Københavns Universitet, om de meget små sodpartikler og andre såkaldte nanopartikler kan passere moderkagen og trænge over i fostret. I fremtiden skal NFA også undersøge om nanopartikler påvirker fostrets udvikling under graviditeten. 

Lungesygdomme

Kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL)

Hovedårsagen til denne sygdom er tobaksrøg, og sygdommen er da også bedst kendt under navnet ”rygerlunger”. Men også andre stoffer kan give KOL, fx svejserøg, cementstøv og kulstøv. KOL er kendetegnende ved at der produceres store mængder slim i lungerne, hvilket fremkalder (tobaks)hoste. Desuden nedbrydes de tynde vægge mellem alveolesækkene. Det betyder at lungernes samlede overflade nedsættes og iltoverførslen til blodet derved forringes. KOL kan til en vis grad behandles, men det er afgørende at sygdommen opdages i tide. Hver dag dør ca. 10 danskere af KOL.   

Silikose

Silikose er den på verdensplan mest udbredte arbejdsbetingede lungesygdom. Sygdommen udvikler sig efter flere års indånding af visse former for stenstøv (bl.a kvarts), som kan dannes under fx sandblæsning samt brydning, knusning og polering af sten. Af samme grund er silikose også kendt som ”stenlunge”. Silikose opstår fordi kroppens ”skaldemandsceller”, makrofagerne, ikke kan nedbryde de meget modstandsdygtige stenpartikler. Makrofagerne udskiller en række forskellige stoffer, som i første omgang medfører inflammation i lungerne og på længere sigt dannes arvæv i lungerne, hvilket nedsætter lungernes evne til at ilte blodet. Bortset fra lungetransplatation, findes der ingen behandling af silikose, og sygdommen har ofte dødelig udgang. Af samme grund har sølvminearbejderne i Potosi i Bolivia en forventet levealder på 40 år. Til gengæld er sygdommen 100% forebyggelig, når de nødvendige værnemidler tilvejebringes… og anvendes! 

I Danmark anmeldes der årligt ca. 40 tilfælde af silikose.

Asbestose

Som navnet antyder skyldes denne sygdom udsættelse for asbest. Asbest er en fællesbetegnelse for silikatholdige fibre. Asbest har været anvendt til bl.a. isolering, tagplader (Eternit) og bremsebelægninger, men blev forbudt herhjemme i 1980. Når asbestfibrene indåndes, bliver de siddende i lungerne, hvor de forårsager en lokal inflammation, dannelse af arvæv og fortykkelse af lungehinden. Symptomer ved asbestose er vejrtrækningsproblemer og tør hoste. Årligt anmeldes ca. 50 nye tilfælde. Asbestose medfører en forhøjet risiko for at udvikle den ellers meget sjældne kræftform lungehindekræft (pleuramesotheliom). 

Allergisk astma

Allergi er en sygdom i immunsystemet og skyldes udsættelse for allergener. Typiske allergenkilder er husstøvmider, pelsdyr og melstøv. Cirka 5% af den danske befolkning har astma – heraf skyldes 10-20 arbejdsmiljøet. Særlig risikobrancher omfatter bl.a. landbruget, hvor 12% over 50 år har astma og bagerfaget hvor 7% har astma.

Partikler fra fx dieselbilers udstødningsgas er ikke i sig selv allergifremkaldende, men dieseludstødningspartikler kan sætte sig på overfladen af fx pollenkorn og derved gøre pollenkornene mere allergifremkaldende end normalt. Fænomenet kaldes adjuvans-effekt, og adjuvanser virker ved at ændre immunsystemets reaktionsmønster. På den måde risikerer man at cocktailen allergen og adjuvans fører til udvikling af allergi hos en person som ellers ikke ville udvikle allergi overfor det rene allergen. En lang række partikler kan virke som adjuvanser, men partikler fra dieselbiler er de mest udbredte. 

Træstøv

1 mg/m3

Total organisk støv

3 mg/m3

Mineralsk støv, inert, respirabelt

5 mg/m3

Mineralsk støv, inert

10 mg/m3

Kulstøv, respirabelt

2 mg/m3

Asbest

0,1 fiber/cm3

Tabel 2. Grænseværdier for støv på danske arbejdspladser

Regler for partikelforurening i arbejdsmiljøet

Til at kontrollere den partikulære luftforurening findes der i Danmark en række grænseværdier (Grænseværdier for stoffer og materialer, 2005). Eksempler på sådanne ses i tabel 2. Disse er fastsat på baggrund af sundhedsmæssig dokumentation og en vurdering af teknisk/økonomiske forhold. Det er dog ikke alle stoffer og partikler, der har en grænseværdi i arbejdsmiljøet – det gælder bl.a. for dieselpartikler selvom diesel er én at de vigtige aktører i sygdomme efter partikler. At grænseværdien er overholdt er altså ikke en garanti for, at der ikke er nogen skadelige effekter. Nanoteknologien, som er i hastig fremmarch i disse år, vil i de kommende år føre til et stigende antal ansatte, som bliver udsat for nanopartikler i deres arbejdsmiljø. Der er tydelig bevis for at udsættelse for luftforurening og især luftforureningspartiklerne, er forbundet med øget risiko for en række af de store folkesygdomme. Der er tale om svage effekter, men det har alligevel stor betydning, fordi det drejer sig om mange mennesker og meget almindelige sygdomme.

Hvad er partikulær luftforurening?
Det største bidrag til den partikulære luftforurening i det omgivende miljø stammer normalt fra menneskelig aktivitet. Det gælder især for de fine partikler under 2.5 υm, hvor hovedkilden især er afbrænding af fossile brændstoffer. Udover udendørsforureningen udsættes vi også for masser af partikler fra indendørskilder og proces-relaterede kilder på arbejdspladsen. Derfor er den totale partikeleksponering over en livstid meget kompleks. Biologisk set, så ser det dog ud til at det i det moderne samfund bl.a. er partikler fra dieselafbrænding som giver store negative effekter på helbredet. Dieselsodpartikler består overvejende af ca. 20-40 nm runde enkeltpartikler af elementar kulstof, der normalt er klumpet sammen i større nm- til submikrometer-store agglomerater. Sodpartiklerne indeholder også lave koncentrationer af en lang række organiske stoffer. Heriblandt kræftfremkaldende polycycliske aromatiske hydrokarboner, som er delvist afbrændt fossilt brændstof. Udover det indeholder dieselsod også en vis andel af andre grundstoffer, såsom Ca, Na, S, Fe, Zn, Ni, Pb.

Referencer:

Clancy L, Goodman P, Sinclair H, Dockery DW: Effect of air-pollution control on death rates in Dublin, Ireland: An intervention study. Lancet, 2002, 19;360:1210-1214.

Dockery DW, Pope CA, Xu X, Spengler JD, Ware JH, Fay ME, Ferris BG, Speizer FE (1993): An association between air pollution and mortality in six U.S. cities.N Engl J Med. 1993 Dec 9;329(24):1753-9.

Grænseværdier for stoffer og materialer, At-vejledning C.0.1, August 2007

Jacobsen NR, Saber AT, White P, Moller P, Pojana G, Vogel U, Loft S, Gingerich J, Soper L, Douglas GR, Wallin H.: Increased mutant frequency by carbon black, but not quartz, in the lacZ and cII transgenes of muta mouse lung epithelial cells.Environ Mol Mutagen. 2007 Jul;48(6):451-61.

Jensen, K.A., Kofoed-Sørensen, V. and Clausen, P.A., 2005. The indoor and outdoor concentrations of particulate air-pollution and PAHs in different size fractions and assessment of exposure and health impact in the Copenhagen population. Danish Ministry of the Environment, Environmental Protection Agency, Environmental Report No. 1003. 82 pp.

Plejdrup MS. (2006) Luftforurening med partikler (PM2,5), grundstoffer og polycykliske aromatiske karbonhydrider (PAH) indendørs og udendørs i København. Specialeafhandling. Geografisk Institut, KøbenhavnsUniversitet. 111 p.

Pope CA, III, Burnett RT, Thun MJ, Calle EE, Krewski D, Ito K, Thurston GD: Lung cancer, cardiopulmonary mortality, and long-term exposure to fine particulate air pollution. JAMA 2002, 287:1132-1141

Šram R, Binková B, Dejmek J, Bobak M (2005) Ambient air pollution and pregnancy outcomes: a review of the literature. Environmental Health Perspectives 113(4)375-382.

Torén K, Bergdahl IA, Nilsson TKF, Järvholm B. Occupational exposure to particulate air pollution and mortality due to ischemic heart disease and cerebrovascular disease. Occupational and

Environmental Medicine, preview in PubMed, doi:10.1136/oem.2006.029488.

Tornqvist H, Mills NL, Gonzalez M, Miller MR, Robinson SD, Megson IL, Macnee W, Donaldson K, Soderberg S, Newby DE, Sandstrom T, Blomberg A: Persistent Endothelial Dysfunction Following Diesel Exhaust Inhalation in Man. Am J Respir Crit Care Med, 2007, doi:10.1164/rccm.200606-872OC