I USA arbejder man med grænseværdier til beskyttelse af befolkningen i forbindelse med udslip af kemikalier på gasform. Det gør man ikke i Danmark. Men sådanne værdier ville også være nyttige her.
Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 12, 2006 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder. Se relaterede artikler nederst på siden.
Af Niels Jensen, CAPEC, Institut for Kemiteknik, DTU
I Danmark har vi ikke fastlagt grænseværdier, som gør, at beredskabet, eksempelvis i forbindelse med mulige spild eller udslip af kemikalier på gasform, nemt kan fastlægge det niveau, der vil beskytte befolkningen mod blivende skader. I USA har man gennem en del år arbejdet med grænseværdier, hvis formål er, at beskytte alle – også de helt unge, de meget gamle og gravide og overfølsomme individer. Sådanne grænseværdier kan være nyttige i forbindelse med beredskabets vurderinger omkring evakuering eller besked om at blive indendørs.
I det følgende gives først en introduktion til Beredskabsstyrelsens vejledninger i forbindelse med kemiske udslip. Dernæst gennemgås forskellige eksponeringsgrænseværdier – herunder de amerikanske AEGL- og europæiske ACUTEX-grænseværdier, der begge er udviklet mhp. beskyttelse og rådgivning af civilbefolkningen i forbindelse med et uheld med et farligt stof.
Beredskabsstyrelsens vejledning omkring kemiske udslip
Beredskabsstyrelsen vedligeholder en række forskellige danske websteder mhp. på at informere og give vejledning om indsatsen i forskellige nødsituationer. Et af disse erfinder man informationer om farlige stoffer til brug under en indsats ved akutte uheld med disse stoffer. Der er forskellige indgange til systemet afhængig af den information, som i den givne brugssituation haves om kemikaliet. Alle indgange leder til en indsatsgruppe, som beskriver mulige farer, personlig beskyttelse og indsats for en gruppe kemikalier, som i beredskabssammenhæng er ens.
Et af de væsentligste parametre i indsatsen omkring kemikaliespild er sikkerhedsafstanden. I Danmark afhænger sikkerhedsafstanden af indsatsgruppen, og er 10, 50, 100 eller 300 meter ifølge hjemmesiden kemikalieberedskab.dk. Sikkerhedsafstanden er den afstand, i hvilken det vurderes, at man kan opholde sig uden alvorlige helbredspåvirkninger. I Nordamerika har de amerikanske, canadiske og mexikanske myndigheder i fællesskab udarbejdet en Emergency Response Guidebook. En hurtig sammenligning af indholdet i de danske indsatsgruppe-beskrivelser og de nordamerikanske vejledninger viser følgende:
– De danske indsatsgruppe-beskrivelser er informerende. De har en klar struktur med informationer om farlige egenskaber, personlig beskyttelse og indsats.
– De nordamerikanske vejledninger (guides) forekommer at være mere operativt orienterede. De er inddelt i områderne mulige fare, offentlig sikkerhed og indsats.
Hverken de danske eller nordamerikanske informationer til indsatslederne siger imidlertid noget om, hvilke koncentrationer indsatspersonale eller den almindelig befolkning kan udsættes for uden at opleve blivende skader på helbredet. Det er nok også det bedste – hvem har tid eller mulighed for at estimere koncentrationer og andet, når opgaven er at begrænse et ammoniakudslip på en gård 5 kilometer uden for Middelfart?
Forud for indsatsen går imidlertid en planlægning, hvor det lokale beredskab skal forholde sig til, hvilke typer nødsituationer de kan blive udsat for i deres område, og hvordan disse situationer planlægges håndteret. I forbindelse med denne beredskabsplanlægning kunne det være relevant at vurdere, hvilke koncentrationer civilbefolkningen og indsatspersonalet kunne blive udsat for i forbindelse med et kemisk udslip, og om disse påvirkninger ville medføre blivende skader på helbredet, og dermed allerede i planlægningsfasen vurdere hvilke tiltag, der bør overvejes, eksempelvis evakuering.
I det følgende gennemgås forskellige grænseværdier for påvirkning af civilbefolkningen eller dele af denne, som bruges eller har været brugt i beredskabsplanlægningen i USA. De værdier, som har været genstand for de mest omhyggelige videnskabelige vurderinger, er de såkaldte Acute Exposure Guideline Limits eller AEGLs, som udvikles i USA under ledelse af National Research Councils Committee on Toxicology og også officielt anvendes i Tyskland.
Grænseværdier for eksponering af civilbefolkningen
Formålet med grænseværdier for eksponering af civilbefolkning er at etablere et bekymringsniveau i forbindelse med beredskabsplanlægningen, som beskytter befolkning eller udvalgte dele af den mod givne påvirkninger. På engelsk kaldes dette »a level of concern« (LOC). En af de bedre kommenterede oversigter over sådanne grænseværdier er [1], som også er tilgængelig online på National Safety Councils hjemmeside. En nyere oversigt kan findes på EPA’s CAMEO hjemmeside.
En tiendedel af dødelighedsgrænsen
Dødelighedsgrænsen er den koncentration, hvor et stof eller materiale har en øjeblikkelig livstruende effekt (immediately dangerous to life and health, IDLH), som kan være enten dødelig eller forhindre en person i at undslippe påvirkningen. Mere præcist er IDLH defineret som [2]
»en situation som udgør en trussel om påvirkning af luftbårne forureninger, når denne påvirkning sandsynligvis vil forårsage død eller øjeblikkelige eller forsinkede permanente alvorlige sundhedsskader eller forhindre at en person kan undslippe en sådan situation«.
Bemærk, at påvirkningsperioden eller eksponeringstiden ikke indgår i definitionen. Det amerikanske miljøministerium (EPA), den amerikanske beredskabsstyrelse (FEMA) og det amerikanske transportministerium (DOT) valgte en tiendedel af denne koncentration, som grænseværdi for eksponering af offentligheden. Imidlertid justeres IDLH-værdier på baggrund af ny viden om stoffers påvirkning af dyr og mennesker, og ved den seneste justering i 1995 blev mange værdier sænket. Det resulterede i, at en tiendedel af de nye IDLH-værdier for nogle stoffer var lavere end arbejdsmiljøgrænseværdierne, eksempelvis for eddikesyre. Sikkerhedsfaktoren på 10 svarer til den sikkerhedsfaktor, der normalt anvendes ved ekstrapolering fra dyr til mennesker. I tabel 1 er anført nogle IDLH-værdier for nogle almindelige kemiske stoffer samt deres danske arbejdsmiljøgrænseværdier [3]. IDLH-værdier og dokumentationen for dem er tilgængelige på NIOSH’s hjemmeside/idlh/idlh-1.html. Brug af disse værdier i beredskabsplanlægning vil svare til et meget konservativt bekymringsniveau.
Beredskabs Indsats Planlægnings Grænseværdier
Beredskab Indsats Planlægnings Grænseværdier (Emergency Response Planning Guidelines, ERPG) er defineret af et udvalg under den amerikanske forening for industrielt arbejdsmiljø (American Industrial Hygiene Association, AIHA) som retningslinjer til vurdering af sundhedspåvirkninger af mennesker. ERPG-værdier defineres for 3 forskellige påvirkninger eller såkaldte biologiske endepunkter – alle baseret på en times eksponering.
De 3 påvirkningsniveauer er [4]:
1. ERPG-1 – Emergency Response Planning Guideline niveau 1 – er den maksimale luftbårne koncentration, op til hvilken man tror, at næsten alle individer vil kunne påvirkes i op til 1 time uden at opleve andet end en mild transient negativ helbredspåvirkning eller fornemme en klart defineret ubehagelig lugt. Dette er laveste koncentrationsniveau.
2. ERPG-2 – Emergency Response Planning Guideline niveau 2 – er den maksimale luftbårne koncentration, op til hvilken man tror, at næsten alle individer vil kunne påvirkes i op til 1 time uden at opleve eller udvikle ikke-reversible eller andre alvorlige helbredspåvirkninger eller symptomer, som kunne nedsætte muligheden for at undslippe påvirkningen.
3. ERPG-3 – Emergency Response Planning Guideline niveau 3 – er den maksimale luftbårne koncentration, op til hvilken man tror, at næsten alle individer vil kunne påvirkes i op til 1 time uden at opleve eller udvikle livstruende helbredspåvirkninger.
Disse grænseværdier beskytter ikke alle grupper af civilbefolkningen. Overfølsomme individer vil opleve negative reaktioner ved koncentrationer langt under de ovenfor anførte. Desuden er der i ERPG-værdier ikke indbygget nogen sikkerhedsfaktor. Således vil påvirkninger lige under ERPG-3-niveauet kunne give alvorlige, men dog ikke livstruende påvirkninger af helbredet.
Et eksempel på hvorledes ERPG-værdierne kan anvendes under beredskabsplanlægningen er den i figur 1 viste spredningsberegning fra programmet CAMEO. I det centrale område i spredningsretningen er koncentrationen muligvis over ERPG-3-niveauet eller bekymringsniveau med hensyn til mulige dødsfald. Så bør man vurdere, hvor lang tid påvirkningen i dette område kan forventes at vare, og om en mulig evakuering skal overvejes. I det bredere område – i figur 1 – omkring spredningsretningen, men uden for det centrale område er koncentrationen muligvis over ERPG-2-niveauet eller bekymringsniveauet for blivende negative påvirkninger af helbredet. Igen bør eksponeringens varighed vurderes, samt om personer i området skal anmodes om at blive inden døre med lukkede vinduer.
Firmaet Dow Chemicals Company har fundet det nødvendigt at supplere ERPG-værdierne med såkaldte EEPG – Emergency Exposure Planning Guidelines for kemikalier, som firmaet producerer, men for hvilke der ikke er udviklet ERPG-værdier. Firmaet anvender EEPG- og ERPG-værdierne i beregninger af deres Chemical Exposure Index (CEI) og bruger dette i beredskabsplanlægningen omkring mulige kemiske udslip ved uheld i produktionen [5].
Vejledende Akutte Eksponerings Niveauer
Udviklingen AEGL – Acute Exposure Guideline Levels, som på dansk bliver til Vejledende Akutte Påvirkningsniveauer (VAP), er et projekt under det amerikanske National Research Council’s Committee on Toxicology, der blev startet i begyndelsen af halvfemserne. Formålet er at udvikle meningsfulde påvirkningsgrænser for den almindelige befolkning til brug i forbindelse med planlægning af indsatsen i nødsituationer. Committee on Toxicology definerede følgende 3 påvirkningsniveauer [6]:
1. AEGL-1 er den luftbårne koncentration af en forbindelse, over hvilken det forventes, at den almindelige befolkning inkl. følsomme individer, kunne opleve betydeligt ubehag, irritation eller visse asymptomatiske ikke-sensoriske påvirkninger. Påvirkningerne er ikke invaliderende, midlertidige og reversible, og forsvinder ved ophør af påvirkningen.
2. AEGL-2 er den luftbårne koncentration af en forbindelse, over hvilken det forventes, at den almindelige befolkning inkl. følsomme individer, kunne opleve ikke-reversible eller andre alvorlige, langvarige negative helbredspåvirkninger eller en nedsat evne til at undslippe.
3. AEGL-3 er den luftbårne koncentration af en forbindelse, over hvilken det forventes, at den almindelige befolkning inkl. følsomme individer kunne opleve livstruende sundhedspåvirkninger eller dø.
Hver af de 3 AEGL-niveauer udvikles for 5 påvirkningsperioder: 10 minutter, ½ time, 1 time, 4 timer og 8 timer. Gældende AEGL-værdier findes på EPA’s AEGL websted- efterfulgt at en offentlig høringsfase, som alle har mulighed for at deltage i. Basis for høringen er det såkaldte Technical Support Document, som også er tilgængeligt på nævnte websted. Dette dokument beskriver den tilgængelige information og hvilket nøgledokument grænseværdierne er baseret på, samt hvordan de beregnes ud fra data i nøgledokumentet. Det er hensigten, at AEGL-værdierne skal bruges ved planlægning, forebyggelse og indsats i forbindelse med uheld, som involverer farlige stoffer både i USA og internationalt. National Academy of Sciences har derfor udgivet en detaljeret beskrivelse af den proces, som følges ved fastlæggelse af AELG-værdierne. Processen er vist i figur 2. Den er meget tidskrævende, og derfor har man efter mere end ti års arbejde kun fået fastlagt AEGL-værdier for et begrænset antal kemikalier.
I tabel 2 er vist forskellige grænseværdier for ammoniak inkl. amerikanske og danske arbejdsmiljøgrænseværdier. Det ses, at arbejdsmiljøgrænseværdierne ligger tæt på beredskabsgrænseværdierne med de mindste sundhedspåvirkninger, hvilket er som forventet.
Det eneste europæiske land som for tiden deltager aktivt i AEGL-projektet er Tyskland, og derfor kan man også læse om AEGL på tysk -/AEGLWEB/. Det ville være ønskeligt, om man kunne nå frem til et sammenhængende sæt grænseværdier, eksempelvis ved at definere et AEGL-0 svarende til ingen negative helbredseffekter ved påvirkning over et helt arbejdsliv.
Midlertidige Eksponeringsgrænser
Pga. den langsommelige proces med at fastlægge AEGL-værdier har det amerikanske energiministerium taget initiativ til at etablere nogle midlertidige værdier, som kaldes Temporary Emergency Exposure Limits (TEELs). Disse værdier er defineret som følger [7,8]:
1. TEEL-0 er den koncentration, under hvilken de fleste individer ikke vil opleve nogen betydelig risiko for helbredspåvirkninger.
2. TEEL-1 er den maksimale koncentration, under hvilken det er sandsynligt, at næsten alle individer kan påvirkes uden at opleve andet end svage midlertidige helbredspåvirkninger eller bemærke en klart defineret ubehagelig lugt.
3. TEEL-2 er den maksimale koncentration i luft, under hvilken det er sandsynligt, at næsten alle individer kan påvirkes uden at opleve eller udvikle ikke-reversible eller andre alvorlige helbredspåvirkninger eller symptomer, som kunne nedsætte deres evne til at søge beskyttelse.
4. TEEL-3 er den maksimale koncentration i luft, under hvilken det er sandsynligt, at næsten alle individer kan påvirkes uden at opleve eller udvikle livstruende helbredspåvirkninger.
TEEL-1-, TEEL-2- og TEEL-3-niveauerne svarer til de tilsvarende ERPG-niveauer. Proceduren for beregning af TEEL værdier er beskrevet af [7,8]. TEEL-værdier er udviklet for over 2500 kemikalier. Der er imidlertid en række kemikalier af interesse for DoE, hvor der på nuværende tidspunkt ikke er tilstrækkelige data til fastlæggelse af TEEL-værdier, hverken ud fra arbejdsmiljøgrænseværdier eller ud fra toksikologiske data. I sådanne situationer kunne modeller baseret på gruppebidragsmetoder være en relevant mulighed.
ACUTEX – det europæiske initiativ
Desværre har man i Europa – med en enkelt undtagelse – ikke fundet det ønskeligt at deltage i NRC’s AEGL-projekt. I stedet blev ACUTEX-projektet defineret efter netop en diskussion af, hvorledes EU skulle deltage i fastlæggelse af akutte eksponeringsgrænser i lyset af NRC’s AEGL-projekt. I stedet for deltagelse i et igangværende projekt fandt man det vigtigere at nå frem til en fælles europæisk holdning til akutte eksponeringsgrænser. Et EU-projekt med akronymet ACUTEX og titlen »Methodology to Develop Acute Exposure Threshold Levels in case of Accidental Release« blev formuleret med deltagere fra Frankrig, Italien, Tyskland, England og Belgien. Blandt deltagerne var the Major Accident Hazards Bureau of the JRC, the European Centre for Exotoxicology and Toxicology of Chemicals og the European Chemical Industry Council (CEFIC).
Projektet omfattede følgende arbejdsopgaver [9]:
· Kriterier for at lave en liste af prioriterede forbindelser og behov for data
· Definition af grænseværdier og menneskelige biologiske endepunkter
· Definition af befolkningsgrupper og brug af specifikke ekstrapolationsfaktorer
· Dosis-svar modellering
· Metode til udvikling af europæiske akutte eksponeringsniveauer (AETL – Acute Exposure Threshold Levels).
Under AEGL-projektet har en liste med prioriterede forbindelser længe været tilgængelig på EPA’s AEGL websted. Den første med 87 kemikalier er fra 1997 og den anden med 371 kemikalier er fra 2002. Disse lister blev lavet efter konsultation med alle interessenter, dvs. myndigheder, firmaer og NGO’er. I modsætning hertil blev ACUTEX-projektets liste med 21 prioriterede forbindelser defineret af myndighederne. For 19 af 21 forbindelser er AEGL-værdier fastlagt, dvs. reelt en gentagelse af allerede udført arbejde. AEGL-projektet har også udført arbejdsopgaver af samme art, som ovenfor anført. Det er derfor vanskeligt for en almindelig borger at forstå nødvendigheden af at gentage dette arbejde i Europa. Og påvirkningen fra et kemikalie afhænger ikke af om uheldet sker under transport eller ved et fast anlæg.
Indtil for nylig var der meget lidt offentlig tilgængelig information om fremskridt inden for ACUTEX-projektet. Nu er projektet afsluttet, og et dokument på 162 sider kan ses påaf AETL-værdier interessant. Den består af følgende trin:
1. Gennemgang af den videnskabelige litteratur.
2. Identifikation af kritiske påvirkninger.
3. Identifikation af nøglepublikationer og understøttende publikationer.
4. Definition af udgangspunkt.
5. Midlertidig ekstrapolation – hvis nødvendig.
6. Fastlæggelse og anvendelse af interspecies og intraspecies sikkerhedsfaktorer.
7. Identifikation af følsomme befolkningsgrupper og fastlæggelse af yderligere sikkerhedsfaktorer.
Dette ligner meget proceduren for udvikling af AEGL-værdier, som beskrevet i »Standard Operating Procedures for Developing Acute Exposure Guideline Levels for Hazardous Chemicals« [6]. AETL-niveauerne er defineret som følger:
8. AETL-1 er den maksimale luftbårne koncentration, ved hvilken det forventes, at den almindelige befolkning kan påvirkes uden at opleve mere end milde og reversible helbredspåvirkninger.
9. AETL-2 er den maksimale luftbårne koncentration, ved hvilken det forventes, at den almindelige befolkning kan påvirkes uden at opleve eller udvikle ikke-reversible eller andre alvorlige helbredspåvirkninger inkl. symptomer som kunne lede til svækkelse af evnen til at undslippe.
10. AETL-3b er den maksimale luftbårne koncentration, ved hvilken det forventes, at den almindelige befolkning kan påvirkes uden at opleve livstruende helbredspåvirkninger eller død.
11. AETL-3a er den maksimale luftbårne koncentration, ved hvilken det forventes, at en given procentdel af den almindelige befolkning vil dø.
12. LDSA er den luftbårne koncentration, ved hvilken det forventes, at en del af den almindelige befolkning kunne opleve sensorisk stimulering, f.eks. lugt, som kunne lede til klager, bekymring eller endog panik. LDSA står for Level of Destinct Sensory Awareness.
AETL-værdier fastlægges for påvirkninger af en varighed på 10 minutter, ½ time, 1 time, 2 timer, 4 timer og 8 timer. Bortset fra AETL-3a- og LDSA-niveauerne forekommer definitionerne af AETL-niveauer at være meget lig definitionerne af AEGL-niveauer. Derudover har man introduceret endnu en eksponeringsperiode, nemlig 2 timer.
Pga. de store ligheder mellem definitionerne af AEGL-niveauer og AETL-niveauer, vil det være ønskeligt, om man kunne sammenskrive de amerikanske og de europæiske definitioner af påvirkningsgrænser til nogle fælles internationale definitioner. En mulighed kunne være at udvide AEGL med et AEGL-0-niveau, der enten kunne være arbejdsmiljøgrænseværdien eller ACUTEX-projektets LDSA-niveau. For de øvrige niveauer forekommer der ikke at være uovervindelige forskelle i definitionerne.
Et overblik over de forskellige påvirkningsgrænser gives i tabel 3. Tabellen viser, hvilken gruppe individer den pågældende grænse er tænkt at skulle beskytte, hvor mange forskellige biologiske endepunkter grænsen benytter, samt hvilke påvirkningsperioder den involverer.
I forbindelse med ovennævnte afsnit sættes tabel 3
Konklusion
De tilgængelige beredskabsgrænseværdier for vurdering af påvirkninger af den almindelige befolkning er gennemgået. Til beredskabsplanlægning bør anvendes AEGL-, ERPG- eller TEEL-værdier prioriteret i den anførte rækkefølge. Når ACUTEX-værdier en gang bliver tilgængelige, bør deres brug overvejes, såfremt det leder til en harmonisering af beredskabsarbejdet mellem EU-landene.
Der bør arbejdes kraftigt på at forene resultaterne af det amerikanske AEGL-projekt og det europæiske ACUTEX-projekt, så ressourcer ikke spildes på dobbeltarbejde og ensartede internationale regler for beredskabsplanlægningsarbejdet kan etableres. Danmark bør, ligesom Tyskland har gjort, overveje en mere synlig involvering i AEGL-projektet, da dette er kommet længst mhp. etablering af videnskabeligt fastlagte grænseværdier til brug i forbindelse med beredskabsplanlægning. Det vil gennem en sådan involvering være muligt at påvirke AEGL-projektet til at acceptere nogle af idéerne fra ACUTEX-projektet. Og selvfølgelig skal de fastlagte grænser ikke kun anvendes i forbindelse med uheld på faste anlæg.
I CAPEC forskningsgruppen ved Institut for Kemiteknik er et arbejde i gang med modellering af grænseværdier. Et midtvejsprojekt i foråret 2005 viste, at en sådan modellering er mulig, og dette arbejde videreføres i et eksamensprojekt i efteråret 2006. Dette arbejde vil gøre det muligt at estimere beredskabsgrænseværdier for kemikalier, hvor sådanne værdier endnu ikke er udviklet.
5. American Institute of Chemical Engineers (1994): »Dow’s Chemical Exposure Index Guide«, 1st Edition, AIChE, New York.
6. Committe on Toxicology, National Research Council (2001): »Standard Operating Procedures for Developing Acute Exposure Guideline Levels for Hazardous Chemicals«, National Academy Press, Washington.
7. Craig, D.K. and Lux, C.R. (1998): »Methodology for deriving temporary emergency exposure limits (TEELs)«, Report WSRC-TR-98-00080, Westinghouse Safety Mangement Solutions, Inc.
8. Craig, D.K.; Davis, J.S.; Hansen, D.J.; Petrocchi, A.J.; Powell, T.J. and Tuccinarid, T.E. (2000): »Derivation of Temporary Emergency Exposure Limits (TEELs)«, Journal of Applied Toxicology, 20, pp. 11-20.
9. ACUTEX EU-Project (2006): »Short version of technical guidance document for deriving AETLs values«. Tilgænglig på projektets hjemmeside hvor også en projektbeskrivelse er tilgængelig.
Tabel 1. IDLH-værdier fra NIOSH’s websider og grænseværdier fra den danske og amerikanske grænseværdiliste.
Figur 1. Resultat af beregning af spredning af et kemisk udslip ved brug af CAMEO-software fra NOAA. Afhængig af ens bekymringsniveau kan der være forskellige områder, inden for hvilke koncentrationen i en kortere eller længere periode kan overskride eksempelvis bekymringsniveauet, som ofte svare til ERPG-grænserne. Det kan give anledning til forskellige indsatsscenarier og overvejelser i beredskabsplanlægningen. Kilde: Figur 2. Diagram, der viser den proces, som anvendes til fastlæggelse af AEGL-værdier. Det er en tidskrævende proces, som bl.a. skal sikre konsensus omkring de fastlagte værdier. Kilde:
Tabel 2. Forskellige grænseværdier for ammoniak. Værdier for 1/10 IDLH er anført i 10 minutters kolonnen, da de relaterer til korttidseksponeringer på typisk under 5 minutter.
Tabel 3. Oversigt over forskellige grænseværdier. Organisationerne er European Chemical Industry Council – CEFIC, National Research Council – NRC, American Industrial Hygiene Association – AIHA, Department of Energy – DoE, Environmental Protection Agency – EPA, Federal Emergency Management Agency – FEMA, Department of Transportation – DoT, National Institute of Occupational Safety and Health – NIOSH, og American Conference of Governmental Industrial Hygienists – ACGIH. OSHA er en parallel til Arbejdstilsynet i Danmark.
