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Sep 06, 2023

Probabilistische Risikobewertung für die menschliche Gesundheit von 1,3

Wissenschaftliche Berichte Band 12,

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 22103 (2022) Diesen Artikel zitieren

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Bei der maschinellen Teppichproduktion werden häufig Chemikalien verwendet, die flüchtige organische Verbindungen (VOCs) enthalten. 1,3-Butadien und Styrol sind Hauptbestandteile des Tischlerleims, der in Teppichfabriken verwendet wird. Der Kontakt mit diesen Chemikalien kann zu einer Reihe gesundheitsschädlicher Auswirkungen führen. Dies ist die erste Studie zur Risikobewertung der menschlichen Gesundheit aufgrund der inhalativen Exposition gegenüber 1,3-Butadien (BD) und Styrol (ST), die bei Arbeitern in den Teppichfabriken in der iranischen Stadt Kashan durchgeführt wurde. Die Bedeutung der Studie hängt mit der Tatsache zusammen, dass die Teppichproduktion in den Ländern Südasiens sehr beliebt ist. Die inhalative Exposition gegenüber BD und ST wurde auf der Grundlage der Methoden 1024 bzw. 1501 des National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) gemessen. Das krebserzeugende Risiko (CR) und das nicht krebserzeugende Risiko, die als Hazard Quotient (HQ)-Werte beschrieben werden, wurden auf der Grundlage der Methode der United States Environmental Protection Agency (USEPA) berechnet. Die Sensitivitäts- und Unsicherheitsanalyse wurde mit der Monte-Carlo-Simulation (MCS)-Technik durchgeführt. Die durchschnittlich gemessenen Konzentrationen von BD und ST während der Arbeitsschichten der Mitarbeiter betrugen 0,039 mg m-3 (0,017 ppm) bzw. 12,108 mg m-3 (2,84 ppm). Der mittlere ± SD-Wert des geschätzten kanzerogenen Risikos bei inhalativer Exposition gegenüber BD und ST betrug 5,13 × 10–3 ± 3,85 × 10–4 bzw. 1,44 × 10–3 ± 2,36 × 10–4 und überstieg damit das akzeptable Risikoniveau von 10–6 definiert durch USEPA. Die durchschnittlichen Werte für das nicht krebserzeugende Risiko (HQ) von BD und ST lagen bei 8,50 × 100 bzw. 5,13 × 100 und übertrafen damit den akzeptablen Risikowert von 1. Da die Ergebnisse unserer Studien sowohl krebserzeugende als auch nicht krebserzeugende Risikowerte überstiegen weist darauf hin, dass gesundheitsschädliche Auswirkungen einer inhalativen Exposition gegenüber BD und ST für Arbeiter in der Maschinenteppichindustrie sehr wahrscheinlich sind. Um negative Auswirkungen auf die Gesundheit zu vermeiden, sollten umgehend Schutzmaßnahmen für die Mitarbeiter in den Fabriken eingeführt werden und weitere detaillierte Untersuchungen werden empfohlen.

Die Entwicklung der Industrie hat neben der Verbesserung und Steigerung des Wohlbefindens des menschlichen Lebens1 auch zahlreiche Probleme für die Menschen auf globaler und regionaler Ebene geschaffen2. Heutzutage ist der Einsatz von Chemikalien im menschlichen Leben unvermeidlich. Der Einsatz von Chemikalien in vielen Bereichen des Lebens und der wirtschaftlichen Aktivitäten hat erhebliche Vorteile gebracht und die Lebensqualität der Menschen verändert1. Andererseits können diese Chemikalien problematisch für die menschliche Gesundheit und die Umwelt sein1,2. Die Luftqualität an Arbeitsplätzen war aufgrund des Branchenwachstums in den letzten Jahrzehnten eines der Hauptanliegen3. Schlechte Luftqualität an Arbeitsplätzen wird mit dem Vorhandensein mehrerer gefährlicher Chemikalien in Verbindung gebracht, darunter auch flüchtige organische Verbindungen (VOCs) in der Luft4. Einige VOCs wie Benzol, 1,3-Butadien und Styrol sind giftig und können gesundheitsschädliche Auswirkungen haben5. Reizungen der Augen, der Nase, des Rachens und der Lunge sowie Schäden an Leber, Nieren und Zentralnervensystem sind akute Auswirkungen der VOC-Exposition4. Asthma, Atemwegsbeschwerden, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und verschiedene Arten berufsbedingter Krebserkrankungen sind chronische Auswirkungen der VOC-Exposition5. Die umfassende Exposition des Menschen gegenüber diesen Verbindungen in verschiedenen Branchen auf der ganzen Welt ist ein großes Problem für die menschliche Gesundheit6.

1,3-Butadien (BD) ist ein synthetisches, farbloses Gas mit der Formel (CH2=CH)2. BD wurde von der Internationalen Agentur für Krebsforschung (IARC) als krebserregend für den Menschen eingestuft und auch die US-Umweltschutzbehörde (USEPA) betrachtet BD seit 2019 als eine hohe Priorität bei der Risikobewertung7. Das Sicherheitsdatenblatt8 weist darauf hin, dass BD ein extrem entzündliches Gas ist, das bei inhalativer Exposition genetische Auswirkungen und Krebs verursachen kann und im Verdacht steht, die Fruchtbarkeit oder den Fötus zu schädigen. Die Expositionskontrollen für Menschen in Bezug auf die Standards für BD wurden wie folgt festgelegt8: ACGIH OEL TWA 2 ppm, OSHA PEL TWA 1 ppm, OSHA PEL STEL 5 ppm, NIOSH ILDH 2000 ppm; Dabei steht ACGIH für die American Conference of Governmental Industrial Hygienists, OSHA für Occupational Safety and Health Administration, NIOSH für National Institute for Occupational Safety and Health, OEL für Arbeitsplatzexpositionsgrenzwert, PEL für zulässigen Expositionsgrenzwert, TWA für zeitgewichteten Durchschnitt und STEL für kurzfristig Expositionsgrenzwert, ILDH bedeutet „unmittelbar gefährlich für Leben oder Gesundheit“. Basierend auf den Ergebnissen einer Kohortenstudie wurden Zusammenhänge zwischen der inhalativen Exposition gegenüber BD und Leukämie und Blasenkrebs gefunden7. Als chronische Auswirkungen der BD9-Exposition wurden Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems beschrieben. Einige Metaboliten von BD, wie Monoepoxid, Diepoxid und Epoxydiol, stehen im Verdacht, DNA-Schäden zu verursachen. Diepoxybutan (DEB), der wichtigste Metabolit von BD, verursacht schädliche Auswirkungen auf die DNA, indem es reaktive Sauerstoffspezies (ROS) und 8-Hydroxydesoxyguanosin (8-OHdG) erzeugt. Als kurzfristige Auswirkungen von BD6,9 wurden Reizungen der Augen, der Nasenwege und des Atmungssystems sowie Müdigkeit mit starken Auswirkungen auf den Blutdruck, die Herzfrequenz und eine Schädigung des Zentralnervensystems berichtet.

Styrol ist eine Chemikalie mit der Formel C8H8. ST ist ein aromatischer Kohlenwasserstoff, der aus Benzol gewonnen wird und einen süßlichen Geruch hat. Im Sicherheitsdatenblatt10 wird darauf hingewiesen, dass ST eine brennbare Flüssigkeit und ein brennbarer Dampf ist, Hautreizungen und schwere Augenreizungen verursacht, beim Einatmen gesundheitsschädlich ist, Atemwegsreizungen und Schläfrigkeit oder Schwindel verursachen kann, im Verdacht steht, den Fötus zu schädigen, und im Verdacht steht, Krebs zu verursachen. Definierte Zielorgane aufgrund der BD-Exposition sind Atemwege, Ohren und Zentralnervensystem11. Die Expositionskontrollen für Menschen in Bezug auf die Standards für ST waren wie folgt10: ACGIH TLV TWA 10 ppm, ACGIH TLV STEL 20 ppm, OSHA PEL TWA 50 ppm, OSHA PEL STEL 100 ppm, NIOSH ILDH 700 ppm; Dabei steht ACGIH für die American Conference of Governmental Industrial Hygienists, OSHA für Occupational Safety and Health Administration, NIOSH für National Institute for Occupational Safety and Health, OEL für Arbeitsplatzexpositionsgrenzwert, PEL für zulässigen Expositionsgrenzwert, TWA für zeitgewichteten Durchschnitt und STEL für kurzfristig Expositionsgrenzwert, ILDH bedeutet „unmittelbar gefährlich für Leben oder Gesundheit“. Die berufsbedingte ST-Exposition wirkt sich negativ auf die menschliche Gesundheit aus, einschließlich Auswirkungen auf das periphere und zentrale Nervensystem (mit Symptomen wie Schläfrigkeit, Kopfschmerzen und Ungleichgewicht), die Atemwege und Leberschäden12. Basierend auf der Bewertung erfolgt die Absorption von ST unmittelbar über Hautkontakt und durch die Lunge, wird hauptsächlich im Fettgewebe verbreitet und im Körper weitgehend metabolisiert12. Die Ergebnisse von Ruder et al. Untersuchungen, die in der Kunststoffspritzgussindustrie durchgeführt wurden, haben einen Anstieg des Auftretens von Leukämie und Lymphomen aufgrund der ST13-Exposition von Arbeitnehmern ergeben. Styrol wurde 2019 von der IARC als Gruppe 2A (wahrscheinlich krebserregend für den Menschen) eingestuft14 und auch das US National Toxicology Program (US NTP) betrachtete ST als krebserregenden Stoff15.

Trotz ihrer toxischen Eigenschaften werden beide Chemikalien hauptsächlich als Monomere zur Herstellung verschiedener Arten von Polymeren und Copolymeren wie Styrol-Butadien-Copolymer und als chemisches Zwischenprodukt bei der Herstellung einiger Industriechemikalien verwendet16. Das globale BD-Marktvolumen beträgt über 12 Millionen Tonnen pro Jahr17. Arbeiter in der Teppichherstellung sind BD und ST18,19 ausgesetzt.

Im Hinblick auf die Arbeitssicherheit begrenzt die US-amerikanische Arbeitsschutzbehörde (OSHA) die BD-Exposition auf nicht mehr als 1 ppm (2,21 mg m-3) für acht Stunden oder 5 ppm (11 mg m-3) für 15 Minuten20. Die US-amerikanische OSHA hat den zulässigen Expositionswert (PEL) für ST auf 100 ppm und die American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) auf 20 ppm21 festgelegt. Aufgrund der flüchtigen Eigenschaften dieser Chemikalien ist der Hauptexpositionsweg für BD und ST die Inhalation. Eine der zuverlässigsten Methoden zur Messung der Exposition ist die direkte Messung der Konzentration des Schadstoffs in der Atemzone einer Person9. Unter Risikobeurteilung versteht man die Bestimmung potenzieller gesundheitsschädlicher Auswirkungen von Umweltgefahren22 sowie ein Instrument zur Bestimmung der Risiken von Gefahren am Arbeitsplatz durch Berücksichtigung der bestehenden Kontrollmaßnahmen und Entscheidung über deren Akzeptanz oder Ablehnung23.

Quantitative Schätzungen des krebserzeugenden Risikos und des nicht krebserzeugenden Risikos durch inhalative Exposition gegenüber VOCs wurden von verschiedenen Behörden, wie z. B. USEPA5, entwickelt. Die von der United States Environmental Protection Agency (USEPA) vorgeschlagene quantitative Methode ist eine wichtige und gängige Methode im Bereich der chemischen Risikobewertung6. Bei dieser Methode wird zur Bestimmung des Niveaus des krebserzeugenden Risikos einer Exposition gegenüber chemischen Verbindungen der Index des kanzerogenen Risikos (CR) verwendet6. Der Einsatz quantitativer Risikobewertungsmethoden wird von vielen internationalen Organisationen, darunter der Weltgesundheitsorganisation (WHO)6 und der USEPA23, als Grundlage für die Gesetzgebung zu chemischen Verbindungen24 angesehen.

Zahlreiche Studien haben das Gesundheitsrisiko der Exposition gegenüber schädlichen chemischen Verbindungen in verschiedenen Branchen wie der Petrochemie6 und der Ölraffinerie im Iran25, der Leder-, Holzmöbel-, Druck-, Färberei- und Bekleidungsherstellung in China24 sowie bei Krankenhauspersonal in Malaysia26 untersucht (Tabelle 1). Wani und Jaiswal (2012) berichteten, dass das Weben von Teppichen in Kaschmir, Indien, mit verschiedenen Gesundheitsrisiken verbunden sei, nicht nur mit verschiedenen chemischen Verbindungen, sondern auch mit Staub.27 Subedi und Banamala ergaben in ihrer Untersuchung, dass Teppichfabrikarbeiter in Nepal zu mehr als 50 % junge Frauen waren Bei 44 % der Teppichfabrikarbeiter arbeiteten ihre Familien im selben Beruf28. Aufgrund der schädlichen Arbeitsbedingungen in Indien haben Wani et al. 2015 wurde auf die Notwendigkeit hingewiesen, einige Bestimmungen zum Schutz der Gesundheit der Arbeitnehmer einzuführen, wie Masken, Ohrstöpsel, Erste-Hilfe-Einrichtungen und geeignete persönliche Schutzausrüstung29. Die Literaturrecherche ergab, dass weitere Untersuchungen zu fertigen Teppichprodukten und deren Auswirkungen auf Kunden durch Teppichböden in ihren Büros, Schulen, Häusern usw. durchgeführt wurden.30.

Darüber hinaus deuten andere Untersuchungen darauf hin, dass die Entfernung dieser Schadstoffe aus der Umwelt hochentwickelte Technologien wie Biofiltration erfordert34,35, da die Luftschadstoffe nicht allein vorkommen und die Entfernungsmethode für eine Vielzahl von Chemikalien gleichzeitig geeignet sein muss36 . Basierend auf der Literaturrecherche haben wir daher festgestellt, dass zuvor keine Studie zur Bewertung des Gesundheitsrisikos von BD und ST in Teppichfabriken durchgeführt wurde.

Da alle in der Luft vorhandenen Chemikalien potenziell gefährlich für die Umwelt sind, wird Druck ausgeübt, ihre Emissionen zu kontrollieren37. Dies ist besonders wichtig bei beruflicher Exposition, wenn die Chemikalienkonzentrationen und die Expositionsdauer viel höher sein können. In einigen Ländern sind diese zulässigen oder empfohlenen VOC-Werte in der Industrie zum Schutz der Arbeitnehmer möglicherweise nicht in Kraft, und in einigen Ländern gibt es möglicherweise überhaupt keine restriktiven Arbeitsgesetze zum Schutz der Arbeitnehmer33. Aus diesem Grund haben wir in unseren Studien eine Human Health Risk Assessment (HHRA) auf der Grundlage der USEPA-Methodik der inhalativen Exposition durchgeführt, um das allgemeine Risikoniveau zu bewerten und zu erkennen, ob weitere Maßnahmen hinsichtlich der Gesundheitssicherheit der untersuchten Teilpopulation erforderlich sind der Arbeiter in der Maschinenteppichindustrie. Die Neuheit unserer Forschung war die Durchführung des HHRA auf der Grundlage der gemessenen Konzentrationen von Schadstoffen in der Raumluft an den Arbeitsplätzen in den Fabriken der Teppichindustrie. Da die Teppichindustrie in südasiatischen Ländern wie dem Iran sehr beliebt ist, war es wichtig, diese vorläufige Forschung durchzuführen, insbesondere, da eine solche Forschung unseres Wissens noch nie zuvor durchgeführt wurde. Darüber hinaus wird der traditionelle Teppichherstellungsprozess nicht in Fabrikhallen mit modernen Arbeitsschutzmaßnahmen durchgeführt, sondern häufiger in Familienhäusern in Indien, China, der Türkei, dem Iran und Pakistan, unter Beteiligung von Frauen und Kindern38. In unserer Forschung haben wir die USEPA-Methode zur Berechnung des Gesundheitsrisikos verwendet, da sie für verschiedene Expositionsszenarien verwendet werden kann, nicht nur für den Arbeitsplatz, wie es bei Arbeitsschutzbehörden der Fall ist. Im von der USEPA entwickelten HHRA wird das konservative Risikobewertungsprinzip angewendet. Dies bedeutet, dass bereits geringste gesundheitliche Beeinträchtigungen erforderlich sind. Bei der Beurteilung des Arbeitsrisikos wird von hohen Dosen und einer intensiven Exposition der Arbeitnehmer ausgegangen. In der Teppichindustrie müssen diese Bedingungen nicht immer gegeben sein. Arbeiter in der Teppichproduktion in Südasien sind oft keine typischen Arbeitnehmer, da sie oft von ganzen Familien in gewöhnlichen Gebäuden und ohne persönliche Schutzmaßnahmen hergestellt werden. Solche Bedingungen ähneln eher einer Umweltexposition, die in der USEPA-Methode nach Anpassung des Expositionsszenarios auch zur Bestimmung des Berufsrisikos verwendet wird. Basierend auf unseren vorläufigen Untersuchungen in dieser Studie kann daher dieselbe Methodik auch für Untersuchungen zur Gesundheitsrisikobewertung für andere verwendet werden anfällige Subpopulationen wie (schwangere) Frauen, Kinder und Kunden in der Zukunft.

Das Ziel unserer Studien war daher die Bewertung des krebserzeugenden und nicht krebserzeugenden Risikos für Arbeiter in der Teppichmaschinenindustrie im Iran aufgrund der inhalativen Exposition gegenüber 1,3-Butadien und Styrol unter Verwendung der USEPA-Methode. Die detaillierten Ziele waren wie folgt: (1) Bestimmung der Konzentrationen von BD und ST an Arbeitsplätzen in Fabriken der maschinellen Teppichindustrie; (2) um die Expositionshöhen, Gesundheitsrisiken und die damit verbundene Unsicherheit aufgrund des Vorhandenseins von BD und ST zu untersuchen und (3) um die wichtigsten Expositionsfaktoren zu bestimmen, die den Risikowert beeinflussen. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie werden grundlegende Daten und wissenschaftliche Unterstützung liefern, die für das Umweltverschmutzungsmanagement in Fabriken zur maschinellen Teppichproduktion erforderlich sind.

Diese Studie wurde 2022 in der iranischen Stadt Kashan durchgeführt, um das Gesundheitsrisiko im Zusammenhang mit der inhalativen Exposition gegenüber BD und ST in der Luft am Arbeitsplatz in den Maschinenteppichfabriken zu bewerten. Basierend auf unserer vorherigen Studie33, der Beschreibung des technologischen Prozesses und dem Wissen von Experten wurde darauf hingewiesen, dass es in den Endbearbeitungsbetrieben von Teppichfabriken zu einer Exposition gegenüber BD und ST kam. In die Fragebogenerhebung wurden insgesamt 75 Mitarbeiter einbezogen, die in Veredelungsbetrieben von Teppichfabriken tätig sind. Die Forschung wurde in Übereinstimmung mit den ethischen Grundsätzen der Deklaration von Helsinki durchgeführt und von der Forschungsethikkommission der Kashan University of Medical Sciences, Iran (Nr. 180IR.KAUMS.NUHEPM.REC.1401.004) genehmigt, und es wurde von allen eine Einverständniserklärung eingeholt Subjekte und/oder deren Erziehungsberechtigte(n). Mit den Mitarbeitern wurden persönliche Interviews durchgeführt, um Daten zu demografischen Merkmalen, früheren Krankheiten und dem beruflichen Werdegang zu sammeln.

Maschinell gewebte Teppiche, die auf Teppichwebmaschinen gewebt werden, sind in ihrer Rohform nicht für die Lieferung auf den Markt und die Lieferung an den Kunden geeignet. Das Vorhandensein abgestorbener Florfäden, die hinter einigen Teppichen schweben, die Schwäche der Wurzeln der Florfäden und die Möglichkeit, dass diese aus dem Teppich herauskommen, die Unebenheiten der Teppichoberfläche, die Hässlichkeit der Seiten und Planen des gewebten Teppichs, Die Lockerheit der Kettgarne und des Schussfadens der Stiele und die Möglichkeit, dass diese aus der Teppichtextur herausfallen, die schmutzige und schmutzige Oberfläche des Teppichs und das Vorhandensein von Fehlern, die durch verschiedene Webstadien verursacht werden, gehören zu den wichtigsten Fehlern, die auftreten können kann bei rohen (unbehandelten) Teppichen beobachtet werden. Um die oben beschriebenen Mängel zu beseitigen, muss bei der maschinellen Teppichproduktion ein mehrstufiger Veredelungsprozess vorgesehen werden. Da in jeder Phase des maschinellen Teppichveredelungsprozesses VOC-haltige Chemikalien verwendet werden, wirken sich BD- und ST-Dämpfe auf die Arbeiter aus, wenn der Leim, der Styrol-Butadien-Copolymer enthält, in den Leimeinspritzkessel gegossen und abgelassen wird, und wenn aufgrund der Hitze die Dämpfe austreten Die Leimwanne des Leimteils, die geklebten Teppiche und der Trockner werden an die Arbeitsplätze der Mitarbeiter abgegeben19.

In zwei Fabriken in der iranischen Stadt Kashan wurden Luftproben von BD und ST aus der Atemzone der Arbeiter entnommen. Die Konzentrationen von BD und ST wurden im Winter und während der achtstündigen Arbeitsschicht (8:00 bis 16:00 Uhr) auf Basis der optimierten Methoden NIOSH 10246 und 150131 bestimmt. Insgesamt wurden 247 (3 Proben für jeden Arbeiter und 22 Leerproben) Raumluftproben zu verschiedenen Zeitpunkten der Schicht (Beginn, Mitte und Ende) gesammelt und diese Ergebnisse für weitere Berechnungen in der Studie gemittelt. Die Proben wurden mit aktivierter Kokosnusskohle (vorne (400 mg) und hinten (200 mg) für BD und vorne (100 mg) und hinten (50 mg) für ST) der Firma SKC gepumpt, die mit dem Arbeiterhalsband verbunden war (ca im Atembereich) mit einer Pumpe mit der empfohlenen Durchflussrate von 0,2 l/min. Es wurde eine persönliche Probenahmepumpe des Modells AirChek TOUCH (5–5000 ml min−1, SKC, Inc.) verwendet. Die Probenahmezeit wurde basierend auf dem Vortest, der zur Kontrolle des Durchbruchvolumens durchgeführt wurde, von 70 auf 120 Minuten angepasst. Um einen Probenverlust beim Transfer ins Labor zu verhindern, wurden im nächsten Schritt beide Seiten der Adsorptionsröhrchen mit Kunststoffkappen verschlossen und in eine Kühlbox gestellt.

Die gesammelten BD- und ST-Proben wurden in Extraktionsfläschchen überführt. Die Desorption wurde unter Verwendung von 4 ml Methylenchlorid (99,95 %) (Merck Inc., Deutschland) und CS2 für BD bzw. ST durchgeführt. Die Proben von BD und ST wurden 30 Minuten lang Ultraschallwellen ausgesetzt, um die Extraktion abzuschließen. Ein Mikroliter (1 μl) der extrahierten Probe wurde mittels GC-MS (7890-Gaschromatograph und 5975-Massenspektrometer, Agilent Technologies, CA, USA) gemessen. Als Trägergas wurde Helium mit einer Durchflussrate von 1 ml/min eingesetzt.

In der vorliegenden Studie wurden die zulässigen Arbeitsplatzgrenzwerte für BD- und ST-Dämpfe auf 1 ppm (2,21 mg m-3) bzw. 100 ppm (425 mg m-3) berechnet, basierend auf den von der US-amerikanischen OSHA gemeldeten Werten. Vorausgesetzt, dass der bereitgestellte TLV-TWA-Betrag von 8 Stunden Arbeit pro Tag und 5 Arbeitstagen pro Woche ausgeht. In den Fällen, in denen die Arbeitszeit 40 Stunden pro Woche überstieg, wurde die Menge an TLV-TWA mithilfe des Brief & Scala-Korrekturmodells39 geändert, das zur Anpassung ungewöhnlicher Arbeitspläne verwendet wird und längere Arbeitstage und kürzere Erholungsphasen berücksichtigt.

In der vorliegenden Studie wurde die von der USEPA vorgeschlagene quantitative Risikobewertungsmethode verwendet. Bei dieser Methode wurde zur Abschätzung des krebserzeugenden Risikos einer Exposition gegenüber BD- und ST-Dämpfen der Index des kanzerogenen Risikos (CR) verwendet. Der Wert des Index für BD- und ST-Zusammensetzungen während der vorliegenden Studie wurde unter Verwendung von Gleichung berechnet. (1)6:

Dabei ist CDI die chronische tägliche Aufnahme (mg kg−1 Tag−1) und SF der Steigungsfaktor (mg kg−1 Tag−1)−1. Da für ST keine Werte für das inhalative Einheitsrisiko (IUR) verfügbar waren, verwendeten wir anstelle der Expositionskonzentration die chronische tägliche Aufnahme (CDI), um über eine einheitliche Berechnungsmethode zu verfügen, da für unsere Chemikalien Steigungsfaktorwerte (SF) sowohl für BD als auch für ST verfügbar waren . SF ist ein akzeptabler Bereich, in dem das Potenzial für eine Reaktion pro Einheit chemischer Exposition im Laufe eines Lebens besteht. SF-Werte für jede krebserregende Verbindung werden aus toxikologischen Datenbanken bereitgestellt. In unseren Berechnungen verwendeten wir SF-Werte von 6 × 100 (mg kg−1 Tag−1)−1 für BD40 und 5,7 × 10–4 (mg kg−1 Tag−1)−1 für ST41. Die chronische tägliche Aufnahme (CDI) ist die Dosis eines bestimmten Schadstoffs, die täglich aufgenommen wird, gemittelt über die Exposition, ausgedrückt in Jahren. Die CDI-Werte in der vorliegenden Studie wurden unter Verwendung von Gleichung berechnet. (2)22:

wobei C = Schadstoffkonzentration (mg m−3), IR = Inhalationsrate (m3 Tag−1), ED die Expositionsdauer (Jahre), EF die Expositionshäufigkeit (Tage pro Jahr), BW das Körpergewicht (kg) ist. , AT ist die Mittelungszeit (Tage). Die in der Studie verwendeten Expositions- und toxikologischen Parameter sind in Tabelle 2 dargestellt.

Gemäß den USEPA-Richtlinien31 wurde in unserer Studie das akzeptable karzinogene Risiko auf 1 × 10–6 (ein zusätzliches Krebsrisiko pro 1.000.000 Einwohner) festgelegt.

Gemäß der USEPA-Methodik wird zur Berechnung der nicht karzinogenen Risikobewertung der Hazard Quotient (HQ) verwendet. Der Gefahrenquotient (HQ) ist das Verhältnis zwischen der tatsächlichen Schadstoffexposition und seiner Referenzkonzentration (RfC). RfC drückt die kontinuierliche inhalative Expositionskonzentration aus, die im Laufe des Lebens keine gesundheitsschädlichen Auswirkungen hat. Die HQ-Werte wurden basierend auf Gl. berechnet. (3):

wobei EC die Expositionskonzentration und RfC-Referenzkonzentration ist. Der Zielwert für das nicht krebserzeugende Risiko wurde auf 1 festgelegt, was bedeutet, dass HQ-Werte ≥ 1 auf nicht akzeptable Risikoniveaus hinweisen43.

Die Expositionskonzentration ist die tägliche Exposition gegenüber Schadstoffen auf dem inhalativen Expositionsweg. Die Expositionskonzentration wurde mit der Gleichung berechnet. 422:

Dabei ist EC die Expositionskonzentration (mg m−3), ET die Expositionszeit (Stunden pro Tag), ED die Expositionsdauer (Jahre), EF die Expositionshäufigkeit (Tage pro Jahr) und AT die Mittelungszeit (ED in). Jahre × 365 Tage/Jahr × 24 h/Tag in Stunden). Werte der Parameter siehe Tabelle 2.

Da die menschliche Gesundheit mit einigen Unsicherheiten verbunden ist, kann die Vernachlässigung dieser Unsicherheiten zum Verlust wichtiger Informationen führen. Daher können unrealistische und falsche Entscheidungen zum Schutz der menschlichen Gesundheit getroffen werden. Die Monte-Carlo-Simulation (MCS) ist eine Theorie, die auf einem probabilistischen und statistisch-mathematischen Ansatz basiert und zur Untersuchung der Unsicherheit mithilfe von Zufallsstichproben für jeden Parameter angewendet wird. Diese Technik kann die Unsicherheit verringern. Durch die Bestimmung statistischer Indikatoren oder die Identifizierung ihrer Verteilungsfunktion kann der Unsicherheitsgrad der Ausgangsvariablen beschrieben werden. Die allgemeine Struktur zur Bestimmung der Unsicherheit mithilfe der Monte-Carlo-Technik ist eine Kombination von Simulationen. Die Berechnungen wurden mit 10.000 Iterationen durchgeführt, was letztendlich zu Ergebnissen mit einer Zuverlässigkeit im Bereich von 1 bis 99 % führte44. In der vorliegenden Studie wurde die Crystal Ball-Software (Version 11.1.2.4, Oracle, Inc., USA) verwendet.

In der vorliegenden Studie wurden Leerproben in Feldproben und Laboranalysen getestet, um den Grad der Kontamination und mögliche Fehler in den Phasen der Probenahme, des Transfers und der Messung zu überprüfen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Konzentration der Verbindungen in jeder Blindprobe weniger als 1 % der in den Originalproben gemessenen Werte betrug. Die Konzentrationswerte in den Blindproben wurden ebenfalls von den in den Hauptproben gefundenen Werten abgezogen. Zur Bestimmung der Wiederfindungsrate der Analyten und zur Bestimmung der Genauigkeit der Messungen wurde der Spike-Probentest eingesetzt. Die Ergebnisse der Messgenauigkeit zeigten, dass die prozentuale Wiederfindung der Analyten 87 % für BD und 89 % für ST betrug.

Alle Probanden hatten ihr volles Einverständnis zur Teilnahme an der aktuellen Studie.

Aufgrund der inhalativen individuellen Exposition der Mitarbeiter von Teppichfabriken gegenüber BD und ST wurde in unseren Studien eine Risikobewertung für krebserregende und nicht krebserregende menschliche Gesundheit durchgeführt. Nach unserem Kenntnisstand war die vorliegende Studie der erste Versuch, das krebserzeugende und nicht krebserzeugende Gesundheitsrisiko bei beruflicher Exposition gegenüber BD und ST für Arbeitnehmer in der Teppichindustrie mithilfe der USEPA-Methode zu bewerten.

Die Ergebnisse dieser Studie zeigten, dass die mittlere persönliche Exposition gegenüber BD und ST 0,039 mg m−3 (0,017 ppm) bzw. 12,108 mg m−3 (2,840 ppm) betrug. Die in unseren Studien ermittelten Konzentrationen von BD und ST lagen unter den vom Environmental and Occupational Health Center of Iran (EOHCI) empfohlenen Grenzwerten für die berufsbedingte Exposition (OEL). Der zeitlich gewichtete Durchschnitt der berufsbedingten Expositionsgrenzwerte [OEL-TWA] wurde für BD6 auf 4,42 mg m-3 (2 ppm) und für ST43 auf 86 mg m-3 (20 ppm) festgelegt. Die Temperatur des Leimeinspritzkessels und -trockners sowie der Prozentsatz des in den Kessel gelangenden Styrol-Butadien-Copolymers beeinflussten die Konzentration von BD und ST. Beispielsweise wird in einigen Prozessen typischerweise ein Monomeranteil von 70 bis 75 % Butadien gegenüber 20 bis 25 % ST verwendet. Während in anderen Prozessen hauptsächlich Monomeranteile von 55 % bis 65 % Butadien gegenüber 45 % bis 35 % ST verwendet werden. Diese Unterschiede könnten die Konzentration von BD und ST beeinflussen, die von der Quelle emittiert werden.

Zur Bestimmung des Krebsrisikos aufgrund der BD- und ST-Exposition wurde eine kanzerogene Risikobewertung (CR) durchgeführt. Basierend auf der Internationalen Agentur für Krebsforschung (IARC) wird BD als menschliches Karzinogen der Gruppe 1 (krebserregend für den Menschen) und ST als menschliches Karzinogen der Gruppe 2A (wahrscheinlich krebserregend für den Menschen) eingestuft43. Die mittleren ± SD-Werte des geschätzten Krebsrisikos bei inhalativer Exposition gegenüber BD und ST betrugen 5,13 × 10–3 ± 3,85 × 10–4 (5,13 zusätzliche Krebsfälle pro 1.000 exponierten Arbeiter) und 1,44 × 10–3 ± 2,36 × 10– 4 (1,44 zusätzliche Krebsfälle pro 1.000 exponierten Arbeitern) (Tabelle 3). Den Ergebnissen zufolge überschritt das 95. Perzentil der für BD und ST ermittelten krebserzeugenden Risikowerte (1,22 × 10–2 bzw. 5,77 × 10–3) den von der USEPA empfohlenen akzeptablen Risikowert (1 × 10–6). ein erhebliches krebserzeugendes Risiko für die exponierten Mitarbeiter. Die Wahrscheinlichkeitsverteilungen des kanzerogenen Risikos für die Schadstoffe (Mittelwert, Median, 5. Perzentil und 95. Perzentil) sind in Abb. 1 dargestellt. Die Mittel- und Medianwerte von BD und ST waren höher als der USEPA-akzeptable Wert von 1 × 10– 6. Die für 5 % der Hochrisikopopulation für BD und ST berechneten kanzerogenen Risikowerte betrugen 1,22 × 10–2 bzw. 5,77 × 10–3. Selbst für BD, die 5 % der Bevölkerung mit geringem Risiko, betrugen die kanzerogenen Risikowerte 1,66 × 10–3 (1,66 zusätzliche Krebsfälle pro 1.000 exponierten Personen). Diese Ergebnisse zeigten, dass die berufliche Exposition durch Inhalation von BD und ST ein potenzielles Krebsrisiko für Arbeiter in Veredelungsbetrieben in Teppichfabriken darstellt.

Das kanzerogene Risiko für (A) 1,3-Butadien (BD), (B) Styrol (ST).

Sadeghi-Yarandi et al. führte eine Studie zur Gesundheitsrisikobewertung der inhalativen Exposition gegenüber 1,3-Butadien in einer petrochemischen Anlage durch. Ihre Ergebnisse zeigten, dass das krebserzeugende Risiko durch 1,3-Butadien in allen untersuchten Einheiten über dem akzeptablen Wert lag6. Das von Mohammadyan et al.45 bewertete Gesundheitsrisiko einer ST-Exposition in der Atemzone von Arbeitern in einer Elektronikindustrie ergab einen durchschnittlichen CR-Wert von 1,4 × 10−3, was über dem akzeptablen Niveau des krebserzeugenden Risikos lag. Auch in anderen Branchen wurden Werte des krebserzeugenden Risikos bei der inhalativen ST-Exposition gemeldet, die über dem akzeptablen Wert lagen: Automobil- und Motorradindustrie, Reparaturdienste, Schiffs- und Bootsbau, Herstellung von Grundchemikalien und Kunststoffprodukten15, petrochemische Industrie43 und städtische Umwelt46.

Das nichtkanzerogene Risiko bei der inhalativen Exposition gegenüber BD und ST wurde berechnet und als Hazard-Quotienten (HQ)-Werte in Tabelle 4 dargestellt. Unsere Untersuchungen ergaben, dass alle berechneten nichtkanzerogenen Risikowerte für BD und ST höher als das akzeptable Risikoniveau von 1 waren , außer minimale ST-Konzentration. Die Wahrscheinlichkeitsverteilungen des nicht krebserregenden Risikos für die Schadstoffe (Mittelwert, Median, 5. Perzentil und 95. Perzentil) sind in Abb. 2 dargestellt. Die mittleren und mittleren Risikowerte für BD und ST waren höher als das akzeptable nicht krebserregende Risiko Wert (HQ = 1). Die für 5 % der Hochrisikopopulation für BD und ST berechneten nichtkanzerogenen Risikowerte betrugen 2,15 × 101 bzw. 2,01 × 101.

Das nicht krebserzeugende Risiko für (A) 1,3-Butadien (BD), (B) Styrol (ST).

Mohammadyan et al. ergaben bei der Risikobewertung der ST-Exposition in einer Elektronikindustrie im Iran45, dass die nichtkanzerogenen Risikowerte für ST in allen Industriebetrieben über dem akzeptablen Wert von 1 lagen45, was mit den Ergebnissen der vorliegenden Studie übereinstimmt . Die Forschung von Yimrungruang et al.47 zur Gesundheitsrisikobewertung von Tankstellenarbeitern gegenüber VOC-Exposition ergab, dass die mittlere ST-Konzentration 2,4 × 10–3 mg m−3 betrug und der berechnete nicht krebserzeugende Risikowert < 147 betrug. was sich von dieser Studie unterscheidet. Da ein direkter Zusammenhang zwischen dem nicht krebserzeugenden Risikowert einer bestimmten Chemikalie und ihrer Konzentration besteht, könnte dies der wichtigste Faktor für die Berechnungsschwankungen in diesen Studien sein. Beispielsweise betrug die mittlere inhalative Exposition gegenüber ST in der aktuellen Studie 12,108 mg m−3, was deutlich höher ist als in der Studie von Yimrungruang et al. In Studien wurde eine Dosis von 2,4 × 10–3 mg m−347 angegeben. Dies hat dazu geführt, dass in der vorliegenden Studie die mittleren nichtkanzerogenen Risikowerte um ein Vielfaches höher waren als in der Studie von Yimrungruang et al. Studie47.

Sadeghi-Yarandi et al. berichteten über einen hohen HQ-Wert für die BD-Exposition in einer petrochemischen Anlage6. Darüber hinaus wurde in Studien zur BD- und ST-Industrieexposition in Mikroumgebungen wie Wohnhäusern, Büros, Fahrzeugen9, Motoren und Motorrädern, Reparaturdiensten, Schiffs- und Bootsbau, der Herstellung von Grundchemikalien und Kunststoffprodukten15 und der petrochemischen Industrie43 über bestehende Risiken berichtet. Daher scheint die Anwendung technischer Kontrollmethoden zur Verringerung der beruflichen Exposition gegenüber BD und ST notwendig zu sein.

Mithilfe der Sensitivitätsanalyse der Crystal Ball-Software wurden Faktoren identifiziert, die den größten Einfluss auf die berechneten Risikowerte haben.

Es zeigte sich, dass die Schadstoffkonzentration der Parameter war, der den größten Einfluss auf die krebserzeugenden Risikowerte im inhalativen Expositionspfad hatte. Die Schadstoffkonzentration beeinflusste die berechneten Risikowerte zu 54,9 % für BD und zu 81,2 % für ST (Abb. 3). Als zweiter wichtiger Faktor erwies sich die Expositionshäufigkeit mit Werten von 8 % für BD und 3,4 % für ST. Der dritte wichtige Faktor war die Expositionsdauer mit Werten von 5 % für BD und 2,8 % für ST. Es zeigte sich, dass das Körpergewicht einen negativen Einfluss auf die Berechnung der kanzerogenen Risikowerte hat. Bei den nichtkanzerogenen Risikowerten bei der inhalativen Exposition gegenüber BD und ST waren die wichtigsten Variablen: die Schadstoffkonzentration (92,2 % für BD und 74,4 % für ST), die Expositionszeit (6,2 % für BD und 16,5 % für). ST), Expositionsdauer (1,5 % für BD und 5,5 % für ST) und Expositionshäufigkeit (0,2 % für BD und 3,6 % für ST) (Abb. 4).

Sensitivitätsanalyse des Krebsrisikos (CR) für (A) 1,3-Butadien, (B) Styrol.

Sensitivitätsanalyse des Nichtkrebsrisikos (HQ) für (A) 1,3-Butadien, (B) Styrol.

Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen sollte hervorgehoben werden, dass die BD- und ST-Konzentrationen am Arbeitsplatz kontrolliert werden müssen, da sie wesentliche Einflussfaktoren auf das potenzielle Risiko darstellen. Außerdem sollte die inhalative Exposition gegenüber BD und ST durch technische Kontrollmaßnahmen kontrolliert werden und die Expositionszeit der Arbeitnehmer sollte durch Managementkontrollen verkürzt werden. Für die zukünftige Forschung wird außerdem ein Biomonitoring der Metaboliten dieser Schadstoffe in den biologischen Flüssigkeiten vorgeschlagen.

Da die Unsicherheit ein inhärenter Bestandteil der quantitativen Risikobewertung in unseren Studien ist, haben wir deren drei Komponenten berücksichtigt. Bezüglich des Umweltaspekts hing die Unsicherheit mit den durchgeführten Messungen zusammen. Der erste Aspekt war die Anzahl der Proben, die aus der Atemzone des Arbeiters in der Teppichproduktionsindustrie entnommen wurden, um den Bereich der inhalativen BD- und ST-Konzentrationen festzulegen. Zweitens wurden Proben nur während der Wintersaison entnommen, so dass zum jetzigen Zeitpunkt der Forschung nicht bekannt ist, ob diese Konzentrationen nur saisonal waren oder für das ganze Jahr repräsentativ sein könnten. Was den Bevölkerungsteil betrifft, haben wir 75 männliche Mitarbeiter befragt, die in Endbearbeitungsbetrieben arbeiten, und auf der Grundlage dieser Ergebnisse Bevölkerungsdaten für HHRA-Berechnungen erhalten, wie Körpermasse und Expositionsraten: Dauer, Häufigkeit und Zeit. Was den toxikologischen Teil betrifft, haben wir für die Berechnung des nicht karzinogenen Risikos in unserer Forschung die inhalativen Expositionspfade verwendet, die durch den Parameter der Expositionskonzentration (EC) ausgedrückt werden, da RfC-Werte in toxikologischen Datenbanken sowohl für SD als auch für ST verfügbar waren. Im Falle eines krebserzeugenden Risikos haben wir den Parameter „Chronical Daily Intake“ (CDI) anstelle von EC verwendet, da für das inhalative Einheitsrisiko (IUR), das in weiteren Berechnungen benötigt wird, Werte für ST fehlten. Da in der Analyse des krebserzeugenden Risikos Werte für den Steigungsfaktor (SF) sowohl für BD als auch für ST verfügbar waren (der IUR-Wert war nur für BD verfügbar), verwendeten wir den durch die Berechnung des CDI ausgedrückten Expositionspfad, um bei der Berechnung des krebserzeugenden Risikos eine Konsistenz zwischen BD und ST zu gewährleisten. Wir haben jedoch den niedrigsten verfügbaren SF-Wert für ST aus der wissenschaftlichen Literatur41 gemäß dem Prinzip der konservativen Risikobewertung verwendet. Der in unseren Studien verwendete SF-Wert für ST erschien nicht in den toxikologischen Datenbanken, da keine Einigung über bestätigte SF- und/oder IUR-Werte für ST bestand. Gemäß dem angewandten Prinzip der konservativen Risikobewertung könnten unsere Risikoergebnisse überschätzt werden, da sie dem Schutz der menschlichen Gesundheit dienen. Eine erweiterte und detailliertere zukünftige Forschung würde eine zuverlässigere Risikoberechnung auf der Grundlage einer höheren Teilnehmerzahl, eines unterschiedlichen Geschlechts und Alters der Teilnehmer, einer höheren Häufigkeit und einer längeren Dauer der Luftschadstoffmessungen in zukünftigen Studien ermöglichen.

Wie bereits zuvor betont, handelte es sich unseres Wissens nach um die ersten Studien zur Gesundheitsrisikobewertung während des Teppichherstellungsprozesses. Daher ist der Vergleich unserer Ergebnisse mit anderen Forschungsergebnissen eher begrenzt. Den Ergebnissen einer Studie von Yarandi et al.6 zufolge betrug das mittlere krebserzeugende Risiko (CR) von BD bei Arbeitern in petrochemischen Anlagen 2,71 × 10–3, was den von der USEPA empfohlenen akzeptablen Risikowert (10–6) übersteigt43. Der durchschnittliche krebserzeugende Risikowert von ST für Arbeiter der Elektronikindustrie im Iran betrug 1,4 × 10–3 und übertraf damit den akzeptablen Wert von USEPA45. Die Ergebnisse von Studien von Ahmadi-Moshiran et al.43 im Iran zeigten, dass die kanzerogenen Risikowerte (CR) für BD und ST in einer petrochemischen Industrie ebenfalls über dem akzeptablen Wert von 10–6 lagen, ebenso wie die mittleren HQ-Werte von Das nicht krebserzeugende Risiko für BD und ST betrug 4,04 bzw. 0,19 und lag damit über dem akzeptablen Risikoniveau von 1. In der Studie von Hahm al.15 wurden die nicht krebserzeugenden Risikowerte (HQ) für ST bei der Wartung und Reparatur von Kraftfahrzeugen, Motorrädern ermittelt Dienstleistungen, Schiffs- und Bootsbau, Grundchemie und Herstellung von Kunststoffprodukten lagen über der von der USEPA empfohlenen akzeptablen Risikostufe von 1.

Bezüglich der toxikologischen Daten im Fall von BD waren sowohl RfC- als auch SF-Werte in der Datenbank des Integrierten Risikoinformationssystems (IRIS) verfügbar40. Für ST wurde in den toxikologischen Datenbanken nur der RfC-Wert bestätigt. Im Fall des SF-Werts für ST haben wir den in anderen Untersuchungen verfügbaren Wert verwendet41, wobei zu berücksichtigen ist, dass es bisher keinen einheitlichen Wert gibt. Banton et al. 201948 berichteten, dass der RfC-Wert für ST für die Allgemeinbevölkerung basierend auf der Ototoxizität auf 6 ppm (etwa 25 mg m3) geschätzt wurde. Da dieser vorgeschlagene RfC-Wert jedoch nicht zeitlich an den Arbeitsplatzgrenzwert von 20 ppm für die Arbeitnehmer angepasst wurde, muss berücksichtigt werden, dass andere Endpunkte bei einer kürzeren Expositionsdauer auftreten könnten, wenn er auf Arbeitnehmerdaten basiert48. Toxikologische Werte, die aus nicht-ototoxischen Endpunkten aus Tierversuchen extrapoliert werden, können Gesundheitswerte ergeben, die niedriger sind als die geschätzten zur beruflichen Ototoxizität, wenn Dosis-Dauer-Anpassungen erforderlich sind, insbesondere wenn die Anwendung geeigneter AFs erforderlich ist48. Auch unter Berücksichtigung der Tatsache, dass Forscher bei der Bewertung des kanzerogenen Risikos von ST auf den Margin of Exposure (MOE)-Ansatz anstelle des Dosis-Wirkungs-Modells zurückgreifen48, haben wir in dieser Studie den vorhandenen SF-Wert für ST verwendet, um die Konsistenz mit dem zu gewährleisten Angewandte Risikoberechnungsmethodik. Wir haben diesen Punkt im Hinterkopf und in der zukünftigen Forschung ist geplant, je nach den neuen Trends andere Risikobewertungsmodelle anzuwenden, die Margin of Exposure (MOE), Point of Departure (POD) oder Mode of Action (MOA) verwenden Methoden zur Bewertung des Generationsrisikos49. Da das HHRA-Ziel darin besteht, die niedrigste Exposition anzugeben, bei der das Risiko gesundheitsschädlicher Auswirkungen gemäß dem Prinzip der konservativen Risikobewertung auftreten könnte, haben wir in unseren Berechnungen den niedrigsten aus der Forschung verfügbaren SF-Wert verwendet, um eine Vorstellung von den Risikowerten zu erhalten. vor allem, weil diese Forschung noch nie zuvor durchgeführt wurde. Banton et al.48 berichteten außerdem, dass in der Industrie für faserverstärkte Polymerverbundstoffe die HQ-Werte für Arbeiter in offenen Formprozessen ohne Atemschutz den akzeptablen Risikowert von 1 überstiegen Bei offenen Formgebungsprozessen wurden Schutzmaßnahmen eingesetzt, was darauf hindeutet, dass Atemschutz als Risikomanagementmaßnahme für hohe Expositionen am Arbeitsplatz vorgeschrieben werden sollte48.

Unsere Recherche ergab, dass die Fortsetzung dieser Studie notwendig ist. Wir haben nur einige VOCs untersucht, nämlich BD und ST. In unserer Untersuchung wurden jedoch nur Männer untersucht, während Frauen und sogar Kinder, die in asiatischen Ländern häufig in solchen Branchen arbeiten, nicht untersucht wurden. Aufgrund der chemischen Natur der in der Teppichindustrie verwendeten Stoffe scheinen auch Kunden von den Dämpfen betroffen zu sein, die aus den neuen Teppichprodukten freigesetzt werden können50. Die jüngsten Forschungsergebnisse weisen darauf hin, dass intensive Forschung im Zusammenhang mit der Gesundheitssicherheit der Verbraucher erforderlich ist, da davon ausgegangen wird, dass Teppiche eine Expositionsquelle für viele Verbindungen darstellen, darunter neu auftretende Verunreinigungen, perfluoralkylierte Substanzen (PFAS), flüchtige organische Verbindungen (VOCs) und halbflüchtige organische Verbindungen (SVOCs), insbesondere dass Mechanismen wie Abrieb, Diffusion, Verteilung auf luftgetragene Partikel und abgesetzter Staub nicht gut bekannt sind51. Biomonitoring-Forschung an exponierten Populationen wäre ein wichtiger Teil der weiteren Untersuchungen52.

Unsere Forschung war die erste Studie zur berufsbedingten inhalativen Exposition gegenüber 1,3-Butadien (BD) und Styrol (ST) in den Endbearbeitungsbetrieben der Teppichproduktionsindustrie in der iranischen Stadt Kashan. Unter Verwendung der USEPA Human Health Risk Assessment-Methodik wurden krebserzeugende (CR) und nicht krebserregende (HQ) Risikowerte berechnet. Die Konzentrationen von BD und ST in der Atemzone der Mitarbeiter lagen unter den zulässigen Arbeitsplatzgrenzwerten von 4,42 mg m−3 (2 ppm) für BD (6) und 86 mg m−3 (20 ppm) und waren gleich auf 0,039 mg m-3 (0,017 ppm) bzw. 12,108 mg m-3 (2,840 ppm). Die Werte für das nichtkanzerogene Risiko (HQ) für BD und ST lagen über dem akzeptablen Wert von 1, was auf die Möglichkeit des Auftretens gesundheitsschädlicher Auswirkungen hinweist. Die mittleren HQ-Werte für die Arbeiter in der Teppichindustrie betrugen 8,67 × 100 für SD und 5,13 × 100 für ST. Die für BD und ST berechneten Werte für das kanzerogene Risiko (CR) lagen über dem akzeptablen Wert von 10–6. Die mittleren CR-Werte für Mitarbeiter betrugen 5,13 × 10–3 für SD und 1,44 × 10–3 für ST. Die Sensitivitätsanalyse ergab, dass die in der Atemzone der Mitarbeiter gemessenen BD- und ST-Konzentrationen den bedeutendsten Parameter für den Gesamtwert des krebserzeugenden und nicht krebserzeugenden Risikos darstellten. Um das Risiko für Mitarbeiter zu verringern, wird die Anwendung technischer und technischer Kontrollmaßnahmen empfohlen, einschließlich einer Reduzierung der Expositionszeit durch Managementkontrollen. Detailliertere Untersuchungen, einschließlich anderer anfälliger Bevölkerungsgruppen und Biomonitoring-Analysen der Metaboliten von BD und ST in den biologischen Flüssigkeiten, sind für zukünftige Forschungen auf der Grundlage unserer vorläufigen Untersuchungen erforderlich und gerechtfertigt.

Die im Rahmen der aktuellen Studie analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

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Chronische tägliche Einnahme

Krebserzeugendes Risiko

Diepoxybutane

Desoxyribonukleinsäure

Expositionskonzentration

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Expositionshäufigkeit

Bewertung des Risikos für die menschliche Gesundheit

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Unmittelbar lebens- oder gesundheitsgefährlich

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Perfluoralkylierte Substanzen

Abfahrtsort

Qualitätskontrolle/Qualitätssicherung

Referenzkonzentration

Reaktive Sauerstoffspezies

Standardabweichung

Sicherheitsdatenblatt

Steigungsfaktor

Styrol

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Die Autoren danken den Mitarbeitern und Managern der Teppichproduktionsbetriebe für ihre Teilnahme an dieser Studie. Wir danken Dr. Jianfeng li für seine wertvollen Kommentare zur Verbesserung des Artikels.

Die Studie wird von der Kashan University of Medical Sciences unterstützt.

Abteilung für Arbeitsmedizin, School of Health, Kashan University of Medical Sciences, Kashan, Iran

Amir Hossein Khoshakhlagh

Abteilung für Umweltschutz, Fakultät für Geologie, Geophysik und Umweltschutz, AGH University of Science and Technology, Al. Mickiewicza 30, 30-059, Krakau, Polen

Agnieszka Gruszecka-Kosowska

Abteilung für Chemie und chemische Technologie, National University of Lesotho, PO Roma 180, Lesotho, Südafrika

Abiodun Olagoke Adeniji

Institut für Arbeitsmedizin, Edinburgh, EH14 4AP, Großbritannien

Lang Tran

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AHK: Konzeptualisierung, formale Analyse, Probensammlung, Projektverwaltung, Methodik. AG-K.: überarbeitet, neu geschrieben, rezensiert und bearbeitet. AOA: Umschreiben – Überprüfen und Bearbeiten. Lang Tran: Neu schreiben – rezensieren und bearbeiten.

Korrespondenz mit Amir Hossein Khoshakhlagh.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

khoshakhlagh, AH, Gruszecka-Kosowska, A., Adeniji, AO et al. Probabilistische Risikobewertung der menschlichen Gesundheit durch 1,3-Butadien- und Styrol-Exposition mithilfe der Monte-Carlo-Simulationstechnik in der Teppichproduktionsindustrie. Sci Rep 12, 22103 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-26537-9

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Eingegangen: 13. September 2022

Angenommen: 15. Dezember 2022

Veröffentlicht: 21. Dezember 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-26537-9

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