Työterveyslääkäri

Alumiinin terveysvaikutukset

Työterveyslääkäri
2003;(1):93-98
Tuija Majaneva-Keijälä, Markku Linnainmaa ja Markku Seuri

Alumiinin esiintyminen ja käyttö

Alumiini on kevyt ja helposti työstettävä metalli, jota on maankuoresta noin 8 %. Luonnossa alumiini ei esiinny metallisena, vaan yhdisteinä hapen, fluorin ja raudan kanssa. Alumiinituotannon lähtöaineena on bauksiittimalmi, josta saadaan elektrolyysillä rikastamalla metallinen alumiini. Erotuksen jälkeen metalli työstetään valimossa. Kvartsi-kontaminaatio on bauksiittimalmissa yleistä.

Metallisella alumiinilla ja sen yhdistellä on useita käyttökohteita. Sitä käytetään lentokone-, laiva- ja autoteollisuudessa, konttien ja säiliöiden valmistuksessa, mekaanisten ja sähköisten kojeiden ja laitteiden valmistuksessa sekä rakennuspaneeleissa, maaleissa ja pyroteknisiin tarkoituksiin sytytysaineiden ja räjähteiden osana. Alumiinista valmistetaan ruoka- ja juomatölkkien sisäpinnoitteita, alumiinifoliota ruokien pakkausta ja säilytystä varten. Lisäksi alumiiniyhdisteitä käytetään kosmeettisissa aineissa (deodoranteissa), ravinnon lisäaineissa ja lääkeaineissa (alumiinioksidi) sekä raaka- ja jäteveden puhdistuksessa ja paperin hartsiliimauksessa (alumiinisulfaatti) «Hoet P, Lauwerys R. Metals and organometallic compounds. Kirjassa: Stellman JM, toim. Encyclopaedia of occupational health and safety. Geneva : International Labour Office, 1998:27.9.»1, «Nordberg G. Metals: Chemical properties and toxicity. Kirjassa: Stellman JM, toim. Encyclopaedia of occupational health and safety. Geneva: International Labour Office, 1998: 63.2- 63.3.»2, «Aitio A. Alumiini. Kirjassa: Aitio A, Luotamo M, Kiilunen M, toim. Kemikaalialtistumisen biomonitorointi. Helsinki: Työterveyslaitos, 1995: 41-46»3.

Alumiinille altistuminen

Alumiinin tuotanto ja sen käyttö teollisuudessa on monipuolista. Alumiinille on mahdollista altistua mm. alumiinin primaarituotannossa, valimotyössä, alumiinisulatossa, alumiinijauheen valmistuksessa ja hitsauksessa. Alkutuotannossa ja valimotyössä altistutaan hiilipölylle, alumiinioksidille, -fluoridille, rikkidioksidille, hiilimonoksidille ja aromaattisille hiilivedyille. Altistumista tapahtuu myös alumiiniromun ja –jätteen esikäsittelyssä, uudelleen sulattamisessa, sekoittamisessa ja valamisessa sekä seostamisessa. Sekundäärisessä, alumiinijätettä hyödyntävässä teollisuudessa altistutaan samoin kuin muussa alumiiniteollisuudessa alumiinipölylle ja –huuruille.

Kansainvälinen syöväntutkimuslaitos IARC luokittelee alumiinin tuotannon karsinogeenisyyden mukaan luokkaan I eli karsinogeeniseksi ihmiselle. Tosin karsinogeenisyys ei liittyne alumiiniin vaan tuotannossa esiintyviin polyaromaattisiin hiilivetyihin (PAH) ja kvartsipölyyn.

Suomessa työperäinen altistuminen on merkittävintä alumiinin hitsauksessa, alumiinisulfaatin valmistuksessa, alumiinin valutyössä ja alumiinin jatkojalostuksessa. Alumiinia ei tuoteta Suomessa.

Suomessa on arvioitu noin 10 000 ihmisen altistuvan alumiinille hitsauksen ja alumiinituotteiden valmistuksen yhteydessä. Alumiinipulverin valmistuksessa ilman alumiinipitoisuudet voivat nousta useihin kymmeniin milligrammoihin kuutiometrissä ilmaa. Alumiinihitsauksessa ja alumiinin hionnassa ilman alumiinipitoisuudet voivat nousta 5-10 milligrammaan kuutiometrissä ilmaa. Alumiinivalimoissa on mitattu alumiinipitoisuuksia jopa 10 milligrammaa kuutiossa ilmaa «Kalliokoski P, Pfäffi P, Riihimäki V, Starck J, Vaaranen V, Helminen P, toim. Työhygienia. Työolot ja niiden parantaminen. Helsinki: Työterveyslaitos. 1992: 81-82»4.

Suomessa alumiinin liukoisten yhdisteiden 8 tunnin haitalliseksi tunnettu pitoisuus eli HTP -arvo on 2 mg/m3 ja alumiinin hitsaushuurujen 1,5 mg/m3 «HTP – arvot 2002. Työsuojelusäädöksiä 3. Sosiaali- ja terveysministeriö. Työsuojeluosasto. Kemian työsuojeluneuvottelukunta. Tampere 2002: s.9, liite 1»5.

Alumiinille ihminen voi altistua myös juomaveden välityksellä tai käyttämällä tiettyjä lääkeaineita, kuten lääkkeitä mahan liikahappoisuuteen. Alumiinia sisältäviä ruoan lisäaineita käytetään lisäämään ruoan säilyvyyttä, antamaan väriä, kohotusaineena, emulgaattorina sekä happamuudensäätöaineena. Näiden lisäaineiden käyttö on Pohjois- Amerikassa yleisempää kuin muissa maissa. Alumiinia irtoaa ruokaan myös ruoanvalmistusastioista (alumiinikattilat ja –vuoat). Ruoan happamuus (tomaatti, raparperi, monet hedelmät ja marjat) lisää alumiinin liukenemista ruokaan. Ruuasta saatava alumiinimäärä on pieni verrattuna edellä mainituista lääkkeistä saatavaan määrään «Soni MG, White SM, Flamm WG, Burdock GA. Safety evaluation of dietary aluminium. Regul Toxicol Pharmacol 2001 Feb; 33(1):66-79»6.

Alumiinin aineenvaihdunta

Alumiinille on mahdollista altistua ruoansulatuskanavan kautta, mutta vain hyvin pieni osa tästä alumiinista, alle yksi prosentti, absorboituu ja se erittyy pääasiassa virtsaan. Ruoansulatuskanavan kautta saatu alumiini ei ole ihmiselle myrkyllistä, mikäli munuaisten toiminta on normaali. Yhdysvalloissa ja monissa muissa maissa tehtyjen tutkimusten perusteella tiedetään, että alumiinin aineenvaihdunta on tasapainossa eikä sitä kerry elimistöön, jos päivittäinen ruoansulatuskanavan kautta saatu alumiinimäärä on 5-125 mg alumiinia vuorokaudessa. Keskimääräinen ruoasta, vedestä ja ilmasta saatu alumiiniannos on 25 mg vuorokaudessa. Edellä mainitut lääkkeet voivat nostaa määrää «Soni MG, White SM, Flamm WG, Burdock GA. Safety evaluation of dietary aluminium. Regul Toxicol Pharmacol 2001 Feb; 33(1):66-79»6.

Työntekijät altistuvat alumiinille pääasiassa keuhkojen kautta. Imeytyneen alumiinin määrä riippuu aineen hiukkaskoosta ja liukoisuusominaisuudesta. Esimerkiksi alumiinihydroksidi- ja alumiinisulfaattipölyn hiukkaskoko on n. 10 µm, jolloin hiukkaset eivät pääse suuren kokonsa vuoksi keuhkoihin, vaan takertuvat ylähengitysteihin. Alumiinihitsauksessa syntyvä alumiinioksidin pieni hiukkaskoko, alle 1 µm , mahdollistaa sen pääsyn keuhkoihin. Keuhkoista alumiini siirtyy verenkiertoon ja sitoutuu plasman proteiineihin, lähinnä transferriiniin ja albumiiniin. Alumiini erittyy munuaisten kautta virtsaan. Seerumin ja virtsan alumiinipitoisuus riippuu viimeaikaisen altistumisen voimakkuudesta ja kehon alumiinikuormasta. Pieni osa alumiinista erittyy sappeen ja ulosteisiin. Usean vuoden altistumisen seurauksena alumiini kertyy keuhkoihin, luihin, maksaan ja aivoihin. Tämä kertynyt alumiini muodostaa elimistön alumiinikuorman, joka vaikuttaa aineen eliminaatioon.

Mikäli henkilön munuaisten toiminta on normaali, virtsan alumiinipitoisuus (U- Al) on parempi pitkäaikaisen altistumisen osoitin kuin seerumin alumiinipitoisuus (S- Al) «Nordberg G. Metals: Chemical properties and toxicity. Kirjassa: Stellman JM, toim. Encyclopaedia of occupational health and safety. Geneva: International Labour Office, 1998: 63.2- 63.3.»2. Viimeaikainen altistuminen, varsinkin alumiinihitsauksessa, voi aiheuttaa nopeita muutoksia seerumin alumiinipitoisuudessa. Virtsan alumiinieritykseen vaikuttaa koko elimistön alumiinikuorma, josta syystä virtsan alumiinipitoisuuden vaihtelu on vähäisempää kuin seeruminäytteissä. Kun altistuminen työssä on päättynyt, tilanne tasoittuu ja alumiinipitoisuudet seerumissa sekä virtsassa korreloivat keskenään «Riihimäki V, Aitio A, Engström B, Hänninen H, Keskinen H, Kovala T, Matikainen E, Peltomaa A, Sunden M, Tossavainen A, Valkonen S, Zittig A. Alumiinille altistuminen työssä ja terveys. Loppuraportti t»7. Alumiinin hitsaushuuruja hengitettäessä eliminaation puoliintumisaika riippuu altistumisen kestosta.

Aiemmin altistumattomalla alumiini puoliintuu yhden päivän altistumisen jälkeen noin kahdeksassa tunnissa. Alle vuoden ajan altistuneilla hitsaajilla puoliintumisaika oli noin yhdeksän päivää ja yli 10 vuotta altistuneilla yli puoli vuotta.

Alumiinin terveysvaikutukset

Yli 50 vuoden ajan on tiedetty alumiinille altistumisen aiheuttavan keuhko-oireita ja sairauksia, kuten astmaa ja aluminoosia, joka on eräs työperäisen pneumokonioosin muoto. Alumiinin tiedetään aiheuttavan myös keskushermostoperäisiä oireita. Viime vuosina on useissa tutkimuksissa selvitetty alumiinille altistumisen ja Alzheimerin taudin välistä yhteyttä. Ei kuitenkaan ole näyttöä siitä, että alumiini myötävaikuttaisi Alzheimerin taudin syntyyn. Dialyysihoitoja saavilla on todettu dialyysiveden alumiinista johtuvia puheen tuottamisen häiriöitä, äkillisiä aivoperäisiä kohtauksia sekä kognitiivisen toimintakyvyn alenemista silloin, kun seerumin alumiinipitoisuus on ollut 3-7 mmol/l tai enemmän. Massiivialtistumisen on todettu dialyysipotilailla aiheuttavan myös osteomalasiaa ja mikrosytääristä anemiaa «Riihimäki V, Hänninen H, Akila R, Kovala T, Kuosma E, Paakkulainen H, Valkonen S, Engström B. Body burden of aluminium in relation to central nervous system function among metal inert-gas welders. Sca»8, «Sosiaali –ja terveysministeriö, Työterveyslaitos. Terveystarkastukset työterveyshuollossa. Ohjeet terveystarkastuksiksi erityistä sairastumisen vaaraa aiheuttavissa töissä. Helsinki: Työterveysl»9, «Al-Masalkhi A, Walton SP. Pulmonary fibrosis and occupational exposure to aluminium. Journal of the Kentucky Medical Association 1994 Feb;92(2):59-61»10.

Keuhkovaikutukset

Aluminoosi

Teollisuudessa alumiinille altistuminen voi aiheuttaa aluminoosia ja astmaa «Al-Masalkhi A, Walton SP. Pulmonary fibrosis and occupational exposure to aluminium. Journal of the Kentucky Medical Association 1994 Feb;92(2):59-61»10. Alumiinin fibroosia aiheuttava vaikutus on epäselvä. Yleensä alumiinia ei ole pidetty fibrinogeneettisenä pölynä, mutta kokeellisissa tutkimuksissa on saatu ristiriitaisia tuloksia. Yksittäisiä keuhkofibroositapauksia on kuvattu, mutta alumiinin ja fibroosin välinen syy- yhteys on epäselvä «Nordman H. Keuhkosairaudet. Kirjassa: Antti- Poika M, toim. Työperäiset sairaudet. Helsinki: Työterveyslaitos, 1993: 73»11.

Viime vuosina keuhkojen ohutleiketietokonetomografia eli HRCT -tutkimus on osoittautunut luotettavaksi menetelmäksi tutkittaessa työperäisiä pneumokoniooseja «Kraus T, Schaller KH, Angerer J, Letzel S. Aluminium dust- induced lung disease in the pyro- powder- producing industry: detection by high-resolution computed tomography. Int Arch Occup Environ Health»12. Useissa tutkimuksissa HRCT -kuvaus on osoittautunut sensitiivisemmäksi ja spesifisemmäksi kuin perinteinen keuhkoröntgenkuva. Aluminoosin varhaisia keuhkomuutoksia ei voida havaita keuhkoröntgenkuvassa, ei myöskään tavallisella keuhkojen tietokonekuvauksella. Sen sijaan HRCT –tekniikalla alumiinin aiheuttamat varhaiset fibroosimuutokset voidaan nähdä. Kuvissa todetaan pieniä, diffuuseja, epätarkkarajaisia sentrilobulaarisia samentumia. Niille runsaasti alumiinille altistuville työntekijöille, joiden keuhkoröntgenkuvassa on joitakin vaikeasti tulkittavia muutoksia, HRCT -kuvaus on täydentävä tutkimus.

Alumiinialtistumiseen liittyvä keuhkofibroosi on erittäin harvinainen sairaus ja alumiinisyyosuus on epäselvä. Lisäksi nykyisin teollisuudessa työhygieeniset olosuhteet ovat sen verran hyvät, että kyseistä sairautta ilmenee tulevaisuudessa entistä harvemmin.

Astma

Alumiinifluoridin ja –sulfaatin tuotannossa on esiintynyt ammattiastmaa. Tosin ei ole ollut aivan varmaa, aiheutuuko astma alumiinipölystä vai onko esimerkiksi kyseessä allerginen reaktio fluoridille. Belgialaiset tutkijat esittivät tapausselostukseen perustuen, että alumiini tulee ottaa huomioon mahdollisena työperäisen astman aiheuttajana «Vandenplats O, Delwiche J-P, Vanbilsen M-L, Joly J, Roosels D. Occupational asthma caused by aluminium welding. Eur Respir J 1998 May; 11(5): 1182-1184»13. Tutkimuksen kohteena oli kunnossapitotyöntekijä, joka sai astmakohtauksia alumiinin puikkohitsauksessa, mutta hitsatessaan terästä samalla menetelmällä pysyi oireettomana. Alumiinin hitsaus provosoi työntekijälle astmakohtauksen, käyttipä hän hitsaukseen juoksutteella päällystettyjä hitsauspuikkoja tai päällystämättömiä puikkoja. Hitsauspuikon juoksute, fluxi, sisälsi tutkimuksen mukaan alumiinia (8%), kloridia (34%), fluoridia (21%) ja lisäksi kaliumia, natriumia ja pieniä määriä kromia, nikkeliä ja litiumia. Astmaoireet eivät olleet siis riippuvaisia fluoridin mukanaolosta. Hitsauksessa syntyvä otsoni ei näyttänyt sekään selittävän oireita, koska teräksen puikkohitsauksessa (joka tutkimuspotilaalle ei aiheuttanut astmaoireita) syntyy otsonia myös runsaasti. Tässä tapauksessa alumiini näytti aiheuttavan työntekijän astmaoireet, joskaan mekanismi ei ole tiedossa.

Turkkilaisessa tutkimuksessa «San LN, Uysal H, Gökbel H, Bediz CS, Sayal A. Pulmonary function of workers in the aluminium industry. American Journal of Industrial Medicine 1998 Mar; 33(3):305-7»14 selvitettiin alumiinin vaikutusta keuhkojen toimintaan alumiinitehtaan työntekijöillä. Tutkituilla työntekijöillä todettiin seerumin alumiinitaso (S- Al) kohonneeksi 2,32- 3,06 µmol/l (vertaa Riihimäen ym. suomalaiseen tutkimukseen «Riihimäki V, Hänninen H, Akila R, Kovala T, Kuosma E, Paakkulainen H, Valkonen S, Engström B. Body burden of aluminium in relation to central nervous system function among metal inert-gas welders. Sca»8, jossa kynnysarvo keskushermosto- oireille oli 0,25- 0,35 µmol litrassa alumiinia seerumissa). Alumiinimäärityksiä virtsasta ei tehty. Keuhkojen toimintakokeissa, ilmoitettuna prosenttiosuutena viitearvosta, todettiin obstruktio: FVC, nopea vitaalikapasiteetti 93,8±14,9, TLC, keuhkojen kokonaiskapasiteetti 92,6µ12,4, FEV1 sekuntikapasiteetti 79,4µ16,3, PEF 53,3µ18,4 ja diffuusiokapasiteetti DLCO 82,6µ14,5. Keuhkojentoimintakokeiden huononeminen korreloi kohonneeseen seerumin alumiinitasoon. Tosin tutkijat toteavat, ettei kohonnut seerumin alumiinipitoisuus selitä yksin huonontunutta keuhkojen toimintaa, koska työntekijät altistuivat muillekin kaasuille kuten fluorivedylle, hiilimonoksidille, hiilidioksidille, rikkidioksidille ja typen oksideille. Tehtaan työntekijät eivät käyttäneet suojaimia ohjeiden mukaisesti.

Samassa tutkimuksessa astmaoireita ilmaantui 15 prosentille 10 vuotta tai pidempään alumiinille altistuneista työntekijöistä ja vähemmän kuin viisi vuotta työskennelleille kahdeksalle prosentille. Tämän tutkimuksen perusteella näytti siltä, että keuhkojen toiminnan huononeminen on suhteessa alumiinipölylle altistumisen pituuteen.

Uusiseelantilainen tutkija tulee katsausartikkelissaan «O’Donnell TV. Asthma and respiratory problems – a review. Sci Total Environ 1995 Feb 24; 163(1-3): 137-145»15 siihen tulokseen, että alumiiniteollisuudessa on tärkeää tehdä työperäisten hengitystiesairauksien ehkäisemiseksi huolellinen työhöntulotarkastus ja määräaikaistarkastukset. Alumiinityöntekijän astmaoireisiin on puututtava varhain (diagnoosi ja lääkitys) ja siirrettävä työntekijä sellaisiin työtehtäviin, jossa alumiinialtistumisen voi välttää. Hän suosittaa myös työhygieenisten mittausten tekemistä altistumistason määrittämiseksi.

Keskushermostovaikutukset

Ei-työperäinen altistuminen

1970-luvulla kuvattiin ensimmäisen kerran dialyysienkefalopatia hemodialyysin komplikaationa «Soni MG, White SM, Flamm WG, Burdock GA. Safety evaluation of dietary aluminium. Regul Toxicol Pharmacol 2001 Feb; 33(1):66-79»6. Siinä dialyysiveden alumiini aiheuttaa keskushermostovaurion potilaille, joita hoidetaan toistuvilla dialyyseillä vaikean munuaisen vajaatoiminnan takia. Sairauden oireena on puheentuottamisen häiriöitä, äkillisiä aivoperäisiä kohtauksia ja kognitiivisen toimintakyvyn alenemista silloin, kun seerumin alumiinipitoisuus on ollut 3-7 µmol/ l tai enemmän. Dialyysipotilailla on kuvattu myös osteomalasiaa, joka on seurausta alumiinin kertymisestä luustoon. Alumiini ilmeisesti häiritsee osteoblastisolujen toimintaa ja estää normaalia mineralisaatiota. Joillekin dialyysipotilaille on kehittynyt mikrosyyttistä anemiaa. Anemian mekanismia ei täysin tunneta, mutta alumiinin on todettu estävän joitakin aineenvaihdunnan vaiheita hemoglobiinin ja hemin muodostuksessa. Edellä kuvatut sairaudet ovat vähentyneet, kun dialyysiveden alumiinipitoisuutta on pienennetty «Soni MG, White SM, Flamm WG, Burdock GA. Safety evaluation of dietary aluminium. Regul Toxicol Pharmacol 2001 Feb; 33(1):66-79»6, «Riihimäki V, Aitio A, Engström B, Hänninen H, Keskinen H, Kovala T, Matikainen E, Peltomaa A, Sunden M, Tossavainen A, Valkonen S, Zittig A. Alumiinille altistuminen työssä ja terveys. Loppuraportti t»7, «Iregren A, Sjögren B, Gustafsson K, Hagman M, Nylen L, Frech W, Andersson M, Ljunggren KG, Wennberg A. Effects on the nervous system in different groups of workers exposed to aluminium. Occup Environ »18.

Alumiinin on epäilty yli 30 vuoden ajan olevan Alzheimerin taudin riskitekijä ja asiaa on myös tutkittu runsaasti. On mm. epäilty juomaveden sisältämän alumiinin altistavan dementialle ja erityisesti Alzheimerin taudille. Tutkimuksissa «Soni MG, White SM, Flamm WG, Burdock GA. Safety evaluation of dietary aluminium. Regul Toxicol Pharmacol 2001 Feb; 33(1):66-79»6 on todettu, että pinnallisesti dialyysienkefalopatia ja Alzheimerin tauti muistuttavat toisiaan. Samankaltaisuutta onkin: henkinen, älyllinen rappeutuminen, puheen ja muistin huononeminen, aivoperäiset kohtaukset ja nykivät liikkeet. Kyseessä ovat kuitenkin eri taudit. Alzheimerin tauti on todellinen dementia, jonka oireisiin kuuluvat varhain ilmenevä huonomuistisuus, epäsiisteys, ohimenevät sekavuusjaksot, vuorokausirytmin muutokset, arviointikyvyn lasku ja lähimuistin huononeminen. Alzheimerin taudissa todetaan harmaan aineen atrofiaa ja kammioiden laajenemista sekä tyypillisiä histologisia muutoksia aivokudoksessa. Alzheimerin tauti on palautumaton toisin kuin dialyysienkefalopatia, jota voidaan helpottaa oikein ajoitetulla kelatoinnilla, jossa alumiini muodostaa deferoksamiinin kanssa liukoisen kelaatin, joka poistuu virtsaan. Lukuisista tieteellisistä tutkimuksista huolimatta ei ole saatu luotettavia todisteita siitä, että alumiini myötävaikuttaisi Alzheimerin taudin syntyyn «Soni MG, White SM, Flamm WG, Burdock GA. Safety evaluation of dietary aluminium. Regul Toxicol Pharmacol 2001 Feb; 33(1):66-79»6.

Työperäinen alumiinialtistuminen

Työperäisen alumiinialtistumisen mahdollisia keskushermostovaikutuksia on myös tutkittu vuosien ajan. Hermostolliset vaikutukset ovat alumiinin tärkein toksisuuden muoto, ns. kriittinen vaikutus. Saksalaisessa tutkimuksessa alumiinijauheen tuotannossa alumiinipölylle altistuminen ei näyttänyt aiheuttavan mitattavia kognitiivisia muutoksia «Letzel S, Lang C.J.G, Schaller K.H, Angerer J, Fuchs S, Neundörfer B, Lehnert G. Longitudinal study of neurotoxity with occupational exposure to aluminium dust. Neurology 2000 Feb 22; 54(4): 997-1000»16. Tosin tutkimus oli pienehkö, sillä siinä oli 32 alumiinille altistunutta ja 30 altistumatonta verrokkia. Virtsan alumiinipitoisuus oli altistuneilla 4.07 µmol/l ( vaihteluväli 0,19-12,47). Toimenpiderajan ylittävä virtsan alumiinipitoisuus oli kuudella altistuneella. Keskimääräinen työskentelyaika alumiinijauhetehtaassa oli 13,7 vuotta (vaihteluväli 2,8-42).

Englantilaisessa tutkimuksessa «Salib E, Hillier V. A case-control study of Alzheimer’ s disease and aluminium occupation. British Journal of Psychiatry 1996 Feb; 168(2): 244-249»17 selviteltiin työperäisen alumiinialtistuksen ja Alzheimerin taudin yhteyttä. Tutkimuksessa ei havaittu, että alumiiniteollisuudessa työskentelevillä olisi ollut verrokkeja suurempi riski saada Alzheimerin tauti myöhemmällä iällä.

Suomalaisessa tutkimuksessa «Riihimäki V, Hänninen H, Akila R, Kovala T, Kuosma E, Paakkulainen H, Valkonen S, Engström B. Body burden of aluminium in relation to central nervous system function among metal inert-gas welders. Sca»8 selviteltiin kohonneen alumiinialtistumisen- kehon alumiinikuorman- keskushermostovaikutuksia alumiinin MIG- hitsaajilla ja pyrittiin määrittämään ns. kynnystaso, jonka ylittämisen jälkeen on odotettavissa alumiinialtistumisesta johtuvia haittavaikutuksia. Tutkimukseen valittiin 65 alumiinihitsaajaa ja verrokeiksi 25 teräksen hitsaajaa. Altistumisen arvioinnissa otettiin huomioon työhistoria, alumiinihitsaustyön kokonaiskesto sekä määritettiin kehon alumiinikuorma mittaamalla seerumin ja virtsan alumiinipitoisuus. Kolmasosalla alumiinihitsaajista altistuminen oli kestänyt yli 10 vuotta ja enimmillään 23 vuotta. Alumiinihitsaajilla seerumin alumiinipitoisuus oli 0,06 – 1,0 µmol/l ja virtsan alumiinipitoisuus 0,3 – 27,6 µmol/l, teräksen hitsaajilla vastaavasti S- Al 0,04 – 0,19 µmol/l ja U- Al 0,1 – 1,6 µmol/l. Seerumin ja virtsan alumiinipitoisuuksilla oli selvä korrelaatio, ja ne korreloivat myös altistumisajan pituuteen. Virtsan ja seerumin pitoisuudet pisteytettiin ja pisteet laskettiin yhteen ns. Al- summaksi. Summan perusteella määrättiin kehon alumiinikuorma, minkä mukaan tutkittavat jaettiin kolmeen eri ryhmään: verrokkeihin (Al- summa 2-3), vähän altistuneisiin (Al- summa 4-8) ja runsaasti altistuneisiin (Al- summa 9-18). Summauttamisen perusteella saatiin 25 verrokkia, 29 alumiinille vähän altistunutta ja 30 alumiinille runsaasti altistunutta. Tutkittaville tehtiin oirekysely, POMS - mielialakysely, neuropsykologinen testaus sekä tutkittiin EEG ja ääniärsykkeisiin perustuvat herätepotentiaalit (P3- herätepotentiaalit).

Tutkimuksen mukaan muisti- ja keskittymisongelmat, lievä depressiivisyys ja väsyneisyys lisääntyivät alumiinialtistumisen kasvaessa. Alumiinialtistumisella ja EEG-poikkeavuuksilla (epileptisformiset poikkeavuudet) todettiin tilastollisesti merkitsevä lineaarinen yhteys. EEG-poikkeavuudet todettiin lieviksi. Neuropsykologisena löydöksenä todettiin, että alumiinialtistumisesta seurasi vaikeuksia tehtävissä, jotka vaativat monimutkaista tarkkaavaisuutta ja työmuistin informaation käsittelyä sekä näköaistimukseen perustuvien abstraktien sarjojen analyysiä ja toistoa. P3- herätepotentiaalien tuloksilla ei ollut tilastollisesti merkitsevää yhteyttä seerumin tai virtsan alumiinipitoisuuteen. Tutkimuksesta saatiin tietoa paitsi annosvasteen selvästä yhteydestä kehon alumiinikuormaan myös aiempaa vakuuttavampaa tietoa alumiinialtistumisen kynnysarvoista. Tutkimuksessa havaittiin, että jos Al- summa oli 10 tai enemmän, poikkeavien neurologisten löydösten määrä kasvoi. Tätä elimistön alumiinikuormaa kuvaavaa Al- summaa vastaavat virtsan ja seerumin alumiinipitoisuudet olivat U- Al 4-6 µmol/l ja S- Al 0,25-0,35 µmol/l.

Ruotsalaiset tutkijat ovat julkaisseet useita artikkeleita liittyen työperäiseen alumiinialtistumiseen. Tuoreehkossa artikkelissa «Iregren A, Sjögren B, Gustafsson K, Hagman M, Nylen L, Frech W, Andersson M, Ljunggren KG, Wennberg A. Effects on the nervous system in different groups of workers exposed to aluminium. Occup Environ »18 he vertaavat alumiinialtistumisen vaikutuksia keskushermostoon eri teollisuuden aloilla: alumiinisulatoissa ja -valimoissa työskenteleviä, alumiinihitsaajia ja alumiinijauheteollisuuden työntekijöitä. Ensimmäisen työntekijäryhmän osalta ei voitu havaita alumiinin aiheuttamia terveysvaikutuksia. Heillä virtsan alumiinipitoisuudet olivat matalat, 2 µmol/l tai vähemmän. Alumiinihitsaajilla oli toimenpiderajan ylittäviä virtsan alumiinipitoisuuksia (U- Al 0,41- 7,11 µmol/l) ja oireina, kuten yllä mainittu, väsyneisyys, muisti- ja keskittymisvaikeudet sekä lievä depressiivisyys.

Alumiinijauheelle altistumisesta on esimerkki historiasta. Kanadassa kaivostyöntekijät saivat vuosina 1944-1979 profylaktisesti silikoosin ehkäisyyn hengittää 10 minuuttia ennen työvuoron alkua hienojakoista metallista alumiinia ja alumiinioksidia sisältävää jauhetta (McIntyre- jauhe). Myöhemmin tutkittiin 261 altistunutta, verrokkeina oli 346 ei- altistunutta kaivosmiestä. Kognitiivisissa testeissä oli neljällä %:lla altistumattomista heikkenemistä, 10%:lla 0,5-10 vuotta altistuneista, 15 %:lla 10-20 altistuneista ja 20 %:lla yli 20 vuotta altistuneista oli heikentynyt testitulos. Tutkimus osoitti selvän annos-vasteen, tosin seerumin tai virtsan alumiinipitoisuuksia ei mitattu. Vaikka viime vuosina joillakin alumiinijauheteollisuuden työntekijöillä on ollut virtsan alumiinipitoisuudet jopa korkeammat kuin alumiinihitsaajilla, ei alumiinin aiheuttamia keskushermostovaikutuksia ole voitu todeta «Rifat SL, Eastwood MR, Crapper Mclachlan DR, Corey PN. Effect of exposure of miners to aluminium powder. Lancet 1990 Nov; 336:1162-65»19.

Alumiinialtistumisen arviointi ja terveystarkastustarve

Alumiinille altistumista arvioidaan sekä työhygieenisin mittauksin että biologisen monitoroinnin avulla. Työhygieenisillä mittauksilla määritetään työpaikan ilman alumiinipitoisuus. Jos HTP -arvot ylittyvät tai pitoisuudet ovat lähellä raja- arvoa, tulee altistumista vähentää esimerkiksi ilmanvaihtoa tehostamalla tai muilla teknisillä toimenpiteillä. Torjuntatoimien toteutuksen jälkeen tulee työhygieeniset mittaukset tehdä uudelleen, jolloin arvioidaan altistumisen vähentämistoimien riittävyys. Jatkossa jos työpaikan ilman alumiinipitoisuudet ovat alhaisia eikä prosessissa tapahdu oleellisia muutoksia, voi altistumista seurata biomonitoroinnilla.

Alumiinin hitsauksessa on suositeltavaa käyttää hengityksensuojainta alumiinialtistumisen vähentämiseksi.

Työperäisen altistumisen ensisijainen arviointimenetelmä on virtsan alumiinimittaus. Sitä suositetaan käytettäväksi alkutarkastuksessa aikaisemman alumiinialtistumisen selvittämiseksi sekä määräaikaistarkastuksissa vuosittain, koska alumiini kertyy elimistöön ja virtsan alumiinitaso pyrkii nousemaan työvuosien mukana. Alkutarkastuksen yhteydessä suositetaan määritettäväksi myös seerumin alumiinipitoisuus.

Alumiinille altistumattomien seerumipitoisuudet ovat alle 0,1 µmol/l ja virtsapitoisuudet alle 0,6 µmol/l. Työssään alumiinille altistuvien biomonitoroinnin toimenpideraja on virtsan alumiinipitoisuus U- Al 6,0 µmol/l. Seerumin alumiinipitoisuudelle ei ole annettu toimenpiderajaa työssään altistuville. Dialyysipotilaiden toimenpiderajana on seerumin alumiinipitoisuus S- Al 3,7 µmol/l.

Biomonitorointia varten virtsanäyte suositetaan otettavaksi ennen työvuoron alkua kahden vapaapäivän jälkeen aamunäytteenä ja seeruminäyte otettavaksi ennen työvuoron alkua aamunäytteenä.

Alumiinille työssään altistuville tulee tehdä alkutarkastus työtä aloitettaessa. Terveystarkastuksessa kiinnitetään huomiota keuhkojen ja hermoston tilaan. Tarkastukseen on syytä sisällyttää keuhkojen toimintakokeet ja tarvittaessa keuhkojen röntgenkuvaus sekä em. veri- ja virtsanäytteet. Alkutarkastuksessa annetaan tietoja alumiinin haitoista ja ohjeita niiltä suojautumiseksi.

Vuosittaisen virtsan alumiinipitoisuusmäärityksen lisäksi muuta määräaikaistarkastusta ei tarvita.

Sosiaali- ja terveysministeriön ja Työterveyslaitoksen julkaisemaa Terveystarkastukset työterveyshuollossa - kirjaa ollaan uudistamassa. Alumiinille työssään altistuvien terveystarkastusohjeiden perusteisiin ei todennäköisesti ole tulossa olennaisia muutoksia. Merkittävästi alumiinille työssään altistuville tulee tehdä työhöntulotarkastus ja määräaikaistarkastuksia.

Kirjallisuutta

  1. Hoet P, Lauwerys R. Metals and organometallic compounds. Kirjassa: Stellman JM, toim. Encyclopaedia of occupational health and safety. Geneva : International Labour Office, 1998:27.9.
  2. Nordberg G. Metals: Chemical properties and toxicity. Kirjassa: Stellman JM, toim. Encyclopaedia of occupational health and safety. Geneva: International Labour Office, 1998: 63.2- 63.3.
  3. Aitio A. Alumiini. Kirjassa: Aitio A, Luotamo M, Kiilunen M, toim. Kemikaalialtistumisen biomonitorointi. Helsinki: Työterveyslaitos, 1995: 41-46
  4. Kalliokoski P, Pfäffi P, Riihimäki V, Starck J, Vaaranen V, Helminen P, toim. Työhygienia. Työolot ja niiden parantaminen. Helsinki: Työterveyslaitos. 1992: 81-82
  5. HTP – arvot 2002. Työsuojelusäädöksiä 3. Sosiaali- ja terveysministeriö. Työsuojeluosasto. Kemian työsuojeluneuvottelukunta. Tampere 2002: s.9, liite 1
  6. Soni MG, White SM, Flamm WG, Burdock GA. Safety evaluation of dietary aluminium. Regul Toxicol Pharmacol 2001 Feb; 33(1):66-79
  7. Riihimäki V, Aitio A, Engström B, Hänninen H, Keskinen H, Kovala T, Matikainen E, Peltomaa A, Sunden M, Tossavainen A, Valkonen S, Zittig A. Alumiinille altistuminen työssä ja terveys. Loppuraportti työsuojelurahastolle, Helsinki 1992.
  8. Riihimäki V, Hänninen H, Akila R, Kovala T, Kuosma E, Paakkulainen H, Valkonen S, Engström B. Body burden of aluminium in relation to central nervous system function among metal inert-gas welders. Scand J Work Environ Health 2000; 26(2):118-130
  9. Sosiaali –ja terveysministeriö, Työterveyslaitos. Terveystarkastukset työterveyshuollossa. Ohjeet terveystarkastuksiksi erityistä sairastumisen vaaraa aiheuttavissa töissä. Helsinki: Työterveyslaitos, 1994: 42-43
  10. Al-Masalkhi A, Walton SP. Pulmonary fibrosis and occupational exposure to aluminium. Journal of the Kentucky Medical Association 1994 Feb;92(2):59-61
  11. Nordman H. Keuhkosairaudet. Kirjassa: Antti- Poika M, toim. Työperäiset sairaudet. Helsinki: Työterveyslaitos, 1993: 73
  12. Kraus T, Schaller KH, Angerer J, Letzel S. Aluminium dust- induced lung disease in the pyro- powder- producing industry: detection by high-resolution computed tomography. Int Arch Occup Environ Health 2000 Jan; 73(1):61-64
  13. Vandenplats O, Delwiche J-P, Vanbilsen M-L, Joly J, Roosels D. Occupational asthma caused by aluminium welding. Eur Respir J 1998 May; 11(5): 1182-1184
  14. San LN, Uysal H, Gökbel H, Bediz CS, Sayal A. Pulmonary function of workers in the aluminium industry. American Journal of Industrial Medicine 1998 Mar; 33(3):305-7
  15. O’Donnell TV. Asthma and respiratory problems – a review. Sci Total Environ 1995 Feb 24; 163(1-3): 137-145
  16. Letzel S, Lang C.J.G, Schaller K.H, Angerer J, Fuchs S, Neundörfer B, Lehnert G. Longitudinal study of neurotoxity with occupational exposure to aluminium dust. Neurology 2000 Feb 22; 54(4): 997-1000
  17. Salib E, Hillier V. A case-control study of Alzheimer’ s disease and aluminium occupation. British Journal of Psychiatry 1996 Feb; 168(2): 244-249
  18. Iregren A, Sjögren B, Gustafsson K, Hagman M, Nylen L, Frech W, Andersson M, Ljunggren KG, Wennberg A. Effects on the nervous system in different groups of workers exposed to aluminium. Occup Environ Med 2001 Jul; 58(7): 453-460
  19. Rifat SL, Eastwood MR, Crapper Mclachlan DR, Corey PN. Effect of exposure of miners to aluminium powder. Lancet 1990 Nov; 336:1162-65