Home- ja kosteusvauriot missä diagnostiikka?

Transkriptio

1 Home- ja kosteusvauriot missä diagnostiikka? Tässä esityksessä tarkastellaan rakennukseen liittyvää ihmisen sairastumista Potilaita on kaksi: - rakennus - ihminen Mirja Salkinoja-Salonen, Elintarvike- ja ympäristötieteiden lts, Helsingin Yliopisto 1

2 Rakennukseen liittyvän ihmisen sairastuminen on ympäristösairaus. Sairausoireita esiintyy tietyssä rakennuksessa tai sen osassa. Lyhyeen oleskeluun liittyvät oireet yleensä vähenevät tai lakkaavat kun henkilö poistuu, mutta pitkään jatkuneena voi sairaus muuttua krooniseksi. Vaikka sairausoire voi olla infektio, sen aiheuttajamikrobi ei yleensä ole tarttunut ihmiseen rakennuksen ilmasta tai materiaaleista. Diagnoosin ymmärtämiseksi rakennuksen sisätiloista täytyy löytyä sellaisia kemiallisia tai fysikaalisia tekijöitä, jotka haittaavat ihmisen elintoimintoja niin, että syntyy tulehdus, herkistyminen tai vamma. Viime vuosikymmeninä muutamia rakennuksen ihmistä sairastuttavia ominaisuuksia on tunnistettu: radon (nousee kallioperästä tietyillä alueilla), asbesti (rakennusmateriaali), polyheksametyleeni guanidiyhdisteet (PHMG, ilmankostuttajien mikrobikasvun estokemikaali). 2

3 Kauppapuhtaan kipsilevyn pintaa elektronimikroskoopilla katsottuna Kuva: Simo Lehtinen, Johanna Salo, Maria A Andersson 3

4 Hyvin monien kemikaalien ja luonnonaineiden (esim. mykotoksiinit) tiedetään vaurioittavan ihmisen terveyttä. Näiden haittojen vähentämiseksi EU:hun on luotu lainsäädäntö (CLP ja biosidiasetukset). EU asetusten mukaan ympäristöstä ihmiseen kulkeutuvien aineiden ja aineseosten haitallisuus (riippumatta siitä, ovatko ne kemiallisia tuotteita vai luonnonaineita ) arvioidaan : 1. Välittömänä myrkyllisyytenä (ATE = acute toxicity estimate) 2. Herkistymisenä 3. Elinvaurioina (mm. iho, silmät, perimävauriot, syöpävaarallisuus, lisääntymisterveysvauriot) 4

5 EU säädöksien tarkoittamaa aineiden haitallisuutta arvioidaan toksikologisin menetelmin: Käytetään julkaistuista tutkimuksista saatavilla olevaa tietoa aineen välittömästä ja / tai kroonisesta myrkyllisyydestä. Jos olemassaoleva tieto ei riitä, tehdään toksikologisia tutkimuksia. EU säädösten mukaan toksisuus on ensisijaisesti tutkittava solutoksikologian menetelmin, eläinkokeita välttäen. Tutkimus tehdään laboratoriossa, altistamalla soluja tai elinten osia. Mitatun toksisuusvasteen perusteella lasketaan ominaistoksisuus. Riskinarvioinnissa yleisimmin käytetty ominaistoksisuuden viitearvo on EC 50 = aineen se pitoisuus joka vaurioittaa puolet altistetuista soluista. Vaurion laatu ja käytetty altistusreitti ilmoitetaan. Myös terveyshaittaan liittyvän ympäristön (kuten rakennukset) diagnostiikkaan on järkevää käyttää samaa menettelyä. 5

6 Välitön myrkyllisyys ihmiselle riippuu aineen ominaistoksisuudesta ja altistusmisreitistä perusteella: Haitallisin altistumisreitti on hengityselimet (höyryt, pölyt, sumut ) 6

7 Aineiden välitön vaarallisuus (ATE, acute toxicity estimate) on jaettu neljään luokkaan eli kategoriaan ( 1.4), perusteena ominaismyrkyllisyys ja altistumisreitti. Kussakin kategoriassa (1 4) hengityksen kautta altistuminen (kaasut, höyryt, pölyt tai sumut) on arvioitu haitallisimmaksi altistumisreitiksi, eli sille asetettu ominaistoksisuuden viitearvo on pienin (EC 50, yksikkönä mg/litra eli ppm). HERKISTÄVYYS: Aineiden herkistävyyden määrittämisen suhteen CLP luokitus ottaa huomioon kokemusperäisen tiedon ihmisten altistumisesta. Se todetaan pääsääntöisesti altistumisen ja oireilun ajallisena yhteytenä, eikä immunologisia mekanismeja tarvitse osoittaa (ks. CLP asetus 1272/2008; 16 joulukuuta 2008, Hengitysteitä herkistävät aineet, ) 7

8 CLP asetuksen hengitysteitä herkistävien aineiden vaarakategoriat: 8

9 Silmävaurioiden CLP vaaralausekkeet ja piktogrammit Hengitysteiden tai ihon herkistymisen CLP määritelmät 9

10 CLP asetus edellyttää herkistymisen ja kroonisen altistumisen suhteen tietojen keruuta myös altistuvien ihmisten oireista, erityisesti hengitysteiden (astma, keuhkorakkuloiden tulehdukset) ja silmien (sidekalvot) oireiden ajallisesta yhteydestä altisteiden läsnäoloon (Euroopan neuvoston ja parlamentin CLP asetus 1272/2008, ). Silloin kun on kyse muun kuin kemikaalien käsittelyyn liittyvästä toiminnasta, rakennuksessa tapahtuva altistus tapahtuu todennäköisimmin hengitysteitse Aerosolia, sumua, pölyä tai muita hiukkasia koskevat haitallisuuskategoriat ovat näinollen relevantteja sisäilmasairastumisessa. Seuraavassa tarkastellaan hanketta, käytettiin tätä lähestymistapaa. 10

11 Esimerkkihanke 1: Helsingin koulut 2011 Helsingin Kaupungin Kiinteistövirasto InspectorSec Oy Helsingin Yliopisto EYT. Tukija: Työsuojelurahasto Terveyshaittaoireet selvitettiin kyselyllä samanaikaisesti (toukokuu 2011) näytteenkeruun kanssa. Kyselyn kohderyhmä oli opetushenkilöstö. Vastaukset käytettiin edellyttäen että: Lomakkeen olennaisiin kysymyksiin oli vastattu, vastaajan työtila tunnistettiin koulun tilaksi, vastaaja työskenteli tämän koulun tiloissa lukuvuonna vähintään 7 viikkotuntia ja työpiste oli säilynyt samana koko lukuvuoden Sisätilanäytteet, joista tutkittiin toksisuus, olivat : 1. Yläpinnalta kerätty pöly 2. Opettajan pöydälle 1 tunnin ajaksi (opetuksen aikana) avoimena sijoitettu viljelymalja Toksisuuden mittaaminen : 1. Mitattiin yläpölyjen etanoliuutteesta ja laskeumamaljojen kasvustoista (4 vk kasvatus) 2. Testisolu: sian siittiö; end point: liikkuvuus 3. Toksisuuden kriteeri: viitearvo EC g/ml (REACH, kategoria 3 ATE acute toxicity estimate hengityselinten kautta altistukselle) 11

12 Helsingin Koulut: Sisätilanäytteiden toksisuus ja henkilöstön terveyshaittaoireet. 15 koulua, joissa 304 opetustilaa, 382 opettajan terveyshaittavastaukset, 244 tutkittua sisätilapölyä, 675 tutkittua sisätiloista kerättyä mikrobinäytettä. 80 Prevalenssi, % vastaajista Toksisin kvartiili Salin P., Salin J., Nelo K., Holma T, Salkinoja-Salonen MS, Raportoitu oireryhmä P-arvot: * <0.05 ** <0.01 *** <0.001 Vähiten toksinen kvartiili ***Silmien oireet ***Nenän oireet ***Kurkun oireet ***Yskä ***Väsymys ***Sairauden tunne ***Ihon oireet **Yleiskunnon lasku ***Niveloireet Päänsärky *Herkistyminen haj ***Hengitysoireet **Neurologiset häiriöt *Korvat & Kuulo Univaikeudet Ruoansulatuskanava **Astma (dg) Antibioottikuurit Tasapainovaikeudet Allerginen nuha (dg) Näköaistin häiriöt Psyyken ongelmat Lämmönsäätely Sydän&verenkierto Kipu Hajuaistin häiriöt *Makuaistin häiriöt Pahoinvointi Atopia Hypotyreoosi Ei-allerginen nuha Ihotunnon häiriöt Aineenvaihd.hormonit 12

13 Palkin pituus näyttää kunkin oireen esiintyvyyden (382 vastaajaa, 15 koulua) kouluryhmissä joista toksisia sisätilanäytteitä löytyi eniten (5 koulua), keskiryhmän (5 koulua) ja vähiten (5 koulua). Astmaa, hengitysvaikeuksia, neurologisia ja niveloireita sekä kipuilua yliesiintyi kouluissa joiden ilmassa toksiineja tuottavia mikrobeja oli eniten. Astma (diagn.) Toksisten mikrobilaskeumien mukaan ryhmiteltynä Toksisten mikrobilaskeumien mukaan ryhmiteltynä vähiten Hengitysvaikeudet eniten keskiryhmä Kaikkien koulujen keskiarvo 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 Oireet suhteessa koko aineistoon (=1,00) keskiryhmä vähiten eniten Kaikkien koulujen keskiarvo 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 Oireet suhteessa koko aineistoon (=1,00) Niveloireet Toksisten mikrobilaskeumien mukaan ryhmittelty Kipu Toksisten mikrobilaskeumien mukaan ryhmitettynä Toksisten mikroilaskeumien mukaan ryhmiteltynä Neurologiset häiriöt 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 Oireet suhteessa koko aineistoon (=1,00) vähiten keskiryhmä keskiryhmä eniten 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 Oireet suhteess koko aineistoon (=1,00) keskiryhmä vähiten vähiten Oireet suhteessa koko aineistoon (=1,00) eniten eniten Kaikkien koulujen keskiarvo Kaikkien koulujen keskiarvo Kaikkien koulujen keskiarvo 13

14 Mitä opittiin kouluhankkeessa kun opetustiloista tutkittiin 254 pölyä, laskeumanäytettä, ja oirekyselyvastaukset saatiin kattavasti 382 opetushenkilöltä? Nähtiin että: 1. Koulujen työtiloista kerätyistä näytteistä osa oli luokiteltavissa toksisiksi (REACH/CLP viitearvojen mukaan). 2. Henkilöstön kokemien koulukohtainen terveyshaittaoireiden määrä korreloi toksisten sisätilanäytteiden määrään samoissa kouluissa. Tämä tulos pakottaa kysymään: Mikä selittää toksisuuden? Mitä niissä näytteissä oli? Mistä se oli tullut? 14

15 Etsittiin selityksiä terveyshaittaisten tilojen toksisille näytteille: Työhypoteeseja: 1. Toksisia rakennusaineita tai kemikaaleja? 2. Toksisia aineita emittoivia mikrobeja sisäilmassa? Jos jompikumpi tai molemmat vaihtoehdot 1 ja/tai 2, on todellisuutta, niin tulee lisää kysyttävää: 3. Jos löytyy toksisia kemikaaleja niin mistä ne ovat peräisin? 4. Jos toksigeenisiä mikrobeja on sisätilassa, niin mitkä olosuhteet edistävät toksiinien emissioita ilmaan? 5. Voiko toksiset mikrobit häätää rakennusta desinfioimalla? 6. Parantaako rakennuksen desinfiointi terveystilannetta? 15

16 Työtä kysymyksiin 1 6 vastaamiseksi on vielä paljon jäljellä, mutta jotakin on jo selvinnyt. Seuraavassa esitellään muutamia esimerkkejä tutkimuksista joilla vastauksia on haettu. 16

17 Kysymys 1. Toksisia rakennusaineita tai kemikaaleja? Tutkimme 49:n kpl kiinteistöjen siivouksessa ja ylläpidossa käytetyn tuotteen (kuluttaja- ja ammattituotteita) toksisuudet. Näistä 31 sisälsi pakkauspäällyksen mukaan vähintään yhtä isotiatsolonia, ja enemmistö (n= 28) useampaa (Taulukko 2). 10 tuotetta (ilmastointikanaviin ja sisätilojen homepesuun) sisälsi joko PHMG, PHMB ja/tai didekyyli-dimetyyli-ammonium kloridia (DDAC). Näiden tuotteiden toksisuustestin tulos vastasi biosidipitoisuutta mg/l. Tuoteinformaatio ohjasti käyttämään leave-on (ei huuhtelua). Taulukko 2. Desinfioivia biosideja sisätiloissa Yhdisteryhmä, yhdisteiden nimet ja lyhenteet CAS nro EC 50 * Isotiatsolonit µg/ml 2-metyyli-2H-isotiatsol-3-oni (MI) ,25 5-kloori-2-metyyli-2H-isotiatsol-3-oni (MCI) ja MI seos ,2-bentsisotiatsol-3(2H)-oni (BIT) ,1 2-oktyyli-2H-isotiatsoli-3-oni (OIT) ,25 Kationiset poly(heksametyleeni) guanidi kloridi (PHMG) ,5 poly(heksametyleeni) biguanidi (PHMB) ,5 didekyyli-dimetyyli ammonium kloridi (DDAC) ~1 Salkinoja-Slonen Lab Quality Days 17

18 Kysymykseen 1: tutkimustulokset osoittavat että Isotiatsolonit ovat herkistävimpiä* kaikista tunnetuista kemikaaleista ja mykotoksiinien veroisia myrkyllisyydessä (EC µg/ml). PHMG, PHMB, DDAC ovat hengitysmyrkyllisiä ja /tai astman aiheuttajia**. Omat tutkimuksemme osoittivat kaikkien olevan solumyrkkyinä mykotoksiinien veroisia. leave-on käyttötapa johtaa aineiden kumuloitumiseen sisätiloissa Kirjallisuuslähteitä *Isotiatsoloneista: 1. Lundov, M.D., Opstrup, M.S. ja Johansen, J.D Methylisothiazolinone contact allergy a growing epidemic. Contact Dermatitis 69, s Reinhard E., Waeber R., Niederer M., Maurer T., Maly P., ja Scherer S Preservation of products with MCI/MI in Switzerland. Contact Dermatitis, 45,s Uter, W., Geier, J., Bauer A. ja Schnuch A Risk factors associated with methylisothiazolinone contact. Contact Dermatitis 69 (4), s Mose, A.P., Frost S., Öhlund U. ja Andersen K.E Allergic contact dermatitis from octylisothiazolinone. Contact Dermatitis 69, s **PHMG, PHMB, DDAC: 1. Lee, J-H., Kim, Y-H. Kwon, J-H. (2012). Fatal misuse of humidifier disinfectants in Korea: Importance of screening risk assessment and implications for management of chemicals in consumer products. Env. Sci. Technol., 46. s Cheong, H-K., Ha, M., Lee, J-H. (2012). Unrecognized Bomb hidden in the babies room: fatal pulmonary damage related with use if biocide in humidifiers. Environ. Health & Toxicol., 27. e Kim, J-Y, Kim H.H., Cho, K-H (2012). Acute Cardiovascular toxicity of sterilizers, PHMG and PGH. Severe inflammation in human cells and heart failure. Cardiovasc. Toxicol. doi: /s Yang, H.-J., Kim, H.-J., Yu,. ym. (2013) Inhalation toxicity of humidifier disinfectants as a risk factor in children s interstitial lung disease in Korea: A case-control study. PLOS One, 8, e Ohnuma, A., Yoshida, T., Tajima, ym., (2010). Didecyldimethylammonium chloride induces pulmonary inflammation and fibrosis in mice. Exper. Toxicol. Pathol., 62, s Ohnuma, A., Yoshida, T., Horiuchi ym. (2011), Altered pulmonary defense system in lung injury induced by didecyldimethyl ammonium chloride in mice. Inhalation Toxicology 23 (8) s

19 Kysymys 2: Toksigeenisiä mikrobeja on sisätilassa? Miten voidaan todeta? Mitkä olosuhteet edistävät toksiinien emissioita ilmaan? Monien sisäilmasta sairastuneiden henkilöiden tiedetään reagoivan uusinta-altistukseen nopeasti (jopa 10 min kuluessa)? Kehitimme laitteen, jolla tiivistimme huoneilman sisältämää kaasumaista vettä nesteeksi. Päivänvalossa: 360 nm lampulla viritettynä: Monet (eivät kaikki) homeiden sisäilmaan emittoimat bioaktiiviset (toksiset) aineet ovat fluoresoivia ja ne voi nähdä. Johanna Salo, Martti Viljanen, Maria Andersson, Raimo Mikkola (2013-4), RH= huoneilman suhteellinen kosteus % T= lämpötila V s = huoneilmasta mitattu vesihöyryn määrä Aalto Yliopisto & Helsingin Yliopisto 19

20 Tiivistevedestä etsittiin haitta-aineita solutoksikologisin menetelmin. Uhrisolut: ihmisen keratinosyytti (Hacat, viljelty) ja tuoreesta luovuttajaverestä eristetyt valkosolut (monosyyttejä, granulosyyttejä) ; sian (siittiöitä, PK-15 munuaisten tubulusepiteelisoluja), hiiren haiman beta-soluja (MIN) ja neuroblastomasoluja. Totesimme että tiloista, joissa ihminen / ihmisiä oireili, kerätty tiivistevesi oli toksista soluille. Opittiin: Näkymätön vesi ( nanovesi ) kuljettaa veteen liukenemattomiakin, mikrobitoksiineja ja kemikaaleja, joille on altistuttu hengitysteitse Toksisia aineita liikkuu sisäilmassa myös kuivissa tiloissa (RH 20 40%) jos on päästölähde. 20 Johanna Salo, Maria A Andersson, Pekka J Salin, Pauliina Salonen, Mirja Salkinoja-Salonen (2013, 2014)

21 Opittiin: Näkymätön vesi ( nanovesi ) kuljettaa veteen liukenemattomiakin, mikrobitoksiineja ja kemikaaleja, joille on altistuttu hengitysteitse Toksisia aineita liikkuu sisäilmassa myös kuivissa tiloissa (RH 20 40%) jos on päästölähde. Fluoresenssi -lamppu on hyödyllinen kun etsitään toksiineja ja niiden päästäjiä Maria A Andersson, Raimo Mikkola, Taina Leino, Riggert Förnäs,

22 3. Jos toksisia kemikaaleja löytyy sisäilmasta niin mistä ne ovat peräisin? Vastaus: 22

23 Kysymys 4. Jos toksigeenisiä mikrobeja on rakennuksessa, niin mitkä olosuhteet edistävät emissioita sisä ilmaan? Tähän mennessä tunnistettuja: alipaine sisätiloissa yhdistettynä hiilidioksiditaskuihin rakenteissa mikrobien kasvua estävien kemikaalien käyttö (toksiinien tuottajat ovat resistenttejä, saavat valintaedun) kipsilevy kosteuskontaktissa 23

24 0,3 mg imuripölyä/malja: 0 tai 200 mg boorihappoa /L EC 50 6 µg/ml 1000 mg boorihappoa /L EC µg/ml 2000 mg boorihappoa /L EC Rakennusta, jossa vahvasti oireiltiin, oli sanitoitu boorikemikaaleilla. Talon imuripöly oli poikkeuksellisen toksista. Maljoilla, joihin oli lisätty 5000 mg/l boorikemikaaleja, A. westerdijkiae home rikastui pölynimuripölystä (vrt. maljoja). A. westerdijkiae kasvoi nopeammin maljoilla, joihin booria oli lisätty kuin tavallisella maljalla. Se myös itiöi nopeasti. Rakennuksen materiaalinäytteistä mittasimme >2000 mg booria/kg. Opetus: boorikemikaalit suosivat Aspergillus westerdijkiae hometta. Tämän talon pölypussin booria suosiva Aspergillus westerdijkiae tuotti kahta myrkyllistä mykotoksiinia, stefasidiini B ja avrainvillamidi. 2,5 µg/ml Maria A Andersson, Raimo Mikkola, Mirja Salkinoja- Salonen, 2013

25 Kysymys 5: Voidaanko homeet hävittää rakennuksesta antimikrobisella desinfiointi aineella? Sisäilmaongelmaisen koulun luokan sisääntulo-ilman suodatin Sisäilmaongelmaisen koulun ilmanpuhdistimen aktiivihiiltä Nämä maljat ovat viljelmiä erään ongelmaisen koulun (ei Helsinki) koneellisen tuloilman suodattimesta ja ilman-puhdistimen aktiivihiilestä. Maljoilla kasvoi yksinomaan toksiineja tuottavia pesäkkeitä, jotka olivat resistenttejä korkeille pitoisuuksille rakennuksissa yleisesti käytettyjä homeen-torjunta-aineita: PHMG, PHMB, boorikemikaalit, arseeni (arseeni oli käytössä ennen v. 2006). Opittiin, että toksiineja tuottavia rakennushomeita ei voi torjua desinfioimalla. 25

26 Kysymys 6: Parantaako rakennuksen desinfiointi ihmisten terveystilannetta? A. versicolor kanta GAS1/226 eristettiin toimistotyöntekijän huoneesta jonka haltija sairastui vakavasti sisäilmaan liittyen. Kiinteistö teetätti desinfioinnin (PHMG), ja sisäilma-tutkimukset. Kaiken piti olla kunnossa. Kuitenkin myös huoneen uusi haltija sairastui. Maljakuvat näyttävät että huoneen homekanta mm. sieti korkeita pitoisuuksia PHMGtä, PHMBtä ja booraksia. Opittiin se, johon terveysalan tutkijat ovat jo kiinnittäneet huomiota: sisäilma-ongelmaisen rakennuksen kemiallisesta desinfioinnista on terveydelle enemmän haittaa kuin hyötyä*. *Putus, T. (2013).Sisäilmastoseminaari 2013, SIY 31, s *Martin-Sanchez ym 2012, Env Science Technol 46, ; *Wiggington, Science 2012, 336, 13 26

27 Työryhmä Maria A Andersson, Raimo Mikkola, Stiina Rasimus, Douwe Hoornstra, Laszlo Kredics, Vera V Teplova, Mirja Salkinoja-Salonen kiittää: prof Martti Viljanen, prof. Juha Paavola, Johanna Salo (Aalto-Yliopisto, Rakennusfysiikka) johtaja Christel Lamberg-Allardt, prof. Per Saris, prof. Kaarina Sivonen, Taina Hirvonen, Mika Kalsi, Riitta Saastamoinen, Arto Nieminen, Leena Steininger Hannele Tukiainen, Tuula Suortti, prof. Leif C. Andersson (Helsingin Yliopisto), Maria Hautaniemi (EVIRA), Viikin tiedekirjasto Tutkimuksen mahdollistaneista tukijoista kiitämme: Työsuojelurahasto (hanke TSR ), Bioraktiiviset altisteet - toksisia solureaktioita aiheuttavat toksiinit ja kemikaalit työtiloissa, Suomen Akatemia (hanke ) ja SA Hankkeen tukiryhmä : Ville Valtonen, dos. Helena Mussalo-Rauhamaa, työterveyslääkäri Sture Aspelin ja tutkimusasiamies Ilkka Tahvanainen Penicillium expansum biosidejä suosiva toksiinin tuottaja suomalaisissa rakennuksissa Maria A Andersson, Helsingin Yliopisto 27