Mikrobi- ja endotoksiinialtistumisen vähentäminen leikkuu-nestetyössä

Leikkuunesteiden mikrobikasvuun vaikuttavat tekijät

Leikkuuneste-emulsion perusaine on öljy, joko synteettinen, mineraali- tai kasviöljy, johon on sekoitettu lisäaineita kuten biosidejä eli mikrobien kasvua estäviä aineita. Yleisin biosidi, jota leikkuunesteissä nykyisin käytetään, on formaldehydiä vapauttava triatsiini. Biosideistä huolimatta leikkuunesteet kontaminoituvat helposti mikrobeista ja niistä syntyvistä endotoksiineista. Vastasekoitetussa leikkuuneste-emulsiossa on yleensä enemmän biosidiä kuin käytetyssä nesteessä, koska ajan ja mikrobitoiminnan seurauksena biosidipitoisuus laskee. Eri tyyppisten leikkuuneste-emulsioiden kontaminoitumisessa mikrobeilla ei ole suuria eroja. Sen sijaan täysmineraaliöljyissä ja täyskasviöljyissä mikrobit eivät kasva.

Leikkuunesteen saastumiseen mikrobeilla vaikuttaa nesteen koostumuksen lisäksi monet muut tekijät: nesteen vaihtovälin pituus, koneen riittämätön puhdistaminen nesteen vaihdon yhteydessä, käytetty vesi sekä työstettävistä kappaleista ja ympäröivästä ilmasta tulevat epäpuhtaudet. Nesteiden käytössäoloajat ovat joillakin työpaikoilla hyvin pitkiä. Pahimmillaan leikkuunestettä ei vaihdeta ollenkaan, vaan tarvittaessa lisätään uutta leikkuunestettä tai vettä entisen sekaan. Yleensä työpaikoilla seurataan vain nesteen pH:ta ja taitekerrointa, jonka perusteella voidaan laskea nesteen väkevyys. Joillakin työpaikoilla seurataan nesteen kokonaisbakteeripitoisuutta pikakasvatustesteillä.

Työntekijöiden altistuminen leikkuunesteaerosoleille

Työntekijöiden altistuminen ilman endotoksiineille, mikrobeille ja formaldehydille saattaa avonaisilla koneilla nousta haitallisen korkeaksi. Hollantilainen asiantuntijaryhmä on ehdottanut endotoksiineille terveysperusteista ohjearvoa 5 ng/m³ (= 50 EU/m³, EU = Endotoxin Unit, endotoksiiniyksikkö), joka tutkimustemme mukaan ylittyy usein, erityisesti telahionnassa ja sorvauksessa. Tällä hetkellä Hollannissa voimassa oleva raja-arvo on 20 ng/m³ (200 EU/m³). Suomalainen raja-arvo endotoksiineille on valmisteilla.

Altistumisen suuruuteen vaikuttavat leikkuunesteen ikä ja laatu, koneiden kotelointi ja kohdepoistot, työstötapa, työstettävän kappaleen koko ja muoto, kierrosnopeudet, yhden kappaleen työstöön käytettävä aika, paineilman käyttö kappaleiden puhdistamiseen sekä työntekijöiden suojautuminen. Uusimmat työstökoneet ovat yleensä koteloituja, mutta joitakin, erityisesti suuria koneita on vaikea tai mahdoton koteloida täysin. Altistuminen saattaa olla merkittävää koteloinnista huolimatta, jos koteloa avataan usein ja nopeasti kappaleen työstön loputtua tai käytetään paineilmapuhdistusta.

Haittojen torjunta leikkuunestetyössä

Biosidilisäysten vaikutusta leikkuunesteen mikrobiologiseen laatuun tutkittiin yhdellä työpaikalla, jonka kahteen vierekkäiseen automaattisorviin vaihdettiin tuoreet, triatsiinia sisältäneet leikkuunesteet. Toista konetta käytettiin normaalisti; toisen koneen leikkuunesteen triatsiinipitoisuus pidettiin säännöllisin lisäyksin välillä 500-2500 ppm. Molempien koneiden nesteiden endotoksiini-, triatsiini- ja mikrobipitoisuuksia seurattiin ottamalla nestenäytteitä kahden viikon välein kahdeksan kuukauden ajan. Tulosten mukaan toisen koneen endotoksiinipitoisuudet nousivat nopeasti, kun biosidipitoisuus laski alle 500 ppm:n (Kuva 1). Myös kokonais- ja gram-negatiivisten bakteerien määrä lisääntyi voimakkaasti. Koneella, jonka nesteeseen lisättiin biosidiä, endotoksiinipitoisuudet pysyivät välillä 200-400 ng/ml, eikä eläviä bakteereita löydetty koko seuranta-aikana.

Kuva 1. Sorvin leikkuunesteen triatsiini- ja endotoksiinipitoisuudet

Koneiden erilaisten kotelointien ja kohdepoistojen vaikutusta työntekijöiden altistumiseen tutkittiin 18 työpaikalla mittaamalla leikkuunesteiden ja ilman endotoksiinipitoisuuksia. Tulosten mukaan koteloitujen koneiden vieressä ilman endotoksiinipitoisuudet olivat selvästi pienempiä kuin koteloimattomilla koneilla (Kuva 2). Avoimilla koneilla endotoksiineille ehdotettu terveysperusteinen ohjearvo 5 ng/m³ ylittyi usein. Lisäksi testattiin sekä mekaanisilla että sähkösuodattimilla varustettuja kierrätysilmakojeita mittaamalla endotoksiinipitoisuuksia isokineettisesti koneiden poistoilmakanavista. Kaikki suodatuksen jälkeen mitatut pitoisuudet olivat pieniä, vaikka nesteiden pitoisuudet olivat korkeita.

Kuva 2. Ilman endotoksiinipitoisuudet koteloiduilla ja avoimilla koneilla 18 työpaikalla

Ilman formaldehydipitoisuuksia mitattiin työntekijöiden hengitysvyöhykkeeltä ja kiinteistä paikoista koneiden vierestä. Ilman pitoisuudet olivat keskimäärin 15 % ja korkeimmillaan noin 65 % HTP_{8 h} -arvosta 0,37 mg/m³. Nesteiden triatsiinipitoisuudet mitattiin tutkimuksen yhteydessä kehitetyllä menetelmällä, ja ne olivat keskimäärin 470 ppm. Leikkuunesteen triatsiinipitoisuudet korreloivat hyvin koneiden vierestä mitattujen ilman formaldehydipitoisuuksien kanssa (r = 0,69, n = 23).

Erityisesti haittojen torjuntaan ja altistumisen vähentämiseen liittyvää tutkimusta on tarkoitus jatkaa Kuopion aluetyöterveyslaitoksella. Suunnitelmissa on mm. kenttäkelpoisen leikkuunesteiden puhdistusmenetelmän kehittäminen yhteistyössä muiden tutkimuslaitosten ja teollisuuden kanssa. Tällaisen menetelmän avulla voitaisiin vähentää työntekijöiden altistumista, pidentää nesteiden käyttöaikaa ja pienentää jätehuoltokustannuksia.

Johtopäätöksiä ja suosituksia

Tutkimustemme mukaan leikkuunesteen mikrobiologista laatua voidaan parhaiten seurata mittaamalla nesteen endotoksiinipitoisuutta, ja ilman endotoksiinipitoisuus on hyvä mittari työntekijöiden bakteerialtistumisen seurantaan. Kuopion aluetyöterveyslaitoksella on akkreditoidut menetelmät sekä nesteen että ilman endotoksiinipitoisuuden määrittämiseksi.

Leikkuunesteen vaihtovälille ei voida antaa suositusta pelkästään nesteen mikrobiologisen laadun perusteella, vaan on arvioitava tapauskohtaisesti, pääseekö nestesumua hengitysilmaan. Ilman pitoisuudet voidaan tarvittaessa mitata sen jälkeen, kun tiedetään nesteen pitoisuudet. Työhygieenisten mittausten lisäksi työntekijöiden mahdollinen mikrobialtistuminen voidaan osoittaa määrittämällä veren vasta-ainetasot leikkuunesteissä yleisesti esiintyville bakteereille ja homesienille.

Jotta leikkuunesteen bakteerikasvu pysyisi kurissa eikä endotoksiinipitoisuus nousisi liian suureksi, nesteen triatsiinipitoisuus pitäisi olla koko ajan yli 500 ppm. Jos triatsiinia lisätään jo mikrobikontaminoituneeseen leikkuunesteeseen, saattaa nesteen endotoksiinipitoisuus nousta liian suureksi. Triatsiinia ei myöskään saa lisätä liikaa, koska tällöin työntekijät saattavat altistua haitallisessa määrin formaldehydille. Nesteen triatsiinipitoisuutta voidaan seurata Kuopion aluetyöterveyslaitoksessa kehitetyllä menetelmällä.

Työntekijöiden altistumisen vähentämiseksi leikkuunesteitä käyttävät koneet tulisi koteloida ja varustaa tehokkailla kohdepoistoilla. Tulosten mukaan kierrätysilmalaitteet suodattavat tehokkaasti endotoksiinia. Suositeltavampaa on kuitenkin johtaa poistoilma suoraan ulos, koska leikkuunesteaerosolissa on monia muita haitallisia komponentteja, joita suodattimet eivät välttämättä poista riittävän tehokkaasti. Tutkimuksen yhteydessä havaittiin myös, että jotkut sähkösuodattimet tuottivat ilmaan haitallisen määrän otsonia. Myös ihon suojaukseen ja henkilökohtaiseen hygieniaan tulee kiinnittää huomiota, koska leikkuunesteet sisältävät useita ihoa ärsyttäviä ja herkistäviä kemikaaleja.