Jäänhoitokoneen aiheuttama altistuminen ilman epäpuhtauksille Helsingin jäähallissa

Viallisten jäänhoitokoneiden pakokaasujen tiedetään aiheuttaneen jäähalleissa sekä katsojille että pelaajille äkillisiä typpidioksidi- ja häkämyrkytyksiä (1-10). Raporttien mukaan jopa yli 100 henkilöä kerralla on voinut saada myrkytysoireita (3,4). Kuvatuissa tapauksissa diagnoosi on perustunut oireisiin, kliinisiin löydöksiin ja suurentuneisiin veren karboksihemoglobiinipitoisuuksiin. Oireiden alkamisajankohtana ei ole mitattu jäähallin ilman typpidioksidi- tai häkäpitoisuuksia, mutta simuloiduissa tilanteissa ja oireiden toteamisen jälkeen tehdyissä mittauksissa on havaittu suurentuneita pitoisuuksia.

Myrkytystapausten johdosta jäähallien sisäilman häkä- ja typpidioksidipitoisuuksia on tutkittu Yhdysvalloissa, Kanadassa, Ruotsissa ja Suomessa (6,11,12,13,14). Tutkimusten mukaan jäähalleissa voi esiintyä suuria typpidioksidi- ja hiilimonoksidipitoisuuksia, jotka johtuvat jäänhoitokoneiden pakokaasuista, etenkin jos ilmanvaihto on puutteellinen. Myös tuloilmaan joutuneet pakokaasut ovat aiheuttaneet oireita (15). Yleensä tutkimukset on tehty jäähallien ollessa tyhjänä tai simuloiduissa olosuhteissa, ei varsinaisten jääkiekko-otteluiden aikana. Suomessa kansanterveyslaitos on tutkinut kuuden jäähallin ilmanlaatua, jolloin on todettu suuria typpidioksidi- ja hiilimonoksidipitoisuuksia etenkin halleissa, joissa ei ole koneellista ilmanvaihtoa (13,14).

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, esiintyykö Helsingin jäähallissa sellaisia typpidioksidi-, hiilimonoksidi- tai bentseenipitoisuuksia, joista voisi aiheutua haittaa katsojien, pelaajien tai työntekijöiden terveydelle. Tutkimukset tehtiin mm. Suomen mestaruussarjan liigaotteluiden aikana. Ilmanlaadun mittausten ohella tutkittiin katsojien ja pelaajien altistumista verinäyttein ja alustavin hengitysfunktiokokein.

MENETELMÄT JA AINEISTO

Typpidioksidipitoisuudet mitattiin Griess-Salzman-menetelmällä, jossa näyte kerätään pumpun avulla absorptioliuokseen ja mittaus tehdään spektrofotometrisesti (16). Haihtuvat orgaaniset yhdisteet (kokonais-VOC) kerättiin pumpulla absorboivaan materiaaliin ja määritys tehtiin termodesorptio-kaasukromatografia-massaspektrometrialla (17). Hiilimonoksidipitoisuudet määritettiin Miran 1B2 -kaasuanalysaattorilla, joka perustuu infrapuna-absorptioon.

Henkilökohtaiseen biomonitorointiin kuului verinäytteiden tutkiminen ja keuhkotoiminnan mittarina huippuvirtausmittausten tekeminen. Verinäytteistä tutkittiin karboksihemoglobiini ja bentseeni. Tutkittavana oli kolme pelaajaa ja kolme katsojaa; viimeksimainitut oleskelivat pelaaja-aitiossa tai ensimmäisellä katsojarivillä koko ottelun ajan. Katsojien iät olivat 11, 13 ja 35 vuotta. Yksikään tutkituista ei tupakoi. Ensimmäiset tutkimukset ja näytteenotot tehtiin 1/2-1 tuntia ennen liigaottelun alkua ja toiset tutkimukset tehtiin ja näytteet otettiin välittömästi ottelun päätyttyä noin kello 21. Altistumista aiheuttava jäänhoitokone suoritti kentän puhdistamisen ja jäädyttämisen kolmasti ottelun aikana.

Karboksihemoglobiini määritettiin spektrofotometrisesti käyttäen oksimetria (18,19). Veren bentseeni määritettiin kaasukromatografisesti käyttäen fotoionisaatioilmaisinta (20). Keuhkojen huippuvirtausarvot (peak flow) tehtiin käyttäen standardia spira-mittaria. Kunkin henkilön tutkimus käsitti kolme erillistä puhallusta vakioidun ohjelman mukaan.

Jäähallin sisäilman epäpuhtauspitoisuuksia määritettiin seitsemän eri kertaa vuosina 1994-97. Mittauksia tehtiin taitoluisteluharjoitusten ja jääkiekkoharjoitusten aamuina, taitoluisteluharjoitusten aikana iltapäivällä ja liigaotteluiden aikana illalla. Pääasiassa mittaukset tehtiin pelaaja-aitiossa, mutta lisäksi myös katsomossa eri korkeuksilla.

Jäähallin kentän ja katsomo-osan tilavuus on 126 830 m3. Poistoilmakoneita on 12 kappaletta, kunkin teho 23 000 m3 tunnissa. Täysimääräinen ilmanpoisto on täten laskennallisesti 276 000 m3 tunnissa eli maksimiteholla ilma vaihtuu kaksi kertaa tunnissa laitteiden toimiessa moitteettomasti. Jääkiekko-otteluiden aikana ilmanvaihto toimii täydellä teholla ja harjoitusten aikana vaihtelevalla teholla. Kaikkina ajankohtina jäänhoitokoneena oli Zamboni-merkkinen bensiinikäyttöinen polttomoottorikone.

ILMANLAATU

Taulukossa 1 ovat hiilimonoksidimittausten tulokset. Taitoluisteluharjoituksen aikana suurin mitattu pitoisuus oli 69 mg/m3 ja liigaottelun aikana ensimmäiseltä katsojapenkkiriviltä mitattuna 145 mg/m3. Kun toisen ottelun aikana hiilimonoksidin puolen tunnin keskiarvo oli pelaaja-aitiossa 63 mg/m3, pitoisuus oli katsomon keskiosassa 31 mg/m3 ja ylimmällä katsojarivillä 7 mg/m3.

Typpidioksidipitoisuudet ovat taulukossa 2. Suurin mitattu puolen tunnin keskiarvo oli 263 myyg/m3.

Taulukossa 3 on esitetty haihtuvien orgaanisten yhdisteiden kokonaispitoisuudet sekä erikseen bentseenin, tolueenin ja 1,4-ksyleenin pitoisuudet. Suurin mitattu kokonaispitoisuus oli 545 myyg/m3.

Tulokset osoittavat, että altistuminen ilman epäpuhtauksille jääkiekko-otteluiden aikana Helsingin jäähallissa on ollut huomattavaa. Asian johdosta jäähallin ilmanvaihtoa on tehostettu ja jäänhoitokone huollettu aiempaa tarkemmin. Jäähalliin on tilattu katalyyttipuhdistimella varustettu jäänhoitokone.

Toimenpiteiden johdosta jäähallin ilman epäpuhtaudet ovat pienentyneet oleellisesti. Keväällä 1997 tehdyissä mittauksissa korkein hetkellinen hiilimonoksidipitoisuus oli 40 mg/m3, kun jäänhoitokoneen pakokaasut suuntautuivat suoraan mittauspisteeseen. Muutoin korkein pitoisuus oli 19 mg/m3 jäänhoidon aikana; jäänhoitojen välillä pitoisuudet olivat alle 11 mg/m3.

BIOLOGINEN MONITOROINTI

Huippuvirtausmittauksien tulokset ovat taulukossa 4. Katsojilla ei havaittu eroja ennen ottelua ja ottelun jälkeen otetuissa mittaustuloksissa. Sen sijaan yhdellä pelaajalla ottelun jälkeen mitatut arvot olivat ottelua edeltäviä pienemmät. Yhden pelaajan osalta arviointia ei voida luotettavasti tehdä, koska kaikki mittaustulokset ylittivät spira-mittarin asteikon. Menetelmä ja tulokset ovat lähinnä suuntaa antavia.

Taulukossa 5 ovat veren karboksihemoglobiinimääritysten tulokset. Kaikilla tutkituilla katsojilla ja pelaajilla veren karboksihemoglobiinin osuus suureni merkittävästi jääkiekko-ottelun aikana, kuvaten altistusta hiilimonoksidille. Karboksihemoglobiiniosuudet kaksinkertaistuivat ottelun kuluessa; keskimääräinen lisäys oli 108 %. Sen sijaan bentseenipitoisuudessa havaittiin vähäinen muutos vain yhdellä henkilöllä. Hänellä bentseenipitoisuus suureni ottelun kuluessa arvoon 5 nmol/l.

Altistumattomien henkilöiden veren bentseenipitoisuuden viitearvo on Työterveyslaitoksen mukaan alle 5 nmol/l ja toimenpideraja 20 nmol/l. Karboksihemoglobiiniosuuden vastaavat arvot ovat 1,5 ja 5 %, raskaana olevilla toimenpideraja on kuitenkin 2,5 %.

AIEMPIEN TUTKIMUSTEN TULOKSIA

Jäähallien ilman epäpuhtaudet aiheutuvat lähinnä jäänhoitokoneiden polttomoottoreiden pakokaasuista. Bensiinikäyttöisten koneiden aiheuttamia epäpuhtauksia ovat typen oksidit, häkä, hiilivedyt ja hiukkaset. Propaanilla toimivat moottorit tuottavat keskimäärin vähemmän hiilimonoksidia, hiilivetyä ja hiukkasia, mutta enemmän typen oksideja kuin bensiinimoottorit, koska niiden polttolämpötilat ovat korkeammat.

Ruotsissa Berglund ym. ovat mitanneet typpidioksidipitoisuutta kahdessa jäähallissa (11). Pitoisuudet olivat suuret kun ilmastointi ei ollut päällä; ilmastoinnin toimiessa 50 %:n teholla ne olivat 12 tunnin jakson keskipitoisuuksina 106-543 myyg/m3. Yhdysvalloissa Brauer ja Spengler mittasivat 70 jäähallin typpidioksidipitoisuuksia passiivisilla keräimillä käyttäen viikon keräysaikaa (6). Typpidioksidien taso jään korkeudella oli keskimäärin 339 myyg/m3 eli 10 kertaa korkeampi kuin ulkoilman typpidioksidin mediaani; vaihteluväli oli 4-4 644 myyg/m3.

Kanadassa Levesque ym. (21) totesivat jäähallien pelaajien hengityskorkeudella 2-150 mg/m3:n hiilimonoksidipitoisuuksia ja arvioivat, että pelin kuluessa hengitysilman hiilimonoksidin lisäys 11 mg/m3 kohotti karboksihemoglobiinitasoa yhden prosenttiyksikön. Tutkijoiden mukaan 90 minuutin pelin aikana jäähallin ilman keskimääräinen hiilimonoksidipitoisuus ei saisi ylittää arvoa 23 mg/m3.

Kansanterveyslaitos on mitannut Suomessa typpidioksidin, hiilimonoksidin ja haihtuvien orgaanisten yhdisteiden pitoisuuksia neljässä jäähallissa, joissa oli täysin koneellinen ilmanvaihto ja kahdessa hallissa, joissa ilmanvaihto oli painovoimainen (12). Yhdessä koneellisesti ilmastoidussa hallissa jäänhoitokoneen polttoaine oli bensiini; hiilimonoksidin suurimmat tuntikeskiarvot olivat 33 mg/m3, typpidioksidin 270 myyg/m3 ja haihtuvien hiilivetyjen 1 200 myyg/m3 (3 tunnin keskiarvo). Koneellisesti ilmastoiduissa jäähalleissa, joissa jäänhoitokone oli propaanikäyttöinen, suurin hiilimonoksidin tuntikeskiarvo oli 23 mg/m3, suurin typpidioksidin tuntikeskiarvo 7 770 myyg/m3 ja VOC-pitoisuus 900 myyg/m3 (3 tunnin keskiarvo). Vastaava hiilimonoksidipitoisuus ja typpidioksidipitoisuus jäähallissa, jossa jäänhoitokone oli sähkökäyttöinen, oli hiilimonoksidilla 2 mg/m3 ja typpidioksidilla 10 myyg/m3, jotka vastaavat yhdyskuntailman taustapitoisuuksia.

Nyt mitatut typpidioksidipitoisuudet olivat pienehköjä, jos niitä verrataan em. ulkomaisiin, huonoja tilanteita ja osin huonosti varustettuja jäähalleja koskeviin tuloksiin. Toisaalta on huomattava, että mittaustulokset ylittivät joka mittausjaksolla Helsingin kantakaupungin katujen ilman typpidioksidipitoisuuden. Yksi tuloksista, 263 myyg/m3, vastaa kohtalaista savusumuepisodia ja herättäisi kadullakin mitattuna huomiota uutisvälineissä. Yli 300 myyg/m3:n pitoisuuksia (1 tunnin maksimiohjearvo ulkona) Helsingin ulkoilmasta on mitattu 10 vuoden aikana vain pari kertaa. Myös suomalaiseen aiempaan tutkimukseen verrattuna typpidioksidipitoisuudet olivat polttomoottorilla varustettu jäänhoitokone huomioonottaen pienehköt.

Nyt mitatut häkäpitoisuudet ovat samaa tasoa aiempiin ulkolaisiin mittauksiin verrattuna, vaikka viimeksimainituissa kyse on usein ollut poikkeuksellisista olosuhteista. Pitoisuudet ovat olleet jäähallissa ajoittain sen käytön aikana selvästi suurempia kuin yleensä Helsingin kaduilta mitatut. Valtioneuvoston päätöksen mukaan 8 tunnin enimmäispitoisuus ulkoilmassa saa olla korkeintaan 20 mg/m3. Sosiaali- ja terveysministerön uuden ohjekirjeen mukaan häkäpitoisuuden ei tulisi oleskelutiloissa ylittää arvoa 8 mg/m3. Jääkiekko-ottelun aikana hetkellinen pitoisuus hallissa oli suurimmillaan peräti 145 mg/m3 ja taitoluisteluharjoituksen aikana 69 mg/m3. Puolen tunnin keskiarvopitoisuus oli suurimmillaan 63 mg/m3.

Helsingissä asuntojen parvekkeilta eri puolilta kaupunkia mitatut bentseenipitoisuudet ovat olleet kansainvälisiin arvoihin verrattuna pieniä, mediaani 0,9 myyg/m3 ja maksimikin vain 2,8 myyg/m3 (16,22). Samanaikaisesti asuntojen sisäilman bentseenipitoisuus on ollut suurempi, 0,2-39 myyg/m3, mediaani 3,1 myyg/m3. Pääkaupunkiseudun yhteistyövaltuuskunnan mittauksissa kaduilla pitoisuustasot ovat olleet noin 5-6 myyg/m3, mitkä ovat samaa luokkaa kuin Tampereella todetut. Nyt jäähallissa mitatut pitoisuudet olivat huomattavasti suurempia kuin ulkona ja sisällä asunnoissa Helsingissä aiemmin mitatut pitoisuudet.

Helsingissä tehdyssä tutkimuksessa tavallisten asuntojen VOC-pitoisuudet ovat olleet 40-235 myyg/m3, mediaani 121 myyg/m3 (16). Ulkoilmassa asuntojen parvekkeilta mitattuna VOC-pitoisuudet olivat 16-62 myyg/m3, mediaani 13 myyg/m3. VOC-pitoisuuksille ei ole asetettu maassamme ohjearvoja.

PAKOKAASUPÄÄSTÖJEN TERVEYSHAITTOJA

Yksittäisissä tapauksissa on suurentunut hiilimonoksidi- ja typpidioksidipitoisuus aiheuttanut katsojille oireita (1,4,7,8). Tällöin jäähallien ilmastointi ei ole toiminut tai jäänhoitokoneessa on ollut vikaa. Jälkeenpäin tehdyissä simulaatiokokeissa on häkäpitoisuus ollut 172 mg/m3 ja typpidioksidipitoisuus 2 820-7 520 myyg/m3 (1,6). Seattlesta on hiljattain raportoitu tapaus, jossa 89 henkilöä jouduttiin toimittamaan ensiapupoliklinikoille häkäaltistuksen johdosta, kun sisäluistinradalla viallisen jäänhoitokoneen aiheuttama häkäpitoisuus kohosi peräti 405 mg/m3:iin. Samassa yhteydessä raportoitiin myös 17 altistuksen saaneen veren karboksihemoglobiinipitoisuus: keskiarvo oli 8,6 %, vaihteluväli 3,3-13,9 % (10). Omassa tutkimuksessamme pelaajien ja katsojien karboksihemoglobiinipitoisuudet suurenivat 4,7 %:iin. Etenkin katsojien osalta pitoisuuden kasvua on pidettävä suurena, koska heillä pitoisuuden tulisi suurentua vähemmän kuin luistelijoilla tai pelaajilla johtuen sijainnista ja fyysisestä inaktiviteetista.

Hiilimonoksidi on hajuton ja väritön myrkky, joka sitoutuu veressä hemoglobiiniin muodostaen karboksihemoglobiinia, joka ei kuljeta happea. Häkä poistuu hemoglobiinista hitaasti hengitysilmaan, puoliintumisaika on 3-5 tuntia. Veressä on normaalisti karboksihemoglobiinia vähemmän kuin 2 % kokonaishemoglobiinista, tupakoivilla jopa 5-9 %. Rasitus lisää hengitysvolyymiä ja hiilimonoksidin sitoutumista hemoglobiiniin. Puolen tunnin oleskelu 57 mg/m3:n pitoisuudessa levossa johtaa karboksihemoglobiinin osuuteen 1,1 %, kevyessä työssä 1,9 %:iin ja raskaassa työssä 2,6 %:iin. Pitoisuudet 3-5,5 % pienentävät nuorilla terveillä henkilöillä fyysistä toimintakykyä (hapenottokyky ja rasituksen kesto) ja altistavat sydänsairaita angina pectoris -kohtauksille tai sydämen rytmihäiriöille. Pitoisuudet 5-10 % heikentävät näön tarkkuutta vaativia toimintoja. Suuremmissa pitoisuuksissa alkaa päänsärky, pahoinvointi ja muut keskushermoston häiriöt ja pitoisuuden edelleen suuretessa seuraa vähitellen tajuttomuus ja kuolema. Hiilimonoksidille herkkiä väestöryhmiä ovat sikiöt, vastasyntyneet, raskaana olevat sekä sydän- ja keuhkosairauksia sairastavat.

Typpidioksidi voi aiheuttaa suurina pitoisuuksina äkillisiä hengitystieoireita, joihin kuuluu vakavissa muodoissa yskä, rintakipu, hengenahdistus ja veriyskökset. Lievempiä haittoja ovat hengitysteiden vähäisemmät ärsytysoireet sekä keuhkofunktioiden huononeminen, joka näkyy mm. keuhkojen toimintatesteissä tai astmakohtauksina astmaa sairastavilla. Jääkiekon pelaajat saavat katsojia suuremman altistuksen, koska typpidioksidi on ilmaa raskaampaa ja pysyy lähempänä syntypaikkaansa jäällä. Toisaalta lämpötilakerrostuneisuus ja pelikentän reunusrakenteet estävät pitoisuuksien tasaantumista. Akuuttia terveyshaittaa esiintyy yleensä vasta pitoisuuksissa, jotka ovat useita satoja mikrogrammoja kuutiometrissä. Yhdyskuntailman laadun enimmäisohjearvo yhden tunnin pitoisuudelle on 150 myyg/m3. Sisäilmalle ei ole asetettu ohjearvoja.

Bentseeni on yleinen yhdyskuntien ja työpaikkojen ilmassa esiintyvä epäpuhtaus, jota esiintyy eri hiilivetyseoksissa, mm. bensiinissä, sekä tupakansavussa. Yleensä yhdyskuntailmassa todettuja pitoisuuksia ei pidetä haitallisina, mutta esimerkiksi työpaikoilla pitoisuudet voivat poikkeuksellisesti olla niin suuria, että ne aiheuttavat hematotoksisia ja karsinogeenisiä muutoksia. Pitkäaikainen ammatillinen altistuminen bentseenille on aiheuttanut luuydinaplasiaa ja myöhäisvaikutuksena sairastumista leukemiaan, erityisesti myelooiseen leukemiaan. Työperäiset, syöpää aiheuttaneet pitoisuudet ovat olleet yleensä vähintään joitakin milligrammoja kuutiometrissä. Bentseeni kuuluu syöpäsairauden vaaraa aiheuttavien sekä sikiölle tai raskaudelle ja perimälle vaarallisten aineiden luetteloon. Tästä syystä väestöä koskevaa enimmäisohjearvoa ei voida asettaa.

Haihtuvat orgaaniset yhdisteet aiheuttavat silmien ja limakalvojen ärsytystä, hajutuntemuksia ja päänsärkyä pitoisuudessa 200-3 000 myyg/m3. Pitoisuuksien ylittäessä 25 000 myyg/m3 esiintyy myrkytysoireita (23). Jäähallissa nyt mitatut VOC-pitoisuudet olivat suurempia kuin helsinkiläisten asunnoissa mitatut suurimmat arvot ja saattavat koeolosuhteissa tehtyjen tutkimusten mukaan aiheuttaa ärsytysoireita. Pienten altistuspitoisuuksien haitallisia vaikutuksia ei tunneta riittävästi.

KIRJALLISUUTTA