Chromium(VI) compounds – as Cr(VI) : documentation of proposed values of occupational exposure limits (OELs)

Związki chromu(VI) to grupa substancji zawierających chrom sześciowartościowy, czyli na +6 stopniu utlenienia. Związki chromu(VI) są środkami silnie utleniającymi. W środowisku naturalnym związki chromu(VI) łatwo ulegają redukcji przez materię organiczną do związków Cr(III), (chrom na +3 stopniu utlenienia). Związki chromu(VI) uwolnione do środowiska ze źródeł antropogenicznych mogą zalegać w wodzie lub glebie, gdzie znajdują się niewielkie ilości materii organicznej. Związki chromu(VI) znalazły zastosowanie głównie w: powlekaniu metali (chromowaniu), produkcji barwników, inhibitorów korozji, materiałów ogniotrwałych, garbników, różnych syntezach chemicznych oraz w produkcji środków konserwujących drewno. Ludzie mogą być narażeni na związki Cr(VI) przez: wodę do picia, kontakt z glebą lub innymi mediami zanieczyszczonymi tymi związkami, a w środowisku pracy drogami: inhalacyjną, pokarmową i przez skórę. Powtarzający się kontakt pyłów Cr(VI) ze skórą może być przyczyną wypryskowego zapalenia skóry z obrzękiem. Kontakt skóry z roztworami wodnymi chromianów(VI) może być przyczyną powstania uszkodzeń, znanych jako dziury chromowe lub owrzodzenia chromowe, powstających głównie w miejscach, gdzie naskórek jest uszkodzony. Zmiany te występują głównie na: palcach, kostkach dłoni oraz przedramionach. Charakterystyczne dziury chromowe powstają wskutek gromadzenia grudek Cr(VI) wokół owrzodzenia. Owrzodzenia mogą wnikać głęboko w tkanki miękkie lub stać się miejscami wtórnego zakażenia, ale nie są przyczyną nowotworów skóry. Aerozole związków chromu(VI) mogą działać drażniąco na spojówki oczu, powodować owrzodzenie nosa i perforację przegrody nosowej oraz zapalenia dziąseł i przyzębia. Przy narażeniu drogą inhalacyjną związki Cr(VI) mogą być przyczyną uczulenia dróg oddechowych (astmy). Na podstawie wyników niektórych badań wykazano, że długotrwałe narażenie na małe dawki/stężenia związków Cr(VI) może być przyczyną odwracalnego uszkodzenia kanalików nerkowych oraz zaburzenia czynności wątroby. Niektóre z tych związków, np. dichromian(VI) potasu czy tritlenek chromu, działają żrąco lub drażniąco na błony śluzowe układu pokarmowego. Połknięcie dużej dawki chromianów(VI) może być przyczyną zapaści sercowo-naczyniowej i zgonu. Związki Cr(VI) przy przyjęciu drogą doustną (pokarmową) działają na układ krwiotwórczy lub powodują zmiany w morfologii krwi. Długotrwałe zawodowe narażenie na związki Cr(VI) zwiększa ryzyko wystąpienia raka: płuc, jamy nosowej i zatok. Okres latencji wystąpienia raka płuc u pracowników narażonych zawodowo na związki Cr(VI) wynosi około 20 lat. Międzynarodowa Organizacja Badań nad Rakiem (IARC, International Agency for Research on Cancer) zaliczyła związki Cr(VI) do grupy 1. czynników rakotwórczych dla ludzi, gdyż istnieje wystarczający dowód rakotwórczości tych związków u ludzi. Również Unia Europejska (UE), Agencja Ochrony Środowiska (EPA, Environmental Protection Agency) i Światowa Organizacja Zdrowia (WHO, World Health Organization) zaliczyły związki chromu(VI) do rakotwórczych dla ludzi. Związki Cr(VI) w badaniach w warunkach in vitro oraz in vivo powodowały: uszkodzenia DNA, mutację genów, zaburzenia częstości wymian chromatyd siostrzanych oraz aberracje chromosomowe. W Polsce, w latach 2005-2012, na podstawie informacji przesłanych do Centralnego Rejestru Danych o Narażeniu na Substancje, Preparaty, Czynniki lub Procesy Technologiczne o Działaniu Rakotwórczym lub Mutagennym prowadzonego przez IMP w Łodzi, najbardziej powszechnie był stosowany dichromian(VI) potasu. W ostatnich dwóch latach związek ten zgłaszało rocznie około 400 zakładów pracy, a liczba osób narażonych przekraczała 4 tysiące. Ponad tysiąc narażonych osób zgłoszono również w przypadkach: tlenku chromu(VI), chromianu(VI) potasu oraz innych związków chromu(VI) nieujętych we wspomnianym wykazie substancji. Zdecydowaną większość zgłoszonych do rejestru stanowisk pracy, na których występują związki chromu(VI), stanowiły stanowiska laboratoryjne (w latach 2011-2012 ponad 75%). Ponad 10% stanowiły stanowiska pracy związane z galwanizacją lub trawieniem powierzchni, a około 4% stanowiska spawaczy. W 2011 r. przekroczenie wartości najwyższego dopuszczalnego stężenia (NDS) chromianów(VI) i dichromianów(VI) zgłosiło do rejestru 11 zakładów pracy. Ponadnormatywne stężenia odnotowano na 12 stanowiskach pracy, na których było narażonych łącznie 60 osób. Na 7 stanowiskach związanych z galwanizacją było zatrudnionych łącznie 17 osób, a stężenia chromu wynosiły 0,11 ÷ 0,96 mg/m³. Na 2 stanowiskach pracy spawaczy (12 osób narażonych) stężenie wynosiło 0,22 i 0,27 mg/m³, a 14 osób było zatrudnionych na stanowisku pracy związanym z produkcją farb zawierających pigmenty chromowe, na którym stężenie chromu wynosiło 0,21 mg/m³, 12 osób było zatrudnionych w oczyszczalni ścieków – zmierzone stężenie chromu wynosiło 0,21 mg/m³, a 1 zgłoszona osoba pracowała na stanowisku laboratoryjnym, na którym stężenie chromu wynosiło 0,18 mg/m3. W zakładach pracy objętych nadzorem GIS w latach 2008-2012 nie stwierdzono ponadnormatywnych stężeń chromianów(VI) i dichromianów(VI). Za skutek krytyczny działania związków Cr(VI) przyjęto działanie rakotwórcze na płuca. Za podstawę ustalenia wartości NDS przyjęto ocenę ryzyka wzrostu liczby przypadków raka płuca w grupie 1000 pracowników zawodowo narażonych na związki chromu(VI) przez cały czas pracy zawodowej i obserwowanych do 85. roku życia. Zaproponowano przyjęcie wartości NDS dla związków chromu(VI) – w przeliczeniu na Cr(VI) – wynoszącej 0,01 mg Cr(VI)/m3, przy której liczba dodatkowych przypadków raka płuca wyniesie 1 ÷ 6 na 1000 osób zatrudnionych w tych warunkach przez cały okres aktywności zawodowej. Na podstawie proponowanych w różnych opracowaniach szacunków ryzyka działania rakotwórczego związków chromu(VI) nie jest możliwe rozróżnienie między związkami chromu(VI) rozpuszczalnymi bardzo słabo, słabo czy nierozpuszczalnymi. Jednak na podstawie dostępnych dowodów, choć niekompletnych, można wywnioskować, że słabo rozpuszczalne związki Cr(VI) powodują mniejsze ryzyko nowotworów płuc, choć rozmiaru tego ograniczenia nie można określić ilościowo. Zaproponowana wartość NDS 0,01 mg Cr(VI)/m³ zabezpieczy pracowników również przed działaniem drażniącym związków chromu(VI) obecnych w powietrzu środowiska pracy, w związku z czym nie ustalono wartości najwyższego dopuszczalnego stężenia chwilowego (NDSCh). Zrezygnowano również z ustalenia wartości dopuszczalnego stężenia w materiale biologicznym (DSB). Dotychczasowa wartość DSB dotyczyła jedynie ograniczonego narażenia na związki chromu(VI) rozpuszczalne w wodzie, występujące w dymach, i nie była wskaźnikiem uniwersalnym. Zaproponowane normatywy zastąpią obowiązujące wartości stężeń dla substancji ujętych obecnie w pozycjach „chromiany(VI) i dichromiany(VI)” oraz „chlorek chromylu”. Proponuje się następujące oznakowanie związków chromu(VI): Carc , Muta3, Repro. (Ft)3, C(r-r)3, I3 i A3. Ze względu na działanie rakotwórcze związków chromu(VI) w SCOEL (Scientific Committee on Occupational Exposure Limit Values) nie ustalono wartości OEL (occupational exposure limit), tylko dokonano oceny ryzyka wystąpienia raka płuc u pracowników zawodowo narażonych na związki Cr(VI) na podstawie zbiorczych danych. W Komitecie Doradczym ds. Bezpieczeństwa i Zdrowia w Miejscu Pracy UE (ACSH, Advisory Committee on Health and Safety at Work) została wstępnie przyjęta propozycja wartości wiążącej (BOELV, binding occupational exposure limit value) dla chromu(VI) na poziomie 0,025 mg/m3. W uzasadnieniu podano, że jest to wartość wyjściowa do zmniejszania wartości dopuszczalnej dla Cr(VI) do poziomu 0,001 ÷ 0,01 mg/m³. Przyjęcie w UE wartości wiążącej dla chromu(VI) na poziomie 0,025 mg/m³ jest nadal związane z dużym ryzkiem wystąpienia u pracowników choroby nowotworowej. Na podstawie dokumentacji SCOEL/SUM/86/2004 narażenie na Cr(VI) o stężeniu 0,025 mg/m³ jest związane z podwyższonym ryzykiem wystąpienia raka płuc u od 2 do 14 pracowników na 1000 zawodowo narażonych na związki chromu(VI). Aby zmniejszyć ryzyko do 4 dodatkowych przypadków raka płuc na 1000 pracowników, narażenie na Cr(VI) powinno być ograniczone do stężenia 0,001 ÷ 0,01 mg/mg/m³.Hexavalent chromium compounds are oxidation states in which chromium occurs. Occupational exposure to chromium(VI) compounds may occur in chromate-producing industry, production of ferrochromium alloys and chromium metal, production and welding of stainless steels, metal finishing processes (chromium plating), and manufacturing and using chromium chemicals. These latter include corrosion inhibitors (strontium, calcium, zinc and barium chromates); pigments in paints and metal primers (lead and zinc chromates and molybdenum orange); wood preservatives (sodium and potassium chromates and chromium trioxide); dye mordants, catalyst and leather tanning (ammonium, sodium and potassium chromate). Occupational exposure can be to different hexavalent compounds in different industries and in some industries exposure can be to both trivalent and hexavalent compounds. In Poland in 2005–2012, potassium dichromate (VI) was the most commonly used compound according to information sent to the Central Registry conducted by the Nofer Institute of Occupational Medicine in Łódź, about exposure on substances, preparations, agents or carcinogenic or mutagenic technological processes. Recently this compound was reported annually by about 400 enterprises and there were more than 4000 people exposed. The vast majority of reported workplaces where chromium(VI) compounds occur were the laboratory positions (in 2011–2012 more than 75%). Over 10% of workplaces were associated with electroplating or etching the surface and about 4% with welders.In 2011, 11 factories reported to the Register that they exceeded the MAK value (NDS) for chromate(VI) and dichromates(VI). High concentrations were reported at 12 workplaces where 60 people were exposed. At 7 workplaces related to plating, 17 people were employed and chromium concentrations ranged from 0.11 to 0.96 mg/m, at 2 welding workplaces (12 people were exposed) concentrations were 0.22 and 0.27 mg/m3, 14 workers were exposed during the production of paints containing chrome pigments, which chromium concentration was 0.21 mg/m3, 12 people were employed in the sewage treatment plant where chromium concentration was 0.21 mg/m3, and 1 person worked in a laboratory where chromium concentration was 0.18 mg/m3. In 2008–2012, there were no high MAK concentrations of chromates(VI) and dichromates (VI) in workplaces under the supervision of the GIS.The health effects associated with occupational exposure to hexavalent chromium compounds are carcinogenicity (especially lung cancer), sensitisation, renal toxicity and irritancy, and corrosivity of the skin, respiratory and gastrointestinal tract.The IARC classify chromium(VI) compounds to group 1 carcinogen to humans, as there is sufficient evidence of carcinogenicity of these compounds to humans. Also the EU, EPA and WHO classified chromium (VI) as carcinogenic to humans.The risk assessment of carcinogenicity is based on a summary of 10 studies. It has been estimated that 5–28 excess lung cancers will occur in a group of 1000 male workers, occupationally exposed to 50 μg/m3of hexavalent chromium until retirement at age 65. The corresponding number of excess lung cancers has been estimated to be 2–14 for an exposure level of 25 μg/m3 1–6 for an exposure level of 10 μg/m3, 0.5–3 for and exposure of 5 μg/m3and 0.1–0.6 for an exposure level of 1 μg/m3. Proposed in various studies estimations of the risk of carcinogenic chromium(VI) does not distinguish between very poor and insoluble compounds of chromium(VI). However, the available evidence, although incomplete, clearly suggest that poorly soluble Cr(VI) causes lower risk of lung cancer, although the extent of this limitation cannot be quantified.In 2004, SCOEL did not establish OEL value for chromium(VI) compounds, but it assessed the risk of lung cancer in workers occupationally exposed to chromium(VI) compounds on the basis of aggregated data. The Advisory Committee of Safety and Health (ACSH) pre-accepted proposal of binding (BOELV) chromium(VI) compounds at the level of 0.025 mg/m3The Expert Group for Chemical Agents has recommended for chromium (VI) compounds – as Cr(VI) MAC value of 0.01 mg Cr (VI)/m3while the number of additional cases of lung cancer will be 1 ÷ 6 per 1000 people employed in these conditions for entire working life