Kväveoxider i Vänersborgs ishall
Göteborg den 11 maj 2006
Sandra Johannesson
Yrkes- och miljöhygieniker
Bakgrund
VMC fick en förfrågan från miljö- och hälsoskyddskontoret, Vänersborgs kommun, angående mätning av kväveoxider i Vänersborgs ishall. Anledningen till den önskade mätningen angavs vara att föräldrar till barn som tränar ishockey i arenan varit oroliga för luftvägsbesvär hos sina barn i samband med träning.
Ishallen i Vänersborg används av flera olika föreningar, skolor och idrottsklubbar.
Hallen används huvudsakligen av skolor och fritidsavdelningar under dagtid. Under eftermiddagar och kvällar används hallen för träning av ishockey samt konståkning.
Ishallen
Ismaskinen som används i hallen är gasoldriven och försedd med en trevägskatalysa- tor som minskar utsläppen av både kolmonoxid och kvävedioxid. I ishallen finns två likadana maskiner som köptes in 1998. Ismaskinen fungerar så att den hyvlar av ett tunt lager av isen och snön samlas upp i en behållare. Vatten spolas sedan ut baktill på maskinen. För att jämna till isen längst ut vid sargen används en eldriven kantfräs.
Den gasoldrivna ismaskin som används i hallen.
Ishallen är byggd 1981 och ny ventilation installerades i hallen för ca 3 år sedan. Man fick då en avfuktningsanläggning samt nytt till- och frånluftssystem. I den nya venti- lationsanläggningen blandas utomhusluft (som tas från luftintag på hallens ena lång- sida) med luft inifrån hallen i en avfuktningsanläggning. Den relativa fuktighetens
”bör-värde” är inställt på 55 % och om halten är under denna nivå avstannar avfukta- ren, vilket enligt drifttekniker är ovanligt. Den avfuktade, blandade luften värms upp och leds ut genom en lufttrumma vid taket i hallen. Roterande fläktar i taket har till uppgift att pressa ned den värmda friskluften i hallen.
Mätning
För mätning av kväveoxid (NO) och kvävedioxid (NO2) användes ett direktvisande chemiluminescenceinstrument (ME Monitor Europé, ML 9841B NOx). Mätning skedde från kl. 12.40 till 20.40 den 6 mars 2006. Analysinstrumentet placerades i ett av avbytarbåsen vid rinkens långsida (bakom plexiglassargen). Slangen, via vilken luft pumpas in till instrumentet, drogs över sargen och fästes ca 30 cm ut från plexi- glaset, ungefär 1,30 m ovanför isen motsvarande andningshöjden för ett barn.
Provtagning skedde på ca 1,30 m höjd över isen.
Temperatur och luftfuktighet mättes med Tinytag logger under samma period som mätningen av kväveoxider pågick. Denna var placerad i avbytarbåset i anslutning till mätutrustningen.
Aktiviteter i hallen
Enligt uppgift från drifttekniker i hallen hade två spolningar av isen genomförts innan vi anlände, den första kl 08.00 och den andra kl 09.00. Innan mätningen påbörjades pågick curling för pensionärer på isen.
12.40 Mätning startas.
12.45 – ca 14.30 Skolklasser med som mest 26 barn på isen.
14.35 – 14.45 Spolning av isen. Portar på ishallens gavel öppna.
15.00 – 15.45 Hockeyträning. 9 barn (7-8 år) + en tränare på isen.
15.52 – 16.00 Spolning av isen. Portar stängda.
16.00 – 16.45 Hockeyträning. 16 barn (9-10 år) + två tränare.
16.50 – 17.00 Spolning av isen. Portar öppna max 5 minuter.
17.00 – 17.45 Hockeyträning. 10 barn (11-12 år) + en tränare.
17.50 – 18.00 Spolning av isen. Portar stängda.
18.00 – 19.15 Hockeyträning seniorer.
19.20 – 19.30 Spolning av isen. Portar stängda.
19.30 – 20.30 Hockeyträning. 26 barn (13-14 år) + två tränare.
20.40 Mätningen avslutades.
Hockeyträning i Vänersborgs ishall.
Resultat
Medelvärdet för kvävedioxidhalten i hallen under hela mätperioden, 8 timmar (12.40 – 20.40) var 1,04 ppm, vilket motsvarar ca 1990 µg/m3. Maxvärdet nådde ca
2670 µg/m3 (1,4 ppm).
Det bifogade diagrammet visar hur halterna av kvävedioxid byggs upp successivt under eftermiddagen/kvällen (NO2 = röd linje). Halterna var redan då mätningen startade nära 1 ppm och sjönk sedan fram till ca 14.30 då eftermiddagens första spol- ning av isen gjordes, mellan kl 09.00 och 14.30 hade ismaskinen inte körts.
Diagrammets svarta linje visar halterna av kväveoxid (NO). För NO syns tydliga toppar i samband med att ismaskinen körts i hallen. På instrumentets direktvisande display kunde man också under tiden ismaskinen var på isen och strax efteråt se hur halterna av NO ökade markant. NO i avgaserna oxideras sedan successivt till NO2 och denna ökning sker gradvis varför man kan se hur halterna av NO2 ökar gradvis efter varje gång ismaskinen körts. Mellan kl 16.00 och 19.00 ökar halten NO2 i hallen mar- kant (från ca 0,9 ppm till 1,3 ppm) och under denna tid har 3 täta spolningar av isen gjorts (ca kl 16, 17 och 18).
Medeltemperaturen i hallen under mätningen var ca 1,5 grader. Den relativa fuktig- heten mätt intill analysinstrumentet i avbytarbåset var 41 %. Enligt den givare som finns installerad i hallen invid avfuktningsaggregatet låg den relativa fuktigheten på 55-60 %. En anledning till att dessa mätvärden inte överensstämmer kan vara att de var placerade på olika ställen i hallen.
Diskussion och kommentarer till halterna
Halten av kvävedioxid låg närmare 1 ppm då mätningen startades kl 12.40 på mån- dagen. Enligt uppgifter från Vänersborgs kommun hade ishallen använts flitigt hela den föregående helgen. På lördagen den 4/3 spelades en turnering i ishockey för ung- domar som pågick hela dagen (kl. 9 – 19.30). På lördagskvällen spelade U16-laget match fram till 21.45. På söndagen den 5/3 tränade seniorlaget i hockey på morgonen och därefter spelades hockeyturnering för ungdomar mellan kl. 10-15. På eftermid- dagen och kvällen var det sedan match för U13-laget, därefter skridskoskola för barn och kvällen avslutades med konståkningsklubbens träning (19-21) samt korphockey fram till kl. 22. Då hallen använts hela helgen är det rimligt att anta att isen spolats åtskilliga gånger under dagarna som föregick vår mätning.
Socialstyrelsens rapport ”Förbränningsmotordrivna ismaskiner – utredningsunderlag om kolmonoxid och kvävedioxid i ishallar” redovisar halter från ett antal mätningar som gjorts i svenska ishallar, där trevägskatalysatorförsedda gasoldrivna ismaskiner använts. De redovisade halterna ligger mellan 0,03 – 0,6 ppm. En annan mätning från ishallar i Sundsvall redovisar 12-timmarsmedelvärden från 0,1 till 2,4 ppm. I rappor- ten finns inte detaljer kring mätningarna såsom antalet spolningar, ventilation mm
redovisade. I Socialstyrelsens rapport påpekas dock att mätningar krävs för att veta halterna i en specifik ishall, det går inte att förutse dessa enbart med hjälp av tekniska data angående hallens utformning och ventilation, typ av ismaskin, antal spolningar mm.
De halter av kvävedioxid som uppmättes i hallen måste betraktas som höga. Det finns inget gränsvärde för kvävedioxid inomhus för allmänbefolkningen. Nivågränsvärdet (8 timmars) för exponering i arbetet är 1 ppm (2000 µg/m3) för kvävedioxid om källan är avgaser. Detta värde överskrids från strax efter kl 17 och resten av kvällen. Gräns- värdet för arbetsmiljö är dock satt med hänsyn till vuxna, friska arbetare och är inte anpassat till barn eller astmatiska barn som är en särskilt känslig grupp.
Ett föreslaget riktvärde från Världshälsoorganisationen WHO anger 200 µg/m3 som 1-timmesvärde (WHO, 2000). Det uppmätta medelvärdet i ishallen ligger således ca 10 gånger högre än detta riktvärde. I Sverige finns det miljökvalitetsnormer för utom- husluft där halten 90 µg/m3 får överskridas max 175 timmar per år. Det finns även en EU-norm som anger att halten 200 µg/m3 får överskridas max 18 timmar per år.
Någon mätning av utomhushalter av kvävedioxid gjordes inte den aktuella dagen. Ett bärbart direktvisande instrument, Dräger Pac III, visade dock 0,0 ppm utanför is- hallen, vilket indikerar att halten ligger under detektionsgränsen för instrumentet, dvs under 0,1 ppm. Detta indikerar att utomhushalter av NO2 inte skulle ha gett något be- tydande bidrag till halterna i hallen då utomhushalterna ligger långt under de vi upp- mätt inomhus.
Hälsoeffekter efter exponering för kvävedioxid
Kvävedioxid och kväveoxid bildas av luftens kväve och syre vid upphettning, t ex i förbränningsmotorer. Kväveoxid (NO) utgör huvudbeståndsdelen av utsläppen, och den kan sedan oxideras till kvävedioxid. Kvävedioxid är en gas som är korrosiv och oxiderande och som verkar irriterande på andningsorganen vid inandning. Dosen är beroende av inhalerad luftvolym vilken beror av fysisk aktivitet, ålder etc. Ökad and- ning vid kraftig fysisk ansträngning gör att dosen kvävedioxid till luftvägarna ökar.
Inga exakta dos-responssamband finns för exponering av kvävedioxid och effekter på andningsorganen. Enligt WHO (WHO, 2005), har man i flera experimentella studier på människor sett effekter på luftvägarna vid halter av kvävedioxid överskridande 500 µg/m3. Lägsta rapporterade halt som gett effekt på lungfunktionen hos astmatiker är 560 µg/m3.
Astmatiker och barn anges som särskilt känsliga grupper när det gäller exponering för luftvägsirriterande ämnen som t ex kvävedioxid. Astmatiker som utsätts för höga doser kvävedioxid kan bli känsligare för kall luft. Barn andas en förhållandevis större luftvolym till sin kroppsvolym jämfört med vuxna och barn är ofta mer fysiskt aktiva än vuxna vilket gör att deras andning ökar. Vår bedömning är att de kvävedioxidhalter som uppmätts är så höga att de kan orsaka övergående effekter på luftvägarna.
En svensk studie publicerades 1994 (Berglund, 1994), där barns exponering för
kvävedioxid mättes dagligen under en vecka. Man fann att vistelse i ishall under några timmar gav ett mycket stort bidrag till barnens totala exponering för kvävedioxid under ett dygn. Mätningar i ishallen vid rinken och på hockeyspelande barn under en ishockeyturnering bekräftade att halterna i hallen var höga, särskilt då ventilationen kördes med 100 % recirkulation, dvs inget friskluftsintag. Vidare fann Rosenlund (1999) halter på över 2000 µg/m3 i en ishall i Stockholmsområdet där gasoldriven ismaskin använts och hallens ventilationssystem varit avstängt. Båda studierna kon- kluderade att vistelse i ishall där gasoldriven ismaskin används kan vara den största enskilda exponeringen för kvävedioxid för barn.
Sammanfattning och bedömning
Mätningar av kväveoxider genomfördes den 6 mars 2006 i Vänersborgs ishall. I is- hallen används en gasoldriven ismaskin, försedd med trevägskatalysator. Halten av kvävedioxid i ishallen var hög med ett medelvärde på nästan 2000 µg/m3 (1,04 ppm) över den totala mättiden på 8 timmar. Efter kl. 17 låg halterna stadigt över
2000 µg/m3, och ökade till ett maxvärde på 2670 µg/m3 (1,4 ppm) efter kl. 20. Isen spolades 5 gånger (ca 10 minuter per gång) under tiden mätningen pågick. Två spol- ningar hade genomförts på morgonen vilket ger att sammanlagt hade 7 spolningar gjorts under dagen fram tills mätningen avslutades. Hallen hade använts flitigt för bl a hockeyturneringar under helgen före mätningen.
Barn som åker skridskor samt anställda som arbetar i ishallen exponeras för höga halter kvävedioxid. Halterna i Vänersborgs ishall låg i nivå med, eller över, det hygie- niska gränsvärde som gäller för arbetsmiljön. När det gäller barn, eller känsliga grupper såsom astmatiker (barn och vuxna) som kan reagera på betydligt lägre halter än friska är detta gränsvärde inte tillämpbart. Den uppmätta medelhalten ligger ca 10 gånger högre än WHOs riktvärde på 200 µg/m3 och vår bedömning är att de upp- mätta halterna kan orsaka övergående effekter på barns luftvägar. Åtgärder bör vidtas där byte till eldriven ismaskin rekommenderas. Man bör även kontrollera ventilatio- nen i ishallen.
Ärendet har bedömts i samråd med Gerd Sällsten, docent och 1:e yrkes- och miljö- hygieniker.
Referenser
Socialstyrelsen, 2003. Förbränningsmotordrivana ismaskiner, utredningsunderlag om kolmonoxid och kvävedioxid i ishallar.
WHO, 2000. Air Quality Guidelines for Europe, second edition. WHO regional publications, European series, no 91.
WHO, 2005. WHO air quality guidelines global update 2005.
Berglund M, Bråbäck L, Bylin G, Jonson J-O, Vahter M. Personal NO2 exposure monitoring shows high exposure among ice-skating schoolchildren. Archives of Environmental Health (1994), vol 49, No. 1.
Rosenlund M, Bluhm G. Health effects resulting from nitrogen dioxide exposure in an indoor ice arena. Archives of Environmental Health (1999), vol 54, No. 1.
Västra Götalandsregionens Miljömedicinska Centrum
Sandra Johannesson
Yrkes- och miljöhygieniker
