Hydrogen sulphide (zwavelwaterstof)
Vraagstelling
Op verzoek van de Minister van Sociale Zaken en Werkgelegenheid leidt
de Commissie WGD van de Gezondheidsraad gezondheidskundige
advieswaarden af voor stoffen in lucht waaraan mensen beroepsmatig
blootgesteld kunnen worden. Deze aanbevelingen vormen de eerste stap
in een drietrapsprocedure die moet leiden tot wettelijke grenswaarden,
aangeduid als maximaal aanvaarde concentraties (MAC-waarden).
Het voorliggende rapport is samengesteld in samenwerking met de Nordic
Expert Group for criteria Documentation of Health Risks from Chemicals
(NEG). In 2001 werd al gezamenlijk gepubliceerd over de gevolgen van
beroepsmatige blootstelling aan zwavelwaterstof voor de gezondheid.
Dat rapport verscheen in Zweden in 2001 (Arbete och Hälsa 2001:14).
Het is nu in zijn geheel opgenomen in deel 2 van het huidige document.
Deel 1 geeft een overzicht van de kennis over de meest relevante
gevolgen van blootstelling aan zwavelwaterstof en bevat een
gezondheidskundige evaluatie van deze stof. De conclusies van de
commissie zijn gebaseerd op wetenschappelijke publicaties die vóór
augustus 2004 zijn verschenen.
Fysische en chemische eigenschappen
Zwavelwaterstof is een kleurloos gas met een sterke geur van rotte
eieren (geurdrempel is 0.18 mg/m3). Het smeltpunt bedraagt -85.5^oC en
het kookpunt -60.7^oC. De oplosbaarheid in water en ether is
respectievelijk 0.4 en 2.1% (w/w). Zwavelwaterstof heeft een relatieve
dichtheid van 1.19 en een dampspanning van 2026 kPa. De verbinding is
brandbaar en explosief in de lucht.
Grote hoeveelheden zwavelwaterstof worden gebruikt bij de productie
van zwaar water. Zwavelwaterstof wordt daarnaast gevormd bij processen
waarbij zwavel of zwavelverbindingen worden gebruikt in combinatie met
organische oplosmiddelen en hoge temperaturen. Dit gebeurt
bijvoorbeeld in de petro- chemische industrie, in cokesovens, in de
viscoserayonindustrie en in looierijen.
Methoden voor monitoring
De belangrijkste meetmethode maakt gebruik van filters die
geïmpregneerd zijn met zilvernitraat. Het ontstane zilversulfide,
opgelost in een cyanide oplossing, kan worden geanalyseerd met een
polarografische methode (detectie limit is 0.6 mg/m3). H S kan ook
worden geanalyseerd met behulp van een gaschromatograaf met een vlam
ionisatie detector (GC-FID) of een vlam fotometrische detector
(GC-FPD) of een vlam fotometrische detector (GC-FED).
Huidige grenswaarden
De huidige MAC-waarde (maximaal aanvaarde concentratie) (8 uur tgg) in
Nederland is 10 ppm (14 mg/m3). Ook in Denemarken, Finland, Duitsland,
IJsland, Noorwegen en de USA (ACGIH) is een grenswaarde van 10 ppm (14
mg/m3) van kracht. In Finland is daarnaast ook een 15 minuten
grenswaarde van 21 mg/m3 aangeraden. Het Verenigd Koninkrijk heeft een
grenswaarde (gerekend over 8 uur) van 5 ppm (7 mg/m3) afgeleid en
hanteert een STEL van 10 ppm (14 mg/m3).
Een plafondwaarde (ceiling) van 15 ppm (21 mg/m3) is geldig in IJsland
en Zweden. In de VS, wordt door NIOSH een plafondwaarde van 10 ppm (14
mg/m3) geadviseerd, en door OSHA een van 20 ppm (28 mg/m3), met een 10
minuten grenswaarde van 50 ppm (70 mg/m3).
Kinetiek
De opname van H S geschiedt voornamelijk via inademing. Na
blootstelling, worden in ratten en muizen oplopende sulfide
concentraties gemeten in de longen, de nieren, het luchtweg epitheel
en in de hersenen. H S wordt gemetaboliseerd tot (thio)sulfaat en
uitgescheiden via urine.
Effecten
Bij mensen
Blootstelling aan H S-gas lijkt bij mensen irritatie van de ogen te
veroorzaken. In de viscoserayonindustrie worden effecten op de ogen al
waargenomen bij concentraties lager dan 28 mg/m3 (20 ppm). Er is dan
echter gelijktijdige blootstelling met CS .
De belangrijkste effecten die worden gerapporteerd na korte
blootstelling aan H S bij mensen zijn longfunctieschade en
neurologische (gedrag)veranderingen. De gegevens zijn echter beperkt.
Acute effecten na hoge blootstelling zijn long-oedeem (vanaf 700
mg/m3) en flauwvallen. In mensen met astma zijn geen aanwijzingen
gevonden voor significante effecten op de luchtwegen na bloot-stelling
aan 2.8 mg/m3 (2 ppm) H S gedurende 30 minuten. Gezonde
proef-personen vertoonden na blootstelling aan 14 mg/m3 (10 ppm) H S
gedurende 15 minuten geen significante veranderingen in de
longfunctie. Deze proefpersonen waren echter alleen via de mond
blootgesteld aan H S.
Over de effecten van langdurige blootstelling is gerapporteerd in een
onderzoek bij medewerkers van een pulpfabriek. Daar werd een verhoogde
kans op sterfte als gevolg van hart en vaat ziekten waargenomen na
gecombineerde blootstelling aan H S en organische
zwavelverbindingen. Blootstellingsmetingen zijn echter niet verricht.
Ook wordt een verminderd reukvermogen gerapporteerd na langdurige
blootstelling
Bij proefdieren
Blootstelling aan 140-420 mg/m3 (100-300 ppm) H S gedurende enige
uren leidt bij proefdieren tot oogirritatie en irritatie van de
slijmvliezen, keel en neusholte. De inhalatoire concentatie waarbij
50% van de blootgestelde ratten sterft is 617-691 mg/m3 (~500 ppm).
Daarbij worden cytotoxiciteit in de longen en longoedeem
geconstateerd. Verder blijken na kortdurende blootstelling aan hoge
concentraties de neurotransmitterconcentraties in delen van de
hersenstam verhoogd.
In knaagdieren die zijn blootgesteld aan 25-100 ppm H S (35-140
mg/m3), is de cerebrale cytochroom oxidase activiteit verlaagd. De
L-glutamaat niveaus in de hippocampus zijn verhoogd. Daarnaast zijn
veranderingen in EEG, beschadigingen aan het slijmvlies en
hartritmestoornissen waargenomen. Studies met ratten laten
gedragseffecten zien na blootstelling aan 112 mg/m3 en hoger.
Effecten op de neusslijmvliezen worden zichtbaar in ratten na
blootstelling aan 30 ppm H S (42 mg/m3) per dag (70-90 dagen).
Daarnaast zijn effecten waargenomen op het bronchiale epitheel
(hypertrofie en hyperplasie) van ratten na blootstelling gedurende 90
dagen. De NOAEL bedroeg 14 mg/m3 (10 ppm).
Genotoxische effecten zijn niet gemeld in de literatuur. Andere
effecten na langdurige blootstelling zijn niet onderzocht. Daarnaast
worden geen effecten op de reproductie gemeld in ratten na
blootstelling aan H S (14, 42 and 112 mg/m3). In dezelfde studie is
ook geen verandering geconstateerd in de groei, de ontwikkeling en het
gedrag van pups.
Evaluatie en advies
De gegevens over de gevolgen van acute blootstelling aan H S voor
mensen zijn beperkt. Er zijn enkele individuele gevallen beschreven
waarin acute hoge blootstelling (aan concentraties hoger dan 1400
mg/m3) leidde tot haperen van de ademhaling. Er zijn geen aanwijzingen
dat in mensen met astma blootstelling aan 2.8 mg/m3 H S (2 ppm)
gedurende 30 minuten kan resulteren in significante effecten op de
demhaling. Inhalatoire blootstelling gedurende 15 minuten (aan 14
mg/m3, 10 ppm) via alleen de mond, veroorzaakte bij gezonde
vrijwilligers geen veranderingen in de longfunctie.
Uit dierexperimenteel onderzoek blijkt dat kortdurende blootstelling
aan H S in proefdieren de cytochroom oxidase activiteit in de longen
remt, en lokale irritatie van de ogen en keel veroorzaakt.
De commissie is van mening dat de gegevens over de effecten na
kortdurende blootstelling geen aanleiding zijn voor het vaststellen
van een gezondheidskundige advieswaarde voor blootstelling gedurende
15 minuten (STEL).
De gegevens over de gevolgen van langdurige blootstelling van mensen
aan H2S zijn schaars. Langdurige blootstelling aan 1-5.6 mg/m3 H S
bleek oogirritatie bij medewerkers in de viscoserayonindustrie te
veroorzaken. Er wordt echter esuggereerd dat deze effecten het gevolg
zijn van een gecombineerde blootstelling van H S en CS . Er zijn
geen gegevens over de gevolgen van blootstelling aan alleen H2S bij
concentraties lager dan 28 mg/m3.
In ratten veroorzaakt blootstelling gedurende 10 weken (6 uur per dag,
7 dagen per week) aan H S weefselschade in de neus (neuronen verlies
en basale cel hyperplasie) en schade aan het bronchiale epitheel. De
NOAEL is 14 mg/m3. De commissie beschouwt dit als het kritische effect
voor blootstelling aan H S.
Bij het vaststellen van de gezondheidskundige advieswaarde houdt de
commissie rekening met verschillende onzekerheden. Omdat er sprake is
van een lokaal effect, meent de commissie dat het niet nodig is te
compenseren voor de verschillen tussen proefdier en mens (zogenaamde
interspecies variatie). Om te compenseren voor (1) de verschillen in
blootstellingduur (van subchronisch in het dierexperiment naar
chronische beroepsmatige blootstelling) en (2) de beperkte gegevens
over de pathologie, stelt de commissie een factor 2 voor. Tot slot
hanteert de commissie een onzekerheidsfactor van 3, om te compenseren
voor de interindividuele verschillen.
Uitgaande van een NOAEL van 14 mg/m3, en gebruikmakend van een
onzekerheidsfactor van 6, beveelt de commissie een gezondheidskundige
advieswaarde aan voor H S van 2.3 mg/m3 gedurende 8 uur (~1.6 ppm),
om op die manier de lange termijn effecten van blootstelling aan
zwavelwaterstof op de werkplek te voorkomen.
Gezondheidskundige advieswaarde
De commissie beveelt een gezondheidskundige advieswaarde voor
beroepsmatige blootstelling voor H S aan van 2.3 mg/m3 (~1.6 ppm),
gemiddeld over een acht urige werkdag (tgg 8 uur).
13 juli 2006
---
Gezondheidsraad