Occupational exposure to crystalline silica in railroad construction: Evaluating the health risk and exploring a method for remotely sensed dust detection

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Engineering | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2011

Department

Maanmittaustieteiden laitos

Major/Subject

Fotogrammetria

Mcode

Maa-57

Degree programme

Language

en

Pages

68

Series

Abstract

Occupational exposure to excessive amounts of dust may result in negative health effects, since most exposure to crystalline silica takes place via dust particles. The negative effects are caused by inhalable dust and especially respirable dust that reaches the pulmonary alveolar region. Excessive exposure to crystalline silica may result in diseases such as silicosis, pulmonary tuberculosis, several extra pulmonary diseases, renal diseases, and various autoimmune disorders. In addition, crystalline silica is classified as a carcinogen to humans. In railroad construction and maintenance operations, the handling of track ballast is the major source of crystalline silica exposure. Track ballast is usually made of crushed granite, in which the percentage of crystalline silica may reach 30 %. The operations on track ballast are performed by various machines, which create dust when manipulating the ballast layer. Thus, machine users and railroad workers are potentially exposed to dust and crystalline silica. The exposure to crystalline silica was evaluated by personal sampling and static measurements performed according to the European standards. Machine users working on the ballast cleaning machine and the tamping machine were the groups with the largest measured exposure. In addition, the railroad workers working nearby the heavy machinery are potentially exposed to larger amounts of crystalline silica. The exposure levels inside the machine cabins were noticeably lower. However, the exposure levels are highly dependable on the quartz content of the ballast used, which in turn varies greatly between different construction sites. Nevertheless, the risk assessment suggests that preventive measures should be introduced in order to minimize the health risk. The amount of respirable and thoracic dust around the Ilmala railroad yard construction site was mapped by using Landsat TM and ETM+ imagery from July 2010. The atmospheric reflectance is linearly correlated with the amount of particulate matter in the air, which is monitored continuously by the Helsinki region air quality monitoring stations. By using linear regression, models were built for mapping the PM10 concentration around the Helsinki region. Certain industrial areas and heavy traffic were recognizable on the dust maps, but the Ilmala region didn't stand out as a particularly dusty region.

Pölylle altistuminen työpaikalla saattaa aiheuttaa negatiivisia terveysvaikutuksia, sillä kiteiselle piidioksidille altistutaan pääasiassa pölyhiukkasten välityksellä. Haittoja aiheuttavat hengitettävä pöly sekä etenkin pölyn alveolijae, joka kertyy keuhkojen värekarvattomalle alveolialueelle. Altistuminen kiteiselle piioksidille saattaa aiheuttaa sairauksia kuten silikoosia, keuhkotuberkuloosia, hengityselinsairauksia, munuaissairauksia ja erilaisia autoimmuunihäiriöitä. Lisäksi kiteinen piidioksidi on luokiteltu karsinogeeniksi ihmiselle. Rautateiden rakentamisessa ja kunnossapidossa raidesepelin käsittely aiheuttaa altistumista kiteiselle piidioksidille. Raidesepeli valmistetaan yleensä murskatusta graniitista, jossa kiteistä piidioksidia voi olla jopa 30 %. Raidesepeliä käsitellään erilaisilla koneilla, jotka muodostavat pölyä muokatessaan sepelikerrosta. Näin ollen koneiden käyttäjät ja ratatyöntekijät ovat vaarassa altistua pölylle ja siten kiteiselle piidioksidille. Kiteiselle piidioksidille altistumista arvioitiin kahdella eri ratatyömaalla henkilökohtaisilla näytekeräimillä sekä staattisilla suoraan osoittavilla mittareilla. Mittaukset suoritettiin Euroopan standardien mukaisesti. Altistuminen oli suurinta sepelinpuhdistuskoneen ja tukemiskoneen käyttäjillä, mutta myös ratatyöntekijät, jotka työskentelevät lähellä näitä isoja työkoneita, ovat vaarassa altistua suurille pitoisuuksille kiteistä pii-dioksidia. Altistumisvaara työkoneiden hyteissä on selvästi alhaisempi. Altistumistasot ovat kuitenkin hyvin riippuvaisia käytössä olevan raidesepelin kvartsipitoisuudesta, joka vaihtelee eri työmailla. Riskikartoitus osoittaa, että altistumista vähentäviä toimenpiteitä suositellaan otettavaksi käyttöön terveysriskin pienentämiseksi. Ilmalan ratapihan ympäristössä olevaa pölyn keuhko- ja alveolijakeen määrää kartoitettiin heinäkuussa 2010 otettujen Landsat TM ja ETM+ satelliittikuvien avulla. Ilmakehän aiheuttama heijastuminen korreloi lineaarisesti ilmassa olevan pienhiukkasmäärän kanssa, jota puolestaan seurataan jatkuvasti Helsingin seudun ilmanlaadun mittausasemilla. Lineaarisella regressiolla rakennettiin malleja kuvaamaan PM10 pitoisuutta Helsingin seudulla. Tietyt teollisuusalueet ja raskas liikenne erottuivat pölykartoilta, mutta Ilmalan ratapiha ei noussut esiin selvästi ympäristöään pölyisempänä alueena.

Description

Supervisor

Haggrén, Henrik

Thesis advisor

Asikainen, Anu

Keywords

occupational exposure, työperäinen altistuminen, dust, pöly, crystalline silica, kiteinen piioksidi, atmospheric reflectance, ilmakehäheijastuminen, dust mapping, pölykartoitus

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020122358086

Collections

[dipl] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG