1 Miljömedicinskt Forskningscentrum Exponering för svavelväte och bestående effekter en riskvärdering Rapport 2/09
2 Inledning Svavelväte förekommer normalt i kroppen och spelar en viktig roll för nervsystemets funktion [1]. I naturen bildas svavelväte vid kontakt mellan organiskt material och svavel. Exponering för svavelväte förekommer i många olika industrier t ex vid avsvavlingsprocesser i petroleumraffinaderier, vid framställning av cellulosafiber, i lantbruket där organiskt material finns i dåligt ventilerade utrymmen t ex gödselgropar samt vid hantering av avfall och i reningsverk för avloppsvatten. Svavelväte kan upptäckas till följd av den typiska lukten (ruttna ägg) men exponering kan förekomma utan att det märks eftersom svavelväte nedsätter luktsinnets funktion. Svavelväte är mycket giftigt och av samma giftighetsgrad som vätecyanid. De cellulära mekanismerna för dess giftighet är välkända. Svavelväte reagerar med enzymer som innehåller metalljoner, särskilt cytokromoxidas, vilket påverkar den oxidativa metabolismen. Detta leder till skador i cellmembranen, vätskeansamling och läckage av intracellulära enzymer. Dessa allvarliga rubbningar drabbar i första hand organ med hög syreförbrukning såsom centrala nervsystemet och lungorna. Det finns mer än 1 000 vetenskapliga publikationer som beskriver effekterna efter exponering för svavelväte, såväl bland enskilda individer som i större grupper och efter akut och kronisk exponering. Flera undersökningar har studerat följdtillstånd längre tider efter det att exponeringen avslutats. I denna rapport presenteras en sammanfattning av resultaten från undersökningar av bestående effekter på centrala nervsystemet. Dokumentation Övergripande utvärderingar av effekterna av exponering för svavelväte (kriteriadokument) har under årens lopp gjorts av många olika organisationer. Bland de senast redovisade är Nordiska Ministerrådets rapport från 2001 och Världshälsoorganisationens rapport från 2003 de mest omfattande [2, 3]. I båda rapporterna redovisas data från undersökningar som påvisat bestående neurologiska förändringar efter exponering för svavelväte. Symptom i form av minnesförlust, nedsatt koncentrationsförmåga, huvudvärk och reaktivitet i luftvägarna upp till 4 år
3 efter exponeringen finns dokumenterade, även bland fall som inte förlorat medvetandet efter exponeringen. Några undersökningar kunde inte påvisa denna typ av symptom. Efter dessa rapporter har ytterligare data publicerats, vilka refereras i det följande. I en rapport från Syd-Korea undersöktes 74 personer som tidigare varit exponerade för svavelväte men någon oexponerad kontrollgrupp ingick inte i undersökningen [4]. De delades in i olika exponeringsklasser och undersöktes med magnetröntgen och psykologiska tester. Det fanns en tendens till sämre prestation i den psykologiska testen bland personer som haft en högre exponering för svavelväte. Magnetröntgen visade på patologiska förändringar i hjärnvävnaden bland 5 av 12 personer som utsatts för höga nivåer. I en rapport från Skottland undersöktes 26 personer anställda vid avloppsreningsverk och som rapporterat lukt av svavelväte under sitt arbete [5]. Av de undersökta hade 14 personer bestående luftvägsbesvär, svettningar och symptom på hjärnpåverkan i form av onormal irritation och trötthet. En japansk rapport redovisar en undersökning av 75 anställda i cellulosafiberindustrin och oexponerade kontroller [6]. Reflexreaktioner i hjärnan var nedsatta hos den exponerade gruppen men inte hos dem som varit längre tid utan exponering. En omfattande undersökning bland anställda i en cellulosafiberfabrik kommer från Belgien där 85 anställda jämfördes med 66 kontroller [7]. Neurologiska symptom inklusive tremor (skakningar i armar och ben) samt rubbningar av hjärnbasens elektriska aktivitet och perifer neuropati var vanligare bland de exponerade. En viktig observation i denna studie var att de förändringar som påvisades, också fanns i gruppen med en exponering motsvarande den som var föreskriven som gränsvärde (10 mg/m 3, 7.1 ppm). En rapport från Norge beskriver följdtillstånd efter exponering for svavelväte hos 6 personer 5 år efter exponeringen [8]. Minnesfunktion och koordination i muskelfunktionen var fortfarande nedsatt och de undersökta angav en ökad känslighet för lukter av olika slag. Kliniska symptom och förändringar i hjärnaktiviteten rapporterades bland anställda 3 år efter exponeringen i en studie från Taiwan [9].
4 De undersökningar som redovisats under de senaste åren har förutom frågeformulär och psykologiska tester, i flera fall också använt elektronisk registreringsteknik för att undersöka förändringar i hjärnans funktion. Detta kan förklara varför man i vissa tidigare undersökningar med enklare tekniker inte kunnat påvisa bestående förändringar. De nya undersökningarna omfattar också större material. Den nya information rörande svavelvätets effekter vid låga exponeringsnivåer, som framkommit under senare år, motiverar en översyn av gällande gränsvärden, ett arbete som påbörjats bl a inom EU. Sammanfattning Vetenskapliga data från flera olika länder visar att en lång tids exponering även för låga mängder svavelväte, kan ge upphov till bestående skador i centrala nervsystemet, vilka visar sig i form av huvudvärk, irritation, minnesförlust och aptitlöshet. De symptom som redovisats bestyrks av kunskapen om svavelvätets celltoxiska effekt samt resultat från registreringar av hjärnaktiviteten. Risken för uppkomst av dessa bestående besvär beror på exponeringsgraden, men flera undersökningar visar att effekter kan uppkomma också när man utsatts för relativt låga doser under längre tid.
5 Referenser 1. Tan BH, Wong PT, Bian JS. Hydrogen sulfide: A novel signaling molecule in the central nervous system. Neurochem Int 2009; in print 2. Svendsen K. Hydrogen sulphide. Arbete och Hälsa 2001:14, Arbetslivsinstitutet, pp 1-31. 3. Selene C-H, Chou J. Hydrogen sulfide: human health aspects. World Health Organization 2003; CICAD 53: 1-36. 4. Cho SK,Kim RH,Yim SH, Tak SW, Lee YK, Son MA. Long-term neuropsycological effects and MRI findings in patients with CS2 poisoning. Acta Neurol Scand 2002; 106:269-75. 5. Watt MM, Watt SJ, Seaton A. Episode of toxic gas exposure in sewage workers. Occup Env Med 1997; 54:277-80. 6. Hirata M, Ogawa Y, Okayama A, Goto S. A cross-sectional study on the brainstem auditory evoked potential among workers exposed to carbon disulfide. Int Arch Occup Env Health 1992; 64:321-4. 7. Godderis L, Braeckman L, Vanhoorne M, Viaene M. Neurobehavioural and clinical effects in workers exposed to CS(2). Int J Hyg Environ Health 2006; 209:139-50. 8. Tvedt B, Skyberg K, Aaserud O, Hobbesland A, Mathiesen T. Brain damage caused by hydrogen sulfide: a follow-up study of six patients. Am J Ind Med 1991; 20:91-101. 9. Huang CC. Carbon disulfide neurotoxicity: Taiwan experience. Acta Neurol Taiwan 2004; 13:3-9. 10. Kilburn KH, Thrasher JD, Gray MR. (2010). Low-level hydrogen sulfide and central nervous system dysfunction. Toxicol Ind Health 26:387-405.