SLO-978 Slutrapport Dammreducerade utrustning vid spannmålshantering Utvärdering av damm- och bossavskiljare samt aspiratörer Qiuqing Geng och Gunnar Lundin
Sammanfattning Damm är ett allvarligt arbetsmiljöproblem vid hantering av spannmål på gårdsnivå. Extremt dammiga arbetsmoment bör kunna elimineras genom olika tekniska lösningar. De vanligaste systemen på marknaden för dammreducering är utrustning för luftrensning, vilka monteras i spannmålsströmmen från transportörer. Studien syftade till att visa i vilken omfattning sådan utrustning kan minska dammexponeringen. Två koncept utvärderades, nämligen damm- och bossavskiljare respektive aspiratörer. Mätningar vid gårdsanläggningar utfördes vid sammanlagt sex tillfällen under vintern och våren 8/9. Dammhalten och dess variation mättes med direktvisande instrument som kontinuerligt mäter och lagrar koncentrationen av luftburna partiklar med storleken,1- m. Studierna visade att den genomsnittliga dammhalten i hög grad varierade mellan mättillfällena, såväl med som utan dammavskiljning. Även uppnådda minskningar av dammhalten uppvisade stora variationer. I genomsnitt medförde dammavskiljning att dammhalten halverades. Utan dammavskiljning överskreds väsentligt det hygieniska gränsvärdet, 5 mg/m 3, i hälften av fallen. Vid praktiskt arbete blir dock exponeringen lägre än den uppmätta genom att personalen normalt uppehåller sig längre ifrån dammkällan. Båda koncepten för dammavskiljning, damm- och bossavskiljare respektive aspiratörer, hade gynnsam inverkan på luftkvaliteten. Lågt spannmålsflöde hade större betydelse för uppnådd dammreducering än typ av utrustning. Undersökningen visade att damning i spannmålsanläggningar kan reduceras genom att begränsa avståndet mellan transportörens utlopp och nedsläppspunkten. Bakgrund Vid hantering av spannmål på gårdsnivå utsätts personalen ofta för höga doser av skadligt damm med påföljande risk för arbetsrelaterad sjukdom. Under de närmaste åren kan mängden spannmål som hanteras av lantbrukaren på gården antas öka, dels p.g.a. förväntat ökad spannmålsproduktion (bl.a. till bioenergi), dels genom Svenska Lantmännens nedläggning av spannmålsmottagningar. Detta kan innebära att lantbrukarna utsätts för en ökad exponering för skadligt damm i egna anläggningar. Nivån på denna exponering påverkas sannolikt av vilken torkningsmetod som används och torkens kapacitet, och därmed lagringstider, men också vilka tekniska lösningar man valt för spannmålens hantering. Vidare finns olika koncept för att minska dammängderna. De vanligaste systemen på marknaden för dammreducering är utrustning för luftrensning (Andersson m.fl., 4; Strand m.fl., 1998), vilka monteras i spannmålsströmmen från transportörer.
2 Luftrensning Luftrensning sker efter storlek och form, och i någon mån efter densitet och ytegenskaper. Dessa egenskaper påverkar luftmotståndet hos rensgodsets olika beståndsdelar. Vid luftrensning exempelvis i en stigluftkanal för man in rensgodset i en uppåtgående luftström, figur 1. Då luftens bärkraft har sådan styrka att den svarar mot en partikels svävhastighet kommer den att bli stillastående i luftströmmen, material med högre svävhastighet sjunker och det med mindre stiger. Rensgodset är sällan helt homogent i formen och kan därför visa upp ett antal olikstora ytor mot luftströmmen. Det är därför viktigt för resultatet att renssträckan är så lång, att luftströmmen hinner påverka rensgodset från alla dess sidor då det passerar genom kanalen. Figur 1. Stigluftskanal. Renssträckan är den sträcka under vilken rensgodset utsätts för luftströmmen. En stigluftskanal med lång renssträcka ökar noggrannheten genom att kärnorna hinner vända sig slumpmässigt flera gånger. Optimal renssträcka är lika med den längd som krävs för att kraften hos en given luftström skall föra med sig det material som har en lägre vikt per tvärsnittsyta än spannmålskärnans. Efter Svensson, 1967. För att få ett så bra resultat som möjligt vid luftrensning krävs: lång renssträcka jämn luftfördelning över luftkanalens tvärsnittsyta jämn lufthastighet över tiden jämn matning över hela rensytan matning i så tunna lager att varje kärna blir utsatt för luftströmmen. De vanligaste rensmaskinerna som arbetar med luftrensning är damm- och bossavskiljare samt aspiratörer. Damm- och bossavskiljare arbetar med stigluft och är därmed beroende av tillräcklig renssträcka för effektiv avskiljning, figur 2. De modeller som marknadsförs har emellertid inte en tillräcklig renssträcka för att kunna utföra något annat än en grovrensning av spannmålen. Till fördelarna hör att de har hög kapacitet, tar liten plats och är relativt billiga.
3 Figur 2. Teknisk lösning för dammreducering med damm- och bossavskiljare. Strand Mirza m.fl., 1998 respektive Qiuqing Geng (foto). Aspiratören är en rensmaskin som även den arbetar med stigluft, figur 3. Renssträckan är i regel kort men aspiratören har emellertid något större möjligheter till anpassning av lufthastigheten än de ovan nämnda damm- och bossavskiljarna. Vidare blir spannmålskärnorna mer exponerade för luftströmmen. Figur 3. Teknisk lösning för dammreducering med aspiratör (www.tornum.se samt Strand Mirza m.fl., 1998). Den dammreducerande funktionen hos de ovan beskrivna systemen för luftrensning är bristfälligt utvärderade. Vidare tar lantbrukarna, enligt olika torktillverkare, i endast mycket liten omfattning hänsyn till riskerna för dammexponering i samband med investeringar (Persson, 5; Broberg, 5).
4 Frågeställning Damm är ett allvarligt arbetsmiljöproblem vid hantering av spannmål på gårdsnivå. Extremt dammiga arbetsmoment bör kunna elimineras genom olika tekniska lösningar. Inför olika investeringsalternativ är det viktigt att kunna visa vilka dammreduceringar som är möjliga att uppnå och vad respektive lösning kan innebära avseende hälsoeffekter. Syfte Studien syftade till att visa i vilken omfattning utrustning för luftrensning kan minska dammexponeringen vid spannmålshantering på gårdsnivå. Den nytta som avsågs åstadkommas var förbättrad arbetsmiljö i kombination med kostnadseffektiva investeringar för dammreducerade åtgärder. Material och metod Projektet omfattade mätningar av dammförekomst vid hantering av spannmål med olika tekniska lösningar. Studien ägde rum på gårdar utrustade med konventionella varmluftstorkar, vilka utgör den vanligaste torktypen på gårdsnivå i Sverige. Två tekniska lösningar för dammavskiljning utvärderades, nämligen damm- och bossavskiljare respektive aspiratörer. Mätningarna skedde vid sex tillfällen på sammanlagt fem gårdar i samband med fyllning/rundkörning av spannmålstorkar och utlastningsfickor under vintern och våren 8/9. Faktorer som ansågs kunna påverka dammnivån registrerades under mätperioden, såsom spannmålsslag och dess vattenhalt samt transportörernas aktuella avverkning. I tabell 1 sammanfattas de förutsättningar som rådde vid respektive mättillfälle. Tabell 1. Sammanställning avseende utförda mätningar av dammhalt i torkanläggningar vid olika hanteringsmoment. Dammreducerande utrustning, typ Mättillfälle, beteckning Transportör, avverkning (ton/tim) Spannmål, slag Vattenhalt, % Hanteringsmoment Damm- o bossavskiljare D&b 1 3 Korn 12,7 Fyllning av utlastningsficka Damm- o bossavskiljare D&b 2 3 Höstvete 12,8 Fyllning av utlastningsficka Damm- o bossavskiljare D&b 3 4 Korn 13,5 Rundkörning i spannmålstork Damm- o bossavskiljare D&b 4 Höstvete 13, Fyllning av utlastningsficka Aspiratör Asp 1 12 Havre 14, Rundkörning/fyllning av spannmålstork Aspiratör Asp 2 Vårvete 13,5 Rundkörning i spannmålstork Dammhalten och dess variation mättes med direktvisande instrument (Thermo Electron Corporation, 5), personaldataram (pdr-an), som kontinuerligt mäter och lagrar koncentrationen av luftburna partiklar med storleken,1- m.
5 Detta mätinstrument är mycket lämpligt för användning i fält och registrerar såväl momentant värde som tidsvägt medelvärde, figur 4. Det aktuella mätinstrumentet kan användas antingen buret av försökspersonen eller som en fast mätpunkt. I föreliggande undersökning valdes den senare tillämpningen, detta för att inte varierande arbetsmönster mellan de deltagande lantbrukarna skulle öka antalet variabler. Figur 4. Mätinstrumentet placerades cirka en meter från transportörens utlopp. Foto: Qiuqing Geng och Gunnar Lundin.
Dammhalt (mg/m³) Dammhalt (mg/m³) 6 Resultat I figur 5- illustreras hur dammhalten varierade under hela mätperioden vid respektive mättillfälle. Som framgår av diagrammen slogs i regel den dammreducerande utrustningen till respektive ifrån i intervaller om minuter. 6 55 5 9:45-:6: Med Ŷ= 27.1 mg/m 3 :35-:55: Utan Ŷ= 29.1 mg/m 3 45 35 3 25 :6-:35: Förberedelse 15 5 9:45 9:51 9:57 :2 :8 :14 : :25 :31 :37 :43 :49 :54 11: Klockan (tt:mm) Figur 5. Dammhaltsvariation vid fyllning av korn i utlastningsficka med respektive utan damm- och bossavskiljare (D & b 1). Ŷ= medelvärde. 6 55 5 45 8:-8:3: Utan Ŷ= 27,3 mg/m 3 8:3-8:5: Med Ŷ= 22,7 mg/m 3 8:5-9:: Utan Ŷ= 26,2 mg/m 3 35 9:-9:3: Med Ŷ= 12,7 mg/m 3 3 25 15 5 8:8 8:13 8:19 8:24 8:3 8:35 8:41 8:46 8:51 8:57 9:2 9:8 9:13 9:19 9:24 9:3 Klockan (tt:mm) Figur 6. Dammhaltsvariation vid fyllning av höstvete i utlastningsficka utan respektive med damm- och bossavskiljare (D & b 2). Ŷ= medelvärde.
Dammhalt (mg/m3) Dammhalt (mg/m3) 7 15 1 13 1 1 15.31-15.51: Utan Ŷ= 47,8 mg/m 3 16.11-16.31: Utan Ŷ= 21,4 mg/m 3 9 8 7 6 5 3 15.51-16.11: Med Ŷ= 5,6 mg/m 3 16.31-16.52: Med Ŷ= 2,5 mg/m 3 15:3 15:36 15:41 15:47 15:53 15:59 16:4 16: 16:16 16:22 16:27 16:33 16:39 16:45 16:5 Klockan (tt:mm) Figur 7. Dammhaltsvariation vid rundkörning av korn i en spannmålstork utan respektive med damm- och bossavskiljare (D & b 3). Ŷ= medelvärde. 35 14.24-14.44: Utan,Ŷ= 4,5 mg/m 3 3 25 14.4-14.24: Med,Ŷ= 2,4 mg/m 3 14.44-15.4: Med,Ŷ= 2,2 mg/m 3 15.4-15.24: Utan,Ŷ= 1,8 mg/m 3 15 5 14:2 14:6 14:11 14:15 14:19 14:24 14:28 14:32 14:36 14:41 14:45 14:49 14:54 14:58 15:2 15:7 15:11 15:15 15: 15:24 Klockan (tt:mm) Figur 8. Dammhaltsvariation vid fyllning av höstvete i utlastningsficka med respektive utan damm- och bossavskiljare (D & b 4). Ŷ= medelvärde.
Dammhalt (mg/m³) Dammhalt (mg/m³) 8 35 kl.14.53-15.13: Utan Ŷ= 1,5 mg/m 3 3 25 kl 15.18: Satsbyte 15 kl.15.24-15.44: Med Ŷ=,3 mg/m 3 5 14:52 14:57 15:1 15:5 15: 15:14 15:18 15:23 15:27 15:31 15:36 15: 15:44 klockan (tt:mm) Figur 9. Dammhaltsvariation vid rundkörning och fyllning av havre i spannmålstork utan respektive med aspiratör (Asp 1). Ŷ= medelvärde. 35.48-11.8: Utan Ŷ= 5,3 mg/m 3 11.29-11.49: Utan, Ŷ= 5,3 mg/m 3 3 11.9-11.29: Med, Ŷ= 4,3 mg/m 3 25.21-.41: Med Ŷ= 1,8 mg/m 3 15 5 : :26 :32 :37 :43 :49 :55 11: 11:6 11:12 11:18 11:24 11:29 11:35 11:41 11:47 11:52 Klockan (tt:mm) Figur. Dammhaltsvariation vid rundkörning av vårvete i en spannmålstork med respektive utan aspiratör (Asp 2). Ŷ= medelvärde.
9 I tabell 2 sammanfattas resultaten i form av snitt- och maximivärden då den dammreducerade utrustningen var inkopplad respektive frånslagen. Utfallet illustreras i figur 11 och 12. Tabell 2. Medel- och maximivärden för dammhalten utan respektive med utrustning för dammreducering. Samtliga mättillfällen. Mättillfälle, beteckning Dammhalt Medelvärde 1) Maximivärde 2) Utan Med Reduktion Utan Med Reduktion (mg/m 3 ) (mg/m 3 ) (%) (mg/m 3 ) (mg/m 3 ) (%) D&b 1 29,1 27,1 7 49,5 44,5 D&b 2 26,8 17,7 34 43,1 35,5 18 D&b 3 34,6 4,1 88 13,6 27, 83 D&b 4 3,2 2,3 27 22,5 13, 42 Asp 1 1,5,2 89 22,7,9 96 Asp 2 5,3 3,1 43 3,3 18,5 39 1) Medelvärde = ett tidsvägt medelvärde över mätperioden. 2) Maximivärde = 5 sekunders maximivärde under mätperioden. 35 utan med 3 Dammhalt, mg/m 3 25 15 5 D&b 1 D&b 2 D&b 3 D&b 4 Asp 1 Asp 2 Mättillfälle Figur 11. Medelvärden för dammhalten utan respektive med dammreducerande utrustning. Samtliga mättillfällen.
Dammhalt, mg/m 3 1 13 1 1 9 8 7 6 5 3 utan med D&b 1 D&b 2 D&b 3 D&b 4 Asp 1 Asp 2 Mättillfälle Figur 12. Maximivärden för dammhalten utan respektive med dammreducerande utrustning. Samtliga mättillfällen. Diskussion Av resultaten framgår att den genomsnittliga dammhalten skiljde sig i hög grad mellan mättillfällena. Utan dammavskiljning varierade medelvärden på dammhalten från ett par mg/m 3 upp till drygt 35 mg/m 3. Även med dammavskiljning var de relativa skillnaderna av ungefär samma omfattning. Dessa variationer tyder på att de olika spannmålspartiernas sammansättning avseende damningsbenägenhet till stor del skiljde sig från varandra. Detta kan ha orsakats av påverkan av yttre faktorer såväl under växtodlingssäsongen som under skördetröskning, och efterföljande hantering. Av betydelse torde exempelvis vara hur mycket spannmålen transporterats internt i respektive anläggning före mättillfället samt i vilken mån utrustningen för dammavskiljning då begagnats. Även de minskningar av dammhalten som uppnåddes med hjälp av dammavskiljning uppvisade stora variationer. I genomsnitt reducerades såväl medel- som maximivärdena med 48 %. Utan dammavskiljning överskred den genomsnittliga dammhalten väsentligt det hygieniska gränsvärdet, 5 mg/m 3 (AFS 1994:11; AFS, 5:17), vid tre av sex mättillfällen. Vid ett av dessa tillfällen medförde dammavskiljning att dammhalten reducerades till en nivå understigande gränsvärdet. Att beakta i sammanhanget är dock att mätinstrumentet monterades endast någon meter från spannmålstransportörens utlopp. Genom att personalen normalt endast tillfälligtvis uppehåller sig så pass nära dammkällan torde emellertid deras genomsnittliga exponering vara väsentligt lägre. Vid samtliga mättillfällen hade båda de studerade utrustningstyperna gynnsam inverkan på dammhalten. Utifrån deras respektive konstruktion skulle man kunna förvänta sig mätbara prestandaskillnader mellan koncepten, d.v.s. att aspiratörerna skulle medfört en mer omfattande reduktion av dammhalten än damm- och boss-
11 avskiljarna. Detta genom att aspiratörerna har en längre renssträcka samtidigt som spannmålskärnorna i dessa sprids ut över en större yta och, om allt annat lika, därigenom blir mer exponerade för luft. I föreliggande studie fick emellertid skillnaderna i utrustningarnas konstruktion inte några konsekventa genomslag på reduktion av dammhalten. Bästa resultaten erhölls istället vid vardera ett mättillfälle med aspiratör och ett med damm- och bossavskiljare. Gemensamt för dessa mättillfällen var att spannmålsflödet genom utrustningarna var lågt respektive mycket lågt. Detta gav tunna spannmålsskikt som i sin tur medförde att kärnorna blev väl exponerade för luften såväl i den aktuella aspiratören som i damm- och bossavskiljaren. Vid bedömning av uppnådda prestanda bör hållas i åtanke att försöket utfördes vid olika tillfällen med skilda förutsättningar. Resultaten är därför inte direkt jämförbara med varandra. De uppmätta dammhalterna visade sig i hög grad variera med fyllnadsgraden hos de lagringsbehållare dit spannmålen transporterades. Efter hand som respektive behållare fylldes, d.v.s. då spannmålens fallhöjd reducerades, minskade damningen. Att begränsa avståndet mellan transportörens utlopp och nedsläppspunkten är sålunda en möjlighet att reducera damningen. Att dammhalten i hög grad berodde av fyllnadsgraden påverkar i viss mån tolkningen av resultaten vid enskilda mättillfällen genom att prestanda för de studerade utrustningarna i regel bestämdes vid olika fyllnadsgrader. Mätningarna har dock inte genomförts på sådant sätt att något koncept sytematiskt gynnats/missgynnats varför de sammantagna erfarenheterna från undersökningen ändå kan anses vara relevanta. Slutsatser Den genomsnittliga dammhalten varierade i hög grad mellan mättillfällena såväl med som utan dammavskiljning. Även uppnådda minskningar av dammhalten uppvisade stora variationer. I genomsnitt medförde dammavskiljning att dammhalten halverades. Utan dammavskiljning överskreds väsentligt det hygieniska gränsvärdet, 5 mg/m 3, i hälften av fallen. Vid praktiskt arbete blir dock exponeringen lägre än den uppmätta genom att personalen normalt uppehåller sig längre ifrån dammkällan. Båda koncepten för dammavskiljning, damm- och bossavskiljare respektive aspiratörer, hade gynnsam inverkan på luftkvaliteten. Lågt spannmålsflöde hade större betydelse för uppnådd dammreducering än typ av utrustning. Damning i spannmålsanläggningar kan reduceras genom att begränsa avståndet mellan transportörens utlopp och nedsläppspunkten.
12 Referenser AFS 1994:11. Organiskt Damm i Lantbruk. Arbetarskyddsstyrelsens allmänna råd om organiskt damm i lantbruk. Arbetarskyddsstyrelsens Författningssamling. Arbetsmiljöverket, Solna. AFS, 5:17. Hygieniska gränsvärden och åtgärder mot luftföroreningar. Arbetsmiljöverkets föreskrifter om hygieniska gränsvärden och åtgärder mot luftföroreningar samt allmänna råd om tillämpningen av föreskrifterna. Arbetsmiljöverket, Solna. Andersson C., Lundin G. & Andersson F., 4. Rensning på gårdsnivå kan öka spannmålens värde. Uppdrag av Skogs- och Lantarbetsgivareförbundet. Uppsala. Broberg U, 5. Muntlig information, Tel: 512-291, Tornum AB, Kvänum. jordbruks- och miljöteknik, Uppsala. Jordbruksverket. Antal företag med odling av olika grödor 6. Tabell 2.1 i Jordbruksstatistik årsbok 7, Sveriges officiella statistik på jordbruksområdet: http://www.sjv.se/download/18.b1bed211329f582891/2.+f%c3% B6retag+och+f%C3%B6retagare.pdf Persson S.J. 5. Muntlig information. Tel: 5-914, Akron-maskiner, Järpås. Strand Mirza L, Lundin G, & Sampson J, 1998. Spannmålsrensning på gårdsnivå. Tillämpningar inom det ekologiska lantbruket. Teknik för lantbruket nr 67. Jordbrukstekniska institutet. Uppsala. Svensson K., 1967. Rensning och sortering. Institutionen för arbetsmetodik och teknik, Sveriges Lantbruksuniversitet. Kompendium 15s. Thermo Electron Corporation, 5. Model pdr-an/1, personal DataRAM, Particulate Monitor, Instruction Manual, P/N (181-). www.thermo.com/aqp