UEF: Ruostumattoman teräksen TIG-hitsauksessa vapautuu paljon nanokokoluokan hiukkasia

The Annals of Occupational Hygiene -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa mitattiin ruostumattoman teräksen TIG-hitsauksessa vapautuvien nanohiukkasten lukumääräpitoisuutta ja lukumääräkokojakaumaa työpaikalla, sekä tutkittiin kerättyjen nanohiukkasten muotoa ja kemiallista koostumusta elektronimikroskopialla.

TIG-hitsaus on kaasuhitsausprosessi, jossa valokaari palaa sulamattoman volframielektrodin ja työkappaleen välissä suojakaasun ympäröimänä. Suojakaasuna on argon, joka ei reagoi sulan kanssa. Tutkimuksessa mukana olleella työpaikalla käytettiin juurikaasuna formieria ja lisäaineet syötettiin hitsisulaan käsin. TIG-hitsauksessa muodostuu pienempiä hiukkasia kuin muissa hitsausprosesseissa ja hiukkasten massapitoisuus on alhainen, minkä vuoksi sitä on tutkittu vähemmän.

Työsuojelurahaston rahoittamassa ja Itä-Suomen yliopiston Pienhiukkas- ja Aerosolitekniikan laboratorion toteuttamassa hankkeessa todettiin, että TIG-hitsauksessa vapautuvien hiukkasten keskikoko on alle 50 nanometriä (1 nm = 10-9 m). Hiukkasten lukumääräkokojakauma on hengitysvyöhykkeen lähellä kolmehuippuinen ja lukumääräpitoisuus noin 140 000 hiukkasta kuutiosenttimetrissä, mikä vastaa suunnilleen suurkaupungin ulkoilmapitoisuutta.

– Vain teollisesti tuotetuille nanohiukkasille on asetettu lukumääräpitoisuuteen perustuvia työilman tavoitetasoja Suomessa, kertoo tutkija Mirella Miettinen Itä-Suomen yliopistosta.

Tutkimus paljasti myös, että TIG-hitsaushuurussa esiintyy nanokokoluokassa ainakin kahdenlaisia agglomeraatteja (agglomeraatti = yhteen kasautuneista/ketjuuntuneista hiukkasista muodostunut ryväs). Ensimmäinen agglomeraattityyppi koostuu metallioksidihiukkasista, joissa yksittäisten hiukkasten halkaisija on 5-40 nanometriä. Toinen agglomeraattityyppi sen sijaan koostuu hyvin pienistä hiukkasista. Alkuaineanalyysien perusteella nikkelin osuus verrattuna kromin ja mangaanin yhteenlaskettuun osuuteen kasvaa jälkimmäisessä agglomeraattityypissä.

– Eroja nanohiukkasten muodostamissa agglomeraateissa tai nikkelin esiintymisessä niissä ei ole aiemmin raportoitu, sanoo Miettinen.

– Vieläkään ei tiedetä varmasti mitkä kaikki hitsaushuurun ominaisuudet vaikuttavat havaittujen haitallisten terveysvaikutusten syntymiseen, joten hitsaajien suojautuminen hitsaushuuruilta on tärkeätä, vaikka metallien massapitoisuudet eivät ylittäisikään raja-arvoja, lisää Miettinen.

Nanohiukkastutkimusta työpaikoilla on jatkettu toisessa Työsuojelurahaston rahoittamassa hankkeessa, jossa monitoroidaan nanohiukkasia työntekijän hengitysvyöhykkeeltä altistumistasojen selvittämiseksi. Tässä tutkimuksessa on mukana toteuttajana myös Työterveyslaitos, ja tulokset valmistuvat huhtikuussa 2017.

Lisätietoja:

Mirella Miettinen, p. 040 355 3217, mirella.miettinen@uef.fi

Tutkimusartikkeli

Miettinen M., Torvela T., Leskinen J.T.T. Physicochemical characterization of aeosol generated in the gas tungsten arc welding of stainless steel. Annal. Occup. Hyg., 2016, 1-9. DOI:10.1093/annhyg/mew039

Yrityksestä

Itä-Suomen yliopisto on yksi Suomen suurimmista tiedeyliopistoista. Yliopiston toiminnassa korostuu monitieteisyys. Opetusta on yli sadassa pääaineessa. Tasokkaan opetuksen lisäksi yliopisto tarjoaa opiskelijoilleen nykyaikaisen opiskeluympäristön, jota kehitetään jatkuvasti. Yliopistolla on kampukset Joensuussa, Kuopiossa ja Savonlinnassa. Tiedekuntia on neljä: filosofinen tiedekunta, luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunta, terveystieteiden tiedekunta sekä yhteiskuntatieteiden ja kauppatieteiden tiedekunta. Yliopistossa on noin 15 000 opiskelijaa ja se työllistää lähes 2 800 henkilöä.

Yhteyshenkilöt

  • Itä-Suomen yliopisto
    Joensuu / Kuopio / Savonlinna
    http://www.uef.fi
  • Joensuun kampus
    Yliopistokatu 2, PL 111, 80101 Joensuu
  • Kuopion kampus
    Yliopistonranta 1, PL 1627, 70211 Kuopio
  • Savonlinnan kampus
    Kuninkaankartanonkatu 5-7, PL 86, 57101 Savonlinna

Tilaa