CC BY
50
Sylwia Krzeminskaa)*, Matgorzata Szewczynskaa)
a) Central Institute for Labour Protection - National Research Institute / Centralny Instytut Ochrony Pracy - Panstwowy Instytut Badawczy ' Corresponding author / Autor korespondencyjny: [email protected]
Analysis and Assessment of Hazards Caused by Chemicals Contaminating Selected Items of Firefighter Personal Protective Equipment - a Literature Review
Analiza i ocena zagrozen powodowanych przez substancje chemiczne zanieczyszczaj^ce wybrane srodki ochrony indywidualnej strazaka - przegl^d zrodet literaturowych
ABSTRACT
Purpose: The aim of the presented paper is to review the literature concerning the risks related to possible contamination with chemical substances of firefighter's personal protective equipment (i.e. special clothing, special gloves, firefighter boots and balaclavas) during rescue operations. The authors focused on contamination resulting from the interaction of aromatic and aliphatic hydrocarbons, volatile organic compounds and phthalates. Introduction: During rescue operations, firefighters are exposed to chemicals which are inherent in fires in buildings and open spaces. The health hazards caused by chemicals accumulating on the surface of personal protective equipment, which can enter the firefighter's body through the skin, posing a lethal threat, is becoming an increasingly recognized issue. Scientific research shows that chemicals generated during fires are harmful - a significant proportion of them has a confirmed carcinogenic and mutagenic effect.
Methodology: The presented analysis of the issue of chemical contamination of personal protective equipment and the associated risks to the firefighter was prepared on the basis of a review of selected Polish and foreign literature. The main types of chemical pollutants with chemical substances and the determined levels of pollution were addressed in the paper, indicating the conditions under which they were obtained.
Additionally, the properties of the most common groups of chemicals that contaminate personal protective equipment are described. The characteristics of firefighter's personal protective equipment, with the particular focus on the materials used for special firefighter suit, are also presented. Conclusion: A review of relevant literature indicates that contamination of firefighter's personal protective equipment were investigated mainly with respect to the presence of aromatic and aliphatic hydrocarbons, volatile organic compounds with a proven carcinogenic effect. Phthalates as substances posing a very high risk to fertility were less commonly studied. The high content of harmful chemicals in dirt present on the surface of the material of special clothing and on other personal protective equipment, as well as in the urine metabolites, indicates unequivocally the need for decontamination of personal protective equipment after every fire.
Keywords: firefighter's personal protective equipment, contamination of special clothing, hazards posed by chemicals, decontamination Type of article: review article
Received: 02.11.2020; Reviewed: 15.12.2020; Accepted: 18.12.2020;
Authors' ORCID IDs: S. Krzeminska - 0000-0002-3313-5898; M. Szewczynska - 0000-0003-3319-3024;
Percentage contribution: S. Krzeminska - 70%; M. Szewczynska - 30%;
Please cite as: SFT Vol. 56 Issue 2, 2020, pp. 92-109, https://doi.Org/10.12845/sft.56.2.2020.6;
This is an open access article under the CC BY-SA 4.0 license (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/).
ABSTRAKT
Cel: Celem artykulu jest przeglqd literatury dotyczqcej zagrozen zwiqzanych z mozliwym zanieczyszczeniem substancjami chemicznymi srodköw ochrony indywidualnej strazaka (tj. ubrania specjalnego, r^kawic specjalnych, butöw strazackich oraz kominiarek) podczas prowadzenia przez niego dzialan ratowniczych. Autorzy skupili si§ na kontaminacji wynikajqcej z oddzialywania w^glowodoröw aromatycznych i alifatycznych, lotnych zwiqzköw organicznych oraz ftalanöw.
Wprowadzenie: Podczas dzialan ratowniczych strazacy narazeni sq na dzialanie substancji chemicznych, ktöre sq nieodlqcznym elementem pozaröw w obiektach budowlanych oraz przestrzeniach otwartych. Coraz cz^sciej dostrzeganq kwestiq jest zagrozenie zdrowotne powodowane przez substancje chemiczne gromadzqce si§ na powierzchni srodköw ochrony indywidualnej, ktöre poprzez skör§ mogq przedostac si§ do organizmu strazaka, stanowiqc dla niego smiertelne zagrozenie. Jak wskazujq badania naukowe, substancje chemiczne powstajqce podczas pozaröw sq szkodliwe, znaczna ich cz^sc ma potwierdzone dzialanie kancerogenne i mutagenne.
Metodología: Przedstawiona analiza zagadnienia zanieczyszczert chemicznych srodków ochrony indywidualnej i wiqzqcych si§ z tym zagrozert dla strazaka zostala przygotowana na podstawie przeglqdu wybranej literatury polskiej i zagranicznej. W artykule omówiono tematykQ glównych rodzajów zanieczyszczert substancjami chemicznymi oraz wyznaczonych poziomów zanieczyszczert, ze wskazaniem warunków, jakie towarzyszyly ich uzyskaniu. Ponadto opisano wlasciwosci najcz^sciej spotykanych grup substancji chemicznych zanieczyszczajqcych srodki ochrony indywidualnej. Przedstawiono takze charakterystyk? srodków ochrony indywidualnej strazaka, ze szczególnym uwzgl^dnieniem materialów stosowanych na ubrania specjalne strazaka. Wnioski: Przeglqd przedmiotowej literatury wskazuje, ze zanieczyszczenia srodków ochrony indywidualnej strazaków byly badane glównie pod kqtem obecnosci w^glowodorów aromatycznych i alifatycznych, lotnych zwiqzków organicznych, o udowodnionym dzialaniu kancerogennym. Rzadziej zaj-mowano si§ ftalanami jako substancjami stanowiqcymi bardzo duze zagrozenie dla plodnosci. Wysoka zawartosc szkodliwych substancji chemicznych w zabrudzeniach na powierzchni materialu ubrania specjalnego, jak i innych srodków ochrony indywidualnej, a takze w metabolitach moczu strazaków, jednoznacznie wskazuje na koniecznosc dekontaminacji srodków ochrony indywidualnej po kazdym pozarze.
Stowa kluczowe: srodki ochrony indywidualnej strazaka, zanieczyszczenie ubrania specjalnego, zagrozenie substancjami chemicznymi, dekontaminacja Typ artykutu: artykul przeglqdowy
Przyj?ty: 02.11.2020; Zrecenzowany: 15.12.2020; Zaakceptowany: 18.12.2020;
Identyfikatory ORCID autorów: S. Krzemirtska - 0000-0002-3313-5898; M. Szewczyrtska - 0000-0003-3319-3024; Procentowy wklad merytoryczny: S. Krzemirtska - 70%; M. Szewczyrtska - 30%; Prosz? cytowac: SFT Vol. 56 Issue 2, 2020, pp. 92-109, https://doi.org/10.12845/sft.56.2.2020.6; Artykul udost^pniany na licencji CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/).
Introduction
In the firefighter's work environment, there are many hazardous factors, including: air pollution, the presence of combustion products and chemicals, collapsing building structures, hot microclimate, excessive noise, physical stress, insufficient oxygen and occupational stress [1-4]. In the course of rescue operations, firefighters are exposed to chemicals generated in burning of various buildings and in open spaces [5-6]. These substances have a harmful effect on the human body. They may have toxic, corrosive, flammable, explosive or sensitizing properties.
It should be emphasized that the course and dynamics of fires have changed over the years. They resulted mainly from the use of more and more new materials in the construction of buildings. As a result, increasing diversity, both qualitative and quantitative, of the generated toxins is observed. Until the early 1970s of the last century, the interior design elements were generally composed of traditional raw materials such as cotton, steel and wood. Fires involving such furniture usually developed slowly, producing limited amounts of smoke [7]. The situation started to change at the beginning of the 1970s, when most modern synthetic materials found wide application in construction, including the production of interior design elements. At that time, the exposure to toxic fumes associated with fires, causing poisoning of the firefighters and deposition of ominous pollutants on the equipment used in the action, was reported.
An important issue, increasingly recognized by the firefight-ing community, is the contamination of the surface of personal protective equipment by chemical deposits. As a result of soiling of the garments, chemicals can permeate through the successive layers of the special firefighter suit [8]. As a consequence, there is a threat of direct contact of chemical substances with the skin. Research indicates that the chemicals generated by combustion during rescue operations are very harmful. A significant proportion of them has a confirmed carcinogenic and mutagenic effect [8].
Wprowadzenie
W srodowisku pracy strazaka wyst?puje wiele czynników nie-bezpiecznych, do których zaliczyc mozna: zanieczyszczenie powie-trza, obecnosc produktów spalania i substancji chemicznych, zawa-lajqce si? konstrukcje budowlane, gorqcy mikroklimat, nadmierny hatas, obciqzenie fizyczne, niedostatecznq ilosc tlenu, a takze stres zawodowy [1-4]. Podczas dziatan ratowniczych strazacy narazeni sq na dziatanie substancji chemicznych powstajqcych zarówno w pozarach róznorodnych obiektów budowlanych, jak i w przestrze-niach otwartych [5-6]. Substancje te charakteryzujq si? szkodliwym oddziatywaniem na organizm cztowieka. Ich wtasciwosci mogq byc: toksyczne, zrqce, palne, wybuchowe lub uczulajqce.
Nalezy podkreslic, ze na przestrzeni lat przebieg i dynamika rozwoju pozarów ulegaty zmianom. Wynikaty one przede wszyst-kim ze stosowania w budownictwie coraz to nowych materiatów. W rezultacie obserwuje si? takze zróznicowanie pod wzgl?dem jakosciowym i ilosciowym powstajqcych toksyn. Do poczqtku lat siedemdziesiqtych ubiegtego wieku materiaty wykoncze-niowe sktadaty si? gtównie z tradycyjnych surowców, takich jak: bawetna, stal, drewno. Pozary z udziatem wykonanych w ten spo-sób mebli zwykle rozwijaty si? powoli, wytwarzajqc ograniczone ilosci dymu [7]. Zmiany zacz?ty nast?powac z poczqtkiem lat siedemdziesiqtych, kiedy wi?kszosc nowoczesnych materiatów syntetycznych znalazta szerokie zastosowanie w budownictwie, w tym produkcji elementów wykonczenia wn?trz. Odnotowano wówczas narazenie na toksyczne dymy towarzyszqce pozarom, powodujqce zatrucia strazaków i osadzanie si? ztowonnych zanieczyszczen na sprz?cie wykorzystywanym podczas akcji.
Waznq kwestiq, coraz cz?sciej dostrzeganq przez srodowisko strazackie, jest zanieczyszczenie powierzchni srodków ochrony indywidualnej przez osadzajqce si? substancje chemiczne. W wyniku zabrudzenia moze dochodzic do przedostawania si? substancji chemicznych przez kolejne warstwy ubrania specjalnego strazaka [8]. W konsekwencji moze to grozic bezposred-nim kontaktem substancji chemicznych ze skórq. Jak wskazujq
The results of studies conducted in Poland have demonstrated that there are up to 130 chemicals in the fire environment. Among others, aliphatic and aromatic hydrocarbons, trimethylb-enzene isomers, diethylbenzene, 2,4-formaldehyde diphenylhy-drozone and nitrates were detected, as well as sulphates in dozens of samples [1], [9]. The same substances are also deposited on the surface of personal protective equipment, posing a direct health risk to them. The firefighter profession has been classified as a very high risk group. The International Agency for Research on Cancer (IARC) has classified the occupational exposure of firefighters as possibly carcinogenic to humans (group 2B) [10]. Since then, the number of studies in the area of death rate of firefighters for certain types of cancer has increased significantly. Attention was also paid to the personal protective equipment of firefighters, including special firefighter suit protecting the torso and the limbs, as well as to the necessity to decontamination these items properly in order to remove harmful substances.
The article reviews Polish and international literature in the field of assessing the risks associated with the impact of chemicals contaminating firefighter's personal protective equipment. The properties of the most common groups of polluting chemicals are discussed, including aromatic and aliphatic hydrocarbons and phthalates. In addition, the characteristics of the firefighter's personal protective equipment are presented, taking into account the materials used for special suits. At the same time, the authors would like to emphasize that the purpose of the article was not to describe accurately the mechanisms of contamination of firefighters' personal protective equipment with chemicals and the routes of their absorption into the body. The paper focuses on presenting the issue of exposure of firefighters to chemicals that contaminate their personal protective equipment used during rescue operations.
badania, substancje chemiczne powstajqce podczas spalania w trakcie dziatan ratowniczych sq bardzo szkodliwe. Znaczna ich czçsc ma potwierdzone dziatanie kancerogenne i mutagenne [8].
Wyniki badan prowadzonych w Polsce dowiodty, ze w srodo-wisku pozarowym wystçpuje nawet 130 substancji chemicznych. Wykryto m.in. wçglowodory alifatyczne i aromatyczne, izomery tri-metylobenzenu, dietylobenzen, 2,4-difenylohydrozon formaldehydu i azotany, a w kilkudziesiçciu probkach siarczany [1], [9]. Te same substancje osadzajq siç takze na powierzchni srodkow ochrony indywidualnej strazaka, stanowiqc dla nich bezposrednie zagrozenie zdrowotne. Zawod strazaka zostat zakwalifikowany do grupy o bardzo wysokim poziomie ryzyka. Miçdzynarodowa Agencja Badan nad Rakiem (IARC) sklasyfikowata narazenie zawodowe strazaka jako mozliwie rakotworcze dla ludzi (grupa 2B) [10]. Od tego czasu zwiçkszyta siç znaczqco liczba badan w obszarze zachorowalno-sci strazakow na okreslone rodzaje nowotworow. Zwrocono takze uwagç na srodki ochrony indywidualnej strazakow, w tym ochrania-jqce tutow i konczyny ubranie specjalne oraz koniecznosc ich odpo-wiedniej dekontaminacji w celu usuniçcia szkodliwych substancji.
W artykule dokonano przeglqdu literatury polskiej i miçdzy-narodowej w kierunku oceny zagrozen zwiqzanych z oddziatywa-niem substancji chemicznych stanowiqcych zanieczyszczenie srodkow ochrony indywidualnej strazaka. Omowiono wtasciwo-sci najczçsciej spotykanych grup zanieczyszczajqcych substancji chemicznych, do ktorych zakwalifikowano wçglowodory aromatyczne i alifatyczne oraz ftalany. Ponadto przedstawiono charakte-rystykç srodkow ochrony indywidualnej strazaka, ze szczegolnym uwzglçdnieniem materiatow stosowanych w ubraniach specjal-nych. Jednoczesnie autorzy pragnq zaznaczyc, ze celem arty-kutu nie byto doktadne opisanie mechanizmow skazenia srodkow ochrony i wyposazenia strazakow przez substancje chemiczne i drogi ich wchtaniania do organizmu. Artykut ukierunkowano na przedstawienie problematyki narazenia strazakow na substancje chemiczne, ktore stanowiq zanieczyszczenie srodkow ochrony indywidualnej uzywanych podczas dziatan ratowniczych.
Characteristics of personal protective equipment of firefighters
Personal protective equipment of firefighters protects them from the direct impact of flames, high temperatures, as well as mechanical injuries during rescue operations related to fires, other local hazards and natural disasters. Personal protective equipment used by a firefighter includes a special firefighter suit, special gloves, a balaclava, firefighter boots and a fire helmet. The special suit, protecting the firefighter's limbs and torso, plays a special role. Such a suit is made of the following material system: an outer fabric with non-combustible properties, a membrane protecting against moisture, insulating material and lining. The outer layer is made of aramid fabrics (Nomex, Kevlar), polyamide (Kermel), polyimid (Lenzing), or polybenzimidazole fabrics (e.g. PBI) and impregnated cotton fabrics [12-13]. Aramid and polyamide fabrics are highly resistant to heat and flame. Polyamide fabrics are characterized by a natural color, referred to as golden, sand or yellow, and it is rather difficult to dye to other colors.
Charakterystyka srodköw ochrony indywidualnej strazaköw
Srodki ochrony indywidualnej strazakow chroniq ich przed bez-posrednim oddziatywaniem ptomieni, wysokiej temperatury, a takze przed urazami mechanicznymi podczas prowadzonych dziatan ratowniczych zwiqzanych z pozarami, innymi miejscowymi zagro-zeniami oraz klçskami zywiotowymi. Do srodkow ochrony indywidualnej uzytkowanych przez strazaka zaliczamy: ubranie specjalne, rçkawice specjalne, kominiarkç, buty strazackie i hetm strazacki. Szczegolnq rolç petni ubranie specjalne, ochraniajqce konczyny i tutow strazaka. Ubranie takie wykonane jest z uktadu materia-tow: zewnçtrznej tkaniny o wtasciwosciach niepalnych, membrany chroniqcej przed wilgociq, materiatu izolacyjnego i podszewki. War-stwa zewnçtrzna wykonywana jest z tkanin aramidowych (Nomex, Kevlar), poliamidowych (Kermel), poliimidowych (Lenzing) lub poli-benzimidazolowych (np. PBI) oraz impregnowanych tkanin bawet-nianych [12-13]. Tkaniny aramidowe oraz poliamidowe cechujq siç duzq odpornosciq na wysokq temperature oraz ptomien. Tkaniny
The light color of the outer fabric of the special firefighter suit, on which any stains are visible, contributes to more frequent decisions to clean/wash the garment. This is beneficial for the safety of firefighters, because during maintenance, harmful chemicals generated during rescue operations and deposited on the suit surface are removed.
The second layer of the special suit is a membrane (microporous, waterproof, vapor-permeable), protecting the thermal insulation layer from getting soaked from the outside, and at the same time selected so that it allows the firefighter's sweat to evaporate [14]. Most often, the membrane is made of polytetrafluoroethylene (PTFE), polyester (PE), or polyurethane (PU) [15].
Another heat-insulating layer protects against the effects of thermal radiation and its penetration inside the garments. The thermal insulation layer consists of a flame-resistant fabric sewn or laminated with non-flammable nonwoven fabric [12]. It is made mainly of aramid, polyester, or aramid-viscose fibers [14].
The last layer - the lining can form an independent layer, or be an integral part of the thermal insulation layer. It is most often made from mixtures of aramid-viscose fibers, less frequently from one hundred percent aramid fabrics, or appropriately impregnated fabrics with one hundred percent cotton content [14].
One of the criteria for assessing the resistance of fibers and fabrics made of these materials is the Limiting Oxygen Index (LOI). The LOI values of various types of chemically modified non-combustible and inherently flame-resistant fibers to flame are presented in Table 1 [12].
Table 1. The LOI values of various types of fibers Tabela 1. Wartosci LOI roznych rodzajow wtokien
The requirements for personal protective equipment of firefighters are contained in the following documents:
1. Regulation (EU) No 2016/425 of the European Parliament and Council of 9 March 2016 on personal protective equipment and a standard setting out the specific requirements PN-EN 469:2014-11 [11].
poliamidowe charakteryzujq si? naturalnym kolorem, okreslanym jako ztoty, piaskowy lub zótty i dosc trudno zabarwiajq si? na inne kolory. Jasny kolor tkaniny zewn?trznej ubrania specjalnego, na którym widoczne sq zabrudzenia, sprzyja podejmowaniu przez strazaków decyzji o przeprowadzeniu czyszczenia/prania. Jest to korzystne ze wzg l?du na bezpieczenstwo, gdyz w trakcie konserwa-cji sq usuwane osadzone na powierzchni ubrania zanieczyszczenia chemiczne powstate w trakcie dziatan ratowniczych.
Drugq warstwq ubrania jest membrana (mikroporowata, wodo-szczelna, paroprzepuszczalna), zabezpieczajqca warstw? ter-moizolacyjnq przed przemoczeniem z zewnqtrz, a jednoczesnie dobrana tak, aby pozwalata na odparowanie potu strazaka [14]. Najcz?sciej membrana wykonana jest z politetrafluoroetylenu (PTFE), poliestru (PE) lub poliuretanu (PU) [15].
Kolejna warstwa termoizolujqca zabezpiecza przed oddzia-tywaniem promieniowania cieplnego i jego przenikaniem do wewnqtrz ubrania. Warstwa termoizolujqca sktada si? z tkaniny odpornej na ptomien, przeszytej lub laminowanej z uniepalnionq wtókninq [12]. Wykonywana jest ona gtównie z wtókien: aramido-wych, poliestrowych lub aramidowo-wiskozowych [14].
Ostatnia warstwa - podszewka moze stanowic samodzielnq warstw? lub byc integralnq cz?sciq warstwy termoizolacyjnej. Wykonywana jest najcz?sciej z mieszanek wtókien aramido-wo-wiskozowych, rzadziej ze stuprocentowych tkanin aramido-wych lub odpowiednio impregnowanych tkanin ze stuprocentowq zawartosciq bawetny [14].
Jednym z kryteriów oceny odpornosci wtókien i wykonanych z nich tkanin jest indeks tlenowy (ang: Limiting Oxygen Index LOI). Wartosci LOI róznych rodzajów wtókien modyfikowanych chemicz-nie pod kqtem uniepalnienia i z natury odpornych na dziatanie pto-mieni przedstawiono w tabeli 1 [12].
LOI, [%]
31-33 >30
32-35 28.4
>38 >33 36-38 41 41 43 55 70
Wymagania dotyczqce srodków ochrony indywidualnej stra-zaków zawarte sq w nast?pujqcych dokumentach:
1. Rozporzqdzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 2016/425 z dnia 9 marca 2016 r. w sprawie srodków ochrony indywidualnej i norma przedstawiajqca wyma-gania szczegótowe PN-EN 469:2014-11 [11].
Fiber type / Rodzaj wtókna
Fiber name / Nazwa wtókna
Chemically modified for resistance to flame / Modyfikowane chemicznie pod kqtem odpornosci na ptomien
Wool / Wetna Cotton / Bawetna Viscose / Wiskoza Polyester / Poliester
Inherently flame-resistant / Z natury odporne na ptomien
Aramid / Aramid Polyamide / Poliamid Polyimide / Poliimid Polybenzimidazole / Polibenzimidazol Chlorinated / Chlorowane
Polyacrylic / Poliakryl Carbon fibers / Wçglowe Glass, ceramic fibers / Szklane, ceramiczne
Source/Zrodto: The Textile Institute and Woodhead Publishing Series in Textiles, 2017 eBook [12].
2. Disposition of the Chief Commandant of the State Fire Service (PSP) dated 5 February 2007 on the standards and specific requirements, technical and quality characteristics of the items of the uniform, specialist clothing and personal protective equipment used in the PSP [16] together with Disposition No 6 of the Chief Commandant of the PSP dated 20 June 2018, amending the Disposition on the standards and specific requirements, technical and quality characteristics of the items of uniform, specialist clothing and personal protective equipment used in the PSP [17].
3. Regulation of the Minister of Interior and Administration of 30 November 2005 on the uniform of firefighters of the State Fire Service [18] together with the Regulation of the Minister of Interior and Administration of 18 May 2018, amending the Regulation on the uniform of firefighters of the State Fire Service [19].
4. Regulation of the Minister of Interior and Administration of 27 April 2010 on the list of devices intended to ensure public safety or the protection of health, life and property, as well as the rules for the authorization of these devices for use [20].
Properties of chemicals that contaminate personal protective equipment of firefighters
In the course of rescue operations carried out by firefighters, and in particular when extinguishing fires and removing their effects, firefighters are exposed to the harmful chemicals associated with combustion. They are released into the atmosphere in the form of gases, fumes and dusts of varying composition and levels of toxicity. The level of exposure of a firefighter depends on the type of the burning objects, buildings and areas, the characteristics of combustion, the structure of the fire, the presence of other chemicals and the measures taken to control the fire. The chemicals released during fires are characterized by a negative effect on health. Firefighters working in the smoke zone are exposed to them mainly through the respiratory system, absorption through the skin and digestive system [21]. Recently, more and more is said about the absorption of chemicals through the skin [21]. Attention is drawn to the possibility of contact of harmful substances with the skin of firefighters, e.g. by touching it with contaminated gloves that have previously had contact with fire residues. Absorption of toxic substances through the skin varies depending on the time of exposure to the substance, its amount and type, and the location and surface area of the exposed body area. Contamination may occur either by direct physical contact with the contaminated object or by secondary contact as cross-contamination [21]. In the latter case, the contaminated personal protective equipment or the firefighter comes into contact with an object that is not contaminated, leading to its contamination (e.g. due to storage of contaminated gloves next to a clean helmet).
2. Zarzqdzenie Komendanta Gtównego PSP z dnia 5 lutego 2007 r. w sprawie wzorców oraz szczegótowych wymagan, cech technicznych i jakosciowych przedmiotów umundu-rowania, odziezy specjalnej i srodków ochrony indywidualnej uzytkowanych w PSP [16] wraz z Zarzqdzeniem Nr 6 Komendanta Gtównego PSP z dnia 20 czerwca 2018 r. zmieniajqce zarzqdzenie w sprawie wzorców oraz szcze-gótowych wymagan, cech technicznych i jakosciowych przedmiotów umundurowania, odziezy specjalnej i srodków ochrony indywidualnej uzytkowanych w PSP [17].
3. Rozporzqdzenie Ministra Spraw Wewnçtrznych i Admi-nistracji z dnia 30 listopada 2005 r. w sprawie umundurowania strazaków Panstwowej Strazy Pozarnej [18] wraz z Rozporzqdzeniem Ministra Spraw Wewnçtrznych i Administracji z dnia 18 maja 2018 r. zmieniajqcym roz-porzqdzenie w sprawie umundurowania strazaków Pan-stwowej Strazy Pozarnej [19].
4. Rozporzqdzenie Ministra Spraw Wewnçtrznych i Administracji z dnia 27 kwietnia 2010 r. w sprawie wykazu wyrobów stuzqcych zapewnieniu bezpieczenstwa publicznego lub ochronie zdrowia i zycia oraz mienia, a takze zasad wyda-wania dopuszczenia tych wyrobów do uzytkowania [20].
Wtasciwosci substancji chemicznych stanowiqcych zanieczyszczenie srodków ochrony indywidualnej strazaka
W trakcie dziatan ratowniczych prowadzonych przez strazaków, a w szczególnosci podczas gaszenia i usuwania skutków pozarów, strazacy narazeni sq na towarzyszqce spalaniu szko-dliwe substancje chemiczne. Uwalniane sq one do atmosfery w formie gazów, dymów i pytów o róznym sktadzie i stopniu tok-sycznosci. Poziom narazenia strazaka zalezy od rodzaju palq-cych siç przedmiotów, wyrobów, budynków i terenów, charakte-rystyki spalania, struktury ognia, obecnosci innych substancji chemicznych oraz srodków podjçtych w celu opanowania ognia. Substancje chemiczne uwalniane w trakcie pozarów charakte-ryzujq siç negatywnym wptywem na zdrowie. Strazacy pracu-jqcy w strefie zadymienia narazeni sq na ich oddziatywanie przez uktad oddechowy, absorpcjç przez skór? i uktad pokarmowy [21]. W ostatnim czasie coraz wiçcej mówi siç wchtanianiu substancji chemicznych przez skór? [21]. Zwraca siç uwagç na mozliwosc kontaktu szkodliwych substancji ze skórq strazaków np. poprzez dotykanie jej zanieczyszczonymi rçkawicami, które miaty wcze-sniej stycznosc z pozostatosciami pozaru. Wchtanianie substancji toksycznych przez skór? jest zróznicowane w zaleznosci od czasu ekspozycji na substancjç, jej ilosci i rodzaju, a takze loka-lizacji i powierzchni narazonego obszaru ciata. Zanieczyszczenie moze nastçpowac na drodze bezposredniego kontaktu fizycz-nego z zabrudzonym przedmiotem bqdz tez w wyniku kontaktu wtórnego jako zanieczyszczenie krzyzowe [21]. Wówczas zanie-czyszczony srodek ochrony indywidualnej lub wyposazenie strazaka styka siç z przedmiotem, który nie jest zanieczyszczony, prowadzqc do jego skazenia (np. przechowywanie skazonych rçkawic obok czystego hetmu).
The chemical substances regarded as the most dangerous decomposition products of thermal combustion of materials are carbon monoxide, hydrogen cyanide, hydrogen chloride, nitrogen oxides, sulphur oxides and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) [22-23]. Carbon monoxide and dioxide, the natural products of combustion, are present during every fire [24]. Carbon monoxide is considered as the most common, characteristic and a serious fire hazard. Hydrogen cyanide is formed at a temperature lower than carbon monoxide (approx. 1000°C) from the combustion of nitrogen-rich materials, including natural fibers, such as wool and silk, burning at a lower temperature, as well as synthetic materials such as polyurethane and polyacrylonitrile. Low molecular weight hydrocarbons, aldehydes (e.g. formaldehyde) and organic acids are formed from hydrocarbon fuels that burn at a lower temperature than carbon monoxide. Nitrogen oxides are formed in large quantities at high temperatures as a result of atmospheric nitrogen oxidation and during fires at a lower temperature (<1000°C) where the fuel contains nitrogen. On the surface of smoke particles (e.g. soot) other harmful substances may adsorb, thus contributing to the exposure of firefighters via the inhalation route [21].
The literature data show that higher emission of smoke and toxic combustion products was observed in the case of plastics, which contain flame retardants (antipyrenes) [25]. The introduction of these agents slows down the ignition process, thus leading to flameless decomposition or incomplete combustion of the material, accompanied by increased production of smoke, and toxicity of the combustion products.
It should be noted that during rescue operations firefighters are directly exposed to toxic chemicals in the form of gases, aerosols, liquids and solid particles [26-29]. Personal protective equipment of The firefighters gets contaminated. Chemical particles can be adsorbed on the surface of clothing and special gloves, balaclavas, footwear and a fire helmet. In case of special firefighter suit, characterized by a layered arrangement of materials, chemicals may permeate through the outer non-flammable fabric to the middle layer of the vapor-permeable membrane and the inner layer of the insulating lining [8]. As a consequence, this may cause exposure to direct contact of chemicals with the skin. The literature emphasizes the important role of transdermal transport in the case of chemicals that pollute, in particular, the special firefighter suit, gloves, and balaclavas [30]. According to the data provided by Sz. Kokot-Gora [30], smoke and combustion products penetrate the layers of the firefighter's special suit, allowing potential contact with the user's skin. Sz. Kokot-Gora et al. [30] made the degree of transdermal absorption depended on the concentration of harmful substances, the type and size of the contaminated element of special firefighter suit and the duration of exposure. The importance of skin temperature has also been indicated. During rescue operations, the temperature of the firefighter's skin increases due to high temperature of the environment, increased blood flow and increased sweating. This, in turn, contributes to the increase in the penetration of harmful substances. As reported by Stec et al., an increase in skin temperature by 5°C contributes to an increase in the absorption of chemicals through the skin by up to approximately 400% [21].
Za najbardziej niebezpieczne dla zdrowia uwaza si? substancje chemiczne, b?dqce produktami spalania: tlenek w?gla, cyjano-wodór, chlorowodór, tlenki azotu, tlenki siarki oraz w?glowodory aromatyczne (WWA) [22-23]. Tlenek w?gla i dwutlenek w?gla, b?dqcy naturalnym produktem spalania, obecny jest podczas kazdego pozaru [24]. Tlenek w?gla jest uznawany za najbardziej powszechne, charakterystyczne i powazne zagrozenie pozarowe. Cyjanowodór powstaje w temperaturze nizszej niz tlenek w?gla (ok. 1000°C) ze spalania materiatów bogatych w azot, w tym natu-ralnych wtókien, jak wetna i jedwab oraz z materiatów syntetycz-nych, jak poliuretan i poliakrylonitryl. W?glowodory o matej masie czqsteczkowej, aldehydy (np. formaldehyd) i kwasy organiczne powstajq z paliw w?glowodorowych, które spalajq si? w nizszej temperaturze niz powstajqcy tlenek w?gla. Tlenki azotu tworzq si? w duzych ilosciach przy wysokiej temperaturze w wyniku utleniania azotu atmosferycznego oraz w trakcie pozarów w nizszej temperaturze (< 1000°C), w których paliwo zawiera azot. Na powierzchni czqstek dymu (np. sadzy) mogq adsorbowac si? inne substancje szkodliwe, przyczyniajqc si? w ten sposób do zwi?k-szenia narazenia strazaków na drodze inhalacyjnej [21].
Z danych literaturowych wynika, ze zaobserwowano wyzszq emisj? dymu i toksycznych produktów spalania w przypadku two-rzyw sztucznych, do których wprowadzono srodki opózniajqce pale-nie (antypireny) [25]. Zastosowanie tego rodzaju srodków powoduje spowolnienie procesu zaptonu, prowadzqce do rozktadu bezptomie-niowego lub niecatkowitego spalania materiatu, któremu towarzyszy wzrost dymotwórczosci i toksycznosci produktów spalania.
Nalezy zwrócic uwag? na fakt, ze strazacy w trakcie prowa-dzenia dziatan ratowniczych sq bezposrednio narazeni na oddzia-tywanie toksycznych substancji chemicznych w formie gazów, aerozoli i cieczy oraz czqstek statych [26-29]. Dochodzi do zabru-dzenia srodków ochrony indywidualnej i wyposazenia strazaka. Czqsteczki substancji chemicznych mogq ulegac adsorpcji na powierzchni ubrania i r?kawic specjalnych, kominiarki, butów i hetmu strazackiego. W przypadku ubrania specjalnego, cha-rakteryzujqcego si? warstwowym uktadem materiatów, moze dochodzic do przedostawania si? substancji chemicznych przez zewn?trznq tkanin? trudnopalnq do srodkowej warstwy mem-brany paroprzepuszczalnej i wewn?trznej warstwy podszewki izolacyjnej [8]. W konsekwencji moze to powodowac narazenie na bezposredni kontakt substancji chemicznych ze skórq. W lite-raturze wskazuje si? na znacznq rol? transportu transdermal-nego w przypadku substancji chemicznych zanieczyszczajqcych w szczególnosci ubranie i r?kawice specjalne strazaka oraz kominiarki [30]. Jak wskazujq dane podane przez Sz. Kokota-Gór? [30], dym i produkty spalania przedostajq si? przez warstwy ubrania specjalnego strazaka i ich kontakt ze skórq uzytkujqcego ubranie strazaka jest mozliwy. Sz. Kokot-Góra i in. [30] uzalezniali stopien absorpcji transdermalnej od st?zenia substancji szkodli-wych, rodzaju i wielkosci zanieczyszczonego elementu ubrania i czasu ekspozycji. Wskazywano, ze duze znaczenie ma takze temperatura skóry. W trakcie dziatan ratowniczych temperatura skóry strazaka wzrasta na skutek wysokiej temperatury otocze-nia, wyzszego przeptywu krwi i wzmozonego wydzielania potu. To z kolei przyczynia si? do zwi?kszenia przenikania szkodliwych substancji. Stec i in. podali, ze wzrost temperatury skóry o 5°C
Cross-contamination with chemicals from personal protective equipment to the skin may also occur. This is especially true in case of special gloves and balaclavas.
Table 2 provides toxicological information on selected chemicals present in the fire environment [31]:
- isocyanates,
- volatile organic compounds: styrene, benzene,
- polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH): benzo(a)pyrene,
- phthalates: butyl benzyl phthalate (BBP), di (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP),
- inorganic combustion products: CO, NO.
przyczynia siç do wzrostu absorpcji substancji chemicznych przez skór? nawet o ok. 400% [21].
Moze takze dochodzic do przenoszenia krzyzowego zanie-czyszczen substancjami chemicznymi ze srodków ochrony indywidualnej na skór?. Dotyczy to szczególnie sytuacji uzytkowania rçkawic specjalnych i kominiarek.
W tabeli 2 przedstawiono informacje toksykologiczne na temat wybranych substancji chemicznych wystçpujqcych w sro-dowisku pozaru [29]:
- izocyjanianów,
- lotnych zwiqzków organicznych: styren, benzen,
- wielopierscieniowych w^glowodorów aromatycznych (WWA): benzo(a)piren,
- ftalanów: ftalan benzylu butylu (BBP), di (2-etyloheksylo) ftalan (DEHP),
- nieorganicznych produktów spalania: CO, NO.
Table 2. Characteristics of selected chemicals present in the fire environment
Tabela 2. Charakterystyka wybranych substancji chemicznych wystçpujqcych w srodowisku pozaru
Conipound name / Toxicological information / informacja toksykologiczna
Nazwa zwiqzku 3 ' ' *
Toxicity and other harmful biological effects on the human body: a very toxic, highly irritating and sensitizing substance. Absorption routes: the respiratory tract, skin, gastrointestinal tract. Symptoms of acute poisoning: in the form of vapor it causes pain and lacrimation, irritation of the conjunctiva, nausea, vomiting, cough, shortness of breath. Skin contamination causes pain and local redness, blisters. Eye contamination causes pain and lacrimation, irritation of the conjunctiva, ulceration with a risk of permanent damage to the cornea. Regardless of the route of poisoning, damage to the liver and kidneys may occur. Isocyanates / Symptoms of chronic intoxication: irritation of the skin, eyes and mucous membranes, as well as bronchial asthma. /
Izocyjaniany Dziatanie toksyczne i inne szkodliwe dziatanie biologiczne na ustroj cztowieka: substancja bardzo toksyczna,
silnie drazniqca i uczulajqca. Drogi wchtaniania: uktad oddechowy, skora, przewod pokarmowy. Objawy zatrucia ostrego: w postaci par wywotuje bol i tzawienie oczu, zaczerwienienie spojowek, mdtosci, wymioty, kaszel, dusznosc. Skazenie skory wywotuje bol i miejscowe zaczerwienienie, pçcherze. Skazenie oczu wywotuje bol i tzawienie, zaczerwienienie spojowek, owrzodzenia z ryzykiem trwatego uszkodzenia rogowki. Niezaleznie od drogi zatrucia moze nastqpic uszkodzenie wqtroby i nerek. Objawy zatrucia przewlektego: podraznienie skory, oczu i bton sluzowych oraz astma oskrzelowa.
Styrene I Styren
Toxicity and other harmful biological effects on the human body: an irritant, causing a depressive effect on the central nervous system. Probably carcinogenic to humans. Absorption routes: the respiratory tract, gastrointestinal tract; no data on absorption through intact skin available. Symptoms of acute poisoning: styrene vapors at low concentrations can induce lacrimation, metallic taste in the mouth. At concentrations of approx. 800 mg/m3 styrene vapors cause pain and redness of the conjunctiva, and at higher concentrations - cough, dizziness, imbalance. Discontinuation of exposure may prevent the worsening of the symptoms. Continued exposure causes drowsiness, impaired consciousness, may lead to paralysis of the respiratory center and death. Contamination of the skin with liquid styrene can cause pain and redness of the skin. Eye contamination with liquid styrene causes pain, redness of the conjunctiva. / Dziatanie toksyczne i inne szkodliwe dziatanie biologiczne na ustroj cztowieka: substancja drazniqca, dziata depresyjnie na osrodkowy uktad nerwowy. Prawdopodobnie rakotworcza dla cztowieka. Drogi wchtaniania: drogi oddechowe, przewod pokarmowy; brak danych o wchtanianiu przez nieuszkodzonq skor^. Objawy zatrucia ostrego: pary styrenu w matych st^zeniach mogq wywotac tzawienie oczu, metaliczny smak w ustach. W st^zeniach ok. 800 mg/m3 pary styrenu wywotujq bol i zaczerwienienie spojowek, a w wi^kszych st^zeniach kaszel, zawroty gtowy i zaburzenia rownowagi. Przerwanie narazenia moze zapobiec nasileniu objawow. Kontynuowanie narazenia wywotuje sen-nosc, zaburzenia swiadomosci, moze doprowadzic do porazenia uktadu oddechowego i smierci. Skazenie skory ciektym styrenem moze wywotac bol i zaczerwienienie skory. Skazenie oczu ciektym styrenem wywotuje bol, zaczerwienienie spojowek.
Toxicity and other harmful biological effects on the human body: a toxic substance, causing damage to the hematopoietic system, a carcinogen; has a narcotic, locally irritating effect. Absorption routes: the respiratory tract, skin, gastrointestinal tract. Symptoms of acute poisoning: vapors at concentrations exceeding the permissible level (160-400 mg/m3) cause headache, fatigue, nausea after a few hours of exposure. At very high concentrations, short-term agitation, dizziness, impaired coordination of movements and balance, drowsiness, convulsions, loss of consciousness with breathing disorders, arrhythmia, ventricular fibrillation and cardiac arrest may occur. Transdermal absorption occurs after contamination of a large skin area with liquid benzene. Contamination of the eyes with liquid benzene induces pain and lacrimation, redness of the conjunctiva. Symptoms of chronic intoxication: benzene damages the hematopoietic system of the bone marrow, causing hemorrhagic diathesis, a decrease in the number of white blood cells (leukopenia), anemia. There may be bleeding from the gums, nose, bruising of the skin, prolonged bleeding after cuts, tooth extraction, prolonged menstruation. Leukaemia is a late effect of exposure. / Benzene / Benzen Dziatanie toksyczne i inne szkodliwe dziatanie biologiczne na ustroj cztowieka: substancja toksyczna, uszkadza
uktad krwiotworczy, rakotworcza, dziata narkotycznie, miejscowo drazniqco. Drogi wchtaniania: drogi oddechowe, skora, przewod pokarmowy. Objawy zatrucia ostrego: pary w st^zeniu przekraczajqcym dopuszczalne (160-400 mg/m3) wywotujq bol gtowy, znuzenie, mdtosci po paru godzinach narazenia. W bardzo duzych st^zeniach wyst^puje krotkotrwate pobudzenie, zawroty gtowy, zaburzenia koordy-nacji ruchow i rownowagi, sennosc, drgawki, utrata przytomnosci z zaburzeniami oddychania, arytmiq, migotaniem komor i zatrzymaniem akcji serca. Wchtanianie przez skor^ nast^puje po skazeniu duzej powierzchni skory ciektym benzenem. Skazenie oczu ciektym benzenem wywotuje bol i tzawienie oczu, zaczerwienienie spojowek. Objawy zatrucia przewlektego: benzen uszkadza uktad krwiotworczy szpiku kostnego, powodujqc skaz^ krwotocznq, zmniejszenie liczby biatych krwinek (leukopenia), niedokrwistosc. Mogq wyst^powac krwawienia dziqset, z nosa, siniaczenie skory, dtugotrwate krwawienia po skaleczeniach, usuni^ciu z^ba, przedtuzone miesiqczki. Poznym nast^pstwem narazenia jest biataczka.
Toxicity and other harmful biological effects on the human body: a toxic substance, moderately irritating, possibly carcinogenic to humans.
Absorption routes: vapors and fumes - through the respiratory tract. Symptoms of acute poisoning: vapors and fumes of the chemical heated to a high temperature may cause irritation of the upper respiratory
tract manifested as scratchy throat, cough, lacrimation. Benzo(a)pyrene / Symptoms of chronic intoxication: skin lesions such as erythema, itching may occur. Cancers may be a distant consequence of exposure. / Benzo(a)piren Dziatanie toksyczne i inne szkodliwe dziatanie biologiczne na ustroj cztowieka: substancja toksyczna, umiarkowanie
drazniqca, prawdopodobnie rakotworcza dla cztowieka. Drogi wchtaniania: pary i dymy - przez drogi oddechowe. Objawy zatrucia ostrego: pary i dymy substancji ogrzanej do wysokiej temperatury mogq powodowac podraznienia gornych drog oddechowych w postaci uczucia drapania w gardle, kaszlu, tzawienia oczu. Objawy zatrucia przewlektego: mogq wystçpowac zmiany skorne, takie jak rumien, swçdzenie. Odlegtym nastçpstwem narazenia mogq byc nowotwory.
Benzyl butyl phtha- Toxicity and other harmful biological effects on the human body: reproductive toxicity, may have a harmful effect on the unborn late (BBP) / Ftalan child. Possible harmful effect on fertility. / Dziatanie toksyczne i inne szkodliwe dziatanie biologiczne na ustroj cztowieka: dziatanie benzylu butylu (BBP) szkodliwe na rozrodczosc, moze dziatac szkodliwie na dziecko w tonie matki. Prawdopodobne dziatanie szkodliwe na ptodnosc.
Di (2-etylhexyl)
Toxicity and other harmful biological effects on the human body reproductive toxicity. May cause harm to the unborn child.
Suspected to have a harmful effect on fertility. / Dziatanie toksyczne i inne szkodliwe dziatanie biologiczne na ustroj cztowieka: dziata-
, , . nie szkodliwe na rozrodczosc. Moze dziatac szkodliwie na dziecko w tonie matki. Podejrzewa sie, ze dziata szkodliwie na ptodnosc.
ftalan (DEHP) ' ^
Toxicity and other harmful biological effects on the human body: a toxic, suffocating gas. Absorption: through the respiratory tract. The consequences of acute poisoning may include: irreversible damage to the central nervous system, coronary insufficiency and
myocardial infarction in subjects with cardiovascular disorders. Symptoms of chronic intoxication: a decrease in physical exertion capacity in people with changes in the coronary vessels; coronary cir-Carbon monoxide / culation disorders and ECG abnormalities; headaches and dizziness, memory disorders, personality changes and neurological disorders./ Tlenek wçgla (CO) Dziatanie toksyczne i inne szkodliwe dziatanie biologiczne na ustroj cztowieka: gaz toksyczny, duszqcy.
Drogi wchtaniania: przez drogi oddechowe. Nastçpstwem ostrego zatrucia moze byc: nieodwracalne uszkodzenie osrodkowego uktadu nerwowego, niewydolnosc wiencowa i zawat u osob ze zmianami w sercu. Objawy zatrucia przewlektego: zmniejszenie zdolnosci wysitkowej u osob ze zmianami w naczyniach wiencowych; zaburzenia krqzenia wiencowego i zmiany w EKG; bole i zawroty gtowy, zaburzenia pamiçci, zmiany osobowosci i zmiany neurologiczne.
Nitric oxide / Tlenek azotu (NO)
Toxicity and other harmful biological effects on the human body: a toxic and irritating gas. Absorption routes: the respiratory tract.
Symptoms of acute poisoning: at low concentrations, slightly exceeding the maximum momentary limits, it can induce mild cough, irritation of the nasal mucosa. At a concentration exceeding 70 mg/m3, it causes cough, sore throat, severe irritation and pain in the nasal mucous membranes and eyes. Discontinuation of exposure causes these symptoms to disappear. At concentrations above 120 mg/m3, it causes compressive pain in the chest, shortness of breath, pain and dizziness, anxiety, pulmonary edema, cyanosis, loss of consciousness and death. At high concentrations (> 200 mg/m3), death can occur after a short exposure. Acute poisoning can result in pneumonia and fibrous alveolitis with respiratory failure. Symptoms of chronic intoxication: chronic inflammation of the respiratory tract with cough; tooth enamel damage, headaches, susceptibility to secondary infections. / Dziatanie toksyczne i inne szkodliwe dziatanie biologiczne na ustroj cztowieka: gaz toksyczny, drazniqcy.
Drogi wchtaniania: drogi oddechowe.
Objawy zatrucia ostrego: w matych st^zeniach moze wywotac niewielki kaszel i podraznienie btony sluzowej nosa. W st^zeniu prze-kraczajqcym 70 mg/m3 wywotuje kaszel, bol gardta, silne podraznienie i bol btony sluzowej nosa oraz oczu. Przerwanie narazenia powoduje ustqpienie tych objawow. W st^zeniach powyzej 120 mg/m3 wywotuje bol sciskajqcy w klatce piersiowej, dusznosc, bol i zawroty gtowy, niepokoj, obrz^k ptuc, sinic^, utrat^ przytomnosci i smierc. W wi^kszych st^zeniach (> 200 mg/m3)
powoduje smierc po krotkiej ekspozycji.
Nast^pstwem zatrucia ostrego moze byc zapalenie ptuc oraz wtokniejqce zapalenie p^cherzykow ptucnych
z niewydolnosciq oddechowq. Objawy zatrucia przewlektego: przewlekte stany zapalne drog oddechowych z kaszlem, uszkodzenie szkliwa z^bow, bole gtowy, podatnosc na wtorne infekcje.
Source/ZrOdto: Baza ChemPyt [31].
Hazards caused by harmful chemicals
K. M. Kirk and M. B. Logan conducted studies concerning polycyclic aromatic hydrocarbons deposited on the outer surface of the special firefighter suit, as well as the permeation of contaminants through the consecutive layers of the clothing [15]. They found that chemical molecules deposited on the suit could penetrate into the fabric fibers. Kirk and Logan [15] used the method of aromatic hydrocarbons (PAHs) deposition on pieces of fabric attached to the outer side of the suit. When the firefighters had finished their training, the fabric sample was removed and submitted for laboratory analysis. The total PAH stream ranged from 3.3 to 16 ng/cm2/min. Only four of these substances (phe-nanthrene, fluoranthene, pyrene and benzo[a]anthracene) were detected in all fabric samples (table 3). The identified PAHs were mostly the same as those determined by J. O. Stull [32] on soiled suits: benzo[a]anthracene, chrysene, fluoranthene, phenanthrene and pyr-ene. The concentration of pyrene was determined by Stull [32] at the level of up to 75 mg/cm2. It was higher than the concentration of pyrene determined on the fabric samples by Kirk and Logan and was up to 2.0 ng/cm2/min [15].
Zagrozenia szkodliwymi substancjami chemicznymi
Badaniami z zakresu depozycji wielopierscieniowych w?glo-wodorow aromatycznych osadzonych na zewn?trznej powierzchni ubrania specjalnego strazaka, a takze przedostawaniem si? zanie-czyszczen przez kolejne warstwy materiatowe ubrania zajmowali si? K. M. Kirk i M. B. Logan [15]. Ustalili oni, ze osadzone na mate-riale ubrania czqsteczki substancji chemicznych mogq przenikac do wtokien [15]. Kirk i Logan [15] stosowali metod? depozycji w?glo-wodorow aromatycznych (WWA) na fragmentach tkaniny przymo-cowanej do zewn?trznej strony ubrania. Po zakonczeniu cwiczen przez strazakow probka tkaniny byta zdejmowana i przekazywana do analizy laboratoryjnej. Catkowity strumien WWA wahat si? od 3,3 do 16 ng/cm2/min, z czego tylko cztery substancje (fenantren, fluoranten, piren, benzo[a]antracen) zostaty wykryte we wszystkich probkach tkaniny (tabela 3). Zidentyfikowane WWA byty w wi?kszo-sci takie same jak oznaczone przez J. O. Stulla [32] na zabrudzonym ubraniu: benzo[a]antracen, chryzen, fluoranten, fenantren i piren. St?zenie pirenu okreslit Stull [32] na poziomie do 75 mg/cm2. Byto ono wyzsze niz st?zenie pirenu oznaczonego na probkach tkaniny przez Kirka i Logana i wynosito maksymalnie 2,0 ng/cm2/min [15].
Table 3. Polycyclic aromatic hydrocarbon deposition stream on a special firefighter suit material system after repeated exposure Tabela 3. Strumien depozycji wielopierscieniowych w^glowodorow aromatycznych na uktadzie materiatow ubrania specjalnego strazaka po wielokrotnym narazeniu
PAH type / Rodzaj WWA Deposition stream, [ng/cm2/min] / Strumien depozycji, [ng/cm2/mi] 1 2 3 4
Naphthalene / Naftalen <0.08 <0.04 <0.03 <0.02-0.05
Acenaphthylene / Acenaftylen 0.13-1.1 0.12-0.52 0.05-0.64 0.07-1.23
Acenaphthene / Acenaften <0.08 <0.04 <0.03 <0.02
Fluorene / Fluorene 0.10-0.63 0.09-0.31 0.04-0.38 0.07-0.59
Phenanthrene / Fenantren 1.9-6.8 1.4-3.9 0.41-4.1 1.7-3.5
Anthracene / Antracen 0.34-1.5 0.28-0.79 0.08-0.94 0.32-0.94
Fluoranthene / Fluoranten 0.86-3.1 1.3-2.2 0.69-3.1 1.6-2.1
Pyrene / Piren 0.83-3.0 1.3-1.9 0.71-2.6 1.6-2.0
Benzo [a] anthracene / Benzo [a] antracen <0.06-0.55 0.23-0.31 0.21-0.79 0.29-0.33
Chrysene / Chryzen <0.06-0.49 0.20-0.32 0.21-0.71 0.25-3.5
Benzo [b] fluoranthene / benzo [k] fluoranthene / Benzo [b] fluoranten / Benzo [k] fluoranten 0.11-0.54 0.23-0.40 0.36-0.89 0.32-0.44
Perylene / Perylen <0.08 <0.04 <0.02-0.08 <0.02-0.05
Benzo [a] pyrene / Benzo [a] piren 0.09-0.33 0.12-0.25 0.21-0.58 0.21-0.29
Benzo [e] pyrene / Benzo [e] piren <0.06-0.16 <0.04-0.11 0.12-0.28 0.13-0.14
Indeno [1,2,3-cd] pyrene / Indeno [1,2,3-cd] piren <0.08 <0.04-0.11 0.09-024 0.08-0.13
Dibenzeno [a, h] anthracene / Dibenzeno [a, h] antracen <0.08 <0.04 <0.03 <0.02
Benzo [ghi] perylene / Benzo [ghi] perylen <0.06-0,15 <0.04-0.10 0.14-0.29 0.10-0.20
Total PAHs / Suma WWA 4.3-16 5.8-10 3.3-16 6.7-12
Source/Zrodto: Kirk K.M., Logan M.B., Firefighting instructors' exposures to polycyclic aromatic hydrocarbons during live fire training scenarios, "Journal of Occupational and Environmental Hygiene" 2015 [15].
More and more literature reports point out that the work of a firefighter, in addition to the risk of exposure to physical, biological and chemical factors, is associated in the long term with the development of malignant neoplasms, including most often melanoma, leukemia, multiple myeloma, cancers of the esophagus, brain and kidneys [33]. The analysed exposure scenarios assume that for an average firefighter using the special firefighter suit on average 2 days a week for 50 weeks a year throughout his career, which in the worst case lasts 40 years, the risk of cancer is 1 in 100 000 [34]. One of the first studies on the occupational hazard for firefighters in the UK on carcinogens released during fires was carried out by A. Stec et al. [34]. She took samples for testing from the surface of the skin (jaw, throat, hands), personal protective equipment and the elements of equipment of the working environment (office, fire station). In the case of the special firefighter suit, the samples were collected before and after firefighters' training in a chamber where a piece of board was burned. A. Stec et al. [34] determined the levels of aromatic hydrocarbons (PAHs), including those of carcinogenic substances such as benzo[a]pyrene, 3-MCA and 7,12-dimethylobenz[a]anthracene. The concentrations of PAHs in samples taken from the outer
W coraz wi?kszej liczbie doniesien literaturowych podkre-sla si?, ze praca strazaka oprócz ryzyka narazenia na czynniki fizyczne, biologiczne i chemiczne, w dtuzszej perspektywie zwiq-zana jest z zachorowaniami na nowotwory ztosliwe, w tym naj-cz?sciej na czerniaka, biataczk?, szpiczaka mnogiego, nowotwór przetyku, mózgu i nerek [33]. Analizowane scenariusze narazenia zaktadajq, ze dla przeci?tnego strazaka uzytkujqcego ubra-nie specjalne, srednio 2 dni w tygodniu przez 50 tygodni w roku przez okres kariery zawodowej, co w najgorszym przypadku trwa 40 lat, ryzyko zachorowania na raka wynosi 1 na 100 000 [34]. Jedne z pierwszych badan w zakresie zagrozenia zawodowego strazaków w Wielkiej Brytanii na substancje rakotwórcze uwal-niane w trakcie pozarów przeprowadzita A. Stec z zespotem [34]. Próbki do badan pobierano z powierzchni skóry (szcz?ka, gar-dto, dtonie), srodków ochrony indywidualnej oraz z elemen-tów wyposazenia srodowiska pracy (biuro, remiza strazacka). W przypadku ubrania specjalnego, próbki pobierano przed cwicze-niami i po cwiczeniach w komorze, w której spalano kawatek plan-szy. A. Stec z zespotem [34] wyznaczyta poziomy w?glowodorów aromatycznych (WWA), w tym kancerogennego benzo[a]pirenu, 3-MCA i 7,12-dimetylobenz[a]antracenu. St?zenia WWA w próbkach
surface of the face masks were significantly higher than in the case of samples taken from the arm regions of the special suit, zip flaps, fire helmets and special gloves (figure 1) [34]. The concentrations of PAHs reached 2000 mg/m2 for special suit and 6000 mg/m2 for masks. The reason for significantly higher quantities of PAHs determined in the case of masks may be the fact that the breathing apparatus used by firefighters during training was used for different training sessions and is not part of their personal equipment. Between the trainings, the breathing equipment was cleaned with soap and water. However, the high concentrations of PAHs determined in the samples taken from the masks indicated that the cleaning process was insufficient. In her latest papers, A. Stec et al. [21] emphasized that personal protective equipment is currently not designed to protect against the exposure to harmful chemicals. There are no requirements in this field and further research is necessary.
pobranych z zewnçtrznej strony masek byty wyraznie wyzsze niz w przypadku pröbek pobranych z okolic ramion ubrania spe-cjalnego, oston zamköw btyskawicznych, hetmöw strazackich i rçkawic specjalnych (rycina 1) [34]. Stçzenia WWA dochodzity do 2000 mg/m2 w przypadku ubran i do 6000 mg/m2 w przypadku masek. Powodem znacznie wiçkszych ilosci WWA wyznaczonych w przypadku masek moze bye fakt, ze aparat oddechowy uzy-wany przez strazaköw podczas ewiczen byt wykorzystywany do röznych szkolen, a nie byt osobistym wyposazeniem strazaka. Pomiçdzy ewiczeniami aparaty byty czyszczone mydtem i wodq. Jednakze wysokie stçzenia WWA oznaczone w pröbkach pobranych z masek wskazaty, ze proces czyszczenia nie byt wystar-czajqcy. A. Stec z zespotem [21] w najnowszych pracach pod-kreslita, ze srodki ochrony indywidualnej w chwili obecnej nie sq projektowane pod kqtem zabezpieczenia przed kontaminacjq szkodliwymi substancjami chemicznymi. Brak jest w tym zakre-sie wymagan i konieczne sq dalsze prace.
H Benzo(a)anthracene BChrysene b Naphthalene
■ Benzo(b)fluoranthene M Benzo(k)fluoranthene s I ndeno(1,2.3-cd)pyrene □ Dibenz(a,h)anthracene
■ Benzo(a)pyrene
■ 7,12-dimethylbenz(a)anthracene Q Benzo(j)fluroanthene
a 3-methylcholanthrene a Dibenzo(a,e)pyrene
li-li-Li-U-Li-li-li-Li-U-U-U-L U_U_U_U_Li_Li_U_Ll_Ll_Li_Li_L
Pre Post Mask
Pre Post Zipflap
li-U-Li-U-li-li-li-U.
Pre Post Shoulder
bM
Pre
Post
Gloves
- U- U- U. U. li. u_
CN cn " u. u. u li. u. u
Pre Post Hood
Figure 1. Total concentration of polycyclic aromatic hydrocarbons in samples of personal protective equipment taken from firefighters
(from five locations) before and after participation in live fire training (FF1 means the instructor, FF2-FF4 - the practicing firefighters
Rycina 1. Catkowite stçzenie wielopierscieniowych wçglowodorow aromatycznych w probkach srodkow ochrony indywidualnej pobranych od strazakow
przed i po uczestnictwie w cwiczeniach z narazeniem na dziatanie ptomienia (FF1 oznacza instruktora, FF2-FF4 - cwiczgcy strazacy)
Source/ZrodtO: A. A. Stec, K. E. Dickens, M. Salden, F. E. Hewitt, D. P. Watts, P. E. Houldsworth., F. L. Martin, Occupational exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons and elevated cancer incidence in firefighters, "Scientific Reports" 2018 [34].
K.W. Fent et al. [35] investigated contaminants deposited on the clothes and skin of firefighters. They focused on the determination of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and volatile organic compounds (VOC) as the markers for non-volatile and volatile chemicals. The study participants were divided into 3 crews, 12 firemen each. Each crew was assigned to perform an exercise scenario that included exposure to fire and performing tasks at the construction site. The samples were taken from the outer surface of the special firefighter suit before the exposure to fire and after it. In turn, samples from the skin of the firefighters were taken by rubbing the skin of the neck and hands with cloths.
As observed by K.W. Fent et al. [10], the level of both PAH and VOC contamination on the surface of the special firefighter
K. W. Fent i in. [35] przeprowadzit badania zanieczyszczen osadzonych na ubraniach i skörze strazaköw. Skupili siç na ozna-czeniu wielopierscieniowych wçglowodorow aromatycznych (WWA) i lotnych zwiqzköw organicznych (LZO), jako markeröw dla nielotnych i lotnych substancji chemicznych. Uczestnicy badania byli podzieleni na 3 zatogi, po 12 strazaköw. Kazda zatoga zostata skierowana do zrealizowania scenariusza ewiczen, uwzglçdniajq-cego dziatanie ognia i wykonanie zadan na placu budowy. Pröbki pobierano z zewnçtrznej powierzchni ubrania specjalnego przed dziataniem ognia i po nim. Z kolei pröbki ze sköry strazaköw pobierano, przecierajqc sciereczkami skör? szyi i dtoni.
K. W. Fent i in. [10] odnotowali, ze zaröwno poziom zanie-czyszczenia WWA, jak i LZO na powierzchni ubrania specjalnego
suit increased significantly after the fire. In-field decontamination with soap, water and scrubbing reduced PAH contamination by 85% (median value). Among the firefighters assigned to attack and search, the level of hand contamination (135 and 226 ^ig/m2, respectively) was observed to be higher than after other tasks (<10.5 |g/m2). The used cleaning wipes were able to reduce the level of PAH contamination on the neck skin by about half (median - 54%). Fluoranthene was identified in the highest amounts, both on the surface of the special suit and on the skin (> 25% of all PAHs, figure 2). Benzo[a]pyrene, a proven carcinogen for humans, accounted for 5% of PAHs analysed on the skin of the hands and 8% of PWA measured on the special firefighter suit. Several other substances - PAHs classified as potentially carcinogenic - were also detected - 26% on the skin and 37% on the personal protective equipment [10].
zwiçkszat siç znaczqco po pozarze. Dekontaminacja w terenie z uzyciem mydta, wody i za pomocq szorowania pozwalata zmniej-szyc poziom zanieczyszczenia WWA o 85% (wartosc mediany). Wsrod strazakow przydzielonych do ataku i przeszukiwan stwier-dzono wiçksze skazenie rqk (odpowiednio 135 i 226 ^ig/m2) niz podczas innych prac (<10.5 |g/m2). Stosowane chusteczki czysz-czqce byty w stanie zmniejszyc wielkosc zanieczyszczenia WWA na skorze szyi o ok. potowç (mediana - 54%). W najwiçkszej ilosci identyfikowany byt fluoranten, zarowno na powierzchni ubrania specjalnego, jak i skory (> 25% wszystkich WWA, rycina 2). Ben-zo[a]piren, bçdqcy udowodnionq substancjq rakotwörczq dla czto-wieka, stanowit 5% WWA analizowanych na skorze rqk i 8% WWA mierzonych na ubraniu specjalnym. Wykryto takze kilka substancji sposrod WWA sklasyfikowanych jako prawdopodobnie rakotwor-cze: 26% na skorze i 37% na srodkach ochrony indywidualnej [10].
E о
S Э S* Jk I
I о < 'Й
II
■ 1111 ■ I
ä
s
Figure 2. Aromatic hydrocarbons determined on the surface of the jacket of special firefighter suit used in 4 fires without in-field decontamination Rycina 2. W^glowodory aromatyczne oznaczone na powierzchni kurtki ubrania specjalnego strazaka uzytkowanego w 4 pozarach bez dekontaminacji polowej
Source/ZrOdtO: K.W. Fent, B. Alexander, J. Roberts, i in., Contamination of firefighter personal protective equipment and skin and the effectiveness of decontamination procedures, "Journal of Occupational and Environmental Hygiene" 2017 [10].
Among volatile organic compounds (VOC) analysed in the samples collected from firefighters' equipment and special firefighter suits after their use in a fire, the highest concentrations were recorded for styrene (340 ^ig/m3) and benzene (230 ^ig/m3) [10]. The findings of K. W. Fent's team [10] suggest that a large proportion of volatile organic compounds (VOC) evaporated naturally from the surface of personal protective equipment that had not been decontaminated, but left to be aired. Fent [10] stated that the main purpose of field decontamination of the equipment and
Sposrod lotnych zwiqzköw organicznych (LZO) badanych w probkach pobranych z wyposazenia i ubran specjalnych strazaka po uzytkowania podczas pozaru najwyzsze stçzenia odnoto-wano dla styrenu (340 ig/m3) i benzenu (230 ig/m3) [10]. Wyniki badan zespotu K. W. Fenta [10] sugerujq, ze duza czçsc lotnych zwiqzköw organicznych naturalnie odparowata z powierzchni srod-kow ochrony indywidualnej, ktore nie zostaty odkazone, ale pozo-stawione do wietrzenia. Fent [10] stwierdzit, ze gtownym celem odkazania wyposazenia i ubran w terenie nie jest usuwanie LZO,
suits is not to remove VOCs, but rather to remove soot and other solid particles. This is due to the fact that the soot particle can act as a sorbent for other organic substances. It was concluded that decontamination in the field could help reduce the amount of volatile organic compounds deposited on the surface of personal protective equipment.
In their further studies, Fent and his team [35] used a method of biological monitoring, involving the analysis of metabolites in the firefighters' urine. Firefighters participated in live fire training scenarios involving simulated fires that varied in terms of the materials used for fire simulation:
1. Scenario with pallets and straw: fire induced using three pallets and one straw bale.
2. Scenario with an OSB board (oriented strand board): fire induced using two pallets and one straw bale, as well as an OSB board.
3. Scenario with simulated smoke: a method of fire simulation using a device generating smoke.
Two teams of firefighters carrying out rescue operations participated in the tests. Urine samples were collected from the firefighters before and after 3 hours after the end of the training. The urine was analysed for the presence of metabolites of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). The participants' breathing was also analysed for the presence of volatile organic compounds (VOCs), in particular benzene, toluene, ethylbenzene and styrene. Exhaled air samples were collected from firefighters before each fire scenario and immediately after it. Fent [35] found that the median concentration of almost all PAH metabolites in the urine of the firefighters increased after the training. It was the highest for the fire scenario with OSB boards and amounted to almost 5 ig/g after the third training session [35]. The lowest concentrations of metabolites - below 2 ig/g - were recorded in the case of the simulated smoke scenario. The concentrations of PAH metabolites determined among the instructors increased during each day of training, regardless of the training scenario. The highest concentrations of PAH metabolites were noted for instructors who supervised 3 trainings a day. An increase in the urine level of 1-hydroxypyrine of up to a dozen times (from 0.5 ig/g to max 8 |/g) was demonstrated. The concentration tested in the samples collected form the instructors was approximately 3.5 times higher than in case of the firefighters practicing according to the fire scenario with pallets and straw (Figure 3).
One of the first studies to assess phthalate contamination of special firefighter suits used by firefighters was conducted by B. M. Alexander and C. S. Baxter [13]. They showed that di- (2- ethylhexyl) phthalate - short for DEHP a plasticizer added to polyvinyl chloride (PVC) to increase its flexibility, was present in each sample of the suit. DEHP concentrations were the highest among all analysed chemicals, reaching 340 ig/g for the hood and 220 ig/g for the sleeve. DEHP concentration was 52 to 875 times higher than the measured concentration of any polycyclic aromatic hydrocarbon. Measurements performed by Alexander and Baxter [13] suggest that firefighters are exposed to high levels of DEHP a probable human carcinogen, and it is much higher than PAHs, which were the most common object
ale raczej usuwanie sadzy i innych czqstek statych. Jest to zwiq-zane z tym, ze czqstka sadzy moze stanowic sorbent dla innych substancji organicznych. Wnioskowano, ze dekontaminacja w terenie mogtaby pomóc zredukowac ilosci lotnych zwiqzków organicznych osadzonych na powierzchni srodków ochrony indywidualnej.
W dalszych badaniach Fent z zespotem [35] do oceny naraze-nia strazaków podczas cwiczen zastosowali metodç monitorowa-nia biologicznego, polegajqcq na badaniu metabolitów w moczu strazaków. Strazacy wykonywali cwiczenia podczas symulowa-nych pozarów zróznicowanych pod kqtem stosowanych materia-tów do symulacji pozarowych:
1. Scenariusz z paletami i stomq: pozar wywotany przy uzy-ciu trzech palet z drewna sosnowego i jednej beli stomy.
2. Scenariusz z ptytq OSB (zorientowana deska wiórowa): pozar wywotany przy uzyciu dwóch palet i jednej beli stomy oraz OSB.
3. Scenariusz symulowanego dymu: sposób symulowania pozaru przy zastosowaniu urzqdzenia do wytwarzania dymu.
W badaniach uczestniczyty 2 zastçpy strazaków prowadzq-cych dziatania ratownicze. Próbki moczu pobierano od strazaków przed i po 3 godzinach od zakonczenia cwiczen. Mocz analizo-wano pod kqtem obecnosci metabolitów wielopierscieniowych w^glowodorów aromatycznych (WWA). Badano takze oddech uczestników cwiczen w kierunku obecnosci lotnych zwiqzków organicznych (LZO), w szczególnosci benzenu, toluenu, etyloben-zenu i styrenu. Próbki wydychanego powietrza byty pobierane od strazaków przed kazdym scenariuszem cwiczen i natychmiast po nim. Fent [35] stwierdzit, ze mediana stçzen prawie wszystkich metabolitów WWA w moczu strazaków wzrosta po cwiczeniach. Byta ona najwyzsza dla scenariusza z ptytami OSB i wynosita prawie 5 ^igZg po trzecim cwiczeniu. Najnizsze stçzenia metabolitów odnotowano w przypadku scenariusza z symulowanym dymem, ponizej 2 MgIg. Stçzenia metabolitów WWA oznaczane wsród instruktorów zwiçkszaty siç kazdego dnia szkolenia, niezaleznie od scenariusza cwiczen. Najwiçksze stçzenia metabolitów WWA zaobserwowano u instruktorów nadzorujqcych 3 szkolenia dzien-nie. Wykazano, ze wzrost stçzenia 1-hydroksypirynu w moczu byt nawet kilkunastokrotny, z 0,5 ^igZg do max 8 ^g. Stçzenie zbadane w próbkach pobranych od instruktorów byto ok. 3,5-krotnie wiçk-sze niz w przypadku strazaków cwiczqcych wedtug scenariusza pozaru z paletami i stomq (rycina 3).
Jedne z pierwszych badan dotyczqcych oceny zanieczysz-czen ftalanami uzytkowanego ubrania specjalnego strazaka pro-wadzili B. M. Alexander i C. S. Baxter [13]. Wykazali oni, ze ftalan di-(2-etyloheksylu) - skrót DEHP plastyfikator, dodawany do poli-chlorku winylu (PVC) w celu zwiçkszenia elastycznosci, byt obecny w kazdej próbce materiatu ubrania. Stçzenia DEHP byty najwyzsze sposród wszystkich analizowanych substancji che-micznych i siçgaty 340 ^igZg w przypadku kaptura i 220 ^igZg w przypadku rçkawa. Stçzenie DEHP byto od 52 do 875 razy wyz-sze niz zmierzone stçzenie któregokolwiek wielopierscieniowego wçglowodoru aromatycznego. Pomiary wykonane przez Alexandra i Baxtera [13] sugerujq, ze strazacy sq narazeni na wysokie poziomy DEHP (prawdopodobnego czynnika rakotwór-czego dla ludzi) i to znacznie wyzsze niz WWA, które byty
of research. For this reason, the exposure of firefighters to phthalates deserves in-depth analysis. Exposure to semi-volatile organic compounds may occur as a result of their inhalation, as well as deposition on the equipment and firefighters' personal protective equipment. Given that semi-volatile organic compounds are highly lipophilic, Alexander and Baxter [13] speculated that phthalate diesters would permeate through the skin easily, especially at elevated temperatures occurring in the situations of rescue operations, especially during fires. They noticed a difficulty concerning the assessment of the exposure level of firefighters. They concluded that it cannot be determined directly from the measurements of the amount of chemical contamination. The reason is the interaction of many factors that influence the creation of a harmful dose for a given organ. These factors include skin temperature, heart rate, how long the suit is worn and how often it is cleaned and washed [13].
najcz^stszym obiektem badan. Z tego powodu ekspozycja stra-zaków na ftalany zastuguje na pogt^bionq analiza Narazenie na pótlotne zwiqzki organiczne moze miec miejsce w wyniku ich wdychania, jak równiez osadzania si? na wyposazeniu i srodkach ochrony indywidualnej strazaka. Biorqc pod uwag?, ze pótlotne zwiqzki organiczne sq wysoce lipofilowe, Alexander i Baxter [13] przypuszczali, ze diestry ftalanu tatwo przenikac przez skór?, zwtaszcza w podwyzszonej temperaturze wyst^pujqcej podczas dziatan ratowniczych, szczególnie pozarów. Zauwazyli oni trudnosc dotyczqcq oceny poziomu narazenia strazaków. Wnioskowali, ze nie mozna go bezposrednio wyznaczyc z pomia-rów ilosci zanieczyszczen substancjami chemicznymi. Powodem jest oddziatywanie wielu czynników wptywajacych na powstanie szkodliwej dawki dla okreslonego narzqdu. Nalezq do nich temperatura skóry, t?tno, czas uzytkowania ubrania oraz cz^stotli-wosc jego czyszczenia i mycia skóry [13].
—w—
X
1 {
—T 1 —8— T
Pre 1. Post 2. Post 3. Pre Post
exercise exercise exercise
Instructors Firefighters
Figure 3. Concentrations of 1-hydroxypyrine in urine of firefighters taking part in the training scenario with OSB boards
Rycina 3. St^zenia 1-hydroksypirynu w moczu strazakow biorgcych udziat w cwiczeniach wedtug scenariusza z ptytami OSB
Source/Zrodto: K. W. Fent, Ch. Toennis, D. Sammons, i in., Firefighters' and instructors' absorption of PAHs and benzene during training exercises,
"International Journal of Hygiene and Environmental Health" 2019 [35].
Many studies demonstrating harmful effects of phthalates on the human body have been published. The results collected by J. Jurewicz and W. Hanke [36] provide evidence that phthalates increase the risk of allergies and asthma and have an adverse effect on neurological development in children. Exposure to phthalates adversely affects the level of reproductive hormones (luteinizing hormone, free testosterone, sex hormone binding globulin), as well as thyroid function, and enhances the antiandrogen effect. In addition, the results of some studies demonstrate negative associations between exposure to phtha-lates and impaired fertility. Phthalates can negatively affect the intrauterine development of the fetus, although the results of these studies require confirmation. However, it should be taken into consideration that exposure to endocrine disruptors in the womb can have lifelong effects. The toxicity of phthalate esters is mainly due to their rapid transformation in the body into even more toxic metabolites [37].
Pojawito siç wiele badan wykazujqcych szkodliwe skutki oddziatywania ftalanów na organizm cztowieka. Wyniki zebrane przez J. Jurewicz i W. Hanke [36] dajq przestanki do stwierdze-nia, ze ftalany zwiçkszajq ryzyko alergii i astmy oraz majq nie-korzystny wptyw na rozwój neurologiczny u dzieci. Ekspozycja na ftalany wptywa niekorzystnie na poziom hormonów rozrod-czych (hormonu luteinizujqcego, wolnego testosteronu, globu-liny wiqzqcej hormony ptciowe) oraz funkcje tarczycy, a takze wzmaga dziatanie antyandrogenne. Ponadto wyniki niektórych badan wykazujq negatywne interakcje pomiçdzy narazeniem na ftalany a uposledzonq ptodnosciq. Ftalany mogq niekorzystnie wptywac na rozwój dziecka w tonie matki, choc wyniki tych badan wymagajq potwierdzenia. Jednakze, nalezy miec na uwadze, ze narazenie na dziatanie substancji zaburzajqcych gospodarkç hor-monalnq moze powodowac konsekwencje na cate zycie. Tok-sycznosc estrów ftalowych wynika gtównie z ich szybkiej prze-miany w organizmie do bardziej toksycznych metabolitów [37].
Taking into account the impact of these substances on health, the need for further epidemiological research, as well as the implementation of preventive policies is evident. Some phthalate esters are subject to legal regulations in the European Union. DEHP is listed among category 1B carcinogens under the Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemical (GHS). The use of DEHP has been banned in toys, child care products, cosmetics and medical devices [21]. The United States Environmental Protection Agency (EPA) has classified benzyl butyl phthalate (BBP) and di (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) as substances with a possible carcinogenic effect on humans [38]. Moreover, some phthalates (BBP DBP DEHP) have been included in REACH Regulation on the registration, evaluation, authorization and restriction of chemicals (EC 1907/2006) as substances of very high safety and health concerns.
Biorqc pod uwagç wptyw omawianych substancji na zdro-wie, widoczna jest potrzeba dalszych badan epidemiologicznych, a takze wdrozenie polityki zapobiegawczej. Niektóre estry fta-lanu podlegajq regulacjom prawnym w Unii Europejskiej. DEHP jest wymieniony wsród substancji rakotwórczych kategorii 1B w ramach zharmonizowanego systemu klasyfikacji i oznakowa-nia chemikaliów (GHS). Stosowanie DEHP zostato zabronione w przypadku produkcji zabawek, artykutów pielçgnacyjnych dla dzieci, kosmetyków i wyrobów medycznych [21]. Agencja Ochrony Srodowiska Stanów Zjednoczonych (EPA) zaklasyfi-kowata ftalan benzylu butylu (BBP) i di (2-etyloheksylo) ftalan (DEHP) jako substancje o mozliwym dziataniu rakotwórczym dla ludzi [38]. Ponadto niektóre ftalany (BBP DBF! DEHP) zostaty ujçte w rozporzqdzeniu REACH w sprawie rejestracji, oceny, udziela-nia zezwolen i ograniczen dotyczqcych substancji chemicznych (WE 1907I2006) jako substancje wzbudzajqce szczególnie duze obawy pod wzglçdem bezpieczenstwa dla zdrowia.
Summary and conclusions
1. Contamination of firefighters' personal protective equipment, with particular focus on special firefighter suits, was mainly tested for the presence of aromatic and aliphatic hydrocarbons, and volatile organic compounds with a proven carcinogenic effect. Phthalates were less commonly investigated as substances posing a very high risk to the reproduction and likely to affect infertility. In the literature on the subject, the most common studies concerned the deposition of chemicals on the surfaces of the firefighter's personal protective equipment after participation in practical training with a fire scenario. There are no literature reports on testing the amounts of harmful chemicals deposited on the firefighter's equipment during rescue operations in real fire situations. Chemical contamination levels were the highest in the case of aromatic hydrocarbons, reaching 2000 mg/m2.
2. The content of harmful chemicals in dirt on the surface of the special firefighter suit materials, as well as other personal protective equipment and in the urine metabolites of firefighters after rescue operations, indicate the need for adequate cleaning of the clothing and equipment used by the officers.
3. An important action at the moment is the promotion of knowledge of the hazardous chemicals contained in contaminants deposited on firemen's personal protective equipment. This will contribute to drawing attention to the maintenance process, which allows the removal of the harmful substances, either completely, or at least to a large extent. Decontamination will allow the increase of safety of firefighters using personal protective equipment against the hazards occurring in their working environment, to which less attention is paid than to the visible flame hazard. Procedures minimizing the level of contamination should also be implemented.
4. In the continued studies, the authors conduct analyses of the content of selected chemicals contaminating the
Podsumowanie i wnioski
1. Zanieczyszczenia srodków ochrony indywidualnej strazaków, ze szczególnym uwzglçdnieniem ubran specjalnych, byty badane gtównie pod kqtem obecnosci w^glowodorów aromatycznych i alifatycznych, lotnych zwiqzków organicznych, o udowodnionym dziataniu kancerogennym. Rzadziej zajmowano siç ftalanami jako substancjami stanowiqcymi bardzo duze zagrozenie dla rozrodczosci i mogqcymi miec wptyw na bezptodnosc. W literaturze przedmiotu najczç-sciej podejmowano badania dotyczqce depozycji substancji chemicznych na powierzchni srodków ochrony indywidualnej strazaka po uczestnictwie w cwiczeniach uwzglçdniajqcych scenariusz pozaru. Brak jest doniesien literaturowych dotyczqcych badan zawartosci szkodli-wych substancji chemicznych osadzonych na wyposaze-niu strazaka podczas dziatan ratowniczych w trakcie rze-czywistego pozaru. Poziomy zanieczyszczen substancjami chemicznymi byty najwyzsze w przypadku w^glowodorów aromatycznych, dochodzity one do 2000 mgZm2.
2. Zawartosc szkodliwych substancji chemicznych w zabru-dzeniach na powierzchni materiatów ubrania specjalnego, jak i innych srodków ochrony indywidualnej, a takze w meta-bolitach moczu strazaków po dziataniach ratowniczych, wskazuje na koniecznosc odpowiedniego czyszczenia uzyt-kowanej przez funkcjonariuszy odziezy i wyposazenia.
3. Waznym dziataniem na chwilç obecnq jest propagowanie wiedzy z obszaru zagrozen substancjami chemicznymi zawartymi w zanieczyszczeniach osadzajqcych siç na srod-kach ochrony indywidualnej strazaka. Przyczyni siç to do zwrócenia wiçkszej uwagi na koniecznosc odpowiedniego procesu konserwacji, pozwalajqcego na usuniçcie szkodliwych substancji - jesli nie catkowicie, to w znacznym stopniu. Dekontaminacja umozliwi zwiçkszenie bezpieczenstwa strazaków uzytkujqcych srodki ochrony indywidualnej przed zagrozeniami wystçpujqcymi w srodowisku ich pracy, na które zwraca siç mniej uwagi niz na widoczne zagrozenie
materials of the special firefighter suit (the outer fabric, the membrane, the thermal insulation inlays) used by firefighters during rescue operations. The determination of the quantity of substances will be carried out for the special suits immediately after use and also after washing it. An attempt to determine the degree of the removal of the chemical contaminants will be undertaken. The research will include the analysis of the levels of aromatic hydrocarbons and phthalates.
Funding source
This publication is based on the results of a research task carried out within the scope of the fifth stage of the National Programme "Improvement of safety and working conditions" partly supported in 2020 - within the scope of state services - by the Ministry of Family, Labour and Social Policy. The Central Institute for Labour Protection - National Research Institute is the Programme's main co-ordinator.
Literature / Literatura
[1 ] Antoniak P, Zagrozenie chorobami nowotworowymi strazaków w akcjach ratowniczych, „Zeszyty Naukowe Wyzszej Szkoty Zarzqdzania Ochronq Pracy w Katowicach" 2019, 1, 15, 19-42, https://doi.org/10.32039/WSZOP/1895-3794-2019-02.
[2] Wejman M., Przybylski K., Identyfikacja zagrozen na stano-wiskach pracy strazaków zawodowych, „Zeszyty Naukowe Politechniki Poznanskiej Organizacja i Zarzqdzanie" 2013, 59, 69-84.
[3] Mockatto Z., Stres pourazowy w zawodzie strazaka - prze-glqd badan, „Bezpieczenstwo Pracy. Nauka i Praktyka" 2009, 6, 453, 2-5.
[4] Marszatek A., Bartkowiak G., Dqbrowska A., Krzemin-ska S., tçzak K., Makowski K., Bugajska J., Mine rescuers' heat load during the expenditure of physical effort in a hot environment, using ventilated underwear and selected breathing apparatus, „International Journal of Occupational Safety and Ergonomics (JOSE)" 2018, 24, 1, 1-13, https://doi.org/10.1080/10803548.2017.1335971.
[5] Fent K. W., Evans D. E., Assessing the risk to firefighters from chemical vapors and gases during vehicle fire suppression, „Journal of Environmental Monitoring" 2011, 13, 536-543, https://doi.org/10.1039/c0em00591f.
[6] Dqbrowska A., Bartkowiak G., Szmechtyk T., Potrzeby i ocze-kiwania strazaków wobec inteligentnej odziezy ochronnej z systemem sygnalizacji zagrozen - wyniki badan ankieto-wych, „Bezpieczenstwo Pracy. Nauka i Praktyka" 2019, 571, 4, 22-25, https://doi.org/10.5604/01.3001.0013.1578.
[7] Giebuttowicz J., Ruzycka M., Wroczynski P., Purser D. A.,
ptomieniem. Nalezy takze dqzye do wprowadzania procedur minimalizujqcych stopien kontaminacji.
4. Autorzy w kontynuowanych pracach prowadzq analizy zawartosci wybranych substancji chemicznych stanowiq-cych zanieczyszczenie materiatów ubrania specjalnego (tkanina zewnçtrzna, membrana, wktad termoizolacyjny), uzytkowanego przez strazaków podczas dziatan ratowniczych. Oznaczenie ilosci substancji bçdzie prowadzone dla ubrania bezposrednio po uzytkowaniu, a takze po jego wypraniu. Podjçta zostanie próba wyznaczenia stopnia usu-wania zanieczyszczen chemicznych. Badania obejmowae bçdq analizy wçglowodorôw aromatycznych i ftalanów.
Zródto finansowania
Publikacja opracowana na podstawie wyników V etapu pro-gramu wieloletniego „Poprawa bezpieczenstwa i warunków pracy", finansowanego w roku 2020 w zakresie zadan stuzb pan-stwowych ze srodków Ministerstwa Rodziny, Pracy i Polityki Spo-tecznej. Koordynator programu: Centralny Instytut Ochrony Pracy - Panstwowy Instytut Badawczy.
Stec A. A., Analysis of fire deaths in Poland and influence of smoke toxicity, „Forensic Science International" 2017, 277, 77-87, http://dx.doi.org/10.1016/j.forsciint.2017.05.018.
[8] Stull J. O., Evaluation of the cleaning effectiveness and impact of esporta and industrial cleaning techniques on firefighter protective clothing. Technical Report, International Personnel Protection, Inc., 2006.
[9] https://m.ciop.pl/CIOPPortalWAR/appmanager/ciop/mobi?_ nfpb=true&_pageLabel=P414005541495636324675&html_ tresc_root_id=300006042&html_tresc_id=300006028&html_ klucz=300006042&html_klucz_spis=; [dostçp: 14.04.2020].
[10] Fent K. W., Alexander B., Roberts J., Robertson S., Toennis C., Sammons D., Bertke S., Kerber S., Smith D., Horn G., Contamination of firefighter personal protective equipment and skin and the effectiveness of decontamination procedures, „Journal of Occupational and Environmental Hygiene" 2017, 14, 10, 801-814, https://doi.org/10.1080/1545962 4.2017.1334904.
[11] PN-EN 469:2014-11 Odziez ochronna dla strazakow. Wymagania uzytkowe dotyczqce odziezy ochronnej prze-znaczonej do akcji przeciwpozarowej.
[12] Song G., Mandal S., Rossi R., Introduction in Thermal Protective Clothing for Firefighters. Chapter. Introduction. The Textile Institute and Woodhead Publishing Series in Textiles. 2017. eBook ISBN:9780081012864.
[13] Alexander B. M., Baxter C. S., Plasticizer contamination of firefighter personal protective clothing - a potential factor in increased health risks in firefighters, „Journal of
Occupational and Environmental Hygiene" 2014, 11 Issue 5, D43-D48, https://doi.org/10.1080/15459624.2013.877142.
[14] Mtynarczyk M., Ubranie specjalne dla strazaków - wyma-gania normatywne i badania wfasne, „Bezpieczenstwo Pracy, Nauka i Praktyka" 2018, 560, 5, 11-15. https://doi. org/10.5604/01.3001.0012.0411.
[15] Kirk K. M., Logan M. B., Firefighting instructors' exposures to polycyclic aromatic hydrocarbons during live fire training scenarios, „Journal of Occupational and Environmental Hygiene" 2015, 12, 227-234, https://doi.org/10.1080/15 459624.2014.955184.
[16] Zarzqdzenie Komendanta Gtównego PSP z dnia 5 lutego 2007 r. w sprawie wzorców oraz szczegótowych wymagan, cech technicznych i jakosciowych przedmiotów umunduro-wania, odziezy specjalnej i srodków ochrony indywidualnej uzytkowanych w PSF; Karta techniczna 43 (Dziennik Urzç-dowy Komendy Gtównej PSF Nr 2, z 23.10.2009 r. poz. 17).
[17] Zarzqdzenie Nr 6 Komendanta Gtównego PSF z dnia 20 czerwca 2018 r. zmieniajqce zarzqdzenie w sprawie wzorców oraz szczegótowych wymagan, cech technicznych i jakosciowych przedmiotów umundurowania, odziezy specjalnej i srodków ochrony indywidualnej uzytkowanych w PSP
[18] Rozporzqdzenie Ministra Spraw Wewnçtrznych i Admini-stracji z dnia 30 listopada 2005 r. w sprawie umundurowania strazaków Panstwowej Strazy Pozarnej (Dz.U. 2006 Nr 4 poz. 25).
[19] Rozporzqdzenie Ministra Spraw Wewnçtrznych i Admini-stracji z dnia 18 maja 2018 r. zmieniajqce rozporzqdzenie w sprawie umundurowania strazaków Panstwowej Strazy Pozarnej (Dz.U. 2018 poz. 982).
[20] Rozporzqdzenie Ministra Spraw Wewnçtrznych i Admini-stracji z dnia 27 kwietnia 2010 r. w sprawie wykazu wyro-bów stuzqcych zapewnieniu bezpieczenstwa publicznego lub ochronie zdrowia i zycia oraz mienia, a takze zasad wydawania dopuszczenia tych wyrobów do uzytkowania (Dz.U. z 2010 r., Nr 85, poz. 553).
[21] Stec A., Wolffe T., Clinton A., Minimising firefighters' exposure to toxic fire effluents. Interim Best Practice Report, University of Central Lancashire, Fire Brigades Union (FBU), 2020.
[22] Szewczynska M., Dobrzynska E., Endocrinedisruptors. Occurrence, risks and methods for determination, „Prze-myst Chemiczny" 2018, 97 Issue 2, 230-237, https://doi. org/10.15199/62.2018.2.9.
[23] Szewczynska M., Posniak M., Antropogenne czqstkidrobne zródfem wielopierscieniowych wqglowodorów aromatycz-nych w wysokotemperaturowych procesach technologicz-nych, „Przemyst Chemiczny" 2013, 94 Issue 4, 553-560.
[24] Guidotti T. L., Clough V.M., Occupational health concerns of firefighting Annual Review of Public Health 1992, 13, 151-71, https://doi.org/10.1146/annurev.pu.13.050192.001055.
[25] Stefanczyk B., Toksycznosc polimerów podczas pozaru budynku, „Warstwy, dachy i sciany" 2008, 1, 84-85.
[26] Hertzberg T., Blomqvist P., M. Dalene M., Skarping G., Raport z projektu badawczego nr 324-021, Particles and isocyanates from fires, SP Swedish National Testing and Research Institute, 2003.
[27] Blomqvist P., Rossel L. Simonson M., Emissions from fires, Part 1: Fire retarded and non-retarded TV-sets, „Fire Technology" 2004, 40, 39-58, https://doi.org/10.1023/ B:FIRE.0000003315.47815.cb.
[28] Blomqvist P, Rossel L., Simonson M., Emissions from fires, Part 2: Simulated room fires, „Fire Technology" 2004, 40, 59-73, https://doi.org/10.1023/B:FIRE.0000003316.63475.16.
[29] Jaskotowski W., Ocena toksycznosci srodowiska pozaro-wego - problem nie do rozwiqzania, „Inzynieria i Ksztat-towanie Srodowiska" 2018, 27, 1, 91-99, https://doi. org/10.22630/PNIKS.2018.27.1.9.
[30] Kokot-Gora Sz., Porowski R., Stupik D., Zapobieganie nowo-tworom, „Przeglqd Pozarniczy" 2019, 1.
[31] Baza CHEMPYt, https://www.ciop.pl/CIOPPortal-WAR/appmanager/ciop/pl?_nfpb = true&_pageLa-bel=P13800141641345795944292 [dost^p: 27.04.2020].
[32] Stull J. O., Evaluation of the cleaning effectiveness and impact of esporta and industrial cleaning techniques on firefighter protective clothing. Technical Report, International Personnel Protection, Inc., 2006.
[33] Tsai R. J., Luckhaupt S. E., Schumacher P., Cress R. D., Deapen D. M., Calvert G. M. Risk of cancer among firefighters in California, 1988-2007, "American Journal of Industrial Medicine" 2015, 58(7), 715-729, https://doi. org/10.1002/ajim.22466.
[34] Stec A. A., Dickens K. E., Salden M., Hewitt F. E., Watts D. P., Houldsworth P E., Martin F. L., Occupational exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons and elevated cancer incidence in firefighters, "Scientific Reports" 2018, 8 (2476), 1-8. https:// doi.org/10.1038/s41598-018-20616-6.
[35] Fent K. W., Toennis Ch., Sammons D., Robertson S., Bertke S., Calafat A. M., Pleil J. D., M. Wallace A. G., Kerber S., L. Smith D. L., Horn G. P., Firefighters' and instructors' absorption of PAHs and benzene during training exercises, „International Journal of Hygiene and Environmental Health" 2019, 222, 991 -1000, https://doi.org/10.1016/j. ijheh.2019.06.006.
[36] Jurewicz J, Hanke W., Exposure to phthalates: reproductive outcome and children health. A review of epidemiological studies, " International Journal of Occupational Medicine and Environmental Health" 2011, 24 (2), 115-141, https:// doi.org/10.2478/s13382-011-0022-2.
[37] Bui T. T., Giovanoulis G., Palm Cousins A., Magnar J., Cousins I. T., de Wit C. A., Human exposure, hazard and risk of alternative plasticizers to phthalate esters, "Science of the Total Environment" 2016, 541, 451-467, https://doi. org/10.1016/j.scitotenv.2015.09.036.
[38] U.S. EPA, Phthalates, TEACH Chemical Summary, 2007.
SYLWIA KRZEMINSKA, PH.D. ENG. - assistant Professor in the Pro -tective Clothing Laboratory of the Department of Personal Protection in Lodz, Central Institute for Labour Protection - State Research Institute in Warsaw, where she obtained her Ph.D. degree in Environmental Engineering in 2010. Her scientific interests include the development of methods for testing protective clothing materials, the development of new solutions with silica aerogel aimed at providing protection against flame and radiant heat, as well as the application of graphene nanoparticles to barrier composites against chemicals and the analysis of the properties of materials of various types of protective clothing.
MAtGORZATA SZEWCZYNSKA, D.SC. - since 1993 she has been employed in the Central Institute for Labour Protection -State Research Institute. In 2017, she obtained her Ph.D. degree in chemical sciences in the field of environmental protection at the University of Gdansk. Currently, she holds the position of the Head of Chemical Hazards Laboratory. Her scientific activities include the development of high-performance liquid, gaseous and ionic chromatography techniques for the analysis of chemical agents in the working environment, with particular regard to carcinogens; the use of chromatographic methods and mass spec-trometry to identify and determine the levels of chemicals in the working environment, in office premises and living quarters and the use of new samplers to collect the appropriate fractions of particulate matter.
DR INZ. SYLWIA KRZEMINSKA - adiunkt w Pracowni Odziezy Ochronnej w Zaktadzie Ochron Osobistych w todzi, Centralnego Instytutu Ochrony Pracy - Panstwowego Instytutu Badawczego w Warszawie, gdzie w 2010 r. uzyskata tytut doktora w dziedzinie inzynierii srodowiska. Zainteresowania naukowe autorki dotyczg: opracowywania metod badania materiatow odziezy ochronnej, opracowywania nowych rozwigzan z aerozelem krzemionkowym ukierunkowanych na ochronç przed promieniowaniem cieplnym i ptomieniem, a takze aplikacji nanoczgstek grafenu do kompozytow barierowych przed substancjami chemicznymi oraz analizy wtasci -wosci materiatow roznego rodzaju odziezy ochronnej.
DR HAB. MAtGORZATA SZEWCZYNSKA - od 1993 r. pracuje w Cen -tralnym Instytucie Ochrony Pracy - Panstwowym Instytucie Badaw-czym. W 2017 r. na Uniwersytecie Gdanskim uzyskata tytut doktora habilitowanego nauk chemicznych w dziedzinie ochrona srodowiska. Obecnie petni funkcjç Kierownika Pracowni Zagrozen Chemicznych. Dziatalnosc naukowa autorki zwigzana jest miçdzy innymi z rozwijaniem technik wysokosprawnej chromatografii cieczowej, gazowej i jonowej do analiz czynnikow chemicznych w srodowisku pracy, ze szczegolnym uwzglçdnieniem czynnikow rakotworczych; wykorzystaniem metod chromatograficznych i spektrometrii mas do identyfikowania i oznaczania substancji chemicznych w srodowisku pracy, w pomieszczeniach biurowych i mieszkalnych oraz z zastosowaniem nowych pröbniköw do pobierania odpowiednich frakcji pytu zawieszonego.
