Maatregelen ter reductie van
microbiële blootstelling:
Een praktijkvoorbeeld in een aardappelverwerkend bedriif
J.P.åock, H.J. van
Faassen,A. Keunen, D.J.J. Heederik*
Samenvatting
Uit
een arbeidshygiënisch onderzoek in een aardappelverwer- kend bedrijf bleek dat hoge concentraties Gram-negatieve bacteriën (G-b) en endotoxine voorkwamen op de eerste drie afdelingen van het proces: voorwas, nalvas en verwerking.Tijdens een verbouwing van de nawas werden zeven afgedekt, de stand van de sproeiers gewijzigd en de afstañd tussen de nawas en de verwerking vergroot en de opening tussen deze afdelingen afgesloten. Om de effectiviteit van deze maatrege- len te evalueren, en om de invloed van het sproeiwater op de ongewijzigde voorwas te onderzoeken, werd een vervolgonder- zoek op de drie genoemde afdelingen gedaan. Hieruit bleek dat de persoonlijke endotoxineblootstelling met ongeveer 8074 was afgenomen. De stationaire concentraties G-b en endotoxi- ne waren op de nawas en de verwerking met 60-907o afgeno- men, en op de voorwas met 5-40Vo' De bron van microbiële blootstelling op de afdeling voorwas bestond
uit
het vuil dat met de aardappels werd meegevoerd. Mede hierdoor was er geen specifiek soort sproeiwater aan te wijzen dat duidelijk de Iaagste concentraties G-b en endotoxine in de lucht met zich meebracht.Uit
het onderzoekblijkt
dat relatief eenvoudige procestechnologische maatregelen kunnen leiden tot een aan- zienlijke reductie van de microbiêle blootstelling.Tfeftitoorden: rnicrobiëIe blootstelling, endotoxine, aardappel-
u erw erhí ng, b e he er s maatreg e len.
Inleiding
In
veelarbeidssituaties kan
microbiëleblootstelling
optreden.In
de eerste plaatsgeldt dit
voor landbouw en veeteelt, zoals bijvoorbeeldvarkenshouderijen [Heederik,
1991;Preller,
1995] enkippenstallen [Thelin,
1984]. Verderkan dit
ookplaatsvinden in bedrijven
die landbouwproductenverwerken. Dit is
onder meerhet
gevalin suikerfabrieken lForster
1989], mengvoederbedrijven [Smid, 1992], dekatoenindustrie [Kennedy
1987] en de aardappelverwerkendeindustrie [Dutkiewicz,
1994; Hollander, 1994; Zock, 1995]. Onder microbiëleblootstelling wordt niet
alleen levende micro-organismen (bacteriën en schimmels) verstaan,maar
ook uitscheidings- en afbraakproductenhiervan.
Een bekend voorbeeld is endotoxine,
dat uit
de celwandvan
Gram-Negatieve bacteriën G-bkan vrijkomen
naafsterving
vanhet
organisme.Inademing van
endotoxi- nekan leiden tot
ontstekingsreactiesin
de luchtwegen, hetgeenkan resulteren in
onder andereklachten van
droge hoest en kortademigheid,maar
ook systemische effecten dieresulteren in
griepachtigeklachten' Het
beheersenvan
beroepsmatige microbiële blootstel-ling staat
arbeidshygienisch nogin
de kinderschoenen.In
depraktijk zijn wettelijke
grenswaarden voor micro- biële componenten op dewerkplek niet
voorhanden.* Afdeling Gezondheidsleer, Landbouwuniversiteit Wageningen, Postbus 238, 6709'AE Wageningen, tel. (0317) 48 20 12.
2
Summary
An occupational hygiene survey in a potato processing plant showed high concentrations of Gram-negative bacteria G-b and endotorin on the departments comprising the first pro- cess steps: prewash, main wash and processing' During a rebuilding of the main wash, sieves were covered, the spraying angle of the sprinkles was changed, the distance between main wash and processing was enlarged and the open connection between these tr¡¡o departments was closed.
To evaluate the effectiveness of these measures, and to inves- tigate the influence of the spraying water on the ulchanged prewash, a follow-up study was performed in the three departments mentioned.
It
appeared that personal endotoxin exposure had decreased with about 807o. Stationary concen- trationsofG-b
and endotoxin had decreased with 60-907¿ on the main wash and processing, andwith
5-407o on the pre- wash. The source of microbial exposure on the prewash department consisted ofthedirt
carried with the potatoes.It
seemed not possible to indicate a specific type of spraying water that rèsulted in the lowest concentrations ofboth G-b and endotoxin in the air. Our study indicates that relatively simple process adaptions can lead to substantial reductions
in
microbial exposures.Key words: microbiøI etcposure, endotoxín, potato processing, control measures.
Daarnaast
is
nogrelatiefweinig ervaring
opgedaanin het ontwikkelen
en evalueren van beheersmaatregelen op dewerkplek. Arbeidshygiënisten
die worden gecon-fronteerd met
dezeproblematiek, kunnen
meestalniet
verder gaan danhet
adviseren van persoonlijke beschermingsmiddelenofvan het
aanbrengen of aan- passenvan
eenventilatiesysteem.
Uit
een arbeidshygiènisch onderzoekbij vier
aardap- pelverwerkendebedrijven
ÎZock,t9951bleek
dat op veel afdelingen ongewenst hoge concentraties bacteriën en endotoxinein
delucht
aanwezig waren.Bij
één van dezevier bedrijven
wasdit
met namehet
geval op de afdelingen 'voorwas', 'nawas' en'verwerking'.
Deze voor eenbelangrijk
deel geautomatiseerde afdelingen vor- men de eerste stappenin het
procesvan
aardappelver-werking.
De aangevoerde aardappels komenvia
eenwaterstroom
op de voorwas,waar het
ergstevuil wordt
weggewassen, en stenen enloofworden
afgescheiden.Er wordt gebruik
gemaaktvan
schudbakken, sproeiers, zeven en borstels. Vervolgens worden de aardappelsvia
eenwaterstroom naar
de nawas getransporteerd.Hier wordt
derest van het vuil verwijderd,
enrestanten
ste- nen en loofweggevangen. Vervolgens gaan de aardap-schoonmaakwerkzaamheden
uit.
Tidschrift voor toegepaste Arbowetenschap 11 (19981 nr 1/2
Uit
een analysevan
mogelijkeaangrijpingspunten
voor beheersmaatregelen[Boleij,
1995]ter verlaging van
de microbiëleblootstelling kwam
eenaantal
mogelijkhe- dennaar
voren.In
volgordevan
arbeidshygiënischehiërarchie waren
dat:-
waterstromen
aanpassen;-
type
schudbakken aanpassen;-
plaatsing van
sproeiers t.o.v.wateroppewlak wijzigen;
- afdekken
van
openbakken
en zeven;- scheiden
van werkplekken;
- persoonlijke beschermingsmiddelen toepassen.
In
1994werd
deafdeling
nawas verbouwd.Hierbij
isrekening
gehoudenmet
procestechnologische maatre- gelen om de microbiëIeblootstelling terug te
dringen.De volgende
maatregelen zijn verwezenlijkt:
1.
De sproeikoppen op de nawas werdennaar
benedengericht, terwijl
de sproeikoppen op de ongewijzigde voorwas nogevenwijdig
aan waüerstroomstaan gericht.
2.
De zeven diehet verwijderde loofversnipperen
op de nawas ('snipperzeven') werden afgedekt.3.
Deafstand
tussen de nawas en deverwerking
werd vergroot, en erwerd
een afscheiding tussen deze tweeafdelingen
geplaatst.Na
deverbouwing is eind
1994 een vervoÌgonderzoek uitgevoerd.Het
doelhiervan
was tweeledig.In
de eer- steplaats
diende de doeltreffendheidvan
de genomen maatregelen op de nawas en deverwerking
te worden geëvalueerd.Daarnaast
was de vtaag, gerezenwat
deinvloed
vanhet type bedrijfswater
was op de concen-traties
G-b en endotoxine op de ongewijzigde voorwas.Omdat
geen MAC-waarden voor G-b en endotoxine bestaan,werden
concentraties vergelekenmet richt-
waardenvan
1000 KVE/m3 voor G-b [Nevalainen,19891 en 50 EU/m3 voor endotoxine
lHeederik &
Douwes, 19971.
Methoden
MeetstrategieDe
metingen
voordit
onderzoek vondenplaats in
de periode oktober/november 1994.Elke
weekwerd
een andertype sproeiwater
op de voorwasgebruikt,
aange-duid
als waswater,kanaalwater
en proceswater. Om deeffectiviteit van
de genomen maatregelen zo goedmogelijk te
evalueren,zijn
persoonlijke endotoxineme-tingen verricht bij
werknemers die op de afdelingen voorwâs, nawas ofverwerking werkten. Daarnaast
is een grootaantal stationaire
metingennaar
Gram- negatievebacteriën
en endotoxineverricht.
Om deresultaten van dit
onderzoek tekunnen vergelijken met
deresultaten van het
onderzoek uitgevoerdin
1992, zíjn
hiervoor
meetplaatsen gekozen die zo goedmogelijk
overeen kwamen. Daarnaastzijn stationaire metingen uitgevoerd
op plaatsen waar werknemersvaak
langs moesten lopen enwaar
tevens hoge concen-traties
werdenverwacht.
Om deprimaire
microbiëleverontreiniging van
dedrie
typenwater
tevergelijken, zijn
degehalten
G-b en endotoxinein het water
bepaald.Meet- en anøIysemethoden
Gram-negatieve
bacteriën
(G-b)in
delucht zijn
geme-ten
metbehulp van
de N6-modifrcatievan
deAndersen-sampler
[Jones etal,
1985]met
voedingsbo- dems dieuit Plate
CountAgar
(Oxoid,Hampshire,
Engeland)met 1mg/L kristalviolet
(Merck,Darmstadt,
ïjdschrift
voor toegepaste Arbowetenschap 11 (19981 nr 1/2Duitsland)
bestonden.Er werd
gemonsterdmet
een aanzuigdebietvan
28,3 I-,/min. Op elkmeetpunt
is gedurende 1minuut
een duplo- en een blanco-bepaling uitgevoerd op 1,5 m hoogte.Na incubatie van
ongeveer 24uur bij 37'C
werdhet aantal
kolonies geteld, gecor- rigeerd voor de blanco en voor'multiple hits'
[Andersen, 1958], en de concentratie
in
delucht
bere- kend als Kolonie Vormende Eenheden per mg (KVE/m3).Stationaire
en persoonlijke metingennaar
endotoxinein
delucht zijn
uitgevoerdmet
PAS 6 monsternemers [TerKuile,
1984]in
combinatie metWhatman
GF/A glasvezelfrltersbij
een debietvan
2,0Umin
gedurende ongeveer 8 uur.Bij
de persoonlijke metingenwerd
de monsternemer op éénvan
de schouders bevestigd met de aanzuigopeningnaar
beneden gericht.Bij
destatio- naire
metingenwerd
de monsternemer op 1,5 m hoogte bevestigd, eveneensmet
de aanzuigopeningnaar
bene- den gericht. De f,rlters werden geëxtraheerd en geana- lyseerd op endotoxinemet
eenkinetische modificatie van
de'Limulus
Amoebocyte Lysate' (LAJ.)test
[Hollander, 1993]. De concentratiein
delucht werd
berekend als 'EndotoxinlJnits'
per m3 (EU/m3).Monsters van
bedrijfswater
werden op verschillende plaatsen vanhet
proces op de voorwas en de nawas genomen, en ookhierin werd
volgensinternationaal
overeengekomen methoden de concentratie endotoxine en G-b bepaald.Resultaten
Vergelijhing uoor en na maatregelen
Er zijn
18 persoonlijke endotoxinemetingenbij
14 werknemersverricht. In Figuur
1 staan deresultaten
grafrsch weergegeven. Op basisvan het takenpakket
is onderscheid gemaaktin wasserij
enverwerking.
Voor beide afdelingen staanlinks
de concentratiesin het
onderzoekuit
1992, enrechts
de concentratiesin dit
onderzoek. Voor beide afdelingen
geldt dat
de blootstel-ling
met gemiddeld x,80Vois
afgenomen.Omdat
Gram-Negatievebacterièn
(G-b)niet
persoon-lijk
gemeten konden worden, èn omdat operators 'was-serij'
op zowel de voorwas als de nawaswerkzaam
waren, staanin
Figu.ren 2 en 3 destationair
gemeten concentraties vanrespectievelijk
G-b en endotoxine weergegeven. Om devergelijking met
desituatie
vóór maatregelen (1992) zo goedmogelijk
te makenis het
geometrisch gemiddelde (GM) genomenvan
de dagenFiguu¡1:.Persoönliike endotoxineblootstelling
( Eu/m3}tizowe!, vóórr (]19921,
als na
maatregeleñ (1994):r(: i Gêomett¡sch gemiddelde.l:
'Persoonlijke endotoxine blootstelling (x1000 EU/m3)
I
¡
-t-
¡
Wasserij
VeruuerkingFiguur 2a: Geometrisch gemiddelde stationaire concentrat¡e Glam:negatieve bacteriön tiidens hef gebruik van 'waswater', zowe[ voor
(19921.a1s namaatregelen (1994).
Gram-negatieve bacterien (x1000 KVE/m3)
Voorwas Nawas
Veruverkingdat
'waswater' werdgebruikt
voor de sproeiers op de voorvras.Figuur 2alaat
ziendat
de concentratie G-b opalle
afdelingenis
afgenomen; op de nawas en verwer-king
met meer dan \O%o.InFiguur
2bis te
ziendat
op nawas enverwerking
de concentratie endotoxine met t90Vo isverminderd, terwijl
de concentratie op de voor- wasgelijk is
gebleven. Pearson's correlatiecoëfficiënt tussen de gelogaritmiseerde concentraties G-b en endo- toxine bedroeg 0.26 op de voorwas, 0.82 op de nawas en-0.06
op deverwerking.
Vergelijhing uan
drie
typen sproeiwa.ter op de uoorwas Om te onderzoekenwat
de invloed vanhet
type sproei-water
op de voorwas was op de concentratie G-b en endotoxine,zijn allereerst
bepalingenin
dedrie
typen sproeiwater uitgevoerd. Deresultaten
staanin
Tabel 1.Concentraties G-b
in 'proceswater'waren niet
beschik- baar. Detabel laat
zien dat welwat verschillen
bestaan tussen dedrie typen water
zoalsdat uit
de sproeierskomt,
maar dezeverschillen vallen in het niet
vergele- kenmet
de enorme toenamevan
de concentratie na contactmet
de aardappelstroom.Per type
water werden
16-28stationaire luchtmetin-
genvan
G-b en endotoxine op de voorwasverricht.
Deresultaten
staanin Figuur
3. Per typewater staat tinks het 9l7o-betrouwbaarheidsinterval van het
GMvan
de concentratie G-b (zwartebalk)
en rechts het 9íZo-betrouwbaarheidsintervalvan het
GMvan
de con-centratie
endotoxine(witte
balk). Dekruisjes
geven het GM aanvan
de concentratie zoals gemetenin
1992.Het gebruik van kanaalwater brengt
gemiddeld de Iaagste endotoxineconcentratiemet
zich mee.Uit
dezefrguur is
echter geentype water
aan tewijzen
dat voor zowel G-b als endotoxine de laagste concentratie oplevert.Discussie
Dit
onderzoeklaat
ziendat relatiefeenvoudige
proces- technologische maatregelen eensubstantiële daling van
microbiëIeblootstelling kunnen
bewerkstelligen.Het vermijden van
overdrachtvan
deverontreiniging (afdekken
zeven) enhet
scheidenvan werkplekken
(vergrotenvan afstand
enafsluiten
vanverbinding nawas-verwerking)
hebben geleidtot
een90Vo reductievan
de concentratie endotoxine op de nawas en de ver-werking.
De persoonlijke endotoxineblootstelling van de operatorswasserij
enverwerking
wasmet
80%gedaald. De operators wasserij brengen ook een deel
van
dewerktijd
door op de voorwas,waar
destationai-
re endotoxineconcentratieniet
was afgenomen. De ver-werking
bestaatuit
een gesloten systeem, enin
1992 lag de bronvan blootstelling
op de nawas, waarvan- daanverontreinigde luchtstromen
deverwerking
kon- den bereiken.De
nevelvorming
die vóór de verbouwing visueel aan- wezig was boven de snipperzeven op de nawasis
afge- nomen.Er
was echter nogwel
nevelvorming waar- neembaar boven de schudzeven.Na dit
onderzoekzijn
deze ook afgedekt, waardoor de
nevelvorming
ookhier
zichtb aatis
afgenomen.De voorwas was
niet
aangepast en de concentratie endotoxine bleek nog steeds even hoog. De concentra-ties
G-b op de voorwas bleken echter wel (-407o)te zijn
afgenomen. Eenverklaring
voor deze discrepantie kanmoeilijk
worden bedacht. Ook demetingen
op nawas enverwerking
vertoonden enigszins verschillende patronen voor G-b en endotoxine.Het is mogelijk
dathet
proceswaarbij
endotoxinevrij kan
komen-
hetafsterven
van
de bacteriën-
andersplaatsvindt bij
ver- schillende procesomstandigheden.Dit wordt
bevestigdTidschrift voor toegepaste Arbowetenschap 1 1 (1998) nr 1/2 Endotoxine (x1000 EU/m3)
Voonvas Nawas
VenruerkingFiguur 2b: Geometrisch gemiddelde stationaire Goncentrat¡e endotoxine tiidens het gebruik van 'waswater', zowel voor
(19921als na maatregelen
(19941.Figuur 3: 95% betrouwbaarheidsintervallen van
degeometrisch gemiddelde concentrat¡e Gram- negatieve bacteriön (zwart;
104KVE/m3l
enendotoxine (wit;
1O3EU/msl op de voorwas, ingedeeld naar gebruikt watortype. De kruisies geven het geometrisch gemiddelde aan zoals gemeten vóór maatregelen,(1 992).
4
Gram-negatieve bacterien
/
EndotoxineWaswater Kanaalwater
ProceswaterGram-negatieve
bacteriën
Endotoxine(103
KVE/mL)
(103EU/mL)
Monsterpwrt Waswater Kanaalwater Waswater Kanaalwater
ProceswaterSproeiers voorwas Sproeiers nawas-
TYansportwater aardappels voorwas Idem, na sproeiproces
TÌansportwater voorwas-tnawas Tïansportwater
aardappels nawas Afralwater
voorhergebruik
0.5 46 2505 2093 980 1035
door de veel lagere
correlatie
tussen G-b en endotoxine op voorwas enverwerking,
vergelekenmet
de nawas.Er is
onderzochtofhet gebruikte type
sproeiwater op de voorwasvan
invloed was op de concentraties G-b en endotoxine.In het bedrijfswater waren
de concentra-ties
G-b en endotoxine enigszinsverschillend
tussen dedrie typen, maar telkens
laag.Nadat dit water in
con-tact
was gekomenmet
de aardappels, bleek de micro- biêleverontreinigingsgraad van
hetwater sterk
tezijn
gestegen.Dit impliceert dat
de bronvan
de microbiëIeblootstelling niet
hetwater
zelf is,maar
hetvuil
(voor-namelijk restanten
grond)dat met
de aardappelswordt
meegevoerd. Een andere factorvan
invloedkan
dedruk zijn
geweest waarmeehet water uit
de sproei- erskomt;
een hogeredruk leidt waarschijnlijk tot
meer verneveling.Op een
afdeling eindafwerking van
een ander aardap-pelverwerkend bedrijfbleek dat
detemperatuur van het bedrijfswater van
invloed was op de concentratie G-b en endotoxine lZock, 19951.Hieruit werd
geconclu- deerd datverlaging van
detemperatuur
om bacterie- groei te remmen, een mogelijke beheersmaatregel zouzijn. Er zijn
ook andere mogelijkheden om bacterie- groeiin bedrijfswater
te remmen.Het
toevoegenvan
biociden, zoals bijvoorbeeld toegepastin
eensanitair- papierfabriek
[Heederik, 1987], isin dit bedrijf waar
voedingsmiddelen worden gemaakt,niet
mogelijk.Bestraling van
het water, middels gamma- ofultravio- lette straling, is
teduur en
gezien de enormevolumina praktisch niet
haalbaar.Uit
dezestudie blijkt dat
ook zonderdit
soortingrijpende
maatregelen een substan-tiële reductie kan
wordenbereikt.
Wel moet worden opgemerktdat
ook na maatregelen de heersende con-centraties
G-b en endotoxine nog boven gezondheids-kundige richtwaarden
liggenvan respectievelijk
1000 KVE/m3 en 50 EU/m3.Hoewel
het gebruik van
persoonlijke beschermingsmid- delen de laagsteprioriteit
heeft en zoveelmogelijk
moet worden vermeden,kan gebruik hiervan tijdens
bepaalde werkzaamhedenwaarbij
hogeblootstellingen kunnen
worden verwacht, zoals schoonmaak en onder- houd, gewenstzijn.
Eigen onderzoekheeft
aangetoond dat,mits regelmatig
vervangen, een halfgelaatsmaskermet
een P3frlter
eenaanzienlijk
deelvan het
endotoxi- nebevattend
stof tegenhoudt.0.1 0.03 28 18 45 2L 4.6
5.5 0,û8 76
Literatuur
-
A¡dersen, A.A. New sampler for the collection, sizing and enumeration of viable airborne particles. J. Bacteriol. 76 (1958) 471-84.-
Boleij, J.S.M., Buringh, E., Heederik, D., et al. Occupational Hygiene of Chemical and Biological Agents. Amsterdam:Elsevier Science 8.V., 1995.
-
Dutkiewicz, J. Bacteria, fungi and endotoxin as potential agents ofoccupational hazard in a potato processing plant.Am. J. Ind. Med. 25 (1994) 43-6.
-
Forster, H.W., Crook 8., Platts 8.W., et al. Investigation of organic aerosols generated during sugar beet slicing. Am. Ind.Hyg. Assoc, J. 50 (1989) 44-50.
-
Heederik, D., Burdorf, L., Boleij, J., et al. Puìmonary func- tion and intradermal tests in workers exposed to soft-paper dust. A¡n. J. Ind. Med. 11 (1987) 637-45.-
Heederik, D., Brouwer R., Biersteker, K., et al. Relationship of airborne endotoxin and bacteria levels in pig farms with the lung function and respiratory symptoms of farmers. Int.Arch. Occup. Environ. Health 62 (1991) 595-601.
-
Heederik, D., Douwes, J. Towards and occupational exposurelimit
for endotoxins? Ann. Agric. Environ. Med 4 (1997) 17-9.-
Hollander,4., Heederik, D., Versloot, P., et aI. Inhibition and enhancement in the analysis ofairborne endotoxin levels in various occupational environments. Am. Ind. Hyg. Assoc. J. 54 (1993) 647-53.-
Jones, W., Morring, K., Morey. Ph., et aI. Evaluation of the Andersen viable impactor for single stage sampling. Am. Ind.Hyg. Assoc. J.46 (1585) 294-8.
-
Kennedy, S.M., Christiani D.C., Eisen 8.4., et al. Cotton dust and endotoxin exposure-response relationships in cotton textile workers. Am. Rev. Respir. Dis. 135 (1987) I94-20O.-
Ter Kuile, \M.M. Vergleichungsmessungen mit verschiedenen Geräten zur Bestimmung der Gesamtstaubkonzentration am arbeitsplatz-
TeilII.
Staub Reinhalt.Luft,44 (1984) 211-6.-
Nevalainen, A. Bacterial aerosols in indoor air. (1989) National Public Health Institute, Helsinki, Finland,-
Preller, L., Heederik D., Boleij, J.S.M., et al. Lung function and chronic respiratory symptoms of pig farmers: focus on exposure to endotoxins and ammonia an use ofdisinfectants.Occup. Environ. Med. 52 (1995) 654-60.
-
Smid, T., Heederik, D., Mensink, G., et al. Exposure to dust, endotoxin and fungi in the animal feed industry. Am. Ind.Hyg. Ass. J. 53 (1992) 362-8.
-
Thelin,4., Tegler, O. & Rylander, R. Lung reactions during poultry handling related to dust and bacterial endotoxin levels. Eur. J. Respir. Dis.65 (1984) 266-71.-
Zock, J.P., Heederik, D. & Kromhout, H. Exposure to dust, endotoxin and micro-organisms in the potato processing industry. Ann. Occup. Hyg. 39 (1995) 841-54.4 1650 2070 25L8 1110 228
ão 59 L7
o.5 27
2l
22 12
Tabel 1:ConGentrat¡es Gram-negatieve bacteriën en endotoxine in bedrijfswater, ingedeeld naar watertype zoals gebruikt op de voorwas.
Tijdschrift voor toegepaste Arbowetenschap 11 (1998) nr 1/2