ไอเสียดีเซลและมะเร็ง

สิ่งที่ออกมาจากท่อจริง ๆ คืออะไร

ไอเสียดีเซลไม่ใช่สารเดียวมันคือชุดผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ทั้งหมดจากการเผาไหม้น้ํามันดีเซล และการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบอย่างแม่นยํากับเครื่องยนต์ โหลด น้ํามันหล่อลื่น สารเติมแต่ง การควบคุมการปล่อยมลพิษ และตัวเชื้อเพลิงเอง

เครื่องยนต์ดีเซลเผาไหม้ด้วยอากาศส่วนเกิน โดยประมาณ25–30อากาศบางส่วนเป็นเชื้อเพลิง1บางส่วนก๊าซส่วนใหญ่ที่ออกมาเป็นก๊าซธรรมดา ได้แก่ ไนโตรเจน ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และไอน้ําการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์จะเพิ่มก๊าซที่เหลือเฟสก๊าซยังบรรจุคาร์บอนมอนอกไซด์ ซัลเฟอร์ออกไซด์ และไนโตรเจนออกไซด์มันยังบรรจุไฮโดรคาร์บอนระเหยง่าย รวมถึงไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกหลายวงแหวนเบา

แล้วก็มีเขม่าควัน

อนุภาคต่างหากที่เป็นปัญหา

อนุภาคไอเสียดีเซลส่วนใหญ่มีขนาดกว้าง0.1ถึง 0.25 ไมโครเมตรประมาณ 92% มีขนาดเล็กกว่า 1 ไมโครเมตรการกระจายขนาดมีสองเนิน: โหมดนิวเคลียสตั้งแต่ 0.0075 ถึง 0.042 ไมโครเมตร ประกอบด้วยวัสดุที่เพิ่งควบแน่นใหม่ และโหมดสะสมตั้งแต่ 0.042 ถึง 1.0 ไมโครเมตร ซึ่งประกอบด้วยนิวเคลียสเหล่านั้นรวมตัวกัน

คาร์บอนอินทรีย์และธาตุมีสัดส่วนประมาณ 80% ของมวลอนุภาคส่วนที่เหลือ 20% ส่วนใหญ่เป็นซัลเฟต ซึ่งส่วนใหญ่เป็นกรดซัลฟิวริกเนื่องจากอนุภาคมีพื้นที่ผิวมากเมื่อเทียบกับขนาด พวกมันจึงดูดซับสารอินทรีย์จากเชื้อเพลิงที่ยังไม่ได้เผาไหม้ น้ํามันหล่อลื่น และการเผาไหม้เองส่วนอินทรีย์ที่สามารถสกัดได้มักจะอยู่ที่ 20% ถึง 30% ของมวลอนุภาค และอาจสูงถึง 90%

ข้อเท็จจริงสองประการที่อธิบายว่าทําไมอนุภาค ไม่ใช่ก๊าซ จึงเป็นตัวนําของความกังวลเรื่องมะเร็งประการแรก อนุภาคเกือบทั้งหมดมีขนาดเล็กพอที่จะเข้าถึงบริเวณถุงลม ซึ่งเป็นส่วนที่แลกเปลี่ยนก๊าซลึกที่สุดของปอดประการที่สอง สารก่อกลายพันธุ์และสารก่อมะเร็งสามารถถูกดึงออกจากอนุภาคเหล่านั้นได้ PAHs และไนโตรอารีนจะหลุดออกมาพร้อมกับตัวทําละลายอินทรีย์นอกจากนี้ยังมาพร้อมกับส่วนประกอบไขมันของสารลดแรงตึงผิวที่บุปอดของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในการศึกษากับหนู มีเพียงไอเสียจากดีเซลที่ไม่ได้กรองเท่านั้นที่ทําให้เกิดเนื้องอกในปอดกรองอนุภาคออกแล้วเนื้องอกก็ไม่ปรากฏ

เครื่องยนต์ดีเซลยังปล่อยมวลอนุภาคมากกว่าเครื่องยนต์เบนซินที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาอย่างมากขึ้นอยู่กับสภาพ เครื่องยนต์ดีเซลน้ําหนักเบาปล่อยมวลอนุภาคได้มากกว่า50ถึง 80 เท่า และเครื่องยนต์หนัก100ถึง 200 เท่า

จาก "น่าจะ" เป็น "รู้"

IARC เป็นหน่วยงานวิจัยโรคมะเร็งระหว่างประเทศ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งขององค์การอนามัยโลก IARC ได้ศึกษาควันดีเซลครั้งแรกในปี 1988ในตอนนั้น IARC เรียกควันนี้ว่าอาจเป็นสารก่อมะเร็งต่อมนุษย์ว่า กลุ่ม 2A กลุ่มที่ปรึกษาของ IARC ได้ระบุให้ตรวจสอบใหม่ว่าเป็นเรื่องสําคัญตั้งแต่ปี 1998

เมื่อวันที่ 12 มิถุนายน 2012หลังจากการประชุมเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ IARC ได้ย้ายไอเสียเครื่องยนต์ดีเซลไปยัง กลุ่ม 1ซึ่งเป็นสารก่อมะเร็งต่อมนุษย์พื้นฐานคือหลักฐานเพียงพอที่แสดงว่าการสัมผัสเพิ่มความเสี่ยงมะเร็งปอดกลุ่มทํางานยังสังเกตความสัมพันธ์เชิงบวกกับมะเร็งกระเพาะปัสสาวะ ซึ่งจัดให้เป็นหลักฐานจํากัดมากกว่าหลักฐานที่เพียงพอไอเสียจากน้ํามันเบนซินได้รับการประเมินในการประชุมเดียวกันและยังคงอยู่ในกลุ่ม 2B ซึ่งอาจเป็นสารก่อมะเร็ง โดยไม่เปลี่ยนแปลงตั้งแต่ปี 1989บทวิจารณ์ฉบับเต็มอยู่ใน IARC Monographs เล่ม 105

ความแตกต่างระหว่างปริมาณเพียงพอและจํากัดนั้นสําคัญมะเร็งปอดเป็นผลลัพธ์ที่ได้รับการยอมรับแล้วมะเร็งกระเพาะปัสสาวะเป็นสัญญาณจริงที่ยังไม่ถึงมาตรฐานการพิสูจน์เดียวกัน

ที่ซึ่งสองหน่วยงานยังไม่เห็นด้วยกัน

โครงการพิษวิทยาแห่งชาติของสหรัฐฯ สรุปข้อสรุปที่อ่อนโยนกว่ารายงาน เกี่ยวกับสารก่อมะเร็ง ของโครงการระบุว่าอนุภาคไอเสียดีเซลเป็น ที่คาดว่าเป็นสารก่อมะเร็งในมนุษย์อย่างสมเหตุสมผล โดยยังไม่ทราบกันแน่ชัดเหตุผลที่ระบุคือมีหลักฐานจํากัดในมนุษย์และหลักฐานสนับสนุนจากการศึกษาสัตว์และกลไก

วันที่เหล่านี้อธิบายช่องว่างนี้ NTP ได้บันทึกอนุภาคไอเสียดีเซลครั้งแรกในรายงานครั้งที่เก้าเกี่ยวกับสารก่อมะเร็งในปี 2000ซึ่งเป็นเวลาประมาณสิบสองปีก่อนการประเมินใหม่ของ IARC การจัดประเภทกลุ่ม 1 ของ IARC เป็นคําตัดสินล่าสุด NTP ยังจัดหมวดหมู่โดยอิงกับอนุภาคโดยเฉพาะ ขณะที่ IARC ประเมินไอเสียเครื่องยนต์ทั้งหมด

อนุภาคไอเสียดีเซลไม่มีหมายเลขทะเบียน CAS เพราะเป็นส่วนผสมและไม่ใช่สารเคมีชนิดเดียว

การศึกษาของคนงานเหมืองที่ทําให้สถานการณ์พลิกผัน

แถลงการณ์ของ IARC ระบุว่ามีการศึกษาหนึ่งที่เน้นย้ําความกังวลนี้อีกครั้ง นั่นคือการศึกษาร่วมขนาดใหญ่ระหว่าง NCI และ NIOSH เกี่ยวกับคนงานเหมืองใต้ดิน ซึ่งตีพิมพ์ในเดือนมีนาคม 2012การศึกษานี้เป็นที่รู้จักในชื่อ การศึกษาการเสียดีเซลในคนงานเหมือง หรือ DEMS

DEMS ติดตามคนงาน12,315คนงานที่สถานที่ทําเหมืองที่ไม่ใช่โลหะแปดแห่งในสหรัฐฯข้อมูลในอดีตถูกสร้างใหม่เป็นการประมาณค่าคาร์บอนธาตุที่หายใจได้ทีละงานและแต่ละปี สําหรับแต่ละคนงานคาร์บอนธาตุที่หายใจได้เป็นมาตรฐานแทนปริมาณเขม่าดีเซลที่คนคนหนึ่งสูดเข้าไปจริง ๆ

การวิเคราะห์กลุ่มตัวอย่างพบว่าอัตราการเสียชีวิตมาตรฐานสําหรับมะเร็งปอดอยู่ที่ 1.26ช่วงความเชื่อมั่น 95% อยู่ระหว่าง 1.09 ถึง 1.44การวิเคราะห์กรณี-ควบคุมแบบซ้อนกันเปรียบเทียบการเสียชีวิตจากมะเร็งปอด198กลุ่มกับกลุ่มควบคุมที่ตรงกัน 562 คนได้ปรับตามการสูบบุหรี่ งานเสี่ยงสูงที่เคยมีมาก่อน และประวัติโรคทางเดินหายใจความเสี่ยงมะเร็งปอดเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเมื่อการสัมผัสสะสมเพิ่มขึ้น โดยมีแนวโน้มสําคัญที่ P = .001เมื่อไม่รวมการสัมผัส 15 ปีล่าสุด คนงานที่อยู่เหนือค่ามัธยฐานของควอไทล์การสัมผัสสูงสุด — ที่หรือมากกว่า 1,005 ไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร — มีความเสี่ยงประมาณสามเท่าของผู้ที่อยู่ในควอไทล์ต่ําสุด อัตราส่วนโอกาส 3.20 โดยมีช่วงความเชื่อมั่น 95% ระหว่าง 1.33 ถึง 7.69

ผลลัพธ์ในกลุ่มคนที่ไม่เคยสูบบุหรี่คือสิ่งที่ควรหยุดคิดในสามช่วงการสัมผัส อัตราส่วนโอกาสคือ 1.0จากนั้น 1.47และ 7.30ช่วงความเชื่อมั่นในตัวเลขสุดท้ายนี้กว้างมาก 1.46 ถึง 36.57เพราะผู้ที่ไม่สูบบุหรี่และสัมผัสมากเป็นกลุ่มเล็กแต่ความชันนี้มีอยู่โดยไม่มีบุหรี่อยู่ในภาพเลย

งานวิจัยก่อนหน้านี้ชี้ไปในทิศทางเดียวกันโดยไม่ได้ระบุปริมาณยาอย่างชัดเจน NTP ระบุว่าการวิเคราะห์เมตาพบว่าไอเสียดีเซลเพิ่มความเสี่ยงสัมพัทธ์ต่อมะเร็งปอด และการศึกษากลุ่มตัวอย่างและกรณีควบคุมในภายหลังรายงานความเสี่ยงสัมพัทธ์ในช่วง 1.2 ถึง 2.21DEMS เพิ่มสิ่งที่การศึกษาเหล่านั้นขาด คือการประมาณการสัมผัสในอดีตเชิงปริมาณ

การสัมผัสที่วัดได้ ทีละงาน

ตัวเลขทําให้ช่องว่างระหว่างงานชัดเจนขึ้นโครงการพิษวิทยาแห่งชาติได้รวบรวมตัวเลขที่วัดได้เหล่านี้

• คนขับรถบรรทุก: 1 ถึง 10 μg/m³ คาร์บอนธาตุการศึกษาหนึ่งพบว่าไม่มีช่องว่างจริงระหว่างคนขับรถบรรทุกที่ 3.8 μg/m³ กับพื้นหลังทางหลวงที่ 2.5 μg/m³ หมายความว่าถนนไม่ใช่แท็กซี่เป็นแหล่งกําเนิด
• ช่างกลในโรงจอดรถโดยสารและสถานีขนส่ง: 20 ถึง 40 μg/m³
• ลูกเรือรถไฟ: 4 ถึง 20 μg/m³ทีมซ่อมบํารุง: 3–39 μg/m³
• คนงานหัวรถจักร ฝุ่นละอองที่หายใจได้: 39 ถึง 191 μg/m³ ตามมาตรฐาน EPA
• นักดับเพลิงภายในสถานีดับเพลิง: 10 ถึง 40 μg/m³รถดับเพลิงดีเซลที่จอดอยู่ในอาคารสามารถกระจายไอเสียไปทั่วทั้งสถานีได้
• การทําเหมืองใต้ดิน คาร์บอนธาตุที่หายใจได้ตั้งแต่ 1997 ถึง 2004: 148 ถึง 637 μg/m³การทําเหมืองบนพื้นผิว: 13 ถึง 23 μg/m³
• พื้นที่ปิดภายในเหมือง: อนุภาคดีเซลมีค่าสูงสุดถึง 1,280 μg/m³

การทําเหมืองใต้ดินอยู่ในอันดับต้น ๆ อย่างท่วมท้น — ประมาณร้อยเท่าของระดับคนขับรถบรรทุกทั่วไปเครื่องจักรดีเซลถูกใช้ในเหมืองของสหรัฐฯ ตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1950

ขีดจํากัดสถานที่ทํางานหนึ่งแห่งที่มีหมายเลขแนบมาด้วย

เหมืองคือจุดที่กฎระเบียบมีผลกฎนี้30 CFR 57.5060ครอบคลุมทั้งเหมืองโลหะใต้ดินและไม่ใช่โลหะการสัมผัสของคนงานเหมืองต่อฝุ่นละอองดีเซลต้องไม่เกิน 160 ไมโครกรัมของคาร์บอนรวมต่อลูกบาศก์เมตรของอากาศตัวเลขนี้เป็นกะงานเฉลี่ยแปดชั่วโมงต่อหนึ่งรอบกฎนี้มีผลบังคับใช้เมื่อวันที่ 20 พฤษภาคม 2008และเกิดขึ้นเป็นขั้นตอนเริ่มจากขีดจํากัดชั่วคราวที่ 308 μg/m³ ของคาร์บอนธาตุจากนั้น 350 μg/m³ ของคาร์บอนรวมตั้งแต่เดือนมกราคม 2007จากนั้น 160เหมืองที่ไม่สามารถปฏิบัติตามข้อกําหนดนี้ได้ด้วยเหตุผลทางเทคโนโลยีหรือเศรษฐกิจ สามารถยื่นขอขยายเวลาพิเศษจากผู้จัดการเขต ซึ่งมีระยะเวลาไม่เกินหนึ่งปีต่อครั้ง

ไอเสียดีเซลยังมีสามกลุ่มแหล่งหลักแหล่งเคลื่อนที่เป็นแหล่งที่ชัดเจนแหล่งกําเนิดในพื้นที่คงที่ ได้แก่ การผลิตน้ํามันและก๊าซ โรงซ่อม และอู่ต่อเรือแหล่งกําเนิดเฉพาะจุดคงที่ ได้แก่ โรงงานเคมีและสาธารณูปโภคไฟฟ้าสําหรับภาพรวมของสิ่งที่อยู่ในอากาศกลางแจ้ง ดูที่ มลพิษทางอากาศและมะเร็ง (ภาษาอังกฤษ)สําหรับวิธีการจัดการการสัมผัสในที่ทํางานโดยทั่วไป โปรดดูที่ สารก่อมะเร็งจากการทํางาน (ภาษาอังกฤษ) และสําหรับโรคปอดเอง ดูที่ มะเร็งปอด

แหล่งข้อมูล

• IARC — สารก่อมะเร็งจากไอเสียเครื่องยนต์ดีเซล, 12 มิถุนายน 2012
• ข่าวประชาสัมพันธ์ IARC 213, PDF
• IARC Monographs เล่ม 105 — ไอเสียเครื่องยนต์ดีเซลและเบนซิน รวมถึงไนโตรอารีนบางชนิด
• รายงาน NTP เกี่ยวกับสารก่อมะเร็ง ฉบับที่ 15 — โปรไฟล์อนุภาคไอเสียดีเซล
• PubMed — Silverman DT, และคณะ. การศึกษากรณีควบคุมซ้อนของ DEMS, PMID 22393209
• PubMed — Attfield MD และคณะ การศึกษาการตายในกลุ่ม DEMS, PMID 22393207
• govinfo — 30 CFR 57.5060ขีดจํากัดการสัมผัสฝุ่นละอองดีเซล