Hydrogen sulphide risk characteristics in wastewater work

Abstract

English summary Work with sewage has always been considered dirty, and therefore been looked down at. Today we know that this work is essential for the public's health and welfare.

The work with risk-reducing measures starts with understanding the risk. From unpleasant odours for the surroundings, to caustic damage to mucous membranes and, worst case, death. Hydrogen sulphide (H2S) from sewage has been shown to have an irregular exposure pattern with very low concentrations on average, so that connections with health outcome have been difficult to understand. With the development of measurement technology that can measure with a short response time, it has become possible to detect peaks with durations of less than one minute, whereas previously you often had to measure up to 10 minutes unless the concentrations were very high.

The development in measuring technology provides new opportunities, and presents the question of how these opportunities can be used for better understanding the risks of exposure. It has been suggested that 8 hour or 15 minute time weighted averages,​ are unsuitable to describe the risk when the exposure varies a lot. Ceiling value assessments only give a yes/no answer. This contributed to the idea of ​​developing an index to describe the exposure, so that several elements could be weighted, not just a dose calculated based on concentration and time, but also number of peaks and peak height.

Three different strategies have been used to collect exposure data. More than 8000 workdays are measured. In data set A, the 93 expert measurements with activity data on partly randomly selected days was collected among 56 persons in the Oslo area and in Trøndelag County, including Trondheim. Measurements were made with measurement equipment OdaLog L2/LL from ThermoFisher Scientific, PAC 7000 and x-am 5000 from Dräger. In Dataset B routine self-administered data collection from alarm sensors Honeywell BW MicroClipX3 were done among 60 persons in water and wastewater work in Trondheim municipality, the third largest municipality in Norway. This gave 7083 measured workdays. Dataset C is from the same workers and equipment as in B. It is self-administered data collection every day in periods, together with collection of activity data for 872 measured workdays. We thus have data to compare the type of measuring equipment and employee groups, but also the results in values ​​and frequencies. We have proposed a graphical presentation of the time weighted average, exceedance or not of ceiling value, and index value. All in the same figure in order to get a better overall understanding of the risk of the exposure.

The use of alarm sensors in the work is considered a necessity for the safety of the workers. It is recommended to use a retrieving strategy supporting data access, storage and presentation to the employees and employee groups. This includes routine bump checks and routine calibration. Equipment with a short response time (T90) is recommended. Time periods down towards and below 15 seconds is achievable in alarm equipment in 2023. It is recommended that the limit of quantification is a maximum of 10 % of the occupational limit value, and that it can be measured at least to 100 ppm H2S, which is the limit of immediate danger to life or health, defined by NIOSH. Under these conditions, alarm equipment can also be used for documentation of average exposure, not just as alarms and of maximum level.

Choice of technology in work equipment has been shown to influence exposure levels. Among other things, there are big differences when flushing with clean water versus recycled flushing water. More frequent emptying of the septic tank or cesspool means less need to flush in parallel to the emptying of them. Ventilation is important. Employees who go down into water manholes are also exposed to H2S well above the ceiling value. It appears to be due to the possibility of drainage linked to the sewer pipes.

Norsk sammendrag Arbeid med avløp har alltid vært ansett som skittent, og derfor sett ned på. I dag vet vi at arbeidet er helt essensielt for befolkningens helse og velferd.

Arbeidet med risikoreduserende tiltak starter med å forstå risikoen. Fra ubehagelig lukt for omgivelsene, til etseskader på slimhinner og i verste fall død. Hydrogensulfid (H2S) fra kloakk har vist seg å ha et uregelmessig eksponeringsmønster med gjennomsnittlig svært lave konsentrasjoner, slik at sammenhenger har vært vanskelige å forstå. Med utvikling av måleteknologi som kan måle med kort responstid har det blitt mulig å oppdage topper med varigheter under ett minutt, mens man tidligere ofte måtte opp i 10 minutter med mindre konsentrasjonene var svært høye.

Med utviklingen i måleteknologi kommer også nye mulighet og spørsmålet om hvordan disse kan benytte til å bedre forstå risikoen ved eksponeringen. Tankene om at gjennomsnittsverdier over 8 timer eller 15 minutter ikke er egnet for å beskrive risikoen når eksponeringen varierer mye, har vært luftet av flere. Takverdivurderinger gir bare et ja/ nei-svar. Dette bidro til tankene om å utvikle en indeks for å beskrive eksponeringen, slik at flere elementer kunne vektes, ikke bare beregne en dose basert på konsentrasjon og tid, men også antall topper og maks-nivå.

Tre forskjellige strategier har blitt brukt for å samle eksponeringsdata. Mer enn 8000 arbeidsdager er målt. I datasett A er det 93 ekspert-målinger med aktivitetsdata på til dels tilfeldig utvalgte dager blant 56 personer i Oslo-området og i Trøndelag fylke, herunder også Trondheim kommune. Målinger ble gjort med måleutstyret OdaLog L2/LL fra ThermoFisher Scientific, PAC 7000 og x-am 5000 fra Dräger. Datasett B dekker 7083 arbeidsdager med selvadministrert datainnhenting fra alarmsensorer Honeywell BW MicroClipX3 fra 60 personer i vann- og avløpsetaten i Trondheim kommune, den tredje største kommunen i Norge. De samme personene har i datasett C foretatt selvadministrert datainnhenting fra alarmutstyret hver dag i perioder, sammen med aktivitetsdata. I alt har datasettet 872 målte dager. Dermed har vi data til å sammenligne type måleutstyr og arbeidstakergrupper, men også resultatene i verdier og frekvenser. Vi har foreslått en grafisk presentasjon av gjennomsnitt, takverdioverskridelse og indeksverdi i samme figur for å få en bedre samlet risikoforståelse av eksponeringen.

Bruk av alarmsensorer i arbeidet anses som en nødvendighet for arbeidstakernes sikkerhet. Når utstyret først må skaffes og brukes, anbefales det en innsamling av måledata som støter opp under datatilgang, oppbevaring og presentasjon for arbeidstakerne og arbeidstakergruppene. I dette inngår rutinemessige bump-kontroller og jevnlig kalibrering. Det anbefales utstyr med kort responstid (T90). Tider ned mot og under 15 sekunder er i 2023 oppnåelig også i alarmutstyr. Det anbefales at kvantifiseringsgrensen maksimalt er på 10 % av grenseverdien, og at det kan måles minst til 100 ppm H2S, som er grensen for umiddelbar fare for liv eller helse, definert av NIOSH. Under disse forutsetningen kan også alarmutstyr benyttes til dokumentasjon av gjennomsnittseksponering, ikke bare som alarmer og av topp-nivå.

Valg av teknologi i arbeidsutstyret har vist seg å påvirke eksponeringsnivåene. Blant annet er det store forskjeller ved spyling med rent vann kontra resirkulert spylevann. Hyppigere tømming av septikk gir mindre behov for å spyle parallelt med tømmingen. Ventilasjon er også viktig. Ansatte som går ned i vannkummer er også utsatt for H2S langt over takverdi. Det ser ut til å skyldes mulighet for avrenning som er knyttet til avløpsledning.