24. Gezondheidsgerelateerde en ecologische gevolgen van de chromaten

F. Gezondheid, regelgeving, open vragen en conclusie

De reactieproducten zijn niet alleen chemisch relevant. De hier beschouwde calcium- en natriumchromaten zijn kankerverwekkend; huidcontact, lokale effecten op de huid en mogelijke opname moeten naast inhalatie worden beoordeeld. Bij verwondingen kunnen afzonderlijke Cr(VI)-verbindingen ernstige huidzweren veroorzaken. [2, 3]

Opname in de cel: het paard van Troje

In water oplosbare chromaten zijn structureel gelijk aan sulfaat- en fosfaationen. De cel neemt ze daarom op via haar transportroutes voor sulfaat en fosfaat, alsof het om een gewoon nutriëntanion gaat. Chroom(VI) komt zo ongehinderd in het inwendige van de cel terecht, terwijl driewaardig chroom het celmembraan nauwelijks passeert. [53]

Reductie in de cel: DNA-schade en oxidatieve stress

In de cel wordt Chroom(VI) door ascorbaat, glutathion en cysteïne stapsgewijs via de reactieve tussenstappen Chroom(V) en Chroom(IV) gereduceerd tot het stabiele Chroom(III). Daarbij ontstaan volgens de beoordeling van het Internationaal Agentschap voor Kankeronderzoek (IARC) Chroom(III)-DNA-adducten, DNA-eiwit- en DNA-DNA-crosslinks, DNA-strengbreuken inclusief dubbelstrengsbreuken en oxidatieve schade aan basen. De overheersende vorm zijn ternaire adducten, waarbij Chroom(III) het DNA verbindt met kleine moleculen zoals cysteïne, histidine, glutathion of ascorbaat. De reactieve tussenproducten van de reductie veroorzaken bovendien oxidatieve stress. [53]

In de celkern is het daarmee het driewaardige chroom dat het DNA beschadigt. De gangbare gelijkstelling van Chroom(III) met onschadelijkheid schiet daarom tekort: doorslaggevend is of chroom in de cel terechtkomt.

Epidemiologische basis: de cohorten uit de chromaatindustrie

De kankerverwekkende werking is niet alleen afgeleid uit dierproeven, maar aangetoond bij werknemers in de chromaatindustrie. De Amerikaanse arbeidsveiligheidsinstantie OSHA baseerde haar in 2006 vastgestelde grenswaarde van 5 µg/m³ vooral op twee cohorten uit de chromaatproductie: de werknemers van de fabriek in Baltimore (Gibb et al. 2000; 2.357 mannen, gevolgd van 1950 tot 1992) en die van de fabriek in Painesville, Ohio (Luippold et al. 2003). Het IARC classificeert Chroom(VI)-verbindingen als kankerverwekkend voor de mens (groep 1), met vastgestelde werking op de longen en waargenomen verbanden met kanker van de neus en de neusbijholten. [53, 54]

Indeling van de doelchromaten

Volgens de geharmoniseerde Europese indeling is calciumchromaat kankerverwekkend van categorie 1B (H350) en zeer giftig voor in het water levende organismen met langdurige gevolgen (H400, H410). Natriumchromaat is daarnaast ingedeeld als mutageen, giftig voor de voortplanting, sensibiliserend bij contact met de huid en bijtend. [3]

Huidcontact

Huidcontact moet zelfstandig worden beoordeeld. Langduriger contact kan leiden tot dermatitis en huidzweren; een deel van de blootgestelden ontwikkelt een allergische sensibilisatie, waarbij al geringe hoeveelheden ernstige huidreacties uitlokken. Verontreinigde onderdelen, isolatiematerialen, gereedschappen en handschoenen blijven daarom ook dan een gevaar wanneer de luchtmeting geen afwijkingen laat zien. De Duitse TRGS 561 verlangt bij huidcontact met chroom(VI)-verbindingen bijzondere beschermingsmaatregelen. [19, 56]

Niet elk Chroom(VI) is gelijk: de afzonderlijke chromaten

In de praktijk wordt meestal in algemene zin gesproken van „Chroom(VI)". Deze veralgemening is schadelijk, omdat zij de afzonderlijke chromaten uit het oog verliest. Oplosbaarheid, deeltjesgedrag, verblijftijd in de long en indeling verschillen aanzienlijk. In een Brits vergelijkend experiment met rattenlongen (Levy et al. 1986) veroorzaakten slecht oplosbare chromaten significant longtumoren: strontiumchromaat bij 43 en 62 van 99 dieren, calciumchromaat als positieve controle bij 25 van 100, zinkchromaat daarentegen slechts bij 5 respectievelijk 3 van 100. [55]

Calciumchromaat, het hoofdproduct van de in-situvorming bij calciumhoudende isolatiematerialen en in assen, behoort daarmee tot de in dierproeven meest werkzame chromaten. Een beoordeling die alleen „Chroom(VI)" vastlegt en de verbinding niet benoemt, verhult deze verschillen.

Alle blootstellingsroutes moeten afzonderlijk worden beoordeeld

Artikel 3 leden 2 en 3 van de Europese Richtlijn 2004/37/EG verlangt de beoordeling van mogelijke blootstellingen met inbegrip van verdere blootstellingsroutes, in het bijzonder de opname in respectievelijk via de huid. Voor deze werkzaamheden moeten de volgende routes elk zelfstandig en vervolgens in de totaalbeoordeling in aanmerking worden genomen: [18]

• Inhalatoir: vrijkomen en inademen van chromaatstof bij onderhoud, openen, demontage, reiniging of hantering; werkzaamheidsgerichte luchtmetingen beoordelen deze route.

• Dermaal: contact met verontreinigde onderdelen, isolatiematerialen, gereedschappen, handschoenen of vloeistoffen; huidbelasting, mogelijke opname en lokale effecten moeten afzonderlijk worden beoordeeld.

• Oraal: hand-mondoverdracht via verontreinigde handen, voorwerpen, voedsel of dranken; werkprocessen, hygiëne en versleping moeten in aanmerking worden genomen.

Een lage luchtconcentratie is geen algemeen ontlastingscriterium. Zij beantwoordt niet de vragen naar huidcontact, orale opname of oppervlaktecontaminatie. De Duitse TRGS 561 verlangt in paragraaf 3.3.4 bijzondere beschermingsmaatregelen bij huidcontact met Cr(VI)-verbindingen. [19]

Milieu

Voor de hier in aanmerking komende doelverbindingen is bovendien het milieugevaar van wezenlijk belang. Calciumchromaat en natriumchromaat moeten worden ingedeeld als zeer giftig voor in het water levende organismen met langdurige gevolgen (H410). De vorming van deze chromaten betreft daarom tegelijk de arbeidsbescherming, het afval- en restbeheer alsmede de waterbescherming.

Het feit dat het uitgangsproduct als isolatiemateriaal wordt verkocht, verandert niets aan de relevantie als gevaarlijke stof van de reactieproducten die bij beoogde thermische belasting ontstaan.

Hoe ver Chroom(VI) zich in het milieu kan verspreiden, toont het geval Hinkley in Californië, bekend door de film Erin Brockovich (2000): tussen 1952 en 1966 gebruikte het Amerikaanse energiebedrijf PG&E Chroom(VI) als corrosiebescherming in het koeltorenwater van een compressorstation. Het afvalwater kwam via onverharde bassins in het grondwater terecht en verontreinigde een gebied van circa drie kilometer lang en anderhalve kilometer breed. [57]

Verdieping van de gezondheidsrisico's bij inhalatie: Speer et al. (2022)

Het voorgelegde Amerikaanse werk onderzoekt deeltjesvormig zinkchromaat (ZnCrO₄) bij niet-maligne, geïmmortaliseerde menselijke bronchiale fibroblasten. Er werd blootgesteld aan 0,1, 0,2 en 0,3 µg/cm² gedurende 24, 72 en 120 uur. De auteurs leggen veranderingen in de microRNA-expressie vast door middel van sequencing en controleren geselecteerde bevindingen aanvullend met qPCR. De onderzochte verbinding is zinkchromaat, niet calcium- of natriumchromaat. [39]

De veranderde microRNA's betreffen volgens de bio-informatische doel- en signaalroute-analyse centrale gebieden van het ontstaan van kanker: chromosomale instabiliteit, ontsteking, oxidatieve stress, omzeiling van celdood en cellulaire transformatie. Gemeten werden de expressieveranderingen; niet elk daaruit afgeleid gen- of signaalroute-effect werd als functioneel eindpunt direct getoetst. Het werk verdiept daarmee de mechanistische duiding van belasting met deeltjesvormig Cr(VI) bij menselijke longcellen. [39]

Voor de beoordeling van chromaatstof is dit een relevante biologische relatie: cellulaire regulatie- en herstelprocessen kunnen worden aangetast, ook als een later routineonderzoek geen eerdere blootstelling reconstrueert. De celkweekdosis in µg/cm² is echter geen luchtconcentratie in µg/m³; de proefreeks is noch een inhalatie-cohortonderzoek noch een meting van het ziekterisico bij een concrete installatie. Verbinding, oplosbaarheid, deeltjesgedrag en daadwerkelijk opgenomen dosis moeten bij de overdracht naar andere chromaten in aanmerking blijven worden genomen. [39]

Luchtmeting, biomonitoring en langetermijneffect zijn verschillende niveaus

Een luchtmeting op de werkplek beschrijft de bemonsterde werkzaamheid en tijdsperiode. Chroom in urine dient voor de beoordeling van een opgenomen chroombelasting; de Britse EH40 vermeldt de biologische richtwaarde als chroom in urine, niet als directe Cr(VI)-speciatiemeting. Een dergelijke waarde reconstrueert noch betrouwbaar een lang geleden opgetreden belasting noch reeds ontstane genotoxische veranderingen. De drie niveaus mogen daarom niet als onderling vervangend bewijs worden gebruikt. [39, 42]

In de Britse arbeidsbescherming verlangt de Britse instantie HSE eveneens de beschouwing van alle opnameroutes, inclusief huid en inslikken; bij kankerverwekkende stoffen moet de blootstelling zo ver als redelijkerwijs praktisch mogelijk worden verminderd. Het Britse praktijkgeval wordt daarom gevoerd als zelfstandig Europees toepassingsbewijs, niet als bewijs van het actueel geldende EU-recht of van een gemeenschappelijke Europese grenswaarde. [41]