Hopp til innhold

Valgte elementer er lagt i handlekurven

Gå til handlekurv
Uteluft - luftkvalitetskriterier

Nikkel (Ni) i uteluft

Industri og forbren­ning av olje og kull er viktige kilder for nikkel i luft.

Hopp til innhold

  • Nikkel er et metall som forekommer i lave kon­sentrasjoner i naturen, både som vannløselige salter og ikke-­løselige forbindelser.
  • Nikkel kan foreligge i forskjellige oksidasjonstrinn, to­verdig nikkel synes å dominere.
  • Luftkonsentrasjonen av nikkel i byer og tettste­der ligger i området 1­-10 ng/m3, høyere ved spesifikke kilder.
  • Inhalasjon i aktuelle arbeidsmiljø synes å være den viktigste eksponering for nikkel.
  • Studier tyder på at nikkel er kreftfremkallende, påvirker mottageligheten for infeksjoner, gir allergi/betennelse og kan påvirke hjerte­- og karsystemet.
  • Nikkelforbindelser antas å kunne gi kreft i lunger, nese og strupe. I risiko­vurdering regnes evnen til å utløse kreft som den kritiske effekten.
  • Folkehelseinstituttet og Miljø­direktoratet har fastsatt et luftkvalitetskriterium på 10 ng/m3 nikkel som årsmiddel. Det tilsvarer en livstidsrisiko for kreft på 1:250 000.

Kilder, luftforurensningsnivåer og eksponering for nikkel

Egenskaper og kilder

Nikkel er et metall som finnes i naturen, men vanligvis i lave konsentrasjoner i jord, vann og luft. Nikkel kan forekomme som vannløselige salter (nikkelacetater, ­sulfater og ­klorider) og som ikke­-vannløselige forbin­delser (sulfider og oksider). Enkelte ikke-­vannløselige nikkelforbindelser kan imidlertid løses i biologiske væsker [8]. Selv om nikkel kan danne forbindelser med forskjellige oksidasjonstrinn, synes 2­-verdig nikkel å være viktigst for både organiske og uorganiske forbindelser, men 3­-verdig nikkel kan dannes ved reduksjons­oksidasjonsprosesser i cellene.

Nikkel inngår i enkelte enzymer i noen organismer, og kan inngå i det biologiske kretsløpet. Nikkel er imidlertid ikke vist å være essensielt for mennesket. Forbindelser av nikkel forekommer i avløp/avgasser fra industriell produksjon og forbrenning av olje og kull. Den viktigste nikkelforbindelsen i uteluft er nikkelsulfat [8]. Nikkel finnes også i tobakksrøyk. Produksjon av karbon­nanopartikler gir ofte nikkelforurensning.

Metallet kan finnes i produkter slik som husholdnings­artikler, batterier, tannlegeutstyr, implantater og pynte­gjenstander. Nikkel finnes i matvarer, særlig kan nøtter og kakao inneholde mer nikkel enn andre matvarer [8].

Luftforurensningsnivåer i Norge

Luftkonsentrasjonen av nikkel i byer og tettsteder ligger i området 1-­10 ng/m3, men langt høyere konsen­trasjoner kan forekomme i områder med mye industri (100­-200 ng/m3). I Nord­-Norge ble det i 1990/1991 målt nivåer rundt 1 ng/m3 i bakgrunnsområder og rundt 5 ng/m3 noen km fra et smelteverk. Det høyeste nivået som ble observert var 64 ng/m3 [89]. Målinger etter 2005 har som tidligere vist rundt 5 ng/m3 nær smelteverket [49]. I 2009 var årsmiddelkonsentra­sjonen for nikkel på 29 ng/m3 i Kristiansand, dette er over målsetningsverdien i forurensningsforskriften kapittel 7 om lokal luftkvalitet. Målestasjonen ligger i et industrinært område. I 2011 var konsentrasjonen i Kristiansand noe lavere, men fremdeles over gjeldende luftkvalitetskriterier. Målinger utført ved andre stasjoner viste lave konsentrasjoner av nikkel i uteluft i perioden 2009­-2011 som vist i figur 1.

Figur 1. Årsmiddelkonsentrasjoner av nikkel målt ved ulike målestasjoner 2009-­2012. Grønn linje viser gjeldende luftkvalitetskriterium. Rød linje viser forurensningsforskriftens målsetningsverdi. Kilde: Sentral database for luftovervåkningsdata, 2013.
Figur 1. Årsmiddelkonsentrasjoner av nikkel målt ved ulike målestasjoner 2009-­2012. Grønn linje viser gjeldende luftkvalitetskriterium. Rød linje viser forurensningsforskriftens målsetningsverdi. Kilde: Sentral database for luftovervåkningsdata, 2013.

Ifølge målinger utført i EU-­prosjektet RAIAP lå konsen­trasjonen av nikkel i svevestøv samlet inn i Oslo ved forskjellige årstider i perioden 2001­-2002 på rundt 190 ng/mg i finfraksjonen, og på rundt 80 ng/mg i grovfraksjonen [3]. Det skulle tilsvare en luftkonsentra­sjon på 1,2 ng/m3 nikkel.

Eksponering

Nikkel kan tas opp ved inhalasjon, gjennom huden og via mat og drikke. Den største eksponeringen hos den gene­relle befolkning skjer via mat. Den helsemessig viktigste eksponeringen er imidlertid opptak via luft i arbeidsmiljø innen tilvirking, raffinering og utvinning av nikkel og nikkelholdige produkter [90]. Røykere har også høyere eksponering enn andre grupper i befolkningen. Den generelle befolkningen er utsatt for mindre enn 2,5 ng/m3 nikkel i luft, med unntak av områder med tungindustri.

Helseeffekter av nikkel

Helseeffekten til nikkel avhenger av hvilken forbindelse den foreligger i, samt eksponeringsveien. Det foreligger studier som tyder på at nikkel er kreftfremkallende, påvirker mottageligheten for infeksjoner, gir allergi/betennelse og kan påvirke hjerte­- og karsystemet. Det er lite kunnskap om absorpsjon av nikkel fra svevestøv etter deponering i luftveissystemet, men både partikkel­størrelse og løselighet ser ut til å ha stor betydning [8], [91]. Høyeste konsentrasjoner av nikkel finnes i lunge, skjoldbruskkjertel og binyrene, men også i nyre, lever og hjerne. Omdannelse av 2­-verdig til 3­-verdig nikkel i kroppen fører til dannelse av reaktive oksygenforbin­delser (ROS). Urin er den viktigste eliminasjonsveien for absorbert nikkel. Halveringstiden for absorbert nikkel i urin er blitt estimert til ca 30 timer [8].

Eksperimentelle studier

Nikkeloksid og nikkelsubsulfid (Ni3S2) er vist å forår­sake svulster etter inhalasjon i dyrestudier [8]. Det kreftfremkallende potensialet varierer med kjemisk sammensetning, løselighet og partikkeloverflate­egenskaper [8]. Nikkelforbindelser forårsaker generelt lite mutasjoner i bakterietester, noe som kan skyldes begrenset opptak. Imidlertid er nikkelforbindelser vist å kunne omdanne celler i kultur til kreftcellelinjer [8]. Potensialet til å fremkalle kreft avhenger av de fysiske/kjemiske egenskapene til aktuelle nikkelforbindelser, og deres mulighet til å trenge inn og oppløses i celler. Flere studier tyder på at det er de semioppløselige forbindelsene slik som nikkelsubsulfid som er mest kreftfremkallende [92]. Mekanismen for nikkels evne til å fremkalle kreft synes å involvere både genetiske og ikke­-genetiske endringer [72].

Inhalasjon av nikkel kan også forårsake andre effekter i luftveiene, som ødem og betennelsesreaksjoner [8]. Nikkel i løselig form ga betennelsesreaksjoner i lunge etter instillering i luftveier hos rotter [93]. I den senere tid er det gjort flere forsøk med nanopartikler av nikkeloksid (NiO), og det er observert betennelses­reaksjoner etter eksponering for slike nanopartikler [94]. I en ny studie ble rotter eksponert via luftveiene (instillering) for løselig fraksjon av flyveaske fra restolje, samt ulike metaller som forekommer i den løselige fraksjonen, før dyrene ble utsatt for bakterier. Denne studien viste at den løselige metallfraksjonen økte følsomheten for lungeinfeksjon, og at løselig nikkel sannsynligvis var det viktigste metallet involvert i den økte følsomheten [95].

I tillegg til effekter i luftveiene finnes det studier som indikerer effekter i hjerte­- og karsystemet. Studier med mus kan tyde på at nikkel i svevestøv bidrar til hjerte-­kareffekter [96]. Målinger av mus eksponert for oppkonsentrert finfraksjon av svevestøv (CAPs) viste  at nikkel var assosiert med akutte endringer i hjerte­rytmen  og ­variabilitet.

Dessuten kan nikkel overføres til foster og påvirke fosterutviklingen. Dødfødsel og misdannelser er rapportert etter injeksjon av nikkelforbindelser i forsøksdyr [8].

Befolkningsstudier

Alle nikkelforbindelser antas å kunne gi kreft i lunger, nese og strupe. Arbeidsrelatert eksponering i industri med nikkelraffinering er dokumentert å øke risikoen for lunge-­ og nesekreft. Inhalasjon av blandinger av oksider, sulfider og løselige nikkelforbindelser ved høyere konsentrasjoner enn 0,5 mg/m3 over mange år viser slike effekter. Et estimat av risiko for lungekreft er gjort på basis av arbeidere ansatt mellom 1968 og 1972 i industri i Norge med høy nikkeleksponering. Her ble det beregnet en risiko på 3,8 tilfeller per 10 000 eksponerte ved eksponering for 1 µg/m3 [8].

Allergiske hudreaksjoner av nikkel er dokumentert både hos nikkelarbeidere og i den generelle befolk­ningen. Nikkel absorberes lett gjennom slimhinner og hud og kan gi allergisk kontakteksem (nikkelallergi). Det er en økende tendens til slik eksem på grunn av eksponering for husholdningsredskaper, smykker og mynter. Luftveissystemet er også et målorgan for aller­giske reaksjoner ved nikkeleksponering i arbeidsmiljø.

Til tross for at nikkel har sterkt allergisk potensial og at kontakteksem er godt dokumentert i arbeidsmiljø, foreligger det ikke data som tyder på at luftbåren nikkel forårsaker allergiske reaksjoner i den generelle befolkningen [8].

Nikkel kan også føre til betennelse i luftveiene. Dette kan utvikle seg fra mild irritasjon til kroniske beten­nelser i bronkiene, lungefibrose, astma og væskedan­nelse i lungene. Nikkel kan også gi hjerte­- og karsyk­dommer og nyresykdommer [92]. Befolkningsstudier (NMMAPS, Hong Kong) tyder på sammenhenger mellom eksponering for nikkel og dødelighet av hjerte­- og karsykdommer ved forholdsvis lave luftkonsentrasjoner [96].

Vurderinger og luftkvalitetskriterier for nikkel

Nikkelforbindelser er klassifisert som gruppe 1 karsinogener (kreftfremkallende for mennesker og dyr) av IARC, og den kreftfremkallende effekten av nikkel i luftveier blir vurdert som den kritiske effekten [8, 72]. Basert på risikoberegninger foretatt i arbeids­miljø har WHO estimert en livstidskreftrisiko på 3,8 per 10 000 eksponerte ved 1 µg/m3 nikkel som luftkonsen­trasjon. Dette estimatet forutsetter en lineær dose­-responskurve. En konsentrasjon på 2,5 ng/m3 nikkel­ forbindelser vil da gi en livstids kreftrisiko på 1:1 000 000.

I EUs 4. datterdirektiv om luftkvalitet [15] som omhandler konsentrasjoner i luft og avsetning i jordsmonn av forskjellige metaller, ble det for nikkel spesifisert en målsettingsverdi på 20 ng/m3 [15]. I Norge ble målsettingsverdien implementert i 2013 [54].

Folkehelseinstituttet og Miljødirektoratet har fastsatt et luftkvalitetskriterium for nikkel på 10 ng/m3 som årsmiddel. Det tilsvarer en livstidsrisiko for kreft på 1: 250 000.

­