Milieu- en gezondheidseffecten van benzeenblootstelling bij Egyptische taxichauffeurs

Abstract

Doelstellingen. Onderzoeken van milieublootstelling aan benzeen en van de hematologische effecten van benzeenblootstelling bij taxichauffeurs. Achtergrond. Blootstelling aan benzeen is in verband gebracht met nadelige gezondheidseffecten, waaronder hematopoietische aandoeningen. Methoden. Een retrospectieve cohortstudie werd uitgevoerd van begin april 2017, tot eind juni 2018, bij 280 taxichauffeurs (de blootgestelde groep) en 120 niet-blootgestelde gematchte personen (controles). De instrumenten omvatten een vooraf ontworpen zelfinvulvragenlijst die vragen bevatte over persoonlijke gegevens (bv. leeftijd, opleidingsniveau en roken) en blootstellingsgegevens (bv. duur en aard van de blootstelling). Het onderzoek omvatte een volledig bloedbeeld. Milieuonderzoeken naar aromatische koolwaterstoffen met een lichte keten (BTEX-componenten: benzeen, tolueen, ethylbenzeen en xyleen) werden uitgevoerd. Resultaten. De gemiddelde waarden (ppm) van de omgevingsconcentraties van benzeen, tolueen, ethylbenzeen en xyleen (respectievelijk 0,81 ± 0,42, 26,69 ± 0,54, 29,36 ± 2,35, en 25,11 ± 2,06) in de stations waren hoger dan de internationaal toegestane niveaus (). Bij het bestuderen van de klinische verschijnselen gedurende de laatste twee weken, was de prevalentie van bleekheid, duizeligheid, hoofdpijn, taille- en rugpijn, vermoeidheid, droge keel en ongemak significant hoger bij taxichauffeurs (respectievelijk 27,1%, 24,3%, 21,4%, 28,6%, 45,7%, 24,3%, en 25,7%) dan bij de controles (respectievelijk 6,7%, 4,2%, 6,7%, 10%, 6,7%, 6,7%, en 9,2%,). Wat chronische ziekten betreft, was hypertensie de meest voorkomende chronische ziekte bij de chauffeurs (17,1%) dan bij de controles (5,8%) (). Wat de zelfbeoordeling van de gezondheidstoestand betreft, rapporteerde 20,0% van de taxichauffeurs een slechte gezondheid, terwijl 31,4% een zeer goede gezondheid rapporteerde (). MCH (pg), TLC (×103/μl), en bloedplaatjes (×103/μl) waren significant lager onder taxichauffeurs (26,33 ± 2,31, 6,55 ± 1,38, en 189,07 ± 53,25, respectievelijk) (, <0,001, en <0,001 respectievelijk). Conclusie. Abnormale hematologische bevindingen bij taxichauffeurs werden gevonden bij blootstelling aan benzeen. De gezondheid van taxichauffeurs is over het algemeen aangetast. Het opzetten van een kliniek voor periodieke controle en gezondheidsvoorlichting voor taxichauffeurs wordt sterk aanbevolen.

1. Inleiding

Het Internationaal Agentschap voor Kankeronderzoek (IARC) heeft benzeen geclassificeerd als een kankerverwekkende stof voor de mens. In het lichaam wordt benzeen in de lever in verschillende stappen gemetaboliseerd door cytochroom P450 2E1, waar een verscheidenheid van ring-geopende metabolieten en ring-gehydroxyleerde metabolieten (b.v. fenolen en catecholen) worden gegenereerd . Deze circulerende fenolverbindingen kunnen naar andere organen worden getransporteerd, bijvoorbeeld naar het beenmerg, waar zij via door peroxidases gemedieerde reacties verder worden geoxideerd tot hun zeer reactieve chininen . Quinonen zoals hydrochinon (HQ) en para-benzochinon (p-BQ) zijn krachtige hematotoxische en genotoxische verbindingen die door NAD(P)H-quinonoxidoreductase (NQO1) kunnen worden omgezet in minder toxische gehydroxyleerde metabolieten. Blootstelling aan benzeen is in verband gebracht met nadelige gezondheidseffecten, waaronder hematopoietische aandoeningen zoals beenmergtekort dat zich uit in een afname van het aantal circulerende bloedcellen, bloedarmoede, trombocytopenie, leukopenie, aplastische anemie, en acute myeloïde leukemie bij zowel knaagdieren als mensen . De mechanismen van benzeen-geïnduceerde hematotoxiciteit zijn echter niet volledig begrepen. Na de vermindering van het loodgehalte in benzine sinds 1995 en het gebruik van loodvrije benzine in Egypte in 1998, zijn benzeen, tolueen, xyleen en oxygenaten de meest toegevoegde additieven aan benzine, om het octaangetal te verbeteren en de uitlaatgassen van de motor te verminderen, waardoor een efficiëntere verbranding van de brandstof mogelijk wordt . De meest gebruikte zuurstofverbindingen zijn ethyl-tertiair-butylether (ETBE), methyl-tertiair-butylether (MTBE), ethanol en methanol. Blootstelling aan tolueen en xyleen kan neuropsychologische symptomen veroorzaken, waaronder vermoeidheid, hoofdpijn, slaperigheid, slapeloosheid, depressie, angst, concentratie- of geheugenproblemen, dronken gevoelens en andere cognitieve stoornissen . Over de hele wereld en in Egypte, richtten sommige studies hun werk op de gezondheidsaandoeningen onder werknemers van tankstations en anderen bestudeerden de gezondheidsstatus onder taxichauffeurs , maar in Egypte is er een tekort aan onderzoek gedaan op dit gebied, dus dit werk werd uitgevoerd om de blootstelling aan benzeen bij taxichauffeurs uit landelijke en stedelijke gebieden te bestuderen en de hematologische effecten van benzeenblootstelling te bestuderen.

1.1. Steekproefgrootte

Op basis van literatuuronderzoek in het verleden, werd de steekproefgrootte berekend op 95% CI en 80% power, en werden in totaal 266 taxichauffeurs gerekruteerd. De steekproef werd verhoogd tot 300 om een pilootstudie uit te voeren en om uitval te vermijden. De uiteindelijke steekproefomvang was 280 taxichauffeurs. Ongeveer 120 personen van hetzelfde geslacht en dezelfde leeftijd werden gerekruteerd.

2. Deelnemers en Methoden

Menoufia is een Egyptisch gouvernement met meer dan 4 miljoen inwoners. Het heeft verschillende districten; het district Shibin El Kom is een van de grootste en overbevolkte districten. Als hoofdstad van het gouvernement is het district Shibin El Kom, met meer dan een half miljoen inwoners, het centrum van alle belangrijke administratieve en educatieve diensten. Alleen in dit district is taxidienst beschikbaar. Men kan zich voorstellen hoe groot het aantal inwoners is; de taxi dient naast alle soorten bussen, auto’s en de trein. Taxichauffeurs werken elke dag van ’s morgens vroeg tot ’s avonds laat om hun brood te verdienen. Zij worden gedurende vele uren blootgesteld aan benzeen en alle vormen van luchtverontreiniging. Een retrospectieve cohortstudie werd uitgevoerd van begin april 2017 tot eind juni 2018. Er werd een goedkeuring verkregen van het Comité voor Medisch Onderzoeksethiek in de medische faculteit van Menoufia. Na uitleg van de studiedoelen werd mondelinge toestemming gevraagd aan alle deelnemers. Om de gezondheidstoestand van die chauffeurs te beoordelen, was het nodig om een situatieanalyse te maken en de overbezette dagen te kiezen, vooral tijdens het onderwijsseizoen. In eerste instantie werden 4 overbezette dagen bepaald om de blootstelling aan BTEX in de omgevingslucht tijdens acht-urige werkploegen continu te controleren. De chauffeurs werden willekeurig gekozen door de dag in 3 ploegen te verdelen; van 10 uur ’s morgens tot 6 uur ’s avonds was de gekozen ploeg om de studie uit te voeren. De overvolle straten in de stad werden gekozen. Vervolgens werd de ploeg vanaf 10 uur verdeeld, en werd aangeraden om elke andere taxi te kiezen om de keuze willekeurig te laten zijn. Ongeveer 280 chauffeurs uit zowel landelijke als stedelijke gebieden van het Shibin El Kom district en 120 niet-blootgestelde gematchte personen uit de familie van de chauffeurs en niet-chauffeurs werden gerekruteerd. Alle deelnemers aan de studie werden onderworpen aan het volgende.

2.1. Vragenlijst

Een vooraf ontworpen interviewvragenlijst werd door de auteurs afgenomen op het werk in landelijke en stedelijke gebieden van Shibin El Kom stad. Na literatuuronderzoek stelden de auteurs een vragenlijst op, die op inhoudsvaliditeit werd getest door een groep specialisten van het departement Volksgezondheid en Gemeenschapsgeneeskunde. Cronbach’s alpha was 0,81. Er werd een proefstudie uitgevoerd bij 5 proefpersonen om de haalbaarheid en de toepasbaarheid van de instrumenten te testen, en er werden dienovereenkomstige wijzigingen aangebracht. De vragenlijst bevatte gegevens over demografische gegevens (bv. leeftijd en geslacht), speciale gewoonten (bv. roken en alcohol), en beroepsgeschiedenis (bv. werkuren/dag en jaren van blootstelling). Ook de medische voorgeschiedenis van neurologische en hematologische manifestaties en de voorgeschiedenis van ziekten (bv. neurologische, psychiatrische, bloed-, nier- en diabetes mellitus) werden opgenomen. De gegevens werden verzameld vanaf het begin van de dag om 9 uur, en er werden minder drukke dagen gekozen om tijd te hebben om de chauffeurs met een goed humeur te ondervragen.

2.2. 2.2. Volledige bloedtelling (CBC)

Twee ml bloed werd afgenomen door middel van een venapunctie met behulp van een steriele plastic injectiespuit. Dit bloedmonster werd vervolgens in een steriele plastic buis met EDTA (dinatriumethyleendiaminetetraacetaat) als antistollingsmiddel gebracht en vervolgens in een geautomatiseerde teller (Sysmex K 1000) ingevoerd die direct de Hb-concentratie, het aantal WBC’s, RBC’s en bloedplaatjes geeft.

2.3. Milieumeting (Monitoring van BTEX in de lucht door gaschromatografie)

De blootstelling aan BTEX in de lucht werd voortdurend gecontroleerd tijdens acht-urige werkploegen in 120 taxi’s met gegarandeerde inzet voor het werk in de overvolle stedelijke gebieden, aangezien sommige chauffeurs op het platteland aankondigden dat zij hun werk eerder beëindigden omdat hun huizen zich buiten de stad bevonden. Luchtmonsters werden in de taxi’s verzameld door actieve bemonstering met een debiet van 100 ml/min met behulp van SKC batterij-aangedreven luchtbemonsteringspomp model PCXR4. Voor het verzamelen van de monsters werden actieve koolpatronen gebruikt. In elke taxi werden twee monsters verzameld op twee verschillende dagen. De inhoud van elke patroon werd in een aparte flacon gedaan die werd verzegeld en gedurende 20 min in een gekoelde pad werd geplaatst en vervolgens gedurende 1 uur bij 10°C werd bewaard. De monsters werden geëxtraheerd met koolstofdisulfide (CS2) en de monsteroplossing werd vervolgens geanalyseerd met gaschromatografie. Voor de chemische analyse werd een VF-5MS-kolom (30 m lengte, 0,25 mm binnendiameter en 0,25 Pm filmdikte) gebruikt. De kolomoven werd aanvankelijk geprogrammeerd op 40 °C gedurende 3 min, gevolgd door een opwarmsnelheid van 15 °C-min-1 oplopend tot een eindtemperatuur van 200 °C. De eindtemperatuur werd gedurende 6 min. aangehouden. De BTEX-ijking werd verricht met een standaardoplossing (Supelco EPA TO-1 Mix 1A). Om de ijkcurve op te bouwen werden oplossingen met concentraties variërend van 0,1 tot 4,0 ng-PL-1 gebruikt. De correlatiecoëfficiënten lagen steeds boven 0,99. De voor elke BTEX berekende kwantificatielimiet was (20 pg-PL-1), in verhouding tot een concentratie van 1,0 Pg-m-3 in de atmosfeer. Al deze stappen werden uitgevoerd onder toezicht van een gekwalificeerde professor van de afdeling luchtverontreiniging, aan het nationale onderzoekscentrum, Caïro, Egypte.

2.4. De resultaten werden verzameld, getabelleerd en statistisch geanalyseerd met behulp van IBM personal computer en het statistisch pakket SPSS versie 20 (SPSS Inc., Chicago, USA). Er werden twee soorten statistieken gedaan: beschrijvende statistieken (bv. percentage (%), gemiddelde (X), en standaardafwijking (SD)) en analytische statistieken (bv. Student’s t-test werd gebruikt voor vergelijking van de gemiddelden van continue kwantitatieve parametrische variabelen en Z-test werd gebruikt voor vergelijking tussen verhoudingen). Statistische significantie werd aanvaard voor .

3. Resultaten

Omgevingsconcentraties van benzeen (ppm), tolueen, ethylbenzeen, en xyleen (respectievelijk 0,89 ± 0,42, 27,37 ± 6,59, 29,16 ± 2,50, en 25,04 ± 2,00) waren significant lager dan de concentraties in de omgeving.17, respectievelijk) waren aanzienlijk lager dan die gemeten door Abdel-Rasoul et al. (3,69 ± 1,88, 120,59 ± 1,17, 133,70 ± 7,20, en 114,35 ± 6,86 ppm, respectievelijk), die reeds de overeenkomstige lokale en internationale veiligheidsrichtlijnen voor deze elementen overschrijden () (tabel 1 en figuur 1). Wat de algemene kenmerken van de bestudeerde groepen betreft, waren er geen significante verschillen met betrekking tot leeftijd, burgerlijke staat of inkomen. Wat het roken betreft, was dit significant hoger bij de chauffeurs (70%) dan bij de niet-blootgestelde groep (55,8%) () (Tabel 2). Wat de beoordeling van de gezondheidstoestand van de chauffeurs en de niet-blootgestelde groep betreft, was de prevalentie van bleekheid, duizeligheid, hoofdpijn, taille- en rugpijn, vermoeidheid, droge keel en ongemak significant hoger bij taxichauffeurs (respectievelijk 27,1%, 24,3%, 21,4%, 28,6%, 45,7%, 24,3% en 25,7%) dan bij de controles (respectievelijk 6,7%, 4,2%, 6,7%, 10%, 6,7%, 6,7% en 9,2%). Wat chronische ziekten betreft, was hypertensie de meest voorkomende chronische ziekte bij de chauffeurs (17,1%) dan bij de controles (8,3%) (). Pijn in de taille en rug gedurende de laatste 12 maanden bleek 54,3% te bedragen bij de chauffeurs tegenover 10% bij de niet-blootgestelde groep. Wat de zelfbeoordeling van de gezondheidsstatus betreft, rapporteerden 20,0% van de taxichauffeurs een slechte gezondheid tegenover 0% van de niet-blootgestelde groep, terwijl 31,4% van de taxichauffeurs een zeer goede gezondheid rapporteerden tegenover 70,0% van de niet-blootgestelde groep (). Er was geen significant verschil tussen de bestudeerde groepen met betrekking tot periodieke controle of het ontvangen van gezondheidsvoorlichting voor ( en 0,875, respectievelijk) (Tabel 3). Wat de hematologische effecten betreft, waren MCH (pg), TLC (×103/μl), en bloedplaatjes (×103/μl) significant lager bij taxichauffeurs (26,77 ± 3,58, 6,90 ± 1,49, en 204,60 ± 56,49, respectievelijk) dan bij de controles (27,61 ± 2,28, 8,57 ± 1,91, en 266,06 ± 52,87, respectievelijk) (, <0,001, en <0.001, respectievelijk) terwijl MCHC (gm/dl) significant hoger was bij taxichauffeurs (33,90 ± 1,86) dan bij de niet-blootgestelde groep (31,36 ± 0,75) () (Tabel 4).

Figuur 1

Omgevingsconcentraties van benzeen (ppm), tolueen, ethylbenzeen, en xyleen in taxi’s versus de resultaten van stations.

4. Discussie

Een hoger niveau van benzeen dan het toelaatbare niveau van het Egyptische Ministerie van Handel en Industrie, Wet 4 Decreet 1095 (1,56 ppm) , werd gerapporteerd in de stations . In de huidige studie waren de omgevingsconcentraties van benzeen (ppm), tolueen, ethylbenzeen, en xyleen significant lager dan die gemeten door Abdel-Rasoul et al. Dit komt overeen met Bahrami et al. die ontdekten dat de gemiddelde concentratie van benzeen in de ademhalingszones van werknemers van benzinestations 2-3 keer hoger was dan die van de chauffeurs en ook 3 keer hoger dan het drempelniveau (0,5 ppm) zoals aanbevolen door de American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH). Hoewel de niveaus onder de drempelwaarde lagen, was de gemiddelde concentratie van benzeen in de ademzone van de chauffeurs hoger dan de gerapporteerde studies uit Azië, Australië en Amerika. Wat de zelfevaluatie van de gezondheidstoestand betreft, rapporteerden 20,0% van de taxichauffeurs een slechte gezondheid tegenover 0% van de niet-blootgestelde groep, terwijl 31,4% van de taxichauffeurs een goede en zeer goede gezondheid rapporteerden tegenover 70% van de niet-blootgestelde groep. Dit komt overeen met de bevindingen van Yang et al. die vonden dat de prevalentie van hypertensie bij taxichauffeurs 18,2% bedroeg, terwijl de algemene prevalentie van hypertensie bij Chinese volwassenen 18,1% bedroeg in 2004. Verminderde fysieke activiteit, een stressvolle job, hard werken en normale slaapverstoring kunnen een verklaring zijn voor de hogere prevalentie van hypertensie bij taxichauffeurs. Wat pijn in de taille en rugpijn betreft, bleek uit onze studie dat de prevalentie 54,3% bedroeg in de laatste 12 maanden. Dit komt overeen met de bevindingen van Wang et al. die een prevalentie van 54% vaststelden, maar het is lager dan dat van Burgel en Elshatarat die een lage rugpijn van 67% vaststelden. De huidige gegevens toonden duidelijk een vermindering in MCH (pg), WBCs, en bloedplaatjes met geen significant verschil wat RBcs, Hb, HCT, en MCV betreft. Dit resultaat is in overeenstemming met de bevindingen van Avogbe et al. die een verlaagde WBC-telling rapporteerden bij taxichauffeurs in vergelijking met niet-blootgestelde controles. Ook het RBC-getal bleef onveranderd tussen dorpsbewoners en blootgestelde MBTD. Dit resultaat is consistent met vele studies, die hetzelfde rapporteerden bij blootstellingsniveaus aan benzeen variërend van 1,9-14,8 ppm en 0,005-5,3 ppm . Anderen rapporteerden echter verminderde RBC-tellingen bij benzeenniveaus variërend van 0,14-2,08 ppm of vonden verminderde RBC bij werknemers met zware blootstelling aan benzeen (maximumniveau van 34 ppm) .

5. Conclusie

Onnormale hematologische bevindingen werden gevonden bij taxichauffeurs die blootgesteld werden aan hoge concentraties benzeen, tolueen, ethylbenzeen, en xyleen die hoger waren dan de toegelaten niveaus. Blootgestelde taxichauffeurs vertoonden een verscheidenheid aan symptomen die verband hielden met verschillende systemen, bv. neurologische, respiratoire, gastro-intestinale, cardiovasculaire en endocriene symptomen, evenals significante veranderingen in de bloedbestanddelen. Preventieve en screeningsmaatregelen zijn nodig om de last van milieublootstelling bij taxichauffeurs te verminderen. Het opzetten van een kliniek voor periodieke controle en vroegtijdige opsporing van symptomen en hematologische veranderingen in gebieden die gemakkelijk te benaderen zijn door taxichauffeurs wordt ten zeerste aanbevolen. Daarnaast kunnen gezondheidsvoorlichtingsprogramma’s voor chauffeurs worden geïntroduceerd om het bewustzijn van taxichauffeurs over de nadelen van blootstelling aan deze milieuverontreinigende stoffen te vergroten. Verder is het gebruik van gassensoren, specifiek voor de gedetecteerde gassen, een effectieve oplossing om gasniveaus te detecteren wanneer ze de toegestane niveaus overschrijden.

Beschikbaarheid van gegevens

De gegevens die worden gebruikt om de bevindingen van deze studie te ondersteunen, zijn op verzoek beschikbaar bij de corresponderende auteur.

Disclosure

De inhoud is uitsluitend de verantwoordelijkheid van de auteurs en vertegenwoordigt niet noodzakelijkerwijs de officiële standpunten van het NIH.

Belangenconflicten

De auteurs verklaren dat er geen belangenconflicten zijn met betrekking tot de publicatie van dit artikel.

Bedankingen

De auteurs willen graag Prof. Diane Rohlman, Associate Professor, aan de Universiteit van Iowa, en Directeur, Healthier Workforce Center of the Midwest, bedanken voor haar grote en genereuze steun. Ook willen de auteurs alle deelnemers bedanken voor hun tijd en vriendelijkheid. Dit onderzoek werd (gedeeltelijk) ondersteund door een subsidie van het Fogarty Institute en het National Institute of Environmental Health Sciences (R01 ES022163).