National Transport Library Research Database

Mätningar av syrehalt och emission av andra farliga gaser i slutna lastrum (Toxic off-gassing and oxygen depletion during ocean transportation of pulp wood and wood chips)

  • Svedberg, Urban
  • Västernorrlands läns landsting, Kommun eller region, 232100-0206
Sponsors, duration, budget: Sjöfartsverket ; 2008-04-01 -- 2009-09-30 ; 500000 kronorSubject(s): Online resources: Abstract: Under åren 2005-2007 inträffade flera olyckor med dödlig utgång i slutna utrymmen ombord fartyg i svenska hamnar. Fyra av olyckorna med sammanlagt 5 omkomna ägde rum vid lossning av timmer och träflis, en olycka med två omkomna skedde i ett lastrum på ett fiskefartyg. Trots att fartygsfrakter av trävaror förekommit länge visar olyckorna på behovet att bättre förstå de atmosfäriska förhållandena i trapphus och andra slutna utrymme i kontakt med lastrummen. Det främsta syftet med den aktuella studien var att systematiskt undersöka nivåerna av syrgas och giftiga gaser i trapphusen efter sjötransport av timmer och träflis samt att översiktligt undersöka andra frakter av organiskt material för att identifiera potentiella riskmiljöer. Tio fartyg med sammanlagt 41 transporter av virke (massaved) och flis undersöktes i hamnar i norra Sverige omedelbart innan lossningen påbörjades. Lastning hade skett i hamnar kring Östersjön, främst i de baltiska länderna men även Ryssland och svenska hamnar. De gaser som undersöktes var syrgashalt (O2), kolmonoxid (CO), koldioxid (CO2) samt kolväten. Den genomsnittliga syrgashalten i trapphusen var 10 % och varierade mellan 0-20,9 %, normal syrgashalt är 20,9 % . I 17 % av proverna var syrehalten noll %. I en tredjedel av proven var syrgashalten livsfarligt låg, d v s <6 %. Fullständig förbrukning av syret kunde även noteras i de kortaste frakterna som varat endast 37 timmar. Syrebristen var mindre uttalad under den kalla årstiden. Den genomsnittliga CO2-halten var 7,5 % , normal bakgrundsnivå är 0,035 % (350 ppm). Den genomsnittliga CO halten var 46 ppm. Det yrkeshygieniska gränsvärdet för CO är 100 ppm för en 15 minuters exponering. Mer än 90 % av de uppmätta kolvätehalterna (medelhalt 41 ppm) förklaras av förekomst av monoterpener, främst a-pinen. Terpenerna är det ämne som ger träet sin karaktäristiska angenäma doft. Även laster av vete, avfallspellets, torvbriketter, sockerbetspellets, ammoniumnitrat samt pressresterav rapsmjöl och sojamjöl undersöktes. Förhöjda CO halter mellan 15-166 ppm noterades i samtliga laster där de högsta halterna uppmättes i en last med vete. I en vetetransport från Sevilla uppmättes 300 ppm fosfin, ett bekämpningsmedel som tillsätts vid lastningen. 15-minuters exponeringsgränsen för fosfin (fosfortrihydrid) är 1 ppm. Förbättrade tekniska och organisatoriska åtgärder bedöms nödvändiga för att förhindra framtida liknande olyckor. Idag baseras de förebyggande metoderna i stort på att regelverket följs och blir därmed känsliga för mänskliga misstag och risktagande. Rapporten ger förslag på ett flertal enkla tekniska åtgärder för att förebygga olyckor. Viktigast är dock att man alltid undersöker luften med direktvisande mätinstrument, med avseende på halten syrgas, kolmonoxid eller annan giftig gas som kan förekomma innan man går ner i ett slutet utrymme.Abstract: Several recent accidents with fatal outcomes occurring during discharge of logs and wood chips from ships in Swedish ports indicate the need to better understand the atmospheric conditions in holds and connecting stairways. The principal aim of the present study was to in assess the levels of oxygen and toxic gases in confined spaces following sea transportation of logs and wood chips. A secondary aim was to screen other shipments of various organic goods being discharged in Swedish ports for toxic atmospheres. The focus of the study was the conditions in the stairways, as this was the location of the reported accidents. Forty-one shipments of logs (pulp wood) and wood chips carried by ten different ships were investigated before discharge in ports in northern Sweden. A full year was covered to accommodate variations due to seasonal temperature changes. The time from completion of loading to discharge was estimated to 37-66 (mean 46) hours. Air samples were collected in the undisturbed air of altogether 76 stairways before the hatch covers were removed. The oxygen level was measured on-site by handheld direct-reading multi-gas monitors. On 16 of the shipments, air samples were additionally collected in Tedlar® bags for later analysis for carbon dioxide, carbon monoxide and hydrocarbons by Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy. The mean oxygen level was 10% (n=76) but in 17% of the samples the oxygen level was zero %. The oxygen depletion was less pronounced during the cold season. The mean CO2 and CO levels were 7.5 % (n=26) and 46 ppm (n=28), respectively. More than 90% of the hydrocarbons were explained by monoterpenes, mainly a-pinene (mean 41 ppm, n=26). Shipments of other organic goods included wheat seeds, seed cake of rape and soy bean, pellets made from sugar beet, peat, and pellets made from recycled paper and plastic, and a shipment of ammonium nitrate. In conclusion, the measurements show that transport of logs and wood chips in confined spaces may result in rapid and severe oxygen depletion and CO2 formation. Thus, apparently harmless cargoes may create potentially life-threatening conditions. The oxygen depletion and CO2 formation are seemingly primarily caused by microbiological activity, in contrast to the oxidative processes with higher CO formation that predominate in cargoes of wood pellets. The results from sampling shipments of other organic cargoes showed CO levels between 15-166 ppm but no important oxygen depletion. The most alarming result was 300 ppm phosphine in a shipment of wheat. This pesticide has a short-term exposure limit of 1 ppm, and is deadly at 1000 ppm and a 30 minute exposure. Also, 50-92 ppm n-hexane, a neurotoxic solvent, was found in shipments of seed cake of rape and soy bean. The n-hexane is used for extracting the oil and is absorbed in the seed cake. Improved technical and organizational measures are considered necessary to prevent future accidents. Recommendations given regarding safe entry procedures and technical preventive methods may also apply to other oxygen-depleting products.
Item type: