Risques toxicologiques « métaux » et « hydrocarbures aromatiques polycycliques » en métallurgie et recommandations de surveillance biologique de l’exposition pour le médecin du travail - DUMAS - Dépôt Universitaire de Mémoires Après Soutenance Access content directly
Master Thesis Year : 2020

Toxicological risks due to metals and PAHs in metallurgy and recommendations for biomonitoring of exposures for the occupational physicians

Risques toxicologiques « métaux » et « hydrocarbures aromatiques polycycliques » en métallurgie et recommandations de surveillance biologique de l’exposition pour le médecin du travail

Abstract

Introduction: Metallurgy workers are exposed to metallic dust and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) during the various steelmaking and refining processes. These exposures can be at the origin of many pathologies (respiratory, dermatological, renal or neurological, cancers). The objective of this work was to characterize the current occupational exposures to metals and PAHs in various French metallurgical factories and to develop prevention and supervision recommendations for workers. Material and method : Biological exposure monitoring was carried out in 651 subjects from 5 metallurgical plants during several campaigns between 2012 and 2020, with collection of urine samples at the end of week and metal analysis (inorganic As, Cd, Cr , Co, Mn, Mo, Ni, Ti, V) and PAH metabolites (1-hydroxypyrene, 3-hydroxybenzo (a) pyrene). Professional activities, protective equipment and process information were collected using an individual questionnaire. A coding was created in order to categorize the subjects into sectors of activity, workstations and professional activities to creat similarly exposed groups. The analyses were carried out by ICP-MS for the metals and by HPLC-Fluorimetry for the metabolites of PAHs.Results / Discussion: 1082 urine samples collected in eight years. Three main sectors were defined, respectively the production / refining of metal alloys, mechanical treatment and heat treatment of alloys. The urinary concentrations of metals and PAH metabolites were, for the most part, well below the Biological Limit Values (BVL) or the Thresholds recommended in the workplace, but exceeded the levels measured in the general population, confirming occupational exposure. The most significant exposures concerned only metals and were observed during the production / refining of steels, in particular in roasting / calcination furnaces and Electric Dairy Furnaces, concerning Chromium (Cr), Cobalt (Co) and Cadmium (CD). Some high values are also observed during activities generating aerosols (welding, grinding, sanding). Due to very different elimination kinetics, these results reflect recent exposures to Cr / Co / Ni, but more a chronic accumulation of Cd. The determinants of exposure identified were smoking (PAH and Cd), working activites and processes generating aerosols, the composition of raw materials.Conclusion: Our results showed current low occupational exposures to metals and PAHs in most of the processes studied. Biological monitoring of exposure appears to be a simple and effective risk assessment tool. The preferred urinary biomarkers are inorganic arsenic, Cd, Co, Ni for metals and 1-OHP (+/-) 3-OHBaP for PAHs. Ti and Mo are of little use due to important impregnations in the general population. Intra-erythrocyte Cr seems useful in assessing exposure to hexavalent Cr but has not yet been validated.
Introduction : Les salariés de métallurgie sont exposés aux poussières métalliques et aux hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) lors des différents procédés d’élaboration et d’affinage des aciers. Ces expositions peuvent être à l’origine de nombreuses pathologies (respiratoires, dermatologiques, rénales, neurologiques, tumorales). L’objectif de ce travail était de caractériser les expositions professionnelles actuelles aux métaux et HAPs dans différentes usines métallurgiques françaises et d'élaborer des recommandations de prévention et de surveillance des travailleurs. Matériel et méthode : Une surveillance biologique des expositions a été réalisée chez 651 sujets de 5 usines métallurgiques lors de plusieurs campagnes entre 2012 et 2019, avec recueil d’échantillons urinaires et analyse de métaux (As inorganique Asi, Cadmium Cd, Chrome Cr, Cobalt Co, Manganèse Mn, Molybdène Mo, Nickel Ni, Titane Ti) et de métabolites des HAP (1-hydroxypyrène, 3-hydroxybenzo(a)pyrène). Les activités professionnelles, équipements de protection et les informations concernant les procédés ont été recueillies à l’aide d’un questionnaire individuel. Un codage a été créé afin de catégoriser les sujets en secteurs d’activité, postes de travail et activités professionnelles pour constituer des groupes d’exposition homogène. Les analyses ont été réalisées en ICP-MS pour les métaux et en HPLC-Fluorimétrie pour les métabolites des HAP. Résultats / Discussion : 1082 prélèvements urinaires ont été recueillis en huit ans. Trois secteurs principaux ont été distingués, respectivement l’élaboration / affinage des alliages métalliques, le traitement mécanique et le traitement thermique des alliages. Les concentrations urinaires de métaux et de métabolites des HAP sont en majorité largement inférieures aux Valeurs Limites Biologiques (VLB) ou aux Seuils recommandés en milieu professionnel, mais ils dépassent les niveaux mesurés en population générale, démontrant une exposition professionnelle. Les expositions plus importantes concernent uniquement les métaux et sont observées lors de l’élaboration / affinage des aciers, en particulier aux fours de grillage / calcination et aux Fours Electriques à Laitier. Elles concernent trois métaux (Cr, Co et Cd). Quelques valeurs élevées sont également observées lors des activités générant des aérosols (soudage, meulage, ponçage). Du fait de cinétiques d’élimination très différentes, ces résultats reflètent des expositions récentes au Cr/Co/Ni, mais davantage une accumulation chronique pour le Cd. Les déterminants de l’exposition identifiés sont le tabagisme (HAP et Cd), la composition des matières premières et certaines activités polluantes. Conclusion : Nos résultats montrent de faibles expositions professionnelles actuelles aux métaux et HAP dans la plupart des procédés étudiés. La surveillance biologique des expositions apparait comme un outil simple et efficace d’évaluation des risques toxicologiques dans ce secteur d’activité. Les biomarqueurs urinaires à privilégier sont As inorganique, Cd, Co, Ni pour les métaux et 1-OHP (+/-) 3-OHBaP pour les HAP. Le Ti et le Mo urinaires sont de peu d’intérêt du fait de niveaux d’imprégnation importants en population générale. Le Cr sanguin (intra-érythrocytaire) apparait comme prometteur pour apprécier l’exposition au Cr hexavalent mais il doit encore être validé.
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dumas-02968139 , version 1 (15-10-2020)

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Cite

Léa Pautasso. Risques toxicologiques « métaux » et « hydrocarbures aromatiques polycycliques » en métallurgie et recommandations de surveillance biologique de l’exposition pour le médecin du travail. Médecine humaine et pathologie. 2020. ⟨dumas-02968139⟩
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