Gebruik van kobalt

Kobalt is een chemisch element met het symbool Co en atoomnummer 27 in het Periodiek Systeem van de scheikunde. Momenteel gebruikt men kobalt vooral in lithium-ion-batterijen, oplaadbare accu’s en bij de vervaardiging van magnetische, slijtvaste en zeer sterke legeringen. Deze legering zijn bijvoorbeeld in gebruik voor turbineschoepen voor gasturbines en vliegtuigmotoren. Sommige legeringen worden gebruikt voor prothetische (kunst) onderdelen (heup- en knieprothesen). Sinds de komst van elektrische auto’s neemt het gebruik van kobalt sterk toe, de verwachting is dat dit in de komende jaren nog sterker gaat toenemen.

Daarnaast zijn er de verbindingen kobaltsilicaat en kobalt(II)aluminaat (CoAl₂O₄, kobaltblauw) die een kenmerkende diepblauwe kleur geven aan glas, keramiek, inkten, verven en vernissen.

Kobalthoudende smalt (soort glas) wordt ook fijngemalen gebruikt als de kleurstof ultramarijn. Deze kleur gebruikte Johannes Vermeer onder andere bij de hoofddoek van het meisje met de parel. Ultramarijn zat ook in blauwsel dat vroeger werd gebruikt om de witte was nog witter te laten lijken. Tegenwoordig zit het in wasmiddel voor de witte was.

Risico van kobalt in de werksituatie

Net als over andere zware metalen zijn er zorgen over de gezondheidsrisico’s van blootstelling aan kobalt in de werksituatie. Kobalt zou onder meer invloed kunnen hebben op hart en longen. Recente is een Fins proefschrift verschenen (en openbaar toegankelijk) waarin een serie van onderzoeken is uitgevoerd naar werknemers in de kobaltproductie. De focus bij de onderzoeken lag op hart en longen.

Doel van deze studie

Het doel van de Finse studie was onderzoeken welke effecten langdurige blootstelling aan kobalt en kobaltverbindingen heeft op de longen en luchtwegen en op het hart.

Longen

Het deel van het onderzoek dat zich richt op longen en luchtwegen bestaat uit twee delen. In de epidemiologische studie is gekeken naar het verband tussen blootstelling en luchtwegklachten, longfunctie en eventuele aandoeningen. De onderzoeksgroep bestaat uit werknemers in de kobaltproductie die nu of in het verleden tenminste tien jaar zijn blootgesteld. Het gaat daarbij om 110 mannen. Zij zijn vergeleken met 140 niet blootgestelde werknemers. De deelnemers vulden een vragenlijst in en er is een thoraxfoto (röntgenfoto van de borst) gemaakt. De longfunctie is op verschillende manieren getest en het Clara cel eiwit is bepaald.

* Clara cellen: de laatste takken van de bronchioli, de terminale bronchioli, zijn bekleed met een kubisch epitheel, waarin clara-cellen (‘club cells’) aanwezig zijn. Deze cellen scheiden een variant van het surfactant uit (‘surface active agent’) en dragen door hun secretie bij aan de immuunafweer.

Hart

De onderzoeken naar de invloed op het hart zijn uitgevoerd tussen 2000 en 2006. De eerste was een cross-sectionele studie onder werknemers die ten minste een jaar in de kobaltproductie (203) werkten. Zij werden vergeleken met een niet-blootgestelde controlegroep (94). In deze studie is gebruikt gemaakt van vragenlijsten, laboratorium testen, bloeddrukmeting en het maken van ECG’s. Daarnaast is een echocardiogram gemaakt van de 122 cumulatief hoogst blootgestelde kobaltwerkers en een op leeftijd gematchte groep van 60 niet-blootgestelde controlepersonen.

In de follow-up studie zijn de werknemers die bleven werken in de kobaltproductie na het jaar 2000 en die een echocardiogram hadden gehad verder onderzocht (93), evenals de niet-blootgestelde controlepersonen die een echo hadden ondergaan (49). Zij ondergingen dezelfde onderzoeken als hierboven genoemd, aangevuld met Doppler onderzoek en een langdurige ECG-registratie (Holter).

Resultaten

Kobaltastma

Bij het bestuderen van gevallen is bij 22 werknemers de diagnose beroepsmatige kobaltastma gesteld met behulp van een specifieke bronchiale provocatietest in het Finse instituut voor bedrijfsgezondheidszorg (FIOH). In de antwoorden op de vragenlijsten bleken blootgestelde werknemers vaker klachten van astma aan te geven dan niet-blootgestelde werknemers. Er werd een nieuw geval van kobaltastma gevonden maar geen gevallen van “hard metal disease” of fibroserende alveolitis. De incidentie van kobaltastma was het hoogst in de afdelingen met de hoogste blootstellingsniveaus.

Irriterende dampen en roken

Alle gevallen van kobaltastma zijn gevonden in de afdelingen waar sprake was van irriterende gassen en dampen in de omgevingslucht, naast de blootstelling aan kobalt. Zes maanden na de diagnose was de non-specifieke hyperreactiviteit in het algemeen op hetzelfde niveau of iets toegenomen. De doorstromingswaarden MEF50 (maximale expiratoire flow op 50% van de uitademing (FVC)) en MEF25 (maximale expiratoire flow op het moment dat 25% van de FVC nog moet uitgeademd worden). Deze waarden die een beeld geven van de kleinere luchtwegen zijn significant lager bij blootgestelde rokers dan bij niet-blootgestelde rokers. Op de provocatietesten is bij kobaltastma patiënten vooral sprake van late of dubbele astmatische reacties.

Echo en ECG

In de eerste studie naar de invloed van kobalt op het hart waren een aantal echografische parameters gerelateerd aan kobalt blootstelling. Het ging om vroege diastole, isovolumic relaxation time (IVRT) van het linker ventrikel en afname van de snelheid van de vroege vulling. Deze bevindingen die kunnen wijzen op een verandering in de werking van het linker ventrikel zijn echt niet gevonden in de follow-up studie. In dat onderzoek zijn geen verschillen gevonden tussen blootgestelden en niet-blootgestelden op echo, ECG en Holter of in de laboratoriumwaarden.

Conclusies

In deze serie van studies zijn geen chronische long- of luchtwegaandoeningen gevonden, behalve astma. Blootstelling en roken versterken elkaar in hun negatieve effect op de longfunctie. Kobaltastma lijkt zich vooral te ontwikkelen in situaties waar werknemers zowel blootgesteld zijn aan hoge concentraties kobalt als aan irriterende gassen en dampen. Het klinisch beeld dat naar voren komt in de onderzoeken past bij een IgE-afhankelijk mechanisme bij de ontwikkeling van kobalt astma.

Het is mogelijk dat de bevindingen uit het eerste hartonderzoek in de follow-up studie zes jaar later zijn gemaskeerd door de invloed op het hart van normale veroudering en invloed van leefstijlfactoren. Toch blijkt ook uit andere studies dat gezonde mensen hoge kobalt concentraties in het bloed kunnen verdragen en dat het ontwikkelen van een klinische kobalt cardiomyopathie zeer onwaarschijnlijk is bij normale werkomstandigheden.

Bron

Linna, A. (2023). Effects of Cobalt Exposure on the Respiratory System and the Heart Among Cobalt Production Workers. ACADEMIC DISSERTATION To be presented, with the permission of the Faculty of Medicine and Health Technology of Tampere University, for public discussion on 31 March 2023.