dustex:howrelevantisthedustpathwayfor...

21
Mar$ne Bakker, Chris$aan Delmaar, Andreas Gerecke, Vilma Šukienė, Natalie von Goetz CEFICLRI Workshop 2016, Brussels DustEx: How relevant is the dust pathway for consumer exposure to SVOCs? ETH zürich

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Mar$ne  Bakker,  Chris$aan  Delmaar,  Andreas  Gerecke,    Vilma  Šukienė,  Natalie  von  Goetz      

CEFIC-­‐LRI  Workshop  2016,  Brussels  

DustEx:  How  relevant  is  the  dust  pathway  for    consumer  exposure  to  SVOCs?      

ETH zürich

Partners  

Natalie  von  Goetz  Vilma  Sukiene  Konrad  Hungerbühler  

 Mar$ne  Bakker  Chris$aan  Delmaar  

Andreas  Gerecke  

Dust  is  a  transport  medium  for  SVOCs  

3  

Direct  contact  

[email protected]  

DustEx  Project:  Research  ques$ons  

•  Compara$ve  importance  of  dust  pathway    

•  Amount  of  substance  transferred  to  dust  

4  [email protected]  

Conceptual  model  

5  

Research question: compare  II  to  I  and    III  

Exposure  pathways:  „I“  -­‐  via  air  “II”  –  via  dust  „III“  –  direct  

DUST

indoor air

exposure

product

I II III

[email protected]  

6  

The  structure  of  the  project  

Model for SVOC transfer to dust (DustEx model)

Experimental field study

Modeling case studies

Dus

tEx

proj

ect

Generic   Substance-­‐specific  

Decision tree  

Comparison of exposure pathways

[email protected]  

The  DustEx  model  framework  

7  

Indoor  air  (gas  

phase)  

Product  

Dust  

Airborne  par$cles  

Surfaces  

ven$la$on  

ven$la$on  

cleaning  

par$$oning  

par$$oning  

par$$oning  

evapora$on  

Deposi$on/re-­‐suspension  

DustEx  model  [email protected]  

The  DustEx  model  framework  

8  

Indoor  air  (gas  

phase)  

Product  

Dust  

Airborne  par$cles  

Surfaces  

ven$la$on  

ven$la$on  

cleaning  

par$$oning  

par$$oning  

par$$oning  

evapora$on  

Deposi$on/re-­‐suspension  

exposure  

inges$on  

direct  product  contact  

inhala$on  

dermal  absorp$on  

inhala$on  

DustEx  model  Source-­‐to-­‐dose    exposure  modelling  [email protected]  

Field  study:  Model  substances  

9  

low  K

oa  

high  K

oa  

more  vola$le  

less  vola$

le  

deuterium  labelled  substances  

Adipates  

2H4-­‐DBA  

2H4-­‐DiBA  

2H4-­‐DEHA  

2H4-­‐DOA  

Pyrethroid  

Tetramethrin  

Phthalates  

2H4-­‐DBP  

2H4-­‐DiBP  

2H4-­‐DEHP  

2H4-­‐DOP  

Plas$cizers   Insec$cide  

log  Koa  

8  

vapor    pressure  

12  

SVOCs  

9  

11  

[email protected]  

Small-­‐scale  field  study  under  controlled  condi$ons  

10  hkpwww.pixeljoint.compixelart28191.htm  

2H4-­‐DOP  2H4-­‐DBP  

Tetramethrin  

2H4-­‐DEHP  2H4-­‐DBA  

2H4-­‐DEHA  2H4-­‐DiBA  

2H4-­‐DOA  2H4-­‐DiBP  

3  plasHc  produ

cts  

carpet  

spray  

x  3-­‐5  8-­‐12  weeks  

Ar$ficial  products   SVOCs  

Weeks  

   

Dust  

samples  

Passive  air  

Floor  dust  

Ac$ve  air  

Dust  on  the  product  

Type

 of  sam

ple  

   

2   3   4   5   6   7   8   9   10  1   11   13   14   15   16  12  

Liled  dust  in  the  room  

Air  

samples  

11  

Field  study:  Sampling  scheme  

[email protected]  

Field  study:  Consistency  between  apartments  

12  log  Koa  

1  

10  

100  

1000  

10000  

ConcentraHon  in  apartment  1  liPed  dust  (µg/g  dust/  g  substance)  

4  weeks  

8  weeks  

12  weeks  

PT-­‐plas$c  (thermal  exp.)  PV-­‐plas$c  ver$cal  PH-­‐plas$c  horizontal  C-­‐carpet  S-­‐spray  

1  

10  

100  

1000  

10000  

PT-­‐low   PV-­‐low   PH-­‐low   C-­‐low   PT-­‐high   PH-­‐high   PV-­‐high   S-­‐high   C-­‐high  

ConcentraHon  in  apartment  3  liPed  dust  

[email protected]  

Field  study:  Comparison  AIR  and  DUST  

à  Dust  is  relevant  for  substances  with  log  Koa  >  10     13  

PT-­‐plas$c  (thermal  exp.)  PV-­‐plas$c  ver$cal  PH-­‐plas$c  horizontal  C-­‐carpet  S-­‐spray  

0.01  

0.1  

1  

10  

100  

1000  

ConcentraHon  in  apartment  3  AIR  (ng/m3/g  substance)  

4  weeks  

8  weeks  

12  weeks  

16  weeks  

log  Koa  

1  

10  

100  

1000  

10000  

PT-­‐low   PV-­‐low   PH-­‐low   C-­‐low   PT-­‐high   PH-­‐high   PV-­‐high   S-­‐high   C-­‐high  

ConcentraHon  in  apartment  3  DUST  (µg/  g  dust  /  g  substance)  

[email protected]  

Field  study:  Substance  on  dust  on  horizontal  product  (PH)  

Apartment  

Apartment  1   2   3   4   5  

PV-­‐high  

1   2   3   4   5  

PH-­‐high  

4  weeks  

8  weeks  

12  weeks  1  

100  

10000  

1000000  

1   2   3   4   5  Concen

traH

on,  µ

g/g  

dust/g  su

bstance  

PT-­‐high  

1   2   3   4   5  

PH-­‐low  

4  weeks  

8  weeks  

12  weeks  1  

100  

10000  

1000000  

1   2   3   4   5  Concen

traH

on,  µ

g/g  

dust/g  su

bstance  

PV-­‐low  

1   2   3   4   5  

PT-­‐low  

14  [email protected]  

Field  study:  Results  Summary  

15  

air  

direct  transfer  PRODUCT  

3.  Transfer  processes  from  product  to  dust:            Via  air  and  by  direct  transfer  

2.  Dust  is  more  relevant  for  substances  with  log  Koa  >  10  

1.  Consistent  distribu$on  between  apartments  

[email protected]  

DustEx  model:  Valida$on  with  field  study  

16  

DiBA  (more  vola$le)  

DOP  (less  vola$le)  

Air   Dust   Product  

Concen

tra$

on,  g/m

3  

0  

Concen

tra$

on,  g/m

3  

0  

200  

400  

600  

800  

0  

500  

1000  

1500  

2000  

0  

5  

10  

15  

20  

0  

100  

200  

300  

Time,  days  0   20   40   60   80   0   20   40   60   80   0   20   40   60   80  

Time,  days   Time,  days  

1  x  10-­‐5  

5  x  10-­‐6  

1.5  x  10-­‐5  

4  x  10-­‐10  

2  x  10-­‐10  

0  

0  

[email protected]  

exposure contribution per path

log Koa

6 7 8 9 10 11 12 13

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

dustairdermalairborne particles oral migration

Frac$o

n  of  th

e  expo

sure  

log  Koa  

Example  contour  plot  with  fixed  parameters:    migra$on  rate  0.001  µg/cm2/min,  weight  frac$on  1%        

Exposure  pathway  comparison  

17  

Scenario:  Evapora$on  +  mouthing  

Case  stud

y  BP

A  in  a  to

y  

10%  contribu$on  

[email protected]  

Decision  tree  for  inclusion  of  dust  in  exposure  assessment  

18  [email protected]  

Important  elements  of  the  decision  tree  

19  

Product   •  only  assessed  if  product  is  not  a  spray  

Scenario   •  exposure  due  to  mouthing?  •  direct  contact  with  skin?  

Exposure  parameters  

log  Koa  Log  Koa  

Kp_g  Exposure  via  air  

Exposure    via  dust  

[email protected]  

Conclusions  on  relevance  of  dust  pathway  

Decision  tree  Inges$on  of  dust  <<  Tier  1  direct  exposure  pathway  

 BUT:  in  comparison  to  higher  Tier  direct  exposure,    

dust  inges$on  may  be  important  à  calculate  with  DustEx  model  

20  

air  

direct  transfer  PRODUCT  

Field  study            For  large  horizontal  surfaces  direct  transfer  is  relevant  

[email protected]  

21  

Thank  you  

Sukiene  V  et  al. Environ. Sci. Technol. 2016, 50  (8),  4296–4303.  Sukiene  V  et  al.,  in  prepara.on  Delmaar  C  et  al.,  in  prepara.on