Helseeffekter ved bruk av blyholdig og blyfri ammunisjon i kombinasjon med HK416

Abstract

Bakgrunn: Røyk avgitt under avfyring av håndvåpen består av en blanding av gasser, damp og partikler. Formålet med studien var å se på akutte effekter ved bruk av håndvåpenet, HK416 og de tre ammunisjonstypene SS109, NM229 og NM255 ved å kartlegge symptomer, måle lungefunksjon og inflammasjonsmarkører i blod og sentrale luftveier, før og etter skyting. Det skulle undersøkes om skytterne kunne få symptomer forenlig med metallfeber eller andre luftveisreaksjoner. I tillegg skulle det undersøkes om det var forskjeller i effekt og respons mellom de tre ulike ammunisjonstypene. Metode: 55 friske, ikke-røykende menn ansatt i Forsvaret og FFI (alder 19-62; gjennomsnitt 40 år) ble rekruttert og fordelt tilfeldig i tre grupper, en for hver ammunisjonstype. Forsøkspersonene ble undersøkt før eksponering (3 - 14 dager før skyting) hvor lungefunksjon (spirometri, gassdiffusjon, ekshalert NO og metakolintest) ble målt, og blod- og sputumprøver ble samlet inn. Hver person ble plassert i et semilufttett telt for å skyte ut fra teltet i 60 minutter. Standardvåpenet i Forsvaret (HK416, Heckler & Koch) ble benyttet med tre ulike ammunisjonstyper: blyholdig ammunisjon (SS109) (n=17), blyfri ammunisjon (NM229) (n=19) og en modifisert blyfri ammunisjon (NM255) (n=19). Umiddelbart etter skytingen ble symptomer rapportert og spirometri og NO i utåndingsluft ble målt, samt at blodprøver ble tatt. Cirka 24 timer etter skyting ble lungefunksjonen målt, nye blodprøver ble tatt og symptomer siste døgn ble rapportert. To dager etter skyting ble prøver av indusert sputum samlet inn. Resultat: 54 av 55 forsøkspersoner rapporterte om symptomer etter skyting. 42 av 55 rapporterte om allmennsymptomer som feber og generell sykdomsfølelse. Med noen få unntak (2 av 43) debuterte allmennsymptomene 3-12 timer etter eksponering. Alle ble symptomfrie i løpet av 65 timer. 45 av 55 rapporterte om luftveissymptomer som tungpustethet, hoste og ubehag i luftveiene. Varigheten av luftveisymptomene varierte. Lungefunksjonen ble signifikant redusert, rett etter skyting og dagen etter skyting og det var ingen statistisk signifikant forskjell mellom ammunisjonstypene. Lungefunksjonen var normalisert innen 13 dager. De fleste forsøkspersonene (52 av 55) fikk forhøyet nivå av betennelsesmarkøren, CRP, det totale antallet hvite blodceller og nøytrofile granulocytter i blod dagen etter skyting, samt økt nivå av nøytrofile granulocytter i sputum to dager etter skyting. De tre ammunisjonstypene gav alle liknende responser. Diskusjon og konklusjon: En stor andel av skytterne rapporterte symptomer og inflammasjonsmarkører som er forenlig med utvikling av metallfeber. En stor andel av skytterne hadde imidlertid også luftveisirritasjon som oppsto allerede under skyting og som derfor ikke er forenlig metallfeber (da symptomer på metallfeber ikke oppstår før etter 3 timer). Det er kjent at metallfeber og luftveisirritasjon kan forårsakes av metallisk fint støv eller damp. De forhøyede verdiene av kobber og sink i svevestøvet er mulige kandidater for å forklare de observerte symptomer og funn, noe som støttes av en positiv assosiasjon mellom sink og forhøyede nivåer av hvite blodceller. Alle ammunisjonstyper benyttet i kombinasjon med HK416 førte til de beskrevne helseeffekter. Ved gjentatt eksponering i nivåer som gir akutte symptomer kan langtidseffekter ikke utelukkes.

Background: Smoke emitted during firing of small arms consists of a mixture of gases, particles and aerosols. The purpose of this study was to study the acute effects using HK416 and three ammunition types SS109, NM229 and NM255 by checking symptoms, measuring lung function and inflammatory markers in blood as well as effects on cells from the central airways before and after shooting. In addition, it should be examined whether there were differences in effects and response between the three different types of ammunition. Methods: 55 healthy, non-smoking employees in the military and FFI (age 19-62, mean 40 years) were recruited and divided randomly into three groups, one for each type of ammunition. The subjects were examined 3-14 days before shooting, including lung function (spirometry, gas diffusion, exhaled NO and methacholine test) and sampling of blood and sputum. Immediately after shooting symptoms were reported, spirometry and NO in exhalation air were measured, and blood samples were taken. 24 hours after firing lung function measurements were repeated as before shooting, new blood samples were taken and symptoms experienced the last day were reported. Two days after the shooting, samples of induced sputum were collected. During firing all subjects were placed in a semi-airtight tent for 60 minutes. The standard weapon in the Norwegian Armed Forces (HK416, Heckler & Koch) was used with three different types of ammunition: leaded ammunition (SS109) (n = 17), lead-free ammunition (NM229) (n = 19) and a modified lead-free ammunition (NM255) (n = 19). Results: 54 out of 55 subjects reported symptoms after shooting. 42 of 55 reported general symptoms such as fever and malaise, and 45 of 55 reported respiratory symptoms such as cough and discomfort in the respiratory tract. General symptoms started 3-12 hours after exposure with a few exceptions (2 of 43). The symptoms resolved within 65 hours. The duration of the general symptoms was less than 24 hours for most subjects. The duration of airway symptoms varied. Lung function was statistically significantly decreased immediately after the shooting and the day after the shooting. There was no statistically significant difference between the ammunition types. Most subjects (52 of 55) had elevated levels of the inflammatory markers CRP, the total number of white blood cells and neutrophils in the blood one day after shooting, as well as increased levels of neutrophils in sputum two days after the shooting. The three types of ammunition were all able to produce the reported health effects. Discussion and Conclusion: The reported symptoms, and inflammatory markers are consistent with the development of metal fume fever. However many of the shooters also reported respiratory irritation not consistent with metal fume fever (symptoms that appear at the time of exposure). The symptoms disappeared in general within 24 hours, while inflammatory markers persisted at least for 48 hours. It is known that metal fever and respiratory irritation can be caused by metallic fine dust or fumes. The elevated values of copper and zinc in airborne dust are possible candidates to explain the observed symptoms and findings, which are supported by a positive correlation between zinc and elevated levels of white blood cells. All types of ammunition used in combination with HK416 led to the described health effects. Repeated exposure at levels causing acute symptoms long-term effects cannot be excluded.