Opracowanie znowelizowanych metod oznaczania 9 szkodliwych substancji chemicznych w powietrzu na stanowiskach pracy do oceny narażenia zawodowego

Celem zadania było opracowanie 9 metod oznaczania szkodliwych substancji chemicznych występujących w powietrzu na stanowiskach pracy, sformułowanych w postaci procedur analitycznych i przygotowanych w postaci projektów Polskich Norm, dla norm podlegających nowelizacji.

Opracowane metody oznaczania spełniają wymagania normy PN EN 482 i posiadają dokumentację parametrów analitycznych dotyczących sposobu pobierania próbki powietrza, przygotowania jej do analizy i parametrów instrumentalnych wybranej techniki analitycznej.

Metody są dostosowane do aktualnie obowiązujących wartości NDS substancji, w tym również ustanowionych dla frakcji aerozolu. Opracowane metody spełniają wymagania odnośnie do oznaczalności dla danej substancji od 1/10 wartości NDS i są dostosowane do wykonywania badań zgodnie z zasadami dozymetrii indywidualnej (według PN-Z-04009-7).

W ramach zadania opracowano metody oznaczania: srebra i jego związków rozpuszczalnych, niklu i jego związków, dichlorku cynku, arsenu i jego nieorganicznych związków, tlenku wapnia, kadmu i jego nieorganicznych związków oraz nitrobenzenu, chlorobenzenu i propan-2-olu.

Do opracowania metod oznaczania srebra i jego związków rozpuszczalnych, niklu i jego związków oraz tlenku wapnia, chlorku cynku zastosowano metodę absorpcyjnej spektrometrii atomowej z atomizacją w płomieniu acetylen – powietrze (F-AAS). W opracowanych metodach próbki powietrza pobiera się na filtry membranowe z estrów celulozy. Srebro i jego rozpuszczalne związki oznacza się po wymywaniu próbki z filtra z wykorzystaniem wody dejonizowanej. Metoda umożliwia oznaczanie substancji w zakresie od 0,07 do 2,0 mg/ml, tj. na poziomie 0,0009 mg/m³, dla 720 l pobranego powietrza. Oznaczanie niklu i jego związków przeprowadza się, po pobraniu substancji na filtr i po mineralizacji z użyciem stężonego kwasu azotowego, z zastosowaniem buforu spektralnego. Nikiel oznacza się w zakresie stężeń od  0,25 do 10,0 mg/ml. Oznaczalność metody wynosi 0,014 mg/m³ (dla objętości pobranego powietrza 720 l). Metoda oznaczania dichlorku cynku polega na pobraniu dichlorku cynku we frakcji wdychalnej aerozolu na 2 filtry membranowe, wymywaniu związku i oznaczaniu cynku, w zakresie od 0,10 do 3,00 mg/ml, tj. w zakresie od 0,072 do 2,17 mg/m³. Tlenek wapnia po pobraniu frakcji wdychalnej i respirabilnej aerozolu i mineralizacji w stężonym kwasie azotowym oznacza się jako wapń, z zastosowaniem buforów spektralnych: we frakcji wdychalnej w zakresie stężeń od 0,10 do 4,86 mg/m³ (dla próbki powietrza o objętości 720 l) i we frakcji respirabilnej dla próbki powietrza o objętości 684 l, w zakresie stężeń od 0,10 do 5,11 mg/m³.

Do oznaczania arsenu i jego nieorganicznych związków oraz kadmu i jego nieorganicznych związków zastosowano metodę absorpcyjnej spektrometrii atomowej z elektrotermiczną atomizacją (ET AAS), w kuwecie grafitowej z zastosowaniem modyfikatorów matrycy palladu i magnezu. Oznaczanie arsenu i jego nieorganicznych związków polega na pobraniu próbki na filtr nitrocelulozowy, a w przypadku obecności w powietrzu tritlenku arsenu – na filtr membranowy z podkładką celulozową impregnowaną węglanem sodu. Po mineralizacji próbki w stężonym kwasie azotowym i ditlenku diwodoru lub w stężonym kwasie azotowym i stężonym kwasie siarkowym oraz w ditlenku diwodoru arsen oznacza się w zakresie: od 10 do 100 mg/l i od 5 do 100 mg/l, w warunkach temperaturowych odpowiednich dla każdej matrycy. Oznaczalność metody wynosi – 0,0010 mg/m³. Metodę oznaczania kadmu i jego nieorganicznych związków dostosowano, bardzo niskiej wartości NDS, dla frakcji wdychalnej, wynoszącej 0,001 mg/m³. Po pobraniu próbki i mineralizacji z użyciem stężonego kwasu azotowego kadm oznacza się w zakresach stężeń: od 0,10 do 1,00 mg/l i 0,50–5,00 mg/l. Rozszerzony zakres pomiarowy pozwala na oznaczanie tej substancji 0,0001–0,005 mg/m³ (dla próbki powietrza o objętości 480 l). Dla zmiennych współczynników rozcieńczenia próbki metoda umożliwia oznaczanie tej substancji 0,1–2 dla wartości NDS: 0,01 i 0,002 mg/m³ obowiązujących obecnie; 0,004 mg/m³ dla okresu przejściowego i dla wartości 0,001 mg/m³.

Opracowano ponadto 3 metody oznaczania związków organicznych z wykorzystaniem chromatografii cieczowej (HPLC) i gazowej (GC-FID). Oznaczanie nitrobenzenu polega na pobraniu próbki powietrza na rurki adsorpcyjne zawierające żel krzemionkowy, ekstrakcji metanolemi oznaczaniu metodą HPLC z detektorem diodowym (DAD). Metoda umożliwia oznaczanie badanej w zakresie od 0,1 do 2 mg/m³. Oznaczanie chlorobenzenu przeprowadzono po adsorpcji chlorobenzenu na węglu aktywnym, desorpcji disiarczkiem węgla i analizie metodą GC-FID z wykorzystaniem kolumny HP-5 do selektywnego oznaczania chlorobenzenu w zakresie stężeń od 2,3 do 46 mg/m³, w obecności disiarczku węgla, aniliny, fenolu i nitrobenzenu. Oznaczanie propan-2-olu polega na adsorpcji propan-2-olu na węglu aktywnym, desorpcji mieszaniną disiarczku węgla i N,N-dimetyloformamidu i analizie metodą GC-FID z wykorzystaniem kolumny HP-INNOWAX, która pozwala na selektywne oznaczenie propan-2-olu w zakresie stężeń od 90 do 1800 mg/m³, w obecności disiarczku węgla, N,N-dimetyloformamidu i innych substancji współwystępujących w powietrzu.
 

Opracowane metody zostały przygotowane w postaci projektów Polskich Norm w formie gotowej do włączenia w proces normalizacyjny i przekazane do Komitetu Technicznego PKN nr 159. Opublikowano normy dotyczące oznaczania: rozpuszczalnych związków srebra oraz niklu i jego związków na stanowiskach pracy metodą płomieniowej absorpcyjnej spektrometrii atomowej.

Wyniki zadania przedstawiono w 2 publikacjach przygotowanych do czasopism o zasięgu krajowym oraz zaprezentowano na 2 konferencjach krajowych i 1 konferencji międzynarodowej.