Mikolaj Jan Jankowski har kartlagt isocyansyre som et mulig problemkjemikalie ved varmt arbeid.
Isocyanater benyttes industrielt hovedsakelig til produksjon av polyuretaner. Isocyanater kan dannes ved termisk dekomponering av materialer som plast og maling av polyuretan samt gjennom varmt arbeid som sveising, sliping og flammekutting. Termisk dekomponering av polyuretaner kan resultere i dannelse av isocyanater, og operatører som utfører slikt arbeid på materialer belagt med eller inneholdende polyuretaner er utsatt for risiko for en slik eksponering.
I tillegg til byggesteinene til polyuretaner, dannes også andre isocyanater som isocyansyre (ICA) og metylisocyanat. Også andre nitrogenholdige polymere kan, gjennom termisk dekomponering gi dannelse av ICA, ofte i stort overskudd sammenlignet med andre isocyanater. Stabiliteten til ICA i luft ved standardbetingelser har imidlertid vært diskutert i fagmiljøene, og man har satt spørsmålstegn ved den yrkeshygieniske relevansen til ICA.
Avhandlingen omhandler metodologi tilknyttet generering, prøvetaking og måling av isocyansyre i arbeidsluft.
Yrkeseksponering og helseeffekt
Grunnet de sensibiliserende egenskapene til isocyanater er yrkeseksponering vanligvis forbundet med utvikling av astma. Det finnes ingen kjent sammenheng mellom yrkeseksponering av ICA og utvikling av noen negative helseeffekter. Derfor er det viktig å utføre yrkesrelatert bestemmelse av eksponering for ICA.
Bestemmelse av luftbårne isocyanater og prøvetaking
Bestemmelser av luftbårne isocyanater utføres vanligvis ved bruk av en prøvetaker som inneholder et derivatiseringsreagens som reagerer med isocyanater og danner stabile derivater, etterfulgt av analyse på laboratoriet.
I Jankowskis prosjekt ble tre ulike prøvetakere evaluert for personlig prøvetaking av ICA. Til dette formålet ble en atmosfæregenerator utviklet for å generere standardatmosfærer av ICA under ulike atmosfæriske betingelser. En metode ble utviklet for bruk av proton overføringsreaksjon-masse spektrometri (PTR-MS), som tillater kvantifisering av flyktige organiske forbindelser i sanntid.
Generering av isocyanater og deres stabilitet i luft
I doktorgraden ble også langtidsstabiliteten til ICA i luft studert. Stabiliteten til ren ICA i luft var påvirket av luftfuktighet med en tilsynelatende halveringstid mellom 4 og 16 timer ved en absolutt luftfuktighet (AH) på henholdsvis 15 til 4 g m-3. I en kompleks atmosfære var den tilsynelatende halveringstiden til ICA rundt 8 timer ved en AH på 10 g m-3, som er veldig likt som for ren ICA ved samme AH (~ 9 timer).
I tillegg til stabiliteten ble genereringsmønsteret til ICA studert ved termisk dekomponering av ulike materialer ved parallell PTR-MS måling og tradisjonell prøvetaking. ICA ble dannet med et stort overskudd sammenliknet med de andre målte komponentene, hvor den største mengden ICA ble dannet ved en temperatur på rundt 500°C.
Jankowski sammenliknet også nylig preparerte denuder prøvetakere, impinger + filterkassett prøvetakere med di-n-butylamin (DBA) og 1-(2-metoksyfenyl) piperazin (2MP)-impregnerte filtre ved parallell prøvetaking av ICA. Parallell PTR-MS måling av ICA ble brukt som kvantitativ referanse. 2MP-filterkassetten ble påvirket av høy luftfuktighet ved lav ICA luftkonsentrasjon.
Den kjente negative effekten fra luftfuktighet på prøvetakingseffektiviteten av ICA ved bruk av impinger + filterkassett var fraværende som følge av økt volum av impingerløsning (10 til 15 mL) og redusert prøvetakingshastighet (1 til 0.5 L min-1). Denuderen var ikke påvirket av luftfuktighet. I tillegg, kreves ikke desorbsjon i felt og prøvetakeren har også en brannsikker utførelse.
Denuderen er derfor den mest egnede prøvetakeren for personlig prøvetaking av ICA ved utførelse av varmt arbeid. Det ble imidlertid observert en økning av ICA-DBA bakgrunnen på denuderen. Derfor anbefales det at kun nylig preparerte prøvetakere benyttes til bestemmelse av ICA.
Om prøvetakingen
Bestemmelser av ICA ble utført i arbeidsluft ved bruk av nylig preparerte denudere i seks bransjer hvor varmt arbeid utføres og hvor det er høy sannsynlighet for dannelse av ICA. Totalt 23 arbeidere tok del i undersøkelsen. Det ble samlet inn 176 personlige og 31 stasjonære prøver.
Prøvetaking av oppgavebaserte personlige prøver ble utført ved sliping, sveising, støping og bruk av åpen flamme. ICA luftkonsentrasjoner ble bestemt til å være 1.8-320 ppb (median 12 ppb) (personlige prøver) og 1.5-44 ppb (median 6.6 ppb) (stasjonære prøver). Den høyeste ICA luftkonsentrasjonen på 320 ppb ble målt ved flammeskjæring av stålkonstruksjoner med PUR-basert belegg. Den relativt høye ICA-DBA bakgrunnen i denuderen begrenser dens bruk ved korttids prøvetaking kun til prosesser hvor høye ICA luftkonsentrasjoner er forventet. Bruken av denuder prøvetakeren til yrkeshygieniske bestemmelser av ICA har ikke blitt rapportert tidligere.