Radiello Diffusive Sampler for Monitoring 1,3-Butadiene and Isoprene in Workplace Air

Význam tématu

Průmyslové využití karcinogenních sloučenin 1,3-butadienu a isoprenu při výrobě elastomerů vyžaduje spolehlivou a citlivou metodu monitorování expozice pracovníků. Tradiční techniky čerpání vzduchu na aktivní sorbenty s následnou extrakcí či termosorbční technologií často nesplňují optimální citlivost a provozní jednoduchost v prostředích s výbušným nebezpečím.

Cíle a přehled studie / článku

Autoři představují novou metodu využívající difuzní sampler Radiello plněný Carbopack™ X pro měření 1,3-butadienu a isoprenu v pracovním ovzduší. Studie demonstruje:

• princip difuzního odběru a termodesorpční analýzy
• kalibrační postupy a stanovení rychlosti odběru
• validaci metody v laboratoři a v terénu vůči OSHA 56

Použitá metodika a instrumentace

Pro odběr vzorků je použit difuzní sampler Radiello (model RAD1202 a příslušenství RAD121, RAD122) s adsorpční cartridgí (4,8 mm O.D.) obsahující grafitovaný adsorbent Carbopack X (povrch 240 m2/g). Po 8hodinové expozici se cartridgy uchovávají při chladu do 24 hodin (maximálně 14 dní při dodržení EN 838), poté se analyzují dvěfázovou termodesorpcí (TD) v inertní atmosféře (dusík) a vysokorozlišující GC-MS:

• primární desorpce: 320 °C, 6 min, průtok 90 mL/min, split 3:1
• kryofokusační stupeň: pastička Tenax TA při –20 °C, následné ohřátí na 290 °C
• sekundární desorpce: průtok 21 mL/min, split 26:1

Kalibrace 1,3-butadienu se připravuje vstřikem známého objemu plynu (gastight stříkačka), isopren se standardizuje injektáží roztoku v methanolu.

Hlavní výsledky a diskuse

Stanovené difuzní rychlosti (EN 838) pro 8hod. odběr při 20 °C/50 % RH:

• 1,3-butadien: 30,5 ± 0,3 cm3/min
• isopren: 41,2 ± 4,9 cm3/min

Účinek teploty a vlhkosti je významný pouze při extrémních podmínkách (40 °C/80 % RH), v běžném rozmezí do 5 °C/50 % RH jsou odchylky minimální. Polní porovnání s metodou OSHA 56 potvrdilo dobrou shodu (regresní koeficient ≈ 1, bez zásadního posunu). Nejvyšší relativní expanzní neurčitost metody činí:

• 48,4 % (laboratorní testy EN 838 podle ISO GUM)
• 37,0 % až 7,9 % (polní srovnání ISO 13752, v závislosti na koncentraci vzhledem k TLV)

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• jednoduchou obsluhu bez potřeby čerpadel
• vysokou citlivost na úrovni ppb
• bezpečné vzorkování v potenciálně výbušných provozech
• možnost dlouhodobého monitorování osobní expozice

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření difuzních samplerů Radiello pro další karcinogenní VOC:

• zavedení inteligentních senzorů pro on-line sledování
• vývoj sorbentů s vyšší selektivitou a kapacitou
• integrace s mobilními aplikacemi pro správu dat z expozice

Závěr

Radiello difuzní sampler s Carbopack X prokazuje vysokou citlivost a spolehlivost při měření 1,3-butadienu a isoprenu v pracovním prostředí. Metoda splňuje požadavky na přesnost i bezpečnost vzorkování v podmínkách potenciálních výbuchů a poskytuje praktický nástroj pro řízení expozice karcinogenním látkám.

Reference

1. NIOSH Manual of Analytical Methods, 4th Edition
2. U.S. Department of Labor – OSHA Method No. 56, 1985
3. HSE MDHS 53/2, 2003
4. HSE MDHS 63/2, 2003
5. Cocheo V., Boaretto C., Sacco P., Am. Ind. Hyg. Assoc. J. 57 (897–904), 1996
6. Brown J., Shirey B., Supelco Technical Report, Bellefonte, PA, 2001
7. EN 838:1995 Workplace atmospheres – Diffusive samplers for gases and vapours