Eter tert-butylowo-etylowy : oznaczanie w powietrzu środowiska pracy metodą kapilarnej chromatografii gazowej z detekcją mas

• Autorzy: Wesołowski W. , Kucharska M.

Warianty tytułu

EN

tert-Butyl ethyl eter : determination in workplace air with gas chromatography-mass spectrometry

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Eter tert-butylowo-etylowy (ETBE) jest bezbarwną, palną cieczą o charakterystycznym silnym zapachu, przypominającym eter lub benzynę. Eter tert-butylowo-etylowy jest stosowany w przemyśle petrochemicznym jako dodatek do benzyn silnikowych, podwyższający ich liczbę oktanową, a także poprawiający proces ich 1 Publikacja opracowana na podstawie wyników II etapu programu wieloletniego „Poprawa bezpieczeństwa I warunków pracy”, finansowanego w latach 2011-2013 w zakresie badań naukowych i prac rozwojowych ze środków Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego/Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. Koordynator programu: Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy. spalania w silniku. Istnieje niewiele danych o działaniu eteru tert-butylowo-etylowego na ludzi. Główną drogą wchłaniania związku do organizmu jest droga oddechowa. U ochotników narażonych inhalacyjnie na eter tert-butylowo-etylowy obserwowano podrażnienie błon śluzowych nosa i górnych dróg oddechowych oraz niewielkie zmiany w parametrach określających funkcje płuc. ACGIH zaklasyfikowała eter tert-butylowo-etylowy do grupy związków nieklasyfikowanych jako rakotwórcze dla ludzi (grupa A4). Celem pracy było opracowanie i walidacja czułej metody oznaczania stężeń eteru tert-butylowo-etylowego w środowisku pracy w zakresie 1/10 ÷ 2 wartości NDS zgodnie z wymaganiami zawartymi w normie europejskiej PN-EN-482. Badania wykonano techniką chromatografii gazowej przy zastosowaniu chromatografu gazowego Agilent Technologies 6890N wyposażonego w: detektor mas 5973 (MSD), automatyczny dozownik próbek oraz komputer z programem sterowania i zbierania danych (ChemStation), a także kapilarną kolumnę analityczną HP-PONA 50 m x 20 mm x 0,5 μm. Metoda polega na: adsorpcji eteru tert-butylowo- -etylowego na węglu aktywnym, ekstrakcji zatrzymanego związku dichlorometanem i chromatograficznym oznaczeniu ekstraktu przy zastosowaniu detektora mas. Współczynnik desorpcji eteru tert-butylowo-etylowego z węgla aktywnego wynosi 98%. Próbki powietrza do oznaczeń eteru tert-butylowo-etylowego pobrane na węgiel aktywny przechowywane w lodówce są trwałe przez 30 dni. Zastosowanie do rozdziałów chromatograficznych kolumny HP PONA 50 m x 20 mm x 0,5 μm pozwala na selektywne oznaczenie eteru tert-butylowo-etylowego w obecności: dichlorometanu, toluenu, eteru tert-butylo-metylowego i innych związków współwystępujących. Metoda jest liniowa (r = 0,999) w zakresie stężeń 0,05 ÷ 2 mg/ml, co odpowiada zakresowi 5 ÷ 200 mg/m3 dla próbki powietrza o objętości 10 l. Granica oznaczalności (LOQ) tej metody wynosi 9,1 μg/ml. Metoda analityczna umożliwia selektywne oznaczenie eteru tert-butylowo-etylowego w powietrzu na stanowiskach pracy w zakresie stężeń 5 ÷ 200 mg/m3 (1/20 ÷ 2 wartości NDS). Metoda charakteryzuje się dobrą precyzją i dokładnością, spełnia wymagania zawarte w normie europejskiej PN-EN 482 dla procedur dotyczących oznaczania czynników chemicznych. Opracowana metoda oznaczania eteru tert-butylowo-etylowego została zapisana w postaci procedury analitycznej, którą zamieszczono w Załączniku.

EN

tert-Butyl ethyl ether (ETBE) is colorless flammable liquid with characteristic strong gasoline like odor. It is used in petrochemical industry as a gasoline additive for enhance the octane number and are thought to improve combustion efficiency. Main route of exposure to ETBE is an inhalation route. There is a limited data on adverse effect of ETBE in humans. Among group of volunteers exposed to ETBE via inhalation route, irritation of eyes, upper inhalation tract, and slightly changes in pulmonary function have been noticed. American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) classified ethyl acrylate to group of compounds not classifiable as human carcinogens (Group A4).The aim of this study was to develop and validate a sensitive method for the determination of ETBE concentrations in workplace air in the range from 1/10 to 2 MAC values, in accordance with the requirements of the standard PN-EN 482. Studies was performed using gas chromatography (GC) technique. A 6890N Agi-lent Technologies gas chromatograph, equipped with a 5973 mass detector, HP PONA 50 m x 20 mm x 0,5 μm capillary analytical column, auto-sampler and ChemStation software was used for chromatographic separations. The method is based on the adsorption of ETBE on charcoal, desorption with dichloromethane and gas chromatographic analysis of the resulting solution. Extraction efficiency of ETBE from charcoal amounted to 98%. Samples of ETBE can be stored in refrigerator up to 30 days. Application of a HP PONA 50 m x 20 mm x 0,5 μm capillary column enabled selective determination of ETBE in a mixture of dichloromethane, toluene, tert- -buthyl methyl ether and other compounds. Method is linear (r = 0,999) within the investigated working range 0.05 - 2,0 mg/ml, which is equivalent to air concentrations from 5 to 200 mg/m3 for a 10 L air sample. Limit of quantification (LOQ) is 9,1 μg/ml. Analytical method described in this paper enables selective determination of ETBE in workplace atmosphere in presence of other compounds at concentrations from 0.05 mg/m3 (1/20 MAC value). The method is characterized by good precision and accuracy and meets the criteria for the performance of procedures for the measurement of chemical agents, listed in EN 482:2006. The method may be used for the assessment of occupational exposure to ETBE and the associated risk to workers’ health. The developed method of determining ETBE has been recorded as an analytical procedure (seeAppendix).

Słowa kluczowe

PL

eter tert-butylowo-etylowy; metoda oznaczania; metoda chromatografii gazowej; powietrze na stanowiskach pracy

EN

tert-butyl ethyl ether; determination method; gas chromatography; workplace air

• Wydawca: Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 2 (84)
• Strony: 123--139
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wesołowski W.

• Instytut Medycyny Pracy im. prof. dr. med. Jerzego Nofera 91-348 Łódź ul. św. Teresy od Dzieciątka Jezus 8

autor

Kucharska M.

• Instytut Medycyny Pracy im. prof. dr. med. Jerzego Nofera 91-348 Łódź ul. św. Teresy od Dzieciątka Jezus 8

Bibliografia

• 1.ACGIH, American Conference of Governmental Industrial Hygienist (2013) Threshold limit values for chemical substances and phisical agents and biological exposure indices. Cincinnati. Ethyl tert-butyl ether.
• 2.Connor B.F., Rose D.L., Noriega M.C., Murtagh L.K., Abney S.R. (1998) Methods of analysis by the U.S. Geological Survey National Water Quality Laboratory – Determination of 86 volatile organic compounds in water by gas chromatography/mass spectrometry, including detections less than reporting limits. U.S. Geological Survey Open-File Report 97–829.
• 3.HSDB, Hazardous Substances Data Bank (2013) National library of medicine. Bethseda, Maryland [http://toxnet.nlm.nih.gov/cgi-bin/sis/search2/f?./emp/~VnzgXw:3].
• 4.IUCLID (2000) Dataset, 2-ethoxy-2-methylpropane. European Commission, European Chemical Bereau.
• 5.Kucharska M., Wesołowski W. (2003) Eter metylowo- tert-butylowy – metoda oznaczania. Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy 4(38), 57–63.
• 6.LOTOS (2009) Raport roczny 2009 [www. 2009.raportroczny.lotos.pl/index.php?option =content& view=article&id=305&Itemid=288&lang=pl].
• 7.Nihlén A., Löf A., Johanson G. (1998) Controlled ethyl tert-butyl ether (ETBE) exposure to male volunteers. II. Acute effects. Toxicol. Sci. 46, 143–150.
• 8.ORLEN w liczbach (2010) [http://www. raportroczny. orlen.pl/pub/files/PL_ 2010/ORLEN _w _ liczbach_ PL.pdf].
• 9.PN-EN 228:2013-04 Paliwa do pojazdów samochodowych. Benzyna bezołowiowa. Wymagania i metody badań.
• 10.PN-EN 482:2012E Powietrze na stanowiskach pracy. Wymagania ogólne dotyczące charakterystyki procedur pomiarów czynników chemicznych.
• 11.Rose D.L., Sandstrom M.W. (2003) Methods of analysis of the U.S. Geological Survey National Water Quality Laboratory. Determination of Gasoline Oxygenates, Selected Degradates, and BTEX in Water by Heated Purge and Trap/Gas Chromatography/ Mass Spectrometry, U.S. Geological Survey Water-Resources Investigations Report 03– 4079,
• 12.RTECS, Registry of Toxic Effects of Chemical Substances (2013) National Institutes for Occupational Safety and Health, Cincinnati, Ohio.
• 13.Szymańska J., Bruchajzer E. (2014) Eter tert-butylowo- etylowy. Dokumentacja proponowanych dopuszczalnych wielkości narażenia zawodowego. Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy 2(80), 73–110.
• 14.US EPA (2003) Method 5030C. Purge-and-trap for aqueous samples. SW-846 New Methods [www.epa.gov/osw/hazard/testmethods/.../5030c. pdf].
• 15.US EPA (2009a) IRIS Toxicological review of ethyl tertiary butyl ether (ETBE). U.S. Environmental Protection Agency. Washington. DC EPA/635/ R-08/019A [http://cfpub.epa.gov/ncea/cfm/recor display. cfm?deid=199331].
• 16.US EPA (2009b) Method 524.3, V. 1. Measurement of purgeable organic compounds in water by capillary column gas chromatography/mass spectrometry. EPA 815-B-09-009 [www.water.epa.gov/ scitech/drinkingwater/.../met524-3.pdf].
• 17.ZBH/1/2014 (2014) Wykonanie oznaczeń eteru etylowo- tert-butylowego w dostarczonych próbkach pobranych na stanowiskach pracy. Łódź, IMP [sprawozdanie IMP niepublikowane].