Pentan-1-ol i pozostałe izomery pentanolu : metoda oznaczania w powietrzu na stanowiskach pracy z zastosowaniem chromatografii gazowej z detekcją płomieniowo-jonizacyjną GC-FID

• Autorzy: Zieliński Marek , Twardowska Ewa , Kucharska Małgorzata

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.0807

Warianty tytułu

EN

Pentane-1-ol and its isomers : determination in workplace air with GC with Flame Ionization Detector (GC-FID)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Pentan-1-ol (C5H11OH) to organiczny związek chemiczny z grupy nasyconych monohydroksylowych alkoholi alifatycznych. Znanych jest 8 izomerów pentanolu: pentan-1-ol, pentan-2-ol (nr CAS: 6032-29-7), pentan-3-ol (nr CAS: 584-02-1), 2-metylobutan-1-ol (nr CAS: 137-32-6), 3-metylobutan-1-ol (nr CAS: 123-51-3), 2-metylobutan-2-ol (nr CAS: 75-85-4), 3-metylobutan-2-ol (nr CAS: 598-75-4) i 2,2-dimetylopropan-1-ol (nr CAS: 75-84-3). Izomery pentanolu wykazują właściwości chemiczne, które są charakterystyczne dla alkoholi alifatycznych. Są one otrzymywane przez hydratację izomerów pentenu lub hydrolizę chloropentanów. Wykorzystywane są jako rozpuszczalniki: tłuszczów, żywic i wosków. Pentan-1-ol wchłania się do organizmu człowieka poprzez: drogi oddechowe, skórę i przewód pokarmowy. Objawy zatrucia ostrego to najczęściej: łzawienie oczu, zaczerwienienie spojówek, podrażnienie błony śluzowej nosa i gardła. Przy większych stężeniach mogą wystąpić: ból i zawroty głowy, mdłości, wymioty, biegunka, stan pobudzenia (delirium), zaburzenia świadomości, śpiączka. Może również wystąpić arytmia i zaburzenia oddechowe. Skażenie skóry może spowodować jej zaczerwienienie i pieczenie oraz objawy, które występują przy zatruciu drogą inhalacyjną. Skażenie oczu ciekłą substancją wywołuje: ból, pieczenie oczu, zaczerwienienie spojówek, z ryzykiem długotrwałych i trwałych zmian. Wypicie bardzo małej ilości pentanolu może wywoływać: nudności, wymioty oraz biegunkę. Przy powtarzającym się kontakcie ciekłej substancji ze skórą mogą wystąpić jej wysuszenie i stany zapalne, natomiast długotrwałe narażenie skóry na substancję o dużym stężeniu może prowadzić do zmian w układzie nerwowym. Celem pracy było opracowanie i walidacja czułej metody oznaczania 8 izomerów pentanolu w środowisku pracy w zakresie od 1/10 do 2 wartości najwyższego dopuszczalnego stężenia (NDS). Do oznaczenia izomerów pentanolu zastosowano metodę chromatografii gazowej z detekcją płomieniowo-jonizacyjną (GC-FID). Postanowiono opracować metodę zapewniającą oznaczalność na poziomie co najmniej 1/10 NDS. Dalsze rozważania możliwości oznaczania tej substancji w powietrzu oparto na wcześniej opracowanych metodach analitycznych. Zastosowanie kolumny kapilarnej HP-5 umożliwia selektywne oznaczenie pentan-1-olu w obecności: disiarczku węgla, metanolu oraz innych związków współwystępujących. Odpowiedź detektora na analizowane stężenia pentan-1-olu ma charakter liniowy (r2 = 0,9998) w zakresie stężeń 10 ÷ 2 000 μg/ml, co odpowiada zakresowi 1 ÷ 200 mg/m3 (0,01 ÷ 2 wartości NDS) dla próbki powietrza o objętości 10 l. Granica wykrywalności tej metody wynosi 0,026 μg/ml. Opracowana metoda charakteryzuje się dobrą precyzją oraz dokładnością i spełnia wymagania zawarte w normie europejskiej PN-EN 482 dla procedur dotyczących oznaczania czynników chemicznych. Opracowaną metodę oznaczania pentan-1-olu i pozostałych izomerów zapisano w postaci procedury analitycznej, którą zamieszczono w załączniku. Zakres tematyczny artykułu obejmuje zagadnienia zdrowia oraz bezpieczeństwa i higieny środowiska pracy będące przedmiotem badań z zakresu nauk o zdrowiu oraz inżynierii środowiska.

EN

Amyl alcohol (pentan-1-ol) – C5 H12O or C5 H11OH – is an organic chemical compound from the group of saturated monohydric aliphatic alcohols. There are 8 known isomers of pentanol: pentan-1-ol (CAS:71-41- 0), pentan-2-ol (CAS: 6032-29-7), pentan-3-ol (CAS: 584-02-1), 2-metylobutan-1-ol (CAS: 137-32-6), 3-metylobutan-1-ol (CAS: 123-51-3), 2-metylobutan- 2-ol (CAS: 75-85-4), 3-metylobutan-2-ol (CAS: 598-75-4) i 2,2-dimetylopropan-1-ol (CAS: 75-84- 3). All of them are commonly referred to as amyl alcohols. Pentanol isomers exhibit chemical properties characteristic of aliphatic alcohols, they are obtained by hydration of pentene isomers, hydrolysis of chloropentanes or by reaction of butene and carbon monoxide isomers. They are used as solvents for fats, resins and waxes. Pentan-1-ol is absorbed into the human body through the respiratory tract, skin, gastrointestinal tract. Symptoms of acute intoxication are usually tearing eyes, redness of the conjunctiva, irritation of the mucous membrane of the nose and throat. In higher concentrations it may cause headache, dizziness, nausea, vomiting, diarrhea, delirium, disturbances of consciousness, coma. Arrhythmia and respiratory disorders may cause redness and burning, as well as symptoms such as inhalation poisoning, eye contamination with liquid substance causes pain, burning of the eyes, redness of the conjunctiva, with the risk of long-lasting and permanent changes. Repeated skin contact with the liquid substance may cause its drying and inflammation. It is suggested that long-term exposure of the skin to the substance at high concentration may lead to changes in the nervous system. The aim of this study was to develop and validate a sensitive method of determining 8 pentan-1-ol isomers in the working environment in the range from 1/10 to 2 of the MAC values. The gas chromatography method with a flame ionization detector (GC-FID) was used to determine pentan-1-ol and its isomers. It was decided to develop a method that ensures the determination of at least 1/10 of the MAC values. Further considerations of the possibility of determining this substance in the air are based on previously developed analytical methods. The use of the HP-5 capillary column enables the selective determination of pentan-1-ol in the presence of carbon disulphide, methanol and other co-existing compounds. The detector’s response to the analyzed pentan-1-ol concentrations is linear (r2 = 0.9998) in the concentration range 10–2000 μg/ml, which corresponds to the range of 1–200 mg/m3 (0.01–2 of the MAC values) for a 10-L air sample. The limit of quantification (LOQ) of this method is 0.026 μg/ml. The developed method is characterized by good precision and accuracy and meets the requirements of Standard No. PN-EN 482 for procedures regarding the determination of chemical agents. The developed method for determining pentan-1-ol has been recorded in the form of an analytical procedure (see Appendix). This article discusses the problems of occupational safety and health, which are covered by health sciences and environmental engineering.

Słowa kluczowe

PL

pentanol; alkohol amylowy; metoda oznaczania; metoda chromatografii gazowej; FID; powietrze na stanowiskach pracy; nauki o zdrowiu; inżynieria środowiska

EN

pentanol; amyl alcohol; determination method; gas chromatography; FID; workplace air; health sciences; environmental engineering

• Wydawca: Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy
• Rocznik: 2019
• Tom: Nr 1 (99)
• Strony: 93--106
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zieliński Marek

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

autor

Twardowska Ewa

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

autor

Kucharska Małgorzata

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

Bibliografia

• 1. CHEMPYŁ (2018). Baza wiedzy o zagrożeniach chemicznych i pyłowych [Knowledge database on chemical and aerosol hazards]. Warszawa, CIOP-PIB [https://m.ciop. pl/CIOPPortalWAR/appmanager/ciop/pl?_nfpb=true&_ pageLabel=P27600224401410431343241&id_czynn_ chem=449].
• 2. HMDB, Human Metabolome Database (2009) [http:// www.hmdb.ca/metabolites/HMDB0013036].
• 3. Kucharska M., Wesołowski W. (1999). Octan pentan-2-ylu – metoda oznaczania [Pentane-2-yl acetate – determination method]. Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy [Principles and Methods of Assessing the Working Environment] (22), 142–147.
• 4. Li T., Liu F., Lin Y., Xie Y., Yan H. (2015). Determination of n-pentanol in workplace air by solvent desorption gas chromatography. Zhonghua Lao Dong Wei Sheng Zhi Ye Bing Za Zhi. 33(4), 304–306.
• 5. NIOSH (1994a). Alcohols II: Method 1401. Issue 2, dated 15 August 1994.
• 6. NIOSH (1994b). Alcohols III: Method 1402. Issue 2, dated 15 August 1994.
• 7. NIOSH (2003). Alcohols Combined: Method 1405. Issue 1, dated 15 March 2003.
• 8. PN-EN 482+A1:2016 Narażenie na stanowiskach pracy − Wymagania ogólne dotyczące charakterystyki procedur pomiarów czynników chemicznych [Workplace exposure – General requirements for the performance of procedures for the measurement of chemical agents].
• 9. PN-Z-04008-7:2002 Ochrona czystości powietrza – Pobieranie próbek – Zasady pobierania próbek powietrza w środowisku pracy i interpretacji wyników [Air purity protection – Sampling methods – Principles of air sampling in work place and interpretation of results].
• 10. PN-Z-04008-7:2002/Az1:2004 Ochrona czystości powietrza – Pobieranie próbek – Zasady pobierania próbek powietrza w środowisku pracy i interpretacji wyników [Air purity protection – Sampling methods – Principles of air sampling in work place and interpretation of results].
• 11. Rozporządzenie Ministra Rodziny, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 12 czerwca 2018 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy. DzU 2018, poz. 128 [Polish legal act].
• 12. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1272/2008 z dnia 16.12.2008 r. w sprawie klasyfikacji, oznakowania i pakowania substancji i mieszanin, zmieniające i uchylające dyrektywy 67/648/EWG i 1999/45/ WE oraz zmieniające rozporządzenie WE nr 1907/2006 (tzw. rozporządzenie CLP). Dz. Urz. UE L 353 z dnia 31.12.2008 r. ze zm. [Regulation (EC) No 1272/2008 of the European Parliament and of the Council of 16 December 2008 on classification, labelling and packaging of substances and mixtures, amending and repealing Directives 67/548/EEC and 1999/45/EC, and amending Regulation (EC) No 1907/2006].

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).