Fenylohydrazyna : metoda oznaczania na stanowiskach pracy z zastosowaniem wysokosprawnej chromatografii cieczowej

• Autorzy: Zieliński Marek , Bonczarowska Marzena , Twardowska Ewa

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.3983

Warianty tytułu

EN

Phenylhydrazine : determination in workplace air with high pressure liquid chromatography

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Fenylohydrazyna w temperaturze pokojowej występuje w postaci bezbarwnej oleistej cieczy o słabym, aromatycznym zapachu. Jest stosowana w syntezie organicznej jako silny środek redukujący lub jako półprodukt przy produkcji innych związków chemicznych (m.in. barwników i leków). Wykorzystuje się ją również jako odczynnik chemiczny służący do identyfikacji aldehydów i ketonów oraz identyfikacji i określania konfiguracji cukrów. Do organizmu człowieka fenylohydrazyna może dostawać się drogą inhalacyjną, pokarmową lub na drodze bezpośredniego kontaktu ze skórą. Gdy zostanie wchłonięta, szybko wiąże się z hemoglobiną. Toksyczne działanie fenylohydrazyny polega głównie na uszkadzaniu czerwonych krwinek skutkującym anemią hemolityczną i w konsekwencji uszkodzeniem śledziony i wątroby. Fenylohydrazyna może również działać uczulająco oraz powodować kontaktowe zapalenia skóry. Celem prac badawczych było opracowanie i walidacja czułej metody oznaczania stężeń fenylohydrazyny w środowisku pracy w zakresie 1/10 ÷ 2 NDS zgodnie z wymogami normy PN-EN 482. Badania wykonano techniką wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) przy zastosowaniu chromatografu cieczowego Waters Alliance 2695 wyposażonego w pompę poczwórną, kolumnę analityczną Supelcosil LC-18 (150 × 2,1 mm, 5 µm), detektor spektrofotometryczny (UV-VIS) i autosampler. Metoda polega na: adsorpcji fenylohydrazyny na żelu krzemionkowym pokrytym 0,1 mol/l kwasem solnym, ekstrakcji zatrzymanego związku mieszaniną acetonitrylu i wody, derywatyzacji fenylohydrazyny acetonem oraz oznaczaniu powstałej pochodnej metodą HPLC. Współczynnik desorpcji fenylohydrazyny z żelu krzemionkowego pokrytego HCl wynosi 0,96. Metoda jest liniowa (r = 0,9996) w zakresie stężeń 11,4 ÷ 228 µg/ml, co odpowiada zakresowi 0,19 ÷ 3,80 mg/m³ dla próbki powietrza o objętości 180 l. Granica oznaczalności (LOQ) wynosi 0,027 µg/ml. Opisana metoda analityczna umożliwia oznaczenie w powietrzu na stanowiskach pracy stężenia fenylohydrazyny równego 0,19 mg/m³ (1/10 wartości NDS). Metoda charakteryzuje się dobrą precyzją i dokładnością i spełnia wymagania normy PN-EN 482 dla procedur dotyczących oznaczania czynników chemicznych. Opracowana metoda oznaczania fenylohydrazyny w powietrzu na stanowiskach pracy została zapisana 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

Phenylhydrazine is colorless oily liquid with a weak aromatic odor. Phenylhydrazine is used in organic synthesis as a strong reducing agent or as an intermediate in the synthesis of other chemical compounds (in the production of dyes and medicines). It is also used as a chemical reagent to identify aldehydes and ketones as well as to identify and determine the configuration of sugars. Phenylhydrazine may enter the human body by inhalation, ingestion or by direct contact with the skin. Adsorbed, it binds quickly to hemoglobin. The toxic effect of phenylhydrazine is to damage red blood cells. This may cause hemolytic anemia and, consequently, damage to the spleen and liver. This compound can also be sensitizing and cause contact dermatitis. The aim of this study was to develop and validate a sensitive method for the determination of phenylhydrazine 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 high-performance liquid chromatography (HPLC) technique. A Waters Alliance 2695 liquid chromatograph equipped with a quaternary pump, Supelcosil C-18 (150 × 2.1 mm; 5 μm) analytical column, spectrophotometric detector (UV-VIS), and autosampler, was used for chromatographic separations. The method is based on the adsorption of phenylhydrazine on silica gel coated with 0,1 M/l hydrochloric acid, extraction of phenylhydrazine with mixture of acetonitrile and water, derivatization of phenylhydrazine with acetone and determination of resulted derivative by means of HPLC method. Recovery of phenylhydrazine from silica gel coated with HCl amounted to 0,90. Method is linear (r = 0.9996) within the investigated working range 11,4 ÷ 228 mg/ml, which is equivalent to air concentrations from 0.19 to 3.80 mg/m³ for a 180 L air sample. Limit of quantification amounted to 0.027 μg/ml. Analytical method described in this paper enables selective determination of phenylhydrazine in workplace atmosphere from 0.19 mg/m³ (1/10 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 phenylhydrazine and the associated risk to workers’ health. The method for determining phenylhydrazine 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

fenylohydrazyna; metoda oznaczania; metoda wysokosprawnej chromatografii cieczowej; powietrze na stanowiskach pracy; nauki o zdrowiu; inżynieria środowiska

EN

phenylhydrazine; determination method; high performance liquid chromatography; workplace air; health sciences; environmental engineering

• Wydawca: Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy
• Rocznik: 2020
• Tom: Nr 3 (105)
• Strony: 143--158
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zieliński Marek

• Instytut Medycyny Pracy im. prof. dr. med. Jerzego Nofera w Łodzi

autor

Bonczarowska Marzena

• Instytut Medycyny Pracy im. prof. dr. med. Jerzego Nofera w Łodzi

autor

Twardowska Ewa

• Instytut Medycyny Pracy im. prof. dr. med. Jerzego Nofera w Łodzi

Bibliografia

• 1. ACGIH (2015). American Conference of Governmental Industrial Hygienists. Treshold limit values for chemical substances and physical agents and biological exposure indices.
• 2. Bauer D., Parrat J., Ruch B. (1982). Industrial hygiene air monitoring of phenylhydrazine. J. Chromatogr. 249(2), 238–289.
• 3. Brewster R.Q., McEwan W.E. (1968). Podstawy chemii organicznej. Przeł. K. Gałuszko i in. PWN, Warszawa.
• 4. Brzeźnicki S., Bonczarowska M., Gromiec J. (2012). Fenylohydrazyna – metody oznaczania [Phenylhydrazine – determination method]. Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy [Principles and Methods of Assessing the Working Environment] 1(71), 89–96.
• 5. Fernandes-Whaley M., Mühlberger F., Whaley A., Adam T., Zimmermann R., Rohwer E., Walte A. (2005). On-line derivatization for resonance-enhanced multiphoton ionization time-of-flight mass spectrometry: detection of aliphatic aldehydes and amines via reactive coupling of aromatic photo ionization labels. Anal. Chem. 77(1), 1–10.
• 6. Gromiec J.P. (1994). Metody oznaczania wybranych substancji chemicznych w powietrzu środowiska pracy. Fenylohydrazyna. IMP Łódź [publication in Polish].
• 7. HSDB (2014). Hazardous Substances Data Bank. Phenylhydrazine [http://toxnet.nlm.nih.gov/cgi-bin/sis/search/f?./ temp/~qS69qO:1].
• 8. Kilanowicz A., Skrzypińska-Gawrysiak M. (2018). Fenylohydrazyna i jej sole – w przeliczeniu na fenylohydrazynę. Dokumentacja proponowanych dopuszczalnych wielkości narażenia zawodowego [Phenylhydrazine and its salts – calculated on phenylhydrazine. Documentation of proposed values of occupational exposure limits (OELs)]. Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy [Principles and Methods of Assessing the Working Environment] 4(98), 111–145.
• 9. Krylova N.A. (1968). Determination of phenylhydrazine base in the air. Gig Sanit. 33(4), 46–48.
• 10. Mosińska K. (1980). Oznaczanie fenylohydrazyny i aniliny metodą chromatografii gazowej w kontroli produkcji fenylohydrazyny. Chem. Anal. 25, 859 [publication in Polish].
• 11. NIOSH (1978). National Institute for Occupational Safety and Health. Sampling and analytical method for hydrazine [http://www.cdc.gov/niosh/pdfs/78-172i.pdf].
• 12. NIOSH (1994). National Institute for Occupational Safety and Health. NIOSH manual of analytical methods. Phenylhydrazine: Method 3518 [http://www.cdc.gov/niosh/ docs/2003-154/pdfs/3518.pdf].
• 13. PN-EN 482 Powietrze na stanowiskach pracy – Wymagania ogólne dotyczące charakterystyki procedur pomiarów czynników chemicznych [Polish standard].
• 14. PN-Z-04008-7 Ochrona czystości powietrza – Pobieranie próbek powietrza – Zasady pobierania próbek powietrza i interpretacji wyników [Polish standard].
• 15. Rastakhiz N., Kariminik A., Soltani-Nejad V., Roodsaz S. (2010). Simultaneous determination of phenylhydrazine, hydrazine and sulfite using a modified carbon nanotube paste electrode. Int. J. Electrochem. Sci. 5(9), 1203–1212.
• 16. Rawat J.P., Bhattacharjee P. (1976). Spectrophotometric determination of phenylhydrazine with ammonium molybdate. Mikrochimica Acta [Wien] II, 619–624.
• 17. Rozporządzenie Ministra Rodziny, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 9 stycznia 2020 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy (DzU 2020 poz. 61) [Polish legal act].
• 18. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1272/2008 z dnia 16 grudnia 2008 r. w sprawie klasyfikacji, oznakowania i pakowania substancji i mieszanin, zmieniające i uchylające dyrektywy 67/548/EWG i 1999/45/ WE oraz zmieniające rozporządzenie (WE) nr 1907/2006 [Regulation (EC) No 1271/2008 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].
• 19. Soćko R., Szymczak W. (2012). Fenylohydrazyna i jej związki. Wytyczne szacowania ryzyka zdrowotnego dla czynników rakotwórczych 1, 79–96 [publication in Polish].
• 20. Zapewnienie jakości analiz chemicznych (2004). [Red.] M. Dobecki. IMP Łódź [publication in Polish].

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).