VI. OCENA NARAŻENIA ZAWODOWEGO I ŚRODOWISKOWEGO NA DZIAŁANIE KSENOBIOTYKÓW

Transkrypt

1 VI. OCENA NARAŻENIA ZAWODOWEGO I ŚRODOWISKOWEGO NA DZIAŁANIE KSENOBIOTYKÓW 1. Ocena narażenia zawodowego w przemyśle na przykładzie aniliny Wprowadzenie Pary aniliny wchłaniają się w drogach oddechowych i przez skórę. Przy niższych stężeniach w powietrzu, wchłanianie przez skórę zachodzi szybciej niż w drogach oddechowych. I tak przy stężeniu bliskim wartości NDS (5 mg/m 3 ) przez skórę wchłania się 1,5 raza aniliny więcej niż w drogach oddechowych. Wzrost temperatury i wilgotności powietrza przyśpiesza wchłanianie o około 50%. W ustroju anilina ulega hydroksylacji do p- i o-aminofenolu, powstają również małe ilości m-aminofenolu. Aminofenole wydalane są z moczem w postaci sprzężonej z kwasem siarkowym i glukuronowym. Przemiana ta jest szybka, nie zachodzi kumulacja. Głównym metabolitem aniliny u człowieka jest p-aminofenol. Wydajność wydalania tego metabolitu wzrasta ze wzrostem dawki aniliny w granicach od 15 do 60%. Maksymalne wydalanie następuje bezpośrednio po przerwaniu kilkugodzinnej ekspozycji. Biotransformacja aniliny do p-aminofenolu zachodzi według poniższego schematu. NHOH NH + Hb + MetHb OH O OH sprzęganie i wydalanie z moczem Ryc. 24. Biotransformacja aniliny do p-aminofenolu Pośredni metabolit aniliny, p-chinonoimina wykazuje działanie methemoglobinotwórcze, które zależy od wydajności przemiany aniliny do p-chinonoiminy oraz szybkości redukcji methemoglobiny do hemoglobiny. Ocena narażenia zawodowego na pary aniliny prowadzona może być dwukierunkowo: oznaczanie stężenia par aniliny w powietrzu 108

2 oznaczanie szybkości wydalania p-aminofenolu z moczem (monitoring biologiczny). W ograniczonym zakresie w biomonitoringu narażenia na anilinę i kontroli leczenia wykorzystywane jest oznaczanie poziomu methemoglobiny we krwi. Jednak ze względu na odwracalność procesu (Ryc. 24), poziom methemoglobiny zależny być może od czasu pobrania próby krwi. Oznaczanie stężenia par aniliny w powietrzu wykorzystywane jest w sanitarno-higienicznej ocenie warunków pracy. Interpretację wyników prowadzi się w oparciu o NDS dla aniliny, które według obowiązujących w Polsce przepisów wynosi 5 mg/m 3 powietrza. Ustalona doświadczalnie zależność szybkości wchłaniania par aniliny w drogach oddechowych i przez skórę (Ryc. 26) od jej stężenia w powietrzu, pozwala na oszacowanie wielkości wchłoniętej dawki aniliny w ciągu dnia pracy. Przy stężeniu par aniliny w powietrzu bliskim NDS, wchłonięta dawka dzienna aniliny wynosi około 50 mg. Dotychczas nie ma obowiązujących w przemyśle norm w postaci najwyższej dawki dziennej (NDD), jednak możliwość określania wielkości wchłoniętej dawki ma ogromne znaczenie z punktu widzenia oceny ryzyka zawodowego stwarzanego przez związek chemiczny. Ilościowy wskaźnik wchłaniania aniliny, oparty na oznaczaniu szybkości wydalania p-aminofenolu między 6-8 godziną ekspozycji, pozwala na określenie wchłoniętej dawki aniliny w warunkach narażenia, niezależnie od drogi wchłaniania (Ryc. 27). Szybkość wydalania p-aminofenolu w ostatnich dwóch godzinach ekspozycji, przyjęta jest jako wskaźnik narażenia - dopuszczalne stężenie biologiczne (DSB) i wynosi 2,5 mg/godz. Tej szybkości wydalania metabolitu odpowiada wchłonięta dzienna dawka aniliny około 50 mg. 1.1 Oznaczanie par aniliny w powietrzu Zasada oznaczenia Pary aniliny pochłaniane są w wodzie. Po zdiazowaniu i sprzęgnięciu z solą R (sól sodowa kwasu 2-hydroksy-3,6-naftalenodisulfonowego) powstaje związek barwy pomarańczowej rozpuszczalny w wodzie. Reakcja ta jest wykorzystana do oznaczenia spektrofotometrycznego. Odczynniki 1. 2M kwas solny cz.d.a. 2. 3,5% roztwór azotynu sodowego cz.d.a. 3. Roztwór do diazowania: bezpośrednio przed użyciem miesza się równe objętości roztworów 1 i 2 4. Roztwór soli R - 1% roztwór wodny soli sodowej kwasu 2-hydroksy-3,6- naftalenodisulfonowego. 5. Sulfaminian amonu - roztwór nasycony sporządzany bezpośrednio przed użyciem 6. Kwaśny węglan potasowy - roztwór nasycony 109

3 7. Roztwór podstawowy aniliny: do zważonej na wadze analitycznej kolby miarowej poj. 25 ml z niewielką ilością wody destylowanej, dodaje się 2-3 krople przedestylowanej aniliny i ponownie waży. Kolbę uzupełnia się wodą do kreski i oblicza zawartość aniliny w 1 ml roztworu. 8. Roztwór wzorcowy aniliny, zawierający 10 µg/ml sporządza się przez odpowiednie rozcieńczenie roztworu podstawowego. Pobieranie prób powietrza Pipetę gazową poj. 0,5 litra wypełnioną badanym powietrzem łączy się szeregowo z płuczką Poleżajewa zawierającą 10 ml wody i pompką laboratoryjną. (Ryc. 25). Przez zestaw ten przepuszcza się 2 litry powietrza w ciągu 10 min. Przepływ powietrza reguluje się za pomocą kranu trójdrożnego umieszczonego na wężu łączącym płuczkę z pompką. Ryc. 25. Zestaw do pochłaniania par aniliny Wykonanie oznaczenia Do cylindrów z korkiem poj. 25 ml, pobiera się 5 ml wody z płuczki Poleżajewa, uzupełnia się wodą destylowaną do objętości 10 ml, dodaje się 2 ml roztworu do diazowania i po wymieszaniu, odstawia się na 10 min. Następnie dodaje się 2 ml roztworu kwaśnego węglanu potasowego i po kilkakrotnym wymieszaniu - 1 ml roztworu sulfaminianu amonowego. Po dokładnym wymieszaniu, dodaje się 4 krople roztworu soli R i odstawia na 30 min. Po ponownym dokładnym wymieszaniu wykonuje się pomiar przy długości fali 490 nm w kuwetach o grubości warstwy 1 cm, wobec próby kontrolnej złożonej ze wszystkich odczynników i 10 ml wody destylowanej. Przygotowanie krzywej wzorcowej Do dziesięciu cylindrów z korkiem odmierza się kolejno: 0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 ml roztworu wzorcowego aniliny 10 µg/ml co odpowiada 110

4 kolejno 0, 5, 10, 15, 20, 30, 40 i 50 µg aniliny i uzupełnia wodą destylowaną do objętości 10 ml, po czym postępuje się jak z próbą badaną. Po oznaczeniu absorbancji prób wzorcowych wykreśla się krzywą wzorcową. Obliczanie i interpretacja wyników Z krzywej wzorcowej odczytuje się zawartość aniliny w badanej próbie powietrza, następnie oblicza się stężenie w mg/m 3 i porównuje z NDS dla aniliny, które wynosi 5 mg/m 3. Na podstawie załączonego wykresu zależności szybkości wchłaniania aniliny w drogach oddechowych i przez skórę od stężenia w powietrzu (Ryc. 26) oblicza się dawkę wchłoniętą w ciągu 8 godzin pracy w pomieszczeniu, w którym występuje oznaczone stężenie. wchłanianie przez drogi oddechowe Szybkość wchłaniania aniliny mg/godz wchłanianie przez skórę Anilina w powietrzu µg/l Ryc. 26. Szybkość wchłaniania par aniliny w drogach oddechowych i przez skórę w zależności od stężenia w powietrzu. Przy stężeniu aniliny w powietrzu w granicach NDS, wchłonięta dawka dzienna aniliny wynosi około 50 mg. 1.2 Oznaczanie p-aminofenolu w moczu Zasada oznaczenia Mocz poddaje się kwaśnej hydrolizie celem uwolnienia p-aminofenolu (p-af) z połączeń z kwasem siarkowym i glukuronowym. Wolny p-aminofenol oznacza się spektrofotometrycznie po sprzęgnięciu z fenolem w środowisku amoniakalnym (reakcja indofenolowa). 111

5 ogrzewanie HO NHCOCH 3 + HCl HO + CH 3 COOH HO + OH O N NH 4 OH O 2 Pobieranie prób moczu INDOFENOL Próby moczu pobiera się dwukrotnie. Pierwszą po sześciu godzinach od rozpoczęcia pracy (w celu opróżnienia pęcherza moczowego) i drugą dokładnie dwie godziny później. Po zmierzeniu objętości drugiej porcji moczu pobiera się próbę 10 ml do analizy. Odczynniki 1. Kwas solny stężony cz.d.a. 2. Wodny roztwór fenolu 5% 3. 25% roztwór amoniaku cz.d.a. 4. Wzorcowy roztwór p-aminofenolu: 50 mg p-aminofenolu cz.d.a. rozpuszcza się w 1,5 ml stężonego kwasu solnego, następnie uzupełnia wodą destylowaną do objętości 50 ml; 1 ml tego roztworu zawiera 1 mg p-aminofenolu. Wykonanie oznaczenia 10 ml moczu przenosi się do kolby stożkowej z doszlifowanym korkiem, dodaje 5 ml stężonego HCl i ogrzewa we wrzącej łaźni wodnej przez 1 godzinę. Po ochłodzeniu roztwór sączy się do kolby miarowej poj. 100 ml i uzupełnia wodą do kreski. Po wymieszaniu pobiera się 2 ml roztworu, dodaje 5 ml wody destylowanej, 1 ml roztworu fenolu i 2 ml stężonego amoniaku. Po upływie 30 min. wykonuje się pomiar przy długości fali 620 nm wobec wody. Przygotowanie krzywej wzorcowej Do 8 kolb stożkowych z doszlifowanym korkiem zawierających po 10 ml moczu osoby nie narażonej na działanie aniliny dodaje się wzorcowy roztwór p-aminofenolu w następujących ilościach: 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,5; 0,7; 1,0; 1,5 ml, co odpowiada od 0 do 1,5 mg. Mocz poddaje się hydrolizie i postępuje dalej jak w pkt. "Wykonanie oznaczenia". Po odczytaniu wartości absorbancji prób wzorcowych, wykreśla się krzywą wzorcową. 112

6 Obliczanie i interpretacja wyników Z krzywej wzorcowej odczytuje się zawartość p-aminofenolu w badanej próbie i oblicza stężenie w badanym moczu (w mg/l). Następnie oblicza się szybkość wydalania p-aminofenolu z moczem w mg/godz., wg wzoru: a b V mg/godz. = 2godz. a stężenie p-aminofenolu w moczu w mg/l b objętość próby moczu pobranej po 8 godz. ekspozycji (0,2 l) W moczu osób nie stykających się zawodowo z aniliną stężenie p-aminofenolu wynosi około 3,7 mg/l, po ekspozycji - przekracza 10 mg/l. Po obliczeniu szybkości wydalania p-aminofenolu w ciągu dwóch ostatnich godzin ekspozycji (dwugodzinna zbiórka moczu) odczytuje się z załączonego wykresu wielkość wchłoniętej dawki aniliny p-af. mg/godz Anilina mg Ryc. 27. Szybkość wydalania p-aminofenolu z moczem w zależności od wchłoniętej dawki aniliny. DSB p-aminofenolu określone jest szybkością jego wydalania z moczem w ciągu ostatnich dwóch godzin ekspozycji i wynosi 2,5 mg/h. Przy tej szybkości wydalania wchłonięta dawka dzienna aniliny wynosi około 50 mg. Piśmiennictwo 1. Dutkiewicz T. i wsp.: Oznaczanie związków toksycznych w powietrzu, PZWL, W-wa,

7 2. Dutkiewicz T. i wsp.: Chemiczne badanie materiału biologicznego w toksykologii przemysłowej, PZWL, W-wa, Biuletyn Międzyresortowej Komisji do Spraw Aktualizacji Wykazu Najwyższych Dopuszczalnych Stężeń i Natężeń Czynników Szkodliwych dla Zdrowia w Środowisku Pracy, Zeszyt 1, W-Wa