2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioksyna : metoda oznaczania w powietrzu na stanowiskach pracy z zastosowaniem chromatografii gazowej ze spektrometrią mas

Polichlorowane dibenzo-p-dioksyny (PCDD), w tym 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioksyna (TCDD), należą do grupy związków chemicznych zwanych trwałymi zanieczyszczeniami organicznymi (TZO), (ang. persistent organic pollutants, POPs). Trwałe zanieczyszczenia organiczne są wykrywane w śladowych ilościach prawie we wszystkich przedziałach środowiska globalnego ekosystemu. Około 90% dioksyn dostaje się do organizmu człowieka z pożywieniem. Związki z grupy trwałych zanieczyszczeń organicznych gromadzą się w tkance tłuszczowej, są wolno metabolizowane i szkodliwe, nawet po długim czasie od początkowego narażenia. Dioksyny są związkami, które sukcesywnie i powoli kumulują się w organizmie. Wpływają na wiele reakcji immunologicznych, które przebiegają pod postacią przewlekłych alergii skórnych. Głównym miejscem działania dioksyn są interakcje z gruczołami wydzielania wewnętrznego: tarczycą, gonadami żeńskimi i męskimi, endometrium macicy oraz z nadnerczami, w których są wytwarzane hormony steroidowe. Dioksyny mogą powodować zaburzenia gospodarki hormonalnej organizmu poprzez indukcję receptora węglowodorów aromatycznych (AhR). Mechanizm patogennego oddziaływania TCDD z tkankami i komórkami często nie jest w pełni poznany, jednak na pewno w te mechanizmy jest włączony stres oksydacyjny, a także jakościowe i ilościowe modyfikacje receptorów komórkowych lub białek docelowych czy immunomodulacja. Celem pracy było opracowanie i walidacja czułej metody oznaczania 2,3,7,8-TCDD w środowisku pracy w zakresie 1/10 ÷ 2 wartości najwyższego dopuszczalnego stężenia (NDS). Opracowana metoda polega na: adsorpcji TCDD na piance poliuretanowej, ekstrakcji zatrzymanego związku toluenem i analizie chromatograficznej otrzymanego roztworu przy zastosowaniu wysokorozdzielczego spektrometru mas. Wyznaczony współczynnik desorpcji TCDD z pianki poliuretanowej za pomocą toluenu, wynosi 83,1%. Odpowiedź detektora mas ma charakter liniowy (r = 0,998) w zakresie stężeń 18 ÷ 360 pg/ml, co odpowiada zakresowi 1,8 ÷ 36 mg/m3 (1/10 ÷ 2 wartości NDS) dla próbki powietrza o objętości 10 m3. Granica oznaczalności (LOQ) tej metody wynosi 10,26 pg/ml. Zastosowanie do analizy kolumny DB-5MS pozwala na selektywne oznaczenie TCDD w obecności: toluenu, nonanu oraz innych związków współwystępujących. Opisana metoda analityczna charakteryzuje się dobrą precyzją oraz dokładnością i spełnia wymagania zawarte w normie europejskiej PN-EN 482 dla procedur dotyczących oznaczania czynników chemicznych. Opracowana metoda oznaczania TCDD 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.

PCDD are environmental pollutants, called Persistent Organic Pollutants (POPs). Their trace amounts can be found in almost all the spectrum of global ecosystems. Nearly 90% of human exposure to dioxins comes from food. POPs compounds, which gather in fatty tissues, are slowly metabolized and remain harmful even after a relatively long time after exposure. Dioxins enter the human body with food and accumulate in fat-rich tissues. Dioxins gradually and slowly accumulate in the body. They trigger a number of immunological reactions, which take the form of chronic skin allergies. They can disturb the body hormone economy through induction of the aromatic hydrocarbon receptor. The aim of the work was to develop and validate a sensitive method of determining 2,3,7,8-TCDD in the working environment in the range of 1/10–2 MAC values. The developed method consists in adsorption of TCDD on polyurethane foam followed by extraction of the retained compound with toluene and chromatographic analysis using a high-resolution mass spectrometry. The determined TCDD desorption coefficient from polyurethane foam with 20% acetone in toluene is 83.1%. The response of the mass detector is linear (r = 0.998) in the concentration range of 18–360 pg/ml, which corresponds to the range of 1.8–36 mg/m³ (1/10–2 MAC) for an air sample of 10 m³ . The limit of quantification (LOQ) of this method is 10.26 pg/ml. Using a DB-5MS capillary column makes a selective determination of TCDD in the presence of toluene, nonane and other co-existing compounds possible. The developed method is characterized by good precision and accuracy and meets the requirements of European Standard PN-EN 482 for procedures on determining chemical agents. The developed method of determining TCDD has been recorded as an analytical procedure (see appendix). This article discusses the problems of occupational safety and health, which are covered by health sciences and environmental engineering.