工作場(chǎng)所空氣中甲苯及其代謝產(chǎn)物馬尿酸、鄰甲酚的測(cè)定方法研究.pdf

1、第一部分毛細(xì)管氣相色譜法測(cè)定工作場(chǎng)所空氣中的甲苯
　　 背景:目前甲苯作為世界范圍內(nèi)最廣泛使用的有機(jī)溶劑應(yīng)用于生產(chǎn)油漆、涂料、墨水、粘膠劑、清洗劑,其危害引起人們很大的關(guān)注。研究表明長(zhǎng)期接觸甲苯可導(dǎo)致粘膜刺激癥、中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)功能下降和內(nèi)分泌紊亂等急慢性中毒癥狀。預(yù)防職業(yè)性甲苯接觸損傷是我國(guó)職業(yè)衛(wèi)生亟待解決的重要問(wèn)題之一。許多國(guó)家頒布了甲苯的職業(yè)接觸限值以保護(hù)勞動(dòng)者的健康,同時(shí)相應(yīng)地制訂了檢測(cè)工作場(chǎng)所空氣中甲苯的方法,定

2、期對(duì)勞動(dòng)者的工作環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)以評(píng)價(jià)甲苯的接觸程度。我國(guó)于2007年頒布了GBZ/T160.42-2007《工作場(chǎng)所空氣中有毒物質(zhì)測(cè)定芳香烴類(lèi)化合物》的標(biāo)準(zhǔn)方法,推薦所用色譜柱主要為填充柱,填充液分別為聚乙二醇PEG6000(或聚乙二醇與2-硝基對(duì)苯二甲酸的反應(yīng)產(chǎn)物FFAP)和鄰苯二甲酸二壬酯(DNP),該方法甲苯的檢出限為1.8μg/ml,最低檢出濃度為1.2mg/m3。2007年美國(guó)ACGIH在大量流行病學(xué)調(diào)查資料以及毒理學(xué)研究數(shù)據(jù)的

3、基礎(chǔ)上考慮到甲苯的神經(jīng)毒性作用提出了新的閾限值(TLV),降為75mg/m3(20ppm),我國(guó)在2002年也將甲苯的職業(yè)接觸限值從100mg/m3調(diào)整為50mg/m3(PC-TWA)。隨著職業(yè)接觸甲苯空氣標(biāo)準(zhǔn)限值的降低,以及由室內(nèi)空氣中甲苯污染所造成的健康危害日益嚴(yán)重,有必要建立更靈敏檢測(cè)空氣中低濃度甲苯的測(cè)定方法。
　　 目的：運(yùn)用毛細(xì)管30QC3/AC-1色譜柱,選擇合適的色譜分析條件,建立檢測(cè)工作場(chǎng)所和室內(nèi)空氣中低濃度甲

4、苯的測(cè)定方法;進(jìn)一步完善職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GBZ/T160.42-2007《工作場(chǎng)所空氣中有毒物質(zhì)測(cè)定芳香烴類(lèi)化合物》的測(cè)定方法,使其更能滿(mǎn)足實(shí)際工作的需要。
　　 方法：
　　 1.通過(guò)個(gè)體采樣器采集工人呼吸帶工作同內(nèi)空氣中甲苯,經(jīng)CS2解析后,用毛細(xì)管柱,在柱溫50℃,進(jìn)樣器150℃,檢測(cè)器160℃的條件下,采用分流/不分流進(jìn)樣模式,對(duì)工作場(chǎng)所空氣中甲苯進(jìn)行定性和定量分析,同時(shí)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),建立線(xiàn)性回歸方程;
　　

5、 2.配制甲苯標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度為100mg/m3(工作場(chǎng)所空氣允許接觸值的2倍)進(jìn)行穿透容量試驗(yàn),得到所用活性炭管的采樣效率;
　　 3.取18支活性炭吸附管,分3組,每組6支,加入一定含量的甲苯放置過(guò)夜。用1ml二硫化碳解吸活性炭管,測(cè)定每支炭管的待測(cè)物含量來(lái)計(jì)算解析效率;
　　 4.對(duì)可能存在的干擾物苯、二甲苯進(jìn)行干擾試驗(yàn);
　　 5.開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,通過(guò)定點(diǎn)采樣和個(gè)體采樣測(cè)定東風(fēng)汽車(chē)公司某涂裝車(chē)間空氣中甲苯的污染

6、水平。
　　 結(jié)果：
　　 1、甲苯質(zhì)量濃度在0.4335～173.28μg/ml范圍內(nèi)有良好的線(xiàn)性關(guān)系,相關(guān)回歸系數(shù)r=0.9995,線(xiàn)性回歸方程為Y=115.82X-2.4978;在線(xiàn)性范圍內(nèi),分別測(cè)定高、中、低濃度甲苯加標(biāo)樣品,其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為4.57％、4.98％、6.75％,方法的檢出限為0.4μg/ml,加標(biāo)回收率為93.63％～97.06％;
　　 2、CS2平均解析效率大于93％,采樣效率為1

7、00％;
　　 3、干擾試驗(yàn)表明,苯和二甲苯不影響甲苯的測(cè)定;
　　 4、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用:職業(yè)甲苯暴露工人空氣樣品采樣檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示,該涂裝車(chē)間空氣甲苯的平均濃度為4.7～4.9mg/m3,工人個(gè)體采樣的時(shí)間加權(quán)平均濃度(TWA)為1.8～3.5mg/m3。
　　 結(jié)論：本研究建立的溶劑解析—毛細(xì)管氣相色譜法測(cè)定工作場(chǎng)所中甲苯的方法經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用表明:該方法有更高的靈敏度,其最低檢出濃度為0.267mg/m3,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于GB

8、Z/T160.2-2007中推薦的《工作場(chǎng)所空氣有毒物質(zhì)測(cè)定芳香烴類(lèi)化合物》中溶劑解析-氣相色譜法測(cè)定甲苯的最低檢出濃度1.2mg/m3,同時(shí)也滿(mǎn)足GB/T18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的甲苯限值(0.2mg/m3)的測(cè)定要求;其解析效率均大于90％,符合GBZ/T160.42-2007相關(guān)要求;所用毛細(xì)管色譜柱30QC3/AC-1選擇性強(qiáng),分離效果好,峰形優(yōu),大大降低了檢測(cè)下限,同時(shí)縮短了檢測(cè)時(shí)間。空氣中苯、甲苯、二甲苯

9、實(shí)現(xiàn)完全分離,分析時(shí)間短,總運(yùn)行時(shí)間控制在6min內(nèi)完成,該方法能同時(shí)滿(mǎn)足作業(yè)場(chǎng)所和室內(nèi)空氣中甲苯的檢測(cè)需求。
　　 第二部分甲苯代謝產(chǎn)物馬尿酸及鄰甲酚的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法研究
　　 背景：生物監(jiān)測(cè)方法較作業(yè)場(chǎng)所環(huán)境監(jiān)測(cè)有明顯優(yōu)勢(shì),對(duì)從事甲苯作業(yè)工人進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)是預(yù)防職業(yè)傷害的有效手段。生物接觸限值作為一類(lèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),它體現(xiàn)的是機(jī)體內(nèi)暴露劑量,較作業(yè)環(huán)境職業(yè)接觸限值更能客觀(guān)、準(zhǔn)確反映作業(yè)工人實(shí)際接觸情況。對(duì)甲苯暴露

10、工人的尿中代謝物的研究顯示:馬尿酸是甲苯的主要代謝物,長(zhǎng)期作為甲苯的接觸生物標(biāo)志物。檢測(cè)尿中馬尿酸含量被認(rèn)為是監(jiān)測(cè)甲苯暴露高危人群的有效手段。關(guān)于尿中馬尿酸(HA)含量與空氣中甲苯濃度的相關(guān)關(guān)系,國(guó)內(nèi)外均有報(bào)道。大多認(rèn)為只要嚴(yán)格控制采樣時(shí)間和條件,兩者是具有良好的劑量-反應(yīng)/效應(yīng)關(guān)系的。甲苯暴露的主要代謝物尿中馬尿酸一直被作為傳統(tǒng)的生物監(jiān)測(cè)指標(biāo)受到廣泛應(yīng)用,美國(guó)和日本等許多國(guó)家還是以馬尿酸作為甲苯環(huán)境暴露的評(píng)價(jià)指標(biāo)。我國(guó)對(duì)甲苯的生物接觸

11、標(biāo)志物的研究尚屬起步階段,國(guó)內(nèi)馬尿酸生物限值是基于原職業(yè)接觸限值制定的,2002年已修訂空氣限值,而生物限值尚未修訂。由于環(huán)境空氣限值的持續(xù)降低,馬尿酸在低水平甲苯暴露時(shí)缺乏特異性,作為甲苯的生物接觸標(biāo)志物的特異性相對(duì)較差。相關(guān)研究報(bào)道提出有希望作為甲苯暴露生物監(jiān)測(cè)指標(biāo)的微量代謝物—鄰甲酚可替代有較高背景干擾值的馬尿酸。德美兩國(guó)分別制定了生物限值,德國(guó)BAT規(guī)定長(zhǎng)期接觸后的班末或接觸未尿中鄰甲酚為3.0mg/L(MAK=50ppm),美

12、國(guó)提出BEI為班末尿中鄰甲酚0.5mg/L,而我國(guó)還未建立相關(guān)檢測(cè)方法和生物接觸限值。
　　 目的：
　　 由于高效液相色譜儀具有強(qiáng)大的分離能力,在各國(guó)已經(jīng)普及使用,國(guó)外目前較多使用NIOSH推薦的高效液相色譜(HPLC-UV)法測(cè)定尿中馬尿酸。我國(guó)早在1996年就推薦了衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)WS/T53-1996,即運(yùn)用高效液相色譜法測(cè)定尿中馬尿酸、甲基馬尿酸的方法。按照有關(guān)規(guī)定:衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)制定五年后就應(yīng)該修訂一次,可我國(guó)至今還在沿用

13、原有的檢測(cè)方法;也有多篇文獻(xiàn)報(bào)道按照該標(biāo)準(zhǔn)所提供條件難以達(dá)到分離要求,且操作手續(xù)繁雜,揮干費(fèi)時(shí)。目前國(guó)外研究機(jī)構(gòu)主要采用SPME-HS-GC/MS檢測(cè)尿o-cresol,而我國(guó)還完全沒(méi)有相關(guān)的檢測(cè)方法和標(biāo)準(zhǔn)。本研究擬根據(jù)馬尿酸、鄰甲酚的理化性質(zhì),參照國(guó)外相關(guān)檢測(cè)方法及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),研制適合我國(guó)國(guó)情的HPLC/UV方法測(cè)定尿中馬尿酸、鄰甲酚的含量,填補(bǔ)國(guó)內(nèi)這項(xiàng)空白,以便定期對(duì)勞動(dòng)者進(jìn)行生物監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)甲苯的接觸程度,為進(jìn)一步研制我國(guó)職業(yè)接觸甲苯的

14、生物接觸限值提供合理有效的檢測(cè)手段。
　　 方法：
　　 選擇非職業(yè)接觸甲苯及非吸煙的學(xué)生尿樣作為本次研究所用尿樣基質(zhì),根據(jù)測(cè)定分析目的在尿液基質(zhì)中加入相應(yīng)濃度的HA、鄰甲酚儲(chǔ)備溶液,運(yùn)用合適的樣品前處理方法,采用ODS色譜柱、35℃柱溫、220nm紫外檢測(cè)波長(zhǎng)和混合流動(dòng)相等色譜條件對(duì)樣品中的HA、鄰甲酚進(jìn)行定性定量分析。配制不同濃度的HA、鄰甲酚標(biāo)準(zhǔn)系列制作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),驗(yàn)證測(cè)定方法的適宜線(xiàn)性范圍;配制高、中、低三種濃度的

15、HA、鄰甲酚尿樣,通過(guò)檢測(cè)樣品的加標(biāo)回收率,計(jì)算方法的準(zhǔn)確度;通過(guò)不同時(shí)間平行測(cè)定樣品的HA、鄰甲酚濃度,評(píng)價(jià)方法的精密度;探討尿樣放置在不同時(shí)間、溫度范圍內(nèi)HA、鄰甲酚的穩(wěn)定性,同時(shí)應(yīng)用本方法開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用以評(píng)價(jià)方法的有效性。
　　 結(jié)果：
　　 1、HPLC法測(cè)定尿中馬尿酸所建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)在HA的質(zhì)量濃度為(1.0～100.0)μg/ml時(shí)線(xiàn)性關(guān)系良好(r2=0.9999),線(xiàn)性回歸方程為Y=27593X-16709,

16、HPLC/UV法的檢出限為0.5μg/ml,平均加標(biāo)回收率為96.29％,批內(nèi)與批間精密度(平均相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差)分別為2.25％和3.96％。
　　 2、HPLC法測(cè)定尿中鄰甲酚所建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)在鄰甲酚的質(zhì)量濃度為(2.0～200.0)μg/ml時(shí)線(xiàn)性關(guān)系良好,HPLC/UV法的檢出限為0.8μg/ml,平均加標(biāo)回收率為95.02％,批內(nèi)與批間精密度(平均相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差)分別為5.45％和16.09％。
　　 3、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用本

17、方法測(cè)定職業(yè)甲苯暴露工人尿樣,20名工人尿中HA平均濃度為0.65μg/ml;
　　 4、穩(wěn)定性試驗(yàn)表明:尿樣放置在4℃冰箱至少可以穩(wěn)定7天,馬尿酸、鄰甲酚的變異系數(shù)分別為4.48％、8.57％。
　　 結(jié)論：
　　 1、HPLC法測(cè)定尿中HA、鄰甲酚的色譜條件為:采用C18柱進(jìn)行分離,柱溫設(shè)定為35℃,以甲醇和水以40:60(V/V)比例混合作為流動(dòng)相,加入磷酸調(diào)節(jié)pH值為2.78,流速為1ml/min,最佳紫