Fjeldstad, Per Einar

Gjølstad, Merete

Thorud, Syvert

HSN Open Archive

Sammenliknende undersøkelse av kullrør og passive prøvetagere for organiske løsemidler

NORA - Norwegian Open Research Archives

SAMMENLIGNENDE UNDERSØKELSE AV KULLRØR OG PASSIVEPRØVTAKERE FOR ORGANISKE. LØSEMIDLERINNLEDENDE LARATORIE- OG FELTFORSØK MED TOLUENPER E. FJELDSTADMERETE GJØLSTADSYVRT THORUDHD 877/82AVDELING: Avdeling for organisk kjemiANSVARHAVEDE: Cand.real. Per E. FjeldstadSTIKKORD: Kullrør, passive prøvetakere, toluenYRKESHYGIENISK INSTITUT.AUGUST 1982SAMMENLIGNENDE UNDERSØKELSE AV KULLRØR OG PASSIVEPRØVTAKERE FOR ORGANISKE. LØSEMIDLERINNLEDENDE LARATORIE- OG FELTFORSØK MED TOLUENPER E. FJELDSTADMERETE GJØLSTADSYVRT THORUDHD 877/82AVDELING: Avdeling for organisk kjemiANSVARHAVEDE: Cand.real. Per E. FjeldstadSTIKKORD: Kullrør, passive prøvetakere, toluenYRKESHYGIENISK INSTITUT.AUGUST 1982- l -l. SAMENDRAGVed laboratorieforsøk er kullrør og passive prøvetakere av typen3500 Organic Vapor Monitor (3M), Protek G-AA (DuPont) og ORSA 5(Dräger diffusjonsrør) sammenlignet ved påsetting av toluen,desorpsjon med N.N-dimetylformamid og påfølgendegasskromatograf isk analyse.Undersøkelsen viste at Protek dosimetre ga omtrent samme resultatsom kullrør , mens utbyttet for Dräger diffusjonsrør var lavere ogvarierte mer. 3M dosimetre ga utbytte tett oppunder kullrør.Resultatene fra feltforsøk med måling av toluen ved A/S Hjemmetviste samme tendens som laboratorieforsøkene. Overensstemmelsenmellom kullrør og Protek dosimetre var god, mens Drägerdiffusjonsrør og 3M dosimetre ga vesentlig lavere resultater.De utførte forsøk omfatter bare et lite antall prøver og for åtrekke sikre konklusjoner må mer omfattende undersøkelsergjennomføres.- 2 -2. INNLEDNINGI de senere år har det kommet på markedet i Norge forskjelligepassive prøvetakere for oppsamling av organiske løsemidler. Disseomfatter dosimetre og rør som alle benytter diffusjon av gassersom oppsamlingsprinsipp, og de fleste er lagd med tanke påvæskedesorps jon av prøvene. Følgende typer var på markedet iNorge da denne undersøkelsen ble igangsatt:3500 Organic Vapor MonitorProtek G-AA og G-BBGasbadgeORSA 5 diffus jonsrørPerkin Elmer diffusjonsrør( 3M ) .(Du Pont)(Abcor)(Dräger)(Perk in Elmer).Sistnevnte diffusjonsrør er først og fremst konstruert forvarmedesorpsjon. Siden YHI ikke disponerer utstyr forvarmedesorpsjon er Perkin Elmers diffusjonsrør ikke tatt med iundersøkelsen. Gasbadge dosimetre var heller ikke tilgjengeligepå dette tidspunkt og er følgel ig ikke testet. Mens dettearbeidet ble utført, har SKC også kommet på markedet med passivedosimetre.Denne rapporten omtaler en innledende undersøkelse som er utførtfor å sammenligne kullrør og passive prøvetakere for oppsamling avtoluen. Både laboratorie- og feltforsøk har blitt gjennomført,men siden passive prøvetakere er relativt kostbare i innkjøp,omfatter forsøkene bare et lite antall prøver. Innkjøp av passiveprøvetakere til undersøkelsen er delvis finansiert av Direktoratetfor arbeidsti lsynet.- 3 -3. LAORATORlEFORSØKVed laboratorieforsøkene ble de forskjellige typer rør ogdosimetre påsatt toluen ved hjelp av mikrolitersprøyte , desorbertmed DMF ca. L døgn i kjøleskap' og analysert gasskromatografisk.Kvantitativ bestemmelse ble gjort ved tillaging avtoluenstandarder i DMF til hver type prøvetaker. Standarder ogprøver ble behandlet helt analogt.Ved det første laboratorieforsøket ble L l. ren toluen påsatttils. 4 stk. prøvetakere av hver av typene kullrør (SKC), Drägerdiffusjonsrør , Protek og 3M dosimetre. Kullet fra SKC-rørene,Dräger og Protek ble overført til 2 ml prøvevekslerglass ogtilsat t l. 5 ml DMF. 3M-dosimetret ble desorbert med l. 5 ml DMFdirekte i monitoren. For Protek-dosimetre og Dräger diffusjonsrørvar de anvendte prøvevekslerglassene for små til at det var plasstil l. 5 ml DMF over fi L teret/kullet. Desorps jonsvolumene bledermed unøyaktige, og resultatene for Protek og Dräger blebeheftet med en viss unøyaktighet i dette forsøket. For Drägerdiffusjonsrørene ble det registrert ganske kraftig varmeutviklingved tilsetting av DMF.Til hver type prøvetaker ble det lagd en standardløsning 5. lO -4 ~l/~ltoluen i DMF. l. 5 ml av standarden ble tilsatt kull fra derespektive prøvetakere og benyttet til kvantifisering av prøvene.Standarden til 3M-dosimetret ble imidlertid preparert vedoverføring av l. 5 ml standard ti L dosimetret.Etter desorpsjon i kjøleskapanalysert gasskromatografiskAnalysebetingelsene var:natten over ble prøver og standarderved hjelp av backf lush.Gasskromatograf:Kolonne:HP 58803m glass (i .d. 4 mm) med iO% TCEPpå 80/l00 Chromosorb PAW.950c2000c2500CTemperatur ovn:Injektortemperatur:Detek tortemperatur:- 4 -Resultatene, angitt som % gjenfunnet toluen av påsatt mengde, ersatt opp i tabell lA. I tabell IB er % gjenfinning i forhold tilgjenfinning på kullrør angi tt.på grunn av den nevnte unøyaktigheten i volumene, ble en nyforsøksserie gjennomført med Protek dosimetre og Drägerdiffusjonsrør. 3 prøvetakere av hver type ble benyttet.Fremgangsmåten var som ved det første forsøket bortsett fra atdesorpsjonen med DMF ble utført i 3.5 ml glass for å kunne brukenøyaktig l. 5 ml desorpsjonsvolum. Etter desorpsjon natten overble løsningene overført til prøvevekslerglass og analysertgasskromatografisk under de samme betingelser som ved det førsteforsøket. Standardløsninger på 5'lO -4 ~l/~l toluen i DMF bleti llaget og behandlet som prøvene. Resultatene av det te forsøketer angitt i tabell 2.Samlet tydet disse to forsøksseriene på at Protek dosimetre gaomtrent samme resultat som kullrør , mens Dräger diffusjonsrørviste mer ujevne og til dels lave gjenfinningsresultater. 3Mdosimetre ga også gjenfinningsprosent tett oppunder kullrør.Fordi forsøkene med Dräger diffusjonsrør viste lavere og mervariable resultater ble en ny forsøksserie gjort med 3 Drägerdiffusjonsrør. Forsøksopplegget var identisk med det forrigebortsett fra at kullet nå ble desorbert med 3. O ml DMF, dvs. sammedesorps jonsvolum som produsenten av rørene anbefaler. Resultateneav dette forsøket er vist i tabell 3. Som det fremgår av tabellenble det også nå variable resultater og relativt dårliggjenf inn ing .En av årsakene til at Dräger diffusjonsrør ga så dårligeresultater, kunne være tap p.g.a. varmeutviklingen ved tilsettingav DMF. For å se litt nærmere på dette ble det gjort en nyforsøksserie hvor 5 Dräger diffusjonsrør på samme måte somtidligere ble påsatt L ~l toluen hver. Kullet fra 3 av disserørene ble deretter overført til 3.5 ml glass og så tilsatt 3.0 mlDMF som ved forrige forsøk. Kullet fra de to andre rørene bleoverført til 3.5 ml glass hvor det på forhånd var fylt i 3.0 ml- 5 -DMF. To standarder, hver på 5. io -4 ~l/ ~ toluen i DMF, blebehandlet analogt. Etter henstand natten over ble prøver ogstandarder analysert gasskromatografisk under samme betingelsersom tidligere. Resultatene er angi tt i tabell 4. Forsøket visteingen merkbar forskjell på rørene hverken i varmeutvikling eller igjenfinning for toluen~Som et siste laboratorieforsøk med Dräger diffusjonsrør ble 5 nyerør påsatt L ~l toluen. Tilsetting av DMF (3. O ml) til kullet blefor 3 av rørene foretatt med sprøyte ved at kanylen ble stukketgjennom septum i korken på glasset, dvs. korken var hele tidentett. For de to siste rørene ble DMF, som ved de tidligereforsøkene, tilsatt med pipette før korken ble satt på. Forøvrigvar opplegget som før. Resultatene er angitt i tabell 5. Som detfremgår av tabellen kunne det ikke påvises noen signifikantforskjell i gjenfinningsprosenten for toluen ved de totilsettingsmetodene .Laboratorieforsøkene med toluen tyder på at Protek dosimetre ogkullrør gir omtrent samme gjenfinning. 3M dosimetre viser noelavere utbytte, mens Dräger diffusjonsrør gir betydelig laveregjenfinning enn kullrør. Mellom kullrør og Protek ble det ikkepåvist noen signifikant forskjell igjenfinningsprosenten.- 6 -4. FELTFORSØKEtter de innledende laboratorieforsøkene ønsket man. å testeprøvetakingsutstyret i en reell arbeidssituasjon ute i industrienfor å kunne vurdere passiv prøvetaking mot prøvetaking medSipin-pumpe og kullrør. Det var ønskelig å foreta målingene i enbedrift hvor forurensningene tidligere var bestemt kvalitativt oghvor det var et begrenset antall løsemidler i bruk. YHI rettetderfor en henvendelse til Hjemmet AlS om å få foreta de nødvendigemålinger i deres trykkeri. Tidligere undersøkelser hadde vist attoluen stort sett var det eneste løsemidlet som forekom i luften itrykkeriet. Hjemmet AlS stil te seg posi ti ve til denneforespørselen, og målingene ble foretatt i bedriftens trykkeri 20.april 1982.Forsøket ved Hjemmet AlS ble utført ved at tre personer fra YHIbar prøvetakingsutstyret på seg under opphold i trykkeriet. Tomåleserier ble gjennomført, - hver av ca. 2 timers varighet.Følgende typer prøvetakingsutstyr ble benyttet:Sipin-pumper med kullrør (SKC).Dräger diffusjonsrør .3M 3500 dosimetre.Protek G-AA dosimetre.For Protek dosimetrene ble høyeste prøvetakingshastighet anvendt.Hver forsøksperson hadde foran på overkroppen, både på høyre ogvenstre side, L stk. av hver type prøvetaker , plassert mest muligsamlet. I den andre prøveserien var det ikke tilstrekkelig utstyrtil at alle fikk komplette sett.Målingene foregikk ved at forsøkspersonene gikk frem og tilbake itrykkeriet under prøvetakingsperioden. For å forhindre sprut avtoluen unngikk man å komme for nær kildene, spesielt under vaskved papirbrudd .De innsamlede prøver ble desorbert med DMF samme dag og analysertgasskromatografisk påfølgende dag. Analysebetingelsene var som- 7 -ved laboratorieforsøkene. Kullet fra Protek dosimetre og Drägerdiffusjonsrør ble overført til 3. S ml prøveglass og desorbert medhenholdsvis l. S og 3. O ml DMF. 3M-monitoren ble desorbert med l. Sml DMF direkte i dosimetret. Løsningene ble overført tilprøvevekslerglass før GC-analysen neste dag. Kullrørene bledesorbert direkte i prøvevekslerglass med l. S ml DMF.Standardløsninger på s. 10-S ~l/~l toluen i DMF ble laget for hvertype prøve og behandlet analogt med prøvene. Ved beregning avtoluenkonsentrasjonen i luften har vi benyttet de konstanter somprodusentene av de respektive prøvetakere har oppgi tt for toluen.Resultatene av målingene ved Hjemmet AlS er angitt i tabell 6A. Itabell 6B er resultatene for de passive prøvetakerne angi tt iforhold til verdiene for kullrørene .Dessverre viste det seg at en av Sipin-pumpene hadde vært defektunder prøvetakingen slik at for forsøksperson A foreliggerresultat bare fra en kullrørsprøve i hver måleserie. Somtidligere nevnt var ikke det disponible antall 3M dosimetre ogDräger di ffus jonsrør større enn at hver person i den andre .måleserien bare hadde en slik prøvetaker.Resultatene fra Hjemmet AlS viser den samme tendensen somlaboratorieforsøkene. Overensstemmelsen mellom kullrør og Protekdosimetre er god, mens 3M dosimetre og Dräger diffusjonsrør girvesentlig lavere verdier.- 8 -5. KONKLUSJONDe forsøk som hittil er utført ved YHI for å sammenligne kullrør(SKC) og pass i ve prøvetakere (Protek G-AA og 3M 3500 dosimetre,Dräger diffusjonsrør) tyder på at Protek dosimetre gir bestoverensstemmelse med kullrør for bestemmelse av toluen.De omtalte forsøk omfatter kun et li te antall prøvetakere , ogflere forsøk må utføres før sikre konklusjoner kan trekkes. For åfå undersøkt passive prøvetakeres anvendbarhet må såveldesorps jonsforsøk som feI tforsøk utføres for forskjelligeløsemidler og løsemiddelblandinger. Videre må lagringsstabilitetfor de ulike løsemidler undersøkes. Nøyaktig gjennomgang ogforbedringer av selve analyseprosedyren for de forskjelligedosimetre synes også påkrevd.Erfaringene med bruk av de 3 typene i feI ten viser at alle 3 erenkle å bruke, kanskje med et lite fortrinn til Dräger og Protek.Anvendelse av disse passive prøvetakere innebærer en ekstraarbeidsoperasjon i YHI' s analyseopplegg . på grunn av kullmengdenog kullsegmentenes størrelse kan desorpsjon ikke utføres direkte i2 ml prøvevekslerglass som for kullrør . Desorps jon ble utført idosimetret (3M) eller i større prøveglass og prøvene ble overførttil prøvevekslerglass før analysen. Det ville vært fordelaktig omman kunne unngå denne ekstra arbeidsoperasjon.Av de undersøkte passive prøvetakere er det bare Prote~ som harmulighet for to forskjellige prøvetakingshastigheter, noe som kanvære en fordel ved korttidsprøver og ved meget lavekonsentras joner.Det må dessuten sies å være en ulempe ved disse passiveprøvetakere at det foreløpig ikke er mulig å skaffe "refill", noesom virker ytterl igere, fordyrende . Kun Gasbadge har i Norge værttilgjengelig med "refill".VEDLEGGTABELLERTABELL 1A. LaboratorieforsØk. % gjenfinning etter påsetting av 1 ~l toluen. Desorpsjonsvolum 1.5 ml.~Type1234MiddelverdiStandardavvikKullrØr95%95%94%92%94%1 ,4Drager*85%88%85%77%84%4,73M89%88%90%92%90%1 ,7Protek *93%94%90%95%93%2,2* UnØyaktig desorpsjonsvolurn.TABELL 1B. LaboratorieforsØk. % gjenfinning i forhold til gjenfinning på kullrØr (middelverdi forkullrØr satt lik 100).Nr.Type1234MiddelverdiStandardavvikDrager*90%94%90%82%89%5, O3M95%94%96%98%96%1 ,7Protek*99%100%96%101 %99%2,2* UnØyaktig . desorpsjonsvolur.TABELL 2Laboratorieforsøk. % gjenfinning etter påsetting av 1 ~l toluen.Desorpsjonsvolum 1.5 ml.1 2 3 Middel- Standard-verdi a vv ikPRo'rEK 93% 91 % 94% 93% 1 ,5DRAGER 90% 80% 67% 79% 11 ,5TABELL 3LaboratorieforsØk med DRÄGER diffusjonsrør . % gjenfinning etter påsettingav 1 ~l toluen. Desorpsjonsvolum 3,0 ml.1 2 3 Middel- Standard-verdi avvikDRAGER 59% 59% 75% 64% 9,2TI~BELL 4LaboratorieforsØk med DRAGER diffusjonsrør . % gjenfinningetter påsetting av 1 ~l toluen. Desorpsjonsvolum 3. O ml.DMF "hel t over" kullet 1 78%2 84%3 77%Kull overfØrt til glass sominneho ld t DMF 4 74%5 65%TABELL 5LaboratorieforsØk med DRAGER diffusjonsrør . % gjenfinningetter påsetting av 1 ~l toluen. Desorpsjonsvolum 3. O ml.1 77%DMF tilsatt med sprøyte 2 80%g j ennom septum 3 80%DMF tilsatt med 4 82%pipette 5 82%TABELL 6AResultater. fra målingene ved Hjemmet Als, 20. april 1982.Målt konsentrasjon toluen i luftenPersonSideKULLRØR3MPROTEKDRAGERAVenstre-*1 1 5 ppm1 65 ppm1 24 ppmAHØyre1 73 ppm104"153"109"~BVenstre152"97"143"102"Q)-,.HBHØyre149"97"145"99"Q)UlQ)i-oroCVenstre159"102"145"120":ECHØyre157"108"159"110"AVenstre-*141"AHØyre149"100"141"98"NBVenstre130"127"Q).,.BHØyre130"89"121""H94Q)u:Q)i-CVenstre137""oro131:ECHØyre125"92"124"84"I* Den ene pumpen var defekt.TABELL 6B.Resultatene fra målingene med passive prØvetakere ved Hjemmet AlS beregnet i forholdtil måleresul tatene med kullrØr .PersonSide3MPROTEKDRAGERAHØyre60%88%63%""BVenstre64%94%67%Q)65% -.,.BHØyre97%66%HQ)u:Q)Venstre64% .9 1 %"'i-C76%oro:ECHØyre. 69%101 %70%AHØyre67%95'%. 66%NBVenstre-98%-Q)BHØyre69%93%72%.,.HQ)u:Q)CVenstre-96%-i-ortCHØyre74%99%69%:EI'1idde L verdi66%95%69%Standardavvik4.13.84. O

Sammenliknende undersøkelse av kullrør og passive prøvetagere for organiske løsemidler

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

HSN Open Archive

NORA - Norwegian Open Research Archives