Arbetsplatsluft Bestämning av totalmängden isocyanatgrupper i luft med 2-(1-metoxifenyl)piperazin och vätskekromatografi

Transkript

1 SVENSK STANDARD SS-ISO Fastställd Utgåva 1 Arbetsplatsluft Bestämning av totalmängden isocyanatgrupper i luft med 2-(1-metoxifenyl)piperazin och vätskekromatografi Workplace air quality Determination of total isocyanate groups in air using 2-(1-methoxyphenyl)piperazine and liquid chromatography ICS Språk:engelska, svenska Tryckt i november 2002 Copyright SIS. Reproduction in any form without permission is prohibited.

2

3 Den internationella standarden gäller som svensk standard. Standarden fastställdes och har utgivits i engelsk språkversion. Detta dokument, som ersätter det tidigare, återger i tvåspråkig version. The International Standard has the status of a Swedish Standard. The International Standard was approved and published as SS-ISO in English. This document contains a bilingual version that supersedes the English version. Dokumentet består av 38 sidor. Upplysningar om sakinnehållet i standarden lämnas av SIS, Swedish Standards Institute, tel Standarder kan beställas hos SIS Förlag AB som även lämnar allmänna upplysningar om svensk och utländsk standard. Postadress: SIS Förlag AB, STOCKHOLM Telefon: Telefax: E-post: sis.sales@sis.se. Internet:

4 Page 1 Contents Page Foreword Scope Normative references Principle Reagents and materials Apparatus Sampling Calibration of pump General Preparation of sampling equipment General Preparation of sampling equipment Filters Preparation of sampling equipment Impingers Collection of filter samples Vapour phase samples Collection of impinger samples Vapour, or particulate phase samples with particles > 2 µm Collection of impinger backed by filter samples Other cases Transportation Blanks Procedure Safety precautions Cleaning of glassware Pre-reaction of impinger samples before HPLC analysis Pre-reaction of filter samples before HPLC analysis HPLC parameters Determination of airborne isocyanate from monomers Determination of airborne isocyanate from prepolymers Confirmation of identification for isocyanate prepolymers Sampling efficiency Calculation of mass concentration of analyte Interferences Precision and bias Storage Test report Quality control Annex A (informative) Determination of sampling efficiency Bibliography... 18

5 Sida 1 Innehåll Förord Omfattning Normativa hänvisningar Princip Reagens och material Utrustning Provtagning Pumpkalibrering Allmänt Iordningställande av provtagningsutrustning allmänt Iordningställande av provtagningsutrustning filter Iordningställande av provtagningsutrustning impingrar Uppsamling av filterprover gasfasprover Uppsamling av impingerprover gas- eller partikelfasprover med partiklar > 2 µm Uppsamling av prover med impinger och filterbackup övriga fall Transport Blankar Analys Säkerhetsåtgärder Rengöring av glasutrustning Förbehandling av impingerprover före HPLC-analys Förbehandling av filterprover före HPLC-analys HPLC-betingelser Bestämning av luftburna isocyanater från monomerer Bestämning av luftburna isocyanater från prepolymerer Konfirmering av identifiering av isocyanatprepolymerer Provtagningseffektivitet Provtagningseffektivitet Interferenser Precision och fel Lagring Mätrapport Kvalitetskontroll Bilaga A (informativ) Bestämning av provtagningseffektivitet Litteraturförteckning... 18

6 Page 2 Foreword ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization. International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3. Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote. Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. International Standard ISO was prepared by Technical Committee ISO/TC146, Air quality, Subcommittee SC 2, Workplace atmospheres. Annex A of this International Standard is for information only.

7 Sida 2 Förord ISO (Internationella Standardiseringsorganisationen) är en världsomspännande sammanslutning av nationella standardiseringsorgan (ISO-medlemmar). Utarbetandet av internationella standarder sker normalt i ISOs tekniska kommittéer. Varje medlemsland som är intresserat av arbetet i en teknisk kommitté har rätt att bli medlem i den. Internationella organisationer, statliga såväl som icke-statliga, som samarbetar med ISO deltar också i arbetet. ISO har nära samarbete med International Electrotechnical Commission (IEC) i alla frågor rörande elektroteknisk standardisering. Internationella standarder utarbetas i enlighet med ISO/IEC Directives, Part 3. Förslag till internationella standarder som godkänts av de tekniska kommittéerna sänds till medlemsländerna för röstning. För publicering av en internationell standard krävs att minst 75 % av de röstande medlemsländerna godkänner förslaget. Det bör uppmärksammas att vissa beståndsdelar i denna internationella standard möjligen kan vara föremål för patenträtter. ISO skall inte hållas anvsvarig för att identifiera någon eller alla sådana patenträtter. Den Internationella Standarden ISO utarbetades av Tekniska Kommittén ISO/TC146, Air quality, subkommittén SC 2, Workplace atmospheres. Annex A i denna Internationella Standard är enbart för information.

8 Page 3 Workplace air quality Determination of total isocyanate groups in air using 2-(1-methoxyphenyl)piperazine and liquid chromatography 1 Scope This International Standard gives general guidance for the sampling and analysis of airborne organic isocyanates in workplace air, using the 2-(1-methoxyphenyl) piperazine reagent and liquid chromatography. This International Standard is applicable to the measurement of a wide range of organic compounds containing isocyanate functional groups (NCO), including isocyanate monomers and prepolymers. This International Standard is applicable to the measurement of any product containing free isocyanate groups. This International Standard is applicable to the measurement of time-weighted-average concentrations of organic isocyanates in workplace atmospheres, and for sampling over periods in the range 10 min to 8 h. It is designed for personal monitoring, but may also be used for fixed-location monitoring by suitable modification. This International Standard is applicable to the measurement of airborne organic isocyanates in the concentration range approximately 0,1 µg NCO m 3 to 140 µg NCO m 3 for a 15 l sample volume. The qualitative and quantitative detection limits for isocyanate, defined as three times and ten times the standard deviation of six blank determinations, have been found to be typically around 0,001 µg NCO and 0,004 µg NCO per sample respectively (electrochemical detection). For a 15 l air sample, these values correspond to qualitative and quantitative detection limits of 0,07 µg m 3 and 0,3 µg m 3 respectively. EXAMPLES Aromatic monomers include toluene diisocyanate (TDI) and methylene bis(4-phenyl isocyanate) (4,4- diisocyanatodiphenylmethane, MDI). Aliphatic monomers include isophorone diisocyanate (IPDI) and 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI). Isocyanate oligomers or prepolymers are derived from these monomers by self-condensation or reaction with polyols. NOTE 1 Organic isocyanates can also arise from thermal decomposition of polyurethanes. If both isocyanates and amines are believed to be present, use of a standard which enables the simultaneous determination of both amines and isocyanates may be more appropriate (ISO method in draft). An alternative procedure using the MAP [1-(9-anthracenylmethyl)piperazine] reagent is also available (ISO method in draft). NOTE 2 The objective of air monitoring is usually to determine worker exposure and, therefore, the procedures described in this International Standard are for personal sampling in the breathing zone. The procedures may be used for background or fixed location sampling. However, it should be recognized that, due to aerodynamic effects, samplers designed for personal sampling do not necessarily exhibit the same collection characteristics when used for other purposes. 2 Normative references The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain registers of currently valid International Standards.

9 Sida 3 Arbetsplatsluft Bestämning av totalmängden isocyanatgrupper i luft med 2-(1-metoxifenyl)piperazin och vätskekromatografi 1 Omfattning Denna Internationella Standard ger vägledning för provtagning och analys av luftburna organiska isocyanater genom derivatisering med 1-(2-metoxifenyl)piperazin och vätskekromatografisk analys. Denna Internationella Standard är tillämpbar vid mätning av ett stort antal organiska ämnen som innehåller den funktionella isocyanatgruppen (NCO), inklusive isocycanatmonomerer och prepolymerer. Denna Internationella Standard är tillämpbar vid mätning av alla produkter som innehåller fria isocyanatgrupper. Denna Internationella Standard är tillämpbar vid mätning av tidsvägda medelsvärdeskoncentrationer av organiska isocyanater i arbetsplatsluft, samt för provtagning vid provtagningstider i intervallet 10 min till 8 tim. Den är avsedd för personburen mätning, men kan även användas vid stationär mätning genom lämplig modifiering. Denna Internationella Standard är tillämpbar vid mätning av luftburna organiska isocyanater inom koncentrationsintervallet c:a 0,1 µg NCO. m -3 till 140 µg NCO. m -3 för ett 15-L luftprov. De kvalitativa och kvantitativa detektionsgränserna för isocyanaterna, definierade som tre respektive tio ggr standardavvikelsen för sex blankbestämningar, har befunnits vara i storleksordningen 0,001 µg NCO respektive 0,004 µg NCO per prov med elektrokemisk detektion. För ett 15-L luftprov motsvarar dessa värden kvalitativa och kvantitativa detektionsgränser på 0,07 µg. m -3 respektive 0,3 µg. m -3. EXEMPEL Aromatiska monomerer inkluderar toluenediisocyanat (TDI) och metylenbis(4-fenylisocyanat) (4,4 -diisocyanatodiffenylmetan, MDI). Alifatiska monomerer inkluderar isophorondiisocyanat (IPDI) och 1,6-hexametylendiisocyanat (HDI). Isocyanatoligomerer eller prepolymerer är bildade från dessa monomerer genom autokondensation eller reaktion med polyoler. ANM. 1 Organiska isocyanater kan även bildas vid termisk sönderdelning av polyuretan. Om både isocyanater och aminer antas finnas närvarande, bör en Standard användas som medger bestämning av isocyanater och aminer samtidigt (ISO metod under utarbetande). En alternativ metod med MAP [1-(9-antracenylmetyl)piperazin] finns också tillgänglig (ISO metod under utarbetande). ANM. 2 Ändamålet med luftmätning är vanligtvis att bestämma arbetstagarens exponering, och procedurerna som beskrivs i denna Standard är därför avsedda för personburen mätning i andningszonen. Procedurerna kan användas för bakgrundsmätningar eller stationära mätningar. Det bör dock observeras att provtagare avsedda för personburen mätning, pga aerodynamiska effekter inte nödvändigtvis uppvisar samma egenskaper om de används för andra ändamål. 2 Normativa hänvisningar Följande dokument, som är normativa, innehåller bestämmelser som genom hänvisning i texten utgör bestämmelser i denna internationella standard. För daterade hänvisningar gäller inte senare publicerade tilllägg, ändringar eller reviderade utgåvor. Parter som har träffat avtal baserat på denna internationella standard uppmanas emellertid att undersöka om det är möjligt att tillämpa senaste utgåvan av nedanstående dokument. För odaterade hänvisningar gäller senaste utgåvan. Medlemmar i ISO och IEC upprätthåller register över gällande internationell standard.

10 Page 4 ISO 6141:2000, Gas analysis Requirements for certificates for calibration gases and gas mixtures. ISO 6145 (all parts), Gas analysis Preparation of calibration gas mixtures Dynamic volumetric methods. ISO 6349, Gas analysis Preparation of calibration gas mixtures Permeation method. BS :1993, Piston and/or plunger operated volumetric apparatus (POVA) Methods of test. EN 482, Workplace atmospheres General requirements for the performance of procedures for the measurement of chemical agents. EN 1076, Workplace atmospheres Pumped sorbent tubes for the determination of gases and vapours Requirements and test methods. EN 1232, Workplace atmospheres Pumps for personal sampling of chemical agents Requirements and test methods. 3 Principle A measured volume of air is drawn through a glass impinger containing 1-(2-methoxyphenyl)piperazine (1-2MP) solution and/or a filter impregnated with (1-2MP) reagent. Any organic isocyanates present will react to form nonvolatile urea derivatives. The resultant solution is concentrated and analysed by high performance liquid chromatography (HPLC) with ultraviolet (UV) and electrochemical (EC) detection. Isocyanate-derived peaks are identified on the basis of their EC and UV responses and also by diode-array detection (DAD) and comparison with derivatized bulk (where available). Quantification is carried out by comparison with the relevant isocyanate monomer standard. The total isocyanate-in-air concentration is calculated from the sum of all the isocyanatederived peaks. 4 Reagents and materials During the analysis, use only reagents of recognized analytical reagent grade MP reagent, 1-(2-methoxyphenyl)piperazine, commercially available in appropriate (> 98%) purity. 4.2 Reagent solvent, commonly toluene. It should be of chromatographic quality, and shall be free from compounds co-eluting with the substances of interest. Before use for the preparation of impregnated filters or for preparation of monomer standards, it is advisable to dry the solvent with anhydrous calcium chloride or magnesium sulfate. This step may be omitted for preparation of the absorbing solution, as it will pick up atmospheric moisture during sampling. 4.3 Reagent solutions Absorbing solution Accurately weigh approximately 50 mg of 1-2MP and transfer to a dry 100 ml volumetric flask. Dissolve and make up to the mark with reagent solvent, and mix thoroughly. Dilute 10 ml of this stock solution to 100 ml with reagent solvent in a second volumetric flask to give a 260 µm absorbing solution Preparation of solution for impregnating filters (Solution A) Accurately weigh out approximately 0,25 g of 1-2MP and transfer to a 25 ml volumetric flask. Make up to the mark with dried reagent solvent and shake to mix.

11 Sida 4 ISO 6141:2000 ISO 6145 (all parts) ISO 6349 BS :1993 EN 482 EN 1076 EN 1232 Gas analysis Requirements for certificates for calibration gases and gas mixtures Gas analysis Preparation of calibration gas mixtures Dynamic volumetric methods Gas analysis Preparation of calibration gas mixtures Permeation method Piston and/or plunger operated volumetric apparatus (POVA) Methods of test Workplace atmospheres General requirements for the performance of procedures for the measurement of chemical agents Workplace atmospheres Pumped sorbent tubes for the determination of gases and vapours Requirements and test methods Workplace atmospheres Pumps for personal sampling of chemical agents Requirements and test methods 3 Princip En uppmätt volym luft får passera genom en glasimpinger innehållande 1-(2-metoxifenyl)piperazin (1-2MP) i lösning och/eller ett filter impregnerat med (1-2MP)-reagenset. Alla organiska isocyanater kommer att reagera och bilda ickeflyktiga ureaderivat. Provtagningslösningen koncentreras och analyseras med högtrycksvätskekromatografi (HPLC) och ultraviolett (UV) och elektrokemisk (EC) detektion. Isocyanatinnehållande toppar identifieras på basis av dessas UV- och EC-respons, samt med hjälp av diode-array-detektion (DAD) och jämförelse med derivatiserade produktprover när sådana finns tillgängliga. Kvantifiering utförs genom jämförelse med standard av relevant isocyanat monomer. Den totala koncentrationen isocyanat i luften beräknas från summan av alla isocyanatinnehållande toppar. 4 Reagens och material För analysen används enbart reagens av pa kvalité MP reagens, 1-(2-metoxifenyl)piperazin, kommersiellt tillgänglig av tillräcklig renhet (> 98 %). 4.2 Reagenslösningsmedel, vanligtvis toluen. Lösningsmedlet skall vara av kromatografikvalité och fritt från föreningar som sameluerar med de aktuella föreningarna. Före användning till framställning av impregnerade filter eller för framställning av standardlösningar av monomer bör lösningsmedlet torkas med vattenfri kalciumklorid eller magnesiumsulfat. Detta steg kan slopas vid framställning av absorptionslösningen eftersom denna kommer att ta upp luftfuktighet vid provtagningen. 4.3 Reagenslösningar Absorptionslösning Väg in på analysvåg c:a 50 mg 1-2MP och överför till en 100 ml mätkolv. Lös och späd till märket med reagenslösningsmedlet och blanda noga. Späd 10 ml av denna lösning till 100 ml med reagenslösningsmedlet i en ny mätkolv för att erhålla en 260 µm absorptionslösning Beredning av lösning för impregnering av filter (Lösning A) Väg in på analysvåg c:a 0,25 g 1-2MP och överför till en 25 ml mätkolv. Späd till märket med det torkade reagenslösningsmedlet och blanda under omskakning.