Ethylenediamine : determination in workplace air with high performance liquid chromatography – spectrophotometric technique

Etylenodiamina (EDA) jest gęstą, bezbarwną cieczą o słabym amoniakalnym zapachu. Jest stosowana głównie jako półprodukt do otrzymywania: związków chelatujących, fungicydów, barwników, wosków syntetycznych, żywic poliamidowych i formaldehydowo-mocznikowych, środków antykorozyjnych oraz jako emulgator i stabilizator gumy. Etylenodiamina wykazuje działanie drażniące na błony śluzowe: górnych dróg oddechowych, oczu i skóry. Narażenie zawodowe na ten związek może być również powodem wystąpienia reakcji alergicznych, a nawet astmy. Etylenodiamina nie jest klasyfikowana jako czynnik rakotwórczy dla ludzi. Celem pracy było opracowanie i walidacja czułej metody umożliwiającej oznaczenie stężeń tego związku na poziomie 1/10 NDS zgodnie z wymaganiami normy europejskiej PN-EN 482. Badania wykonano z zastosowaniem wysokosprawnej chromatografii cieczowej z detekcją spektrofotometryczną (HPLC-UV-VIS). Wszystkie analizy chromatograficzne wykonano przy zastosowaniu kolumny Supelcosil LC-18 (150 × 3 mm, 5 µm) eluowanej mieszaniną acetonitrylu i wody (62:38 v/v). Zasada metody polega na: zatrzymaniu par etylenodiaminy na żelu krzemionkowym nasączonym kwasem siarkowym, ekstrakcji mieszaniną acetonitrylu i wody (62:38 v/v), przeprowadzeniu wyekstrahowanego związku w pochodną w reakcji z chloromrówczanem 9-fluorenylometylu i chromatograficznym oznaczeniu powstałego związku. Metoda jest liniowa (r = 0,9994) w zakresie stężeń 0,1 ÷ 2 µg/ml, co odpowiada zakresowi 2 ÷ 40 mg/m3 dla próbki powietrza o objętości 10 l. Obliczone granice wykrywalności (LOD) i oznaczania ilościowego (LOQ) wynoszą odpowiednio 0,04 i 0,13 μg/ml. Wydajność ekstrakcji etylenodiaminy z żelu wynosi 86%, a pobrane próbki przechowywane w chłodziarce zachowują trwałość przez 10 dni. Opracowana metoda charakteryzuje się dobrą precyzją oraz dokładnością i spełnia wymagania normy PN-EN 482. Metoda oznaczania etylenodiaminy 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.Ethylenediamine (EDA) is a colorless, viscous liquid with ammonia-like odor. It is used as an intermediate in manufacturing chelating agents (EDTA), fungicide, poliamide and formaldehyde-urea resins, surfactants, corrosion inhibitors, emulsifying agents and stabiliser of rubber products. EDA may cause irritation of the upper respiratory tract, eye and skin. Occupational exposure to EDA may lead to allergic reactions and asthma. EDA is not classified as carcinogenic to humans. The aim of this study was to develop and validate a sensitive method for determining hydrazine concentrations in workplace air in the range from 1/10 to 2 MAC values, in accordance with the requirements of Standard No. PN-EN 482. The study was performed using a liquid chromatograph with spectrophotometric detection. All chromatographic analyses were performed with a Supelcosil LC-18 (150 × 3 mm, 5 µm) analytical column, which was eluted with a mixture of acetonitrile and water (6:4 v/v). The method is based on the collection of EDA on silica gel impregnated with sulfuric acid, extraction with a mixture of acetonitrile and water (62:38 v/v), derivatization of extracted compound with 9-fluorenylmethyl chloroformate and chromatographic determination of the resulting solution with HPLC. The method is linear (r = 0.9994) within the investigated working range 0.1–2 μg/ml (2–40 mg/m3 for a 10-L air sample). The calculated limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) were 0.04 μg/ml and 0.13 μg/ml, respectively. The average extraction efficiency of EDA from silica gel was 86% and samples stored in a refrigerator are stable for 10 days. The analytical method described in this paper enables determination of EDA in workplace air. The method is precise, accurate and it meets the criteria for procedures for measuring chemical agents listed in Standard No. PN-EN 482. The method can be used for assessing occupational exposure to EDA and associated risk to workers’ health. The developed method of determining EDA 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