Xác định Isocyanate trong không khí khu vực làm việc - Biện pháp phòng tránh bệnh hen phế quản nghề nghiệp

Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2017 3
1. MỞ ĐẦU
Isocyanate là tên gọi chung của các hợp chấthóa học có chứa một hoặc nhiều nhóm –NCO (Nitơ, Cacbon, Oxy) liên kết với một
gốc hữu cơ, được viết tắt là R-NCO. Thuật ngữ
Isocyanate cũng được đề cập đến tất cả các chất
hóa học có chứa hai hoặc nhiều nhóm -NCO như
diisocyanate hoặc polyisocyanate.
Diisocyanate gồm 2 nhóm N=C=O kết hợp
với một hợp chất thơm hoặc hợp chất béo. Các
diisocyanate cũng dễ dàng phản ứng với các
hợp chất chứa các nguyên tử Hydro hoạt động
do đó chúng dễ dàng phản ứng với nước, rượu,
amin để tạo thành dime hoặc trime. Khi một loại
isocyanate phản ứng với các gốc rượu bậc I, II,
III thì một cacbamat (NHCOO-) được hình thành
và gọi là uretan. Nếu phản ứng với polyol hình
thành nên polyme liên kết ngang thì sẽ tạo ra
polyuretan. Chính vì vậy, ngày nay Isocyanate là
chất được sử dụng rộng rãi trong công nghệ tạo
Tóm tắt
Isocyanate là nguyên nhân hàng đầu gây bệnh hen phế quản nghề nghiệp trên thế giới. Một trong
những cách kiểm soát phơi nhiễm nghề nghiệp với isocyanate là phương pháp xác định mức độ
phơi nhiễm các loại isocyanate có trong không khí khu vực làm việc, từ đó có các biện pháp giảm
nguy cơ gây bệnh cho người lao động. Isocyanate dạng hơi và aerosol trong không khí khu vực
làm việc được thu bằng màng lọc sợi thuỷ tinh GF-B tẩm 1,2-Metoxyphenyl Piperazin (1,2-MP),
phân tích bằng HPLC/UV tại bước sóng 245nm, giới hạn phát hiện của phương pháp (LOD) đối với
HDI; 2,4 TDI; MDI lần lượt là: 1,4; 1,3; 1,5µg/m3. Khoảng tuyến tính từ 0,1 ÷ 50µg/mL, Độ thu hồi
của phương pháp > 85%. Tiến hành lấy mẫu và xác định nồng độ các Isocyanate trong 83 mẫu tại
một số gara sửa chữa ô tô trên địa bàn Hà Nội từ tháng 01 đến tháng 4 năm 2017. Trong tất cả các
mẫu chỉ phát hiện thấy HDI, các monomer isocyanate khác đều nhỏ hơn giới hạn phát hiện. Giá trị
nồng độ phơi nhiễm trung bình trong thời gian làm việc là 0,045mg/m3 (0,033 ÷ 0,095mg/m3).
Kết quả nghiên cứu KHCN
Xaùc ñònh isocyanate trong khoâng khí
khu vöïc laøm vieäc – Bieän phaùp phoøng traùnh
beänh hen pheá quaûn ngheà nghieäp
Thái Hà Vinh1, Đỗ Thị Nhung2
1 Viện Khoa học An toàn và Vệ sinh lao động,
2 Khoa Môi trường, Trường Đại học KHTN, Đại học Quốc gia Hà Nội
lớp phủ bề mặt, bọt polyuretan, keo dán, nhựa,
chất đàn hồi, chất kết dính và chất bịt kín trong
đó đáng quan tâm nhất là sử dụng isocyanate
trong sơn phủ bề mặt với sơn hai thành phần [1]
Ảnh hưởng sức khỏe khi tiếp xúc isocyanate
bao gồm kích ứng da và niêm mạc, đau thắt
ngực, và thở khó khăn, là chất gây nên bệnh
phổi tắc nghẽn mạn tính gây suy giảm chức
năng hô hấp. Isocyanate bao gồm các hợp chất
được phân loại là chất gây ung thư ở người và
đã được nghiên cứu gây ra ung thư ở động vật.
Các ảnh hưởng chính tới sức khỏe con người
của isocyanate là hen phế quản nghề nghiệp và
các vấn đề về phổi khác, cũng như kích thích
mắt, mũi, cổ họng và da [2].
Chính vì vậy, việc xác định nồng độ iso-
cyanate trong không khí khu vực làm việc là
giải pháp dự phòng đầu tiên có cơ sở khoa học
để ngăn ngừa mức độ phơi nhiễm của người
lao động.
4 Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 4,5&6-2017
2. QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH ISOCYANATE 
Nguyên lý của phương pháp: Hút một lượng
không khí xác định đi qua dung dịch hấp thụ là
chất chuyển hoá chứa trong impinger hoặc vật
liệu hấp phụ có tẩm chất chuyển hoá. Isocyanate
được phân tích bằng kỹ thuật sắc ký lỏng hiệu
năng cao ghép nối detector UV (UltraViolet)
hoặc detector điện hoá – EC (Electrochemical).
Quy trình xác định isocyanate trong không khí
được tiến hành 6 bước sau: Lấy mẫu, tạo chất
dẫn xuất, chuẩn bị mẫu, phân tách, định tính và
định lượng. 
+ Lấy mẫu: 
Là việc chuyển các loại isocyanate từ trong
không khí vào đầu lấy mẫu để cho bước phân
tích tiếp theo. Phương pháp lấy mẫu tổng quát
có thể thu được cả isocyanate ở dạng hơi và ở
dạng aerosol với các kích thước hạt khác nhau.
Theo phương pháp này màng lọc sợi thủy tinh
tẩm hóa chất được sử dụng thu được cả dạng
hơi và dạng aerosol của isocyanate. 
+ Dẫn xuất:
Mỗi loại isocyanate được lấy mẫu phải có
hiệu quả dẫn xuất, sự dẫn xuất của mỗi loại phụ
thuộc vào hai yếu tố. Thứ nhất là sự ổn định của
các dẫn xuất isocyanate tức là chúng không bị
mất vì phản ứng với polyol hoặc nước. Thứ hai
các dẫn xuất đó khi được phân tích trên thiết bị
phải vừa chọn lọc và vừa có độ nhạy cao.
+ Lấy mẫu kết hợp với dẫn xuất:
Màng lọc sợi thủy tinh phủ chất dẫn xuất
được sử dụng trong điều kiện xuất hiện nhiều
polyol thì sử dụng màng lọc sợi thủy tinh tẩm
chất dẫn xuất sẽ cho độ thu hồi cao hơn.
+ Phân tích:
Bước đầu tiên trong phân tích là dung dịch
chứa isocyanate chuyển hóa phải được tách, kỹ
thuật tách cô lập các hợp chất ban đầu từ hỗn
hợp là phù hợp cho định tính và định lượng
chính xác từng thành phần. Phương pháp xác
định tổng isocyanate sẽ không tin cậy nếu kỹ
thuật tách không phân giải được các loại dẫn
xuất isocyanate để định tính và định lượng. Kỹ
thuật phân tách sử dụng HPLC pha đảo là phù
hợp tách các dẫn xuất isocyanate. 
3. THỰC NGHIỆM
3.1. Hoá chất, thiết bị và dụng cụ
- 1,2-Metoxyphenyl Piperazin, Aldrich.
- Dung dịch chất chuẩn 2,4 Toluen diiso-
cyanate (2,4 TDI); Hexamethylene diisocyanate
(HDI); MethaneDiphenyl diisocyanate (MDI),
Aldrich.
- Canxiclorua khan 99,8% của Merck
- Toluen 99,8% của Merck
- Methanol, Merck
- Acetonitril, HPLC, Merck
- Axit axetic băng (Anhydrit axetic), Merck
- Sodium acetate, Merck
- Nước cất đã loại ion
- Acetone, Merck
- Bông thủy tinh
- Thiết bị HPLC/UV, Perkin Elmer, Series 200.
- Máy khuấy từ gia nhiệt
- Cân phân tích
- Màng lọc sợi thuỷ tinh 25mm, loại B
3.2. Lấy mẫu
Màng lọc sợi thuỷ tinh đường kính 25mm
(GF-B) được tẩm dung dịch dẫn xuất 1,2-MP
(1,2 Metoxyphenyl Piperazin). Trước khi tẩm
chất dẫn xuất, màng lọc được chiết soxhlet lần
lượt bằng methanol và toluen trong 24h. Màng
lọc