Monitoraggio ambientale e biologico per la determinazione dell'esposizione occupazionale a diisocianati

The research project focused on the development and validation of an analytical method for the combined determination of the concentration in ambient air of 3 of the most used diisocyanates in the workplace: 1,6-hexamethylene diisocyanate (1,6-HDI) , 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4'-MDI) and 2,6-toluen diisocyanate (2,6-TDI). The analytical method was developed based on procedures indicated by the Occupational Safety and Health Administration (OSHA, ID OSHA 42 and ID OSHA 47) using high performance liquid chromatography coupled with a fluorimetric detector. The method has been validated and has been shown to have adequate sensitivity and precision for the analysis of real samples, in the context of environmental monitoring for the determination of the airborne concentrations of these substances. The method was then applied in determining the environmental concentration levels of 1.6-HDI, 4,4'-MDI and 2,6-TDI, as part of two monitoring campaigns, in two different work contexts. A further aim of the research project was the development and validation of analytical methods for the determination of urinary concentrations of 1,6-HDI, 4,4'-MDI and the two TDI isomers, 2, 4- and 2,6-TDI, or the corresponding diamines. For this purpose, gas chromatography coupled to the mass spectrometer detector was used as a separation and analytical identification technique. The method was identified starting from a comparison of the scientific literature on the subject and the indications provided by one of the most important sector agencies, the American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH). The optimal analytical conditions were identified by conducting a series of tests, first in organic solvent and then in the urinary matrix of subjects not professionally exposed to diisocyanates or solvents. The urinary test matrix was treated by high temperature acid hydrolysis, as indicated by the majority of the work reported in the literature and in accordance with the indications in the ACGIH Documentation for the analysis of urinary samples of workers exposed to TDI and HDI. The 3 methods developed have been validated and have returned a sensitivity and precision appropriate to the determination of the concentration levels of the diamines of diisocyanates covered by the present research project. To date, it has been possible to apply these methods for the evaluation of the recorded internal dose for samples of patients exposed to bronchial provocation tests specific for the diagnosis of occupational asthma.

Il progetto di ricerca si è incentrato sulla messa a punto e sulla validazione di una metodica analitica per la determinazione combinata della concentrazione in aria ambiente di 3 dei diisocianati maggiormente utilizzati in ambito lavorativo: 1,6-esametilen diisocianato (1,6-HDI), 4,4’-difenilmetano diisocianato (4,4’-MDI) e 2,6-toluen diisocianato (2,6-TDI). Il metodo analitico è stato sviluppato a partire da procedure indicate dall’Occupational Safety and Health Administration (OSHA; ID OSHA 42 e ID OSHA 47) utilizzando la cromatografia liquida ad alte prestazioni accoppiata a un rivelatore fluorimetrico. Il metodo è stato validato e ha dimostrato di avere sensibilità e precisione adeguate per l’analisi di campioni reali, nell’ambito di monitoraggi ambientali per la determinazione delle concentrazioni aerodisperse di tali sostanze. Il metodo è stato quindi applicato nella determinazione dei livelli di concentrazione ambientale di 1,6-HDI, 4,4’-MDI e 2,6-TDI, nell’ambito di due campagne di monitoraggio, in due diversi contesti lavorativi. Ulteriore scopo del progetto di ricerca è stata la messa a punto e la validazione di metodiche analitiche per la determinazione delle concentrazioni urinarie dei metaboliti dell’1,6-HDI, del 4,4’-MDI e dei due isomeri del TDI, 2,4- e 2,6-TDI, ovvero le corrispondenti diammine. A tal fine è stata utilizzata come tecnica di separazione ed identificazione analitica la gascromatografia accoppiata al rivelatore spettrometro di massa. La metodica è stata individuata a partire da una comparazione della letteratura scientifica sull’argomento e dalle indicazioni fornite da una delle agenzie di settore di maggiore rilievo, l’American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH). Le condizioni analitiche ottimali sono state individuate conducendo una serie di prove, prima in solvente organico quindi in matrice urinaria di soggetti non esposti professionalmente a diisocianati o a solventi. La matrice urinaria delle prove è stata trattata mediante idrolisi acida ad alta temperatura, come indicato dalla maggioranza dei lavori riportati in letteratura ed in accordo con quanto indicato nella Documentation ACGIH per l’analisi dei campioni urinari dei lavoratori esposti a TDI e a HDI. I 3 metodi messi a punto sono stati validati ed hanno restituito una sensibilità ed una precisione adeguate alla determinazione dei livelli di concentrazione delle diammine dei diisocianati oggetto del presente progetto di ricerca. Ad oggi è stato possibile applicare tali metodiche per la valutazione della dose interna registrata per campioni di pazienti esposti a test di provocazione bronchiale specifici per la diagnosi di asma professionale.