Monitoraggio in ambienti di lavoro
Campionamento di IPA con metodo Niosh 5528
Il nuovo metodo prevede un nuovo materiale adsorbente rispetto alla XAD-2 che consente una maggiore sensibilità alle basse concentrazioni, con range operativo per 240 litri di campione compreso tra 0,0011 a 2 mg/m3.
Materiale adsorbente e filtro combinati nella stessa fiala di campionamento e in grado di campionare simultaneamente la frazione aerosol e quella gassosa.
Alcuni contaminanti dell'aria possono essere trovati contemporaneamente sia nella fase aerosol che nella fase vapore a causa della pressione di vapore dei composti e/o dell'operazione o dell'attività lavorativa. Esempi di contaminanti in fase mista includono pesticidi, idrocarburi policiclici aromatici (IPA), acidi inorganici ed esplosivi. Il campionamento di contaminanti in fase mista nell'aria non è una procedura semplice. Durante il campionamento è possibile che la distribuzione delle due fasi cambi: le goccioline di aerosol possono evaporare e i vapori possono condensare.
La norma europea EN-13936:2014 (la norma specifica i requisiti di prestazione e i metodi di prova per la valutazione di procedure per la misurazione di un agente chimico presente come miscela di particelle aerodisperse e vapore nell’aria degli ambienti di lavoro) è stata pubblicata per affrontare questi problemi di campionamento. La norma specifica che il campionamento per i contaminanti in fase mista deve essere eseguito in modo tale da rappresentare la somma totale di vapore e aerosol.
Storicamente, per applicazioni di questo genere, si utilizzava un set di campionamento (sampling train) comprendente un pre-filtro e una fiala adsorbente collegati in serie per il campionamento simultaneo di contaminanti in fase mista (V. figura accanto). Tuttavia, questo set di dispositivi non è semplice da montare ed ingombrante da usare sul campo.
Negli ultimi anni, sia NIOSH che OSHA hanno sviluppato metodi di campionamento utilizzando un nuovo tipo di fiala chiamata OSHA Versatile Sampler o OVS (V. figura sopra). Le fiale OVS contengono due strati di adsorbente solido progettati per catturare la fase vapore dei composti target e un filtro interno posizionato all’ingresso della fiala per catturare la fase aerosol a una portata di 1 L/min. Se la distribuzione delle due fasi contaminanti cambia, queste vengono comunque trattenute all'interno della fiala OVS (adsorbite sulla resina XAD-7) per l'analisi. Sia OSHA che NIOSH hanno pubblicato diversi metodi per campionare diversi composti utilizzando la fiala OVS. Questi metodi comprendono il campionamento di Pesticidi, Esplosivi come TNT e DNT oltre a Glicoli e IPA con la recente introduzione del metodo NIOSH 5528.
Il flusso di aspirazione ottimale per questa tipologia di fiale è di 1 litro per minuto, consentendo all’utilizzatore di approcciare al campionamento con dei campionatori personali. La struttura del materiale adsorbente combinata con il filtro in fibra di vetro o fibra di quarzo (dipendente dal tipo di applicazione) non presenta perdite di carico elevate. Tale portata consente di poter campionare volumi di aria compresi tra 60 e 480 litri di campione. La fiala prevista nel metodo NIOSH 5528 contiene XAD-7, (SK/226-57) con desorbimento in Cloruro di Metilene e analisi finale in laboratorio tramite GC-MS SIM. Per il desorbimento devono essere inseriti il filtro in fibra di vetro e la sezione anteriore dell’adsorbente (principale) in una unica vial di vetro ambrato da 4 ml. La sezione posteriore (back-up) e il setto in schiuma poliuretanica, che separa l’adsorbente anteriore da quello posteriore, saranno trasferiti in una seconda vial di vetro ambrato da 4 ml.
Supporto protettivo porta fiala
Il supporto per fiale OVS è costituito da un dispositivo per fiale adsorbenti standard dotato di una speciale copertura protettiva resistente agli urti. Una clip di fissaggio consente un facile posizionamento sul lavoratore nella zona di respirazione. Una bobina metallica flessibile circonda il tubo appena sotto il supporto e consente al tubo stesso di piegarsi senza bloccare il flusso d'aria. Il supporto per fiale OVS è adatto per l'uso con pompe di campionamento Universal XR/TX, AirChek® TOUCH, AirChek 3000 e AirChek 52.
Rischio Breakthrough nelle fiale adsorbenti
I vapori organici nell'aria possono essere campionati mediante concentrazione su un materiale assorbente solido. Una quantità nota di aria viene fatta passare attraverso un tubo (fiala) contenente l'assorbente, ed i vapori adsorbiti possono essere successivamente desorbiti ed analizzati. Per abbinare correttamente adsorbente e composto, è necessario conoscere il volume massimo di aria che può essere campionato senza un significativo sfondamento (Breakthrough) del composto target nel flusso effluente. Molti fattori potrebbero influenzare questo fenomeno, tra cui la concentrazione del composto, la temperatura, l'umidità, le interferenze, la portata e la geometria del materiale assorbente. La maggior parte delle fiale di campionamento disponibili in commercio sono costituite da due sezioni assorbenti separate da lana di vetro o schiuma di poliuretano purificata. Nelle fiale standard con materiale adsorbente per estrazione con solvente, la seconda sezione o di riserva è normalmente un terzo del peso totale dell’adsorbente. Queste due sezioni devono essere desorbite e analizzate separatamente. A titolo indicativo, se nella sezione di riserva (back-up) si trova il 20% o meno della quantità di contaminante raccolta sulla sezione anteriore, non si è verificata una perdita significativa del composto, denominata “sfondamento o breakthrough". In caso contrario, se viene rilevato un valore superiore al 20%, il breakthrough è evidente e i risultati devono essere riportati come "breakthrough possible sample loss” (perdita di campione per saturazione materiale adsorbente). In alcuni casi, una falsa indicazione di sfondamento può essere causata dalla diffusione o migrazione dei composti raccolti dalla sezione anteriore della fiala adsorbente alla sezione di back-up a causa del lungo periodo di conservazione della fiala. La potenziale migrazione del campione può essere ridotta refrigerando o congelando i campioni stessi il prima possibile. Un'opzione estrema contro la migrazione potrebbe essere eseguita separando le due sezioni assorbenti immediatamente dopo il protocollo di campionamento.