Isocyanater förekomst och exponering

Håkan TinnerbergYrkes- och miljömedicinska kliniken,

Universitetssjukhuset i Lund.

Isocyanater förekomst och exponering

• Vad är isocyanater

• Var finns isocyanater

• När kan man bli exponerad för isocyanater

• Hur kan man mäta exponeringen

Isocyanater

Diicocyanater

Polyuretan (PUR)

R-NCO + R´-OH =>

R-NH-CO-OR´

Tre ”typer” av isocyanater

• Diisocyanater–Aromatiska–Alifatiska

• Monoisocyanter

• Polymeriserad, prepolymeriserade, addukter, etcetera

CH3

NCO

NCOCH2

NCOOCN TDI

MDI NCOOCN

CH3CH3

CH3

CH2NCO

OCN

HDI

IPDI

CH3

NCO

HNCO

MIC

ICA

Förbrukning av MDI o TDI

Allport et al. MDI & TDI Safety, Health and the Environment 2003

Aromatiska diisocyanater

Användning av MDI/TDI

Möbler

Bilar

Konstruktion

Annan isolering

Skor

Annat

Allport et al. MDI & TDI Safety, Health and the Environment 2003

Name of Substance4,4'-Diphenylmethane diisocyanateMethylenebis(4-phenylisocyanate) Synonyms 1,1'-Methylenebis(4-isocyanatobenzene) 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethane 4,4'-Diphenylmethane diisocyanate4,4'-Diphenylmethanediisocyante 4,4'-Methylenebis(phenyl isocyanate) 4,4'-Methylenedi-p-phenylene diisocyanate4,4'-Methylenediphenyl diisocyanate4,4'-Methylenediphenyl isocyanate4,4'-Methylenediphenylene isocyanate4-13-00-00396 (Beilstein Handbook Ref) 4-4'-Diisocyanate de diphenylmethaneAI3-15256 BRN 0797662 Benzene, 1,1'-methylenebis(4-isocyanato-Bis(1,4-isocyanatophenyl)methane Bis(4-isocyanatophenyl)methane Bis(p-isocyanatophenyl)methaneBis(para-isocyanatophenyl)methaneCCRIS 2303 Caradate 30 Desmodur 44 Di-(4-isocyanatophenyl)methane Difenil-metan-diisocianato [Italian] Difenylmethaan-dissocyanaat [Dutch] Diphenyl methane diisocyanateDiphenylmethan-4,4'-diisocyanat Diphenylmethane diisocyanateDiphenylmethyl diisocyanate

EINECS 202-966-0 HSDB 2630Hylene M50 Isocyanic acid, ester with diphenylmethaneIsocyanic acid, methylenedi-p-phenylene ester IsonateIsonate 125 MF Isonate 125M

Systematic Name1,1'-Methylenebis(4-isocyanatobenzene) 4,4'-Methylenediphenyl diisocyanate4,4'-Methylenediphenylene diisocyanateBenzene, 1,1'-methylenebis(4-isocyanato-Isocyanic acid, methylenedi-p-phenylene ester

Superlist Name1,1'-Methylenebis(4-isocyanatobenzene) 4,4'-Diphenylmethane diisocyanate4,4'-Methylenediphenyl diisocyanateBenzene, 1,1'-methylenebis(4-isocyanato-Diphenylmethane diisocyanateDiphenylmethane-4,4'-diisocyanate [UN2489] Isocyanic acid, methylenedi-p-phenylene ester MDI Methylene bisphenyl isocyanateMethylene diphenyl diisocyanateMethylenebis(phenylisocyanate) Methylenebis(phenylisocyanate) [Diisocyanates] Methylenediphenyl diisocyanate, 4,4'-UN2489

CAS Registry Number101-68-8

MDIMDR Methylbisphenyl isocyanateMethylene bisphenyl isocyanateMethylene di-p-phenylene isocyanateMethylenebis(4-isocyanatobenzene) Methylenebis(4-phenyl isocyanate) Methylenebis(4-phenylene isocyanate) Methylenebis(p-phenyl isocyanate) Methylenebis(p-phenylene isocyanate) Methylenebis(para-phenyl isocyanate) Methylenebis(para-phenylene isocyanate) Methylenedi-p-phenylene diisocyanateMethylenedi-para-phenylene diisocyanateNCI-C50668 NSC 9596 Nacconate 300

Rubinate 44 p,p'-Diphenylmethane diisocyanatep,p'-Methylenebis(phenyl isocyanate) para,para'-Diphenylmethane diisocyanatepara,para'-Methylenebis(phenyl isocyanate)

MDI

Andra isocyanater

• Alifatiska används framförallt till ytbehandling, typ lacker.

• Monoisocyanater – väldigt lite primär användning, däremot oönskad biprodukt under heta processer

Exponeringssituationer

Hantering av råmaterial

Hantering av råmaterial

Hantering av ej färdighärdat material

Hantering av ej färdighärdat material

Avdunstning

Sprutapplicering

Sprutapplicering

Termisk nedbrytning av PUR

Totala isocyanatkoncentrationen vidflamlaminering

0

10

20

30

40

50

60

Stationary samplings

Tota

l iso

cyan

ate

air l

evel

(p

pb)

ICA

Phenyl isocyanate

Toluene diisocyanate

Medelandel av ICA: 75% (range 40-98%)

Termisk nedbrytning av PUR

Termisk nedbrytning av organiskt material innehållande kväve5-40 ug/m3 stationär provtagning

Hur mäter man exponeringen för isocyanater

• Metoder för att bestämma halten av isocyanater i luft– Personburet eller stationärt– Gasfas eller partikelfas

• Exponeringsbiomarkörer– För aromatiska diisocyanater– Urinprov eller blodprov

Luftprovtagningstekniker

• Impinger + filter (e.g. DBA)• Filter (e.g. 2-MP)• Direktvisande instrument

Luftmätningar av isocyanater

Svårigheter med luftmätningar 1

• Reaktiva föreningar => derivatisering i provtagningssteget

• Gas• Partiklar• Reaktiva blandningar• Produkter från termisk nedbrytning

Svårigheter med luftmätningar 2

• Personlig skyddsutrustning

• Hudexponering !?!

• => Biologisk monitorering ett bra alternativ

Biologisk monitorering

• Urin• Plasma

NO

R2

N

OR1CH3

NH2

CH3

NH2

Hydrolys

0.3 M NaOH 100°C

TDI-metabolit

TDA, biomarkör

Biologisk halveringstid

• Urin 3-8 timmar

• Plasma ungefär 3 veckor

Korrelation mellan lufthalter och urinbiomarkörer för 2,4-TDI

rs = 0.76n=84

0

10

20

30

40

50

0 5 10 15 20A-2,4-TDI (µg/m3)

U-2

,4-T

DA

(µg/

L)

Sennbro et al Scand J 2004

Korrelation mellan lufthalter och biomarkörer i urin för MDI

0

1 0

2 0

3 0

4 0

0 2 4 6 8

A - M D I (μ g /m 3 )

U1-

MD

A ( μ

g/L)

0

1

2

3

4

5

0 . 0 0 . 5 1 . 0

A - M D I ( μ g /m 3 )

U1-

MD

A (μ

g/L

)

Korrelation mellan medelvärdenav luft mot urin på olika företag

0

100

200

300

400

500

0.0 0.5 1.0 1.5Isocyanates in air (ppb)

Urin

ary

biom

arke

rs (n

M)

M4

M5

M6

LH2LH1

M1

M3M7

M2

FL2

FL1

0

100

200

300

400

0.0 0.5 1.0 1.5

Isocyanates in air (ppb)

Pla

sma

biom

aker

s (n

M)

M6

LH1

LH2

M5

M2M4

M3

M7

M1

FL1

FL2

Korrelation mellan medelvärdenav luft mot plasma

Biologiska referensgränser

0

5

10

15

20

25

0.01 0.1 1 10 100

Halt av biomarkör (µg/L)

Frek

vens

(%)

Oexponerad grupp

Exponerad grupp

Referensgräns

Referensgräns

100

150

200

0 1 2 3 4 5U-2,4-TDA (µg/L)

Sen

sitiv

ity +

spe

cific

ity (%

)

Non-exposed workersExposed workers

Upper reference limit

Sennbro et al Int Arch 2005

Referensgränser (μg/L)

0,10,1P-NDA0,40,05P-MDA0,20,1P-2,6-TDA0,10,1P-2,4-TDA0,20,1U-NDA0,50,05U-MDA0,20,1U-2,6-TDA0,40,1U-2,4-TDA

Reference limitDetection limitBiomarker

Sennbro et al Int Arch 2005

Referensgränser, resultat• Detekterbara halter i oexponerad grupp!

• Biomarkörer för MDI hos 90-95% av yrkesmässigt oexponerade personer.

• Låga referensgränser• Dock över detektionsgränser i de flesta fall.

Biomarkörer (för TDI)…• … ska användas- Vid svårförutsebara

intermittenta exponeringar

- För ”screening”- Vid användande av

skyddsutrustning

… ska inte användas- För att monitoreratoppexponeringar- För att söka källor

Biomarkörer och mätningar i luft

kompletterar varandra

Det är mycket vi inte vet…..

• Monoisocyanater– Bildande i olika miljöer– Effekter

• Hudupptag• Biomarkörer för alifatiska isocyanater och

prepolymera varianter• Polyuretandamm

– Effekter– Biomarkörer

Tack för mig!