Oddělení pro hodnocení expozice chemickým látkám na pracovišti

RNDr. J. Mráz, CSc., Ing. Šárka Dušková

Během celého života je člověk vystaven účinku nejrůznějších škodlivých chemických látek. Jejich zdrojem je potrava, znečištěná voda a ovzduší, nejrůznější spotřebitelské produkty. Ve významné míře bývá člověk vystaven účinku chemických látek („exponován“) také v pracovním prostředí. Takové působení označujeme jako profesionální expozice chemickým látkám . K ní může docházet všude, kde se chemické látky vyrábějí nebo vznikají, při jejich přepravě, zpracování nebo využívání v dalších pracovních procesech. Při všech těchto činnostech je nutné zabezpečit ochranu zdraví zúčastněných osob. Pro posouzení velikosti profesionální expozice a z ní vyplývajícího rizika se využívají následující základní přístupy: analýza pracovního ovzduší, posouzení dermální expozice a biologické monitorování (biologické expoziční testy).

Princip, základní pojmy

Biologické monitorování (BM) znamená stanovení sledované chemické škodliviny nebo jejích metabolitů přímo v organismu, resp. v tzv. biologickém materiálu. Nejčastějším vyšetřovaným biologickým materiálem je moč a krev, v některých případech je výhodné i vyšetření vydechovaného vzduchu, vlasů, slin nebo stolice. Stanovovaná látka – ať již původní škodlivina nebo její metabolické produkty – se označuje jako biomarker (ukazatel) expozice.

V některých případech chemická škodlivina naruší normální biochemické pochody v organismu, což se se může projevit změněnými hladinami fyziologicky se vyskytujících látek v moči nebo krvi. Tyto diagnosticky významné látky se pak nazývají biomarkery biochemického efektu. Příkladem je cholinesteráza, enzym zodpovědný za správný přenos nervových vzruchů a přítomný též v krvi. Expozice organofosfátovým insekticidům vede k inhibici a tím poklesu aktivity cholinesterázy. Tento pokles je monitorován a při poklesu pod určitou hladinu je nutno přijmout opatření na ochranu zdraví vyšetřovaných osob.

Pojem „biologické monitorování“ přesně nevymezuje, zda je pro daný ukazatel pouze prokázána jeho přítomnost nebo i množství. Má-li být ukazatel prakticky použitelný pro posouzení velikosti expozice dané škodlivině a zároveň chránit před expozicí nadměrnou, je nutné zjistit kvantitativní vztah mezi hladinami škodliviny a příslušného ukazatele. Určitá hladina ukazatele je pak dohodou přijata jako biologický limit. Biologický limit odpovídá takové úrovni expozice, o níž se podle současných vědeckých poznatků předpokládá, že ani při dlouhodobém každodenním opakování nepoškodí zdraví exponovaných osob. Biologické limity jsou navrhovány tak, aby byly v souladu s přípustnými expozičními limity (PEL) pro koncentraci škodlivin v pracovním ovzduší.

Vyšetření, jehož výsledek je porovnatelný s biologickým limitem, se nazývá biologický expoziční test (BET).

Doplňující hodnotu mají biomarkery vnímavosti (susceptibility). Je známo, že některé biologicky významné molekuly, např. enzymy, se mohou u různých osob vyskytovat v různých formách s odlišnou biologickou aktivitou. Jestliže má tato aktivita pro organismus ochrannou funkci a u daného jedince se vyskytuje forma enzymu s nízkou aktivitou, je tento jedinec citlivější (vnímavější) vůči danému ohrožení. Např. odhalení málo aktivní formy enzymu zodpovědného za zneškodňování určitého typu chemických karcinogenů ukazuje na zvýšené riziko z expozice těmto látkám. Biomarkery vnímavosti jsou vesměs zakódovány v genetické výbavě jedince a vyšetřují se převážně metodami molekulární genetiky. Jejich využití v ochraně zdraví jednotlivců naráží na etické otázky a omezuje se dosud jen na výzkumné studie.

Výhody a nevýhody BM ve srovnání s analýzou pracovního ovzduší

• Základní výhodou biologického monitorování je skutečnost, že podchycuje celkové množství škodlivé látky vstřebané do organismu bez ohledu na cestu vstupu. To má význam např. u látek, které se vstřebávají pokožkou nebo mohou být požity, např. s prachem nebo při nedodržování hygienických pravidel. Naproti tomu analýza pracovního ovzduší umožňuje odhadnout pouze množství chemické škodliviny, které se do organismu dostává vdechováním.
• BM umožňuje podchytit interindividuální rozdíly v množství vstřebané škodliviny v závislosti na fyziologických parametrech dýchání, pracovní námaze, používání ochranných pomůcek, dodržování pracovních návyků.
• BM umožňuje odhalit expozice z nečekaných zdrojů nebo záměrně skrývané.
• Jestliže se škodlivina v organismu v průběhu pracovní směny nebo dokonce delšího období kumuluje, postačí k posouzení expozice za celé toto období jednorázový odběr.
• Pro provedení BM a odběr biologického materiálu jsou nutné souhlas a spolupráce vyšetřované osoby.
• Provedení BM se často opírá o složitější pracovní postupy a náročnější laboratorní vybavení (měřící přístroje) než analýza pracovního ovzduší, bývá proto nákladnější.
• Vyšetření pomocí BM lze uplatnit u menšího počtu škodlivin.

Oblasti využití BM a BET

Hlavní oblasti využití BM a BET:

1. a) měření expozice na pracovištích v rámci hygienického dozoru a kategorizace prací.
2. b) ověření účinnosti ochranných opatření a osobních ochranných prostředků
3. c) vyšetření v rámci preventivních prohlídek

V hygieně práce je BM běžně používáno pro posouzení expozice rozpouštědlům a těžkým kovům. Mezi nejčastěji prováděná vyšetření v ČR patří v současné době stanovení kys. hippurové, kys. methylhippurových a kys. mandlové v moči (ukazatele expozice toluenu, xylenům a styrenu). Moč se odebírá na konci pracovní směny a výsledek slouží k hodnocení celosměnové expozice. Nejčastěji monitorovanými kovy jsou olovo, kadmium a rtuť, které se stanovují v moči nebo krvi. Doba odběru zde není kritická, protože kovy se z organismu vylučují velmi pomalu. Nalezené koncentrace tak odrážejí expozici za období týdnů až měsíců. BET lze využít k hodnocení expozice pro řadu dalších běžných i méně běžných rozpouštědel, chemických surovin (např. pro výrobu plastických hmot), toxických prvků, ale třeba i oxidu uhelnatého. Přehled uznaných BET je uveden ve Vyhlášce MZd č. 432/2003 Sb., příloha č. 2, Tab.1 a 2.

Poznámky

1. a) Některé metody BM využitelné v hygieně práce mají větší význam pro hodnocení expozic z životního prostředí. Např. stanovení 1-hydroxypyrenu v moči, metabolitu hojně zastoupeného polycyklického aromatického uhlovodíku (PAU) pyrenu, lze využít pro hodnocení expozice PAU ve vybraných průmyslových provozech (koksovny, práce s dehtem), ale i celkového příjmu PAU ze znečištěného životního prostředí. Podobně metody BM pro různé pesticidy lze využít jak pro posouzení expozice na pracovištích (při jejich aplikaci v zemědělství nebo ve sklenících), tak v obecné populaci pro posouzení příjmu residuí pesticidů v potravinách. Rovněž hladina kovů v biologickém materiálu odráží příjem jak z pracovního, tak životního prostředí.
2. b) Pro řadu běžných a veřejností sledovaných chemických škodlivin (oxidy dusíku, oxid siřičitý, ozón, formaldehyd) nejsou žádné vhodné metody BM k dispozici.

Metody analýzy

Biologický materiál se před vlastním měřením obvykle zpracovává různými postupy vhodnými pro jednotlivé ukazatele. Často se provádí oddělení analytu od biologické matrice (extrakce), jeho nakoncentrování a převedení na snáze analyzovatelnou formu. Vzorky pro analýzu kovů se před měřením obvykle mineralizují.

S  rozvojem a zlepšující se dostupností analytické instrumentace se postupně mění i výběr metod používaných pro účely BM. V analýze organických ukazatelů v současné době převládají metody chromatografické. Základními metodami jsou plynová chromatografie (GC) s univerzálním plamenoionizačním detektorem, případně se selektivním detektorem pro dusíkaté látky nebo detektorem elektronového záchytu pro sloučeniny s atomy halogenů, a kapalinová chromatografie (HPLC) s UV detektorem. Běžně dostupnou se stává také kombinace plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií (GC/MS). Spojení kapalinové chromatografie s hmotnostní spektrometrií (HPLC/MS), představující nástroj s největšími analytickými možnostmi, je pro rutinní analýzy využíváno zatím jen ojediněle. Základní metodou pro stanovení kovů je atomová absorpční spektrometrie (AAS), nástrojem s největšími možnostmi je hmotnostní spektrometrie s ionizací induktivně vázanou plasmou (ICP-MS).

Výběr metod pro stanovení ukazatelů BM není v ČR vázán předpisy. Používají se ověřené postupy podle jejich dostupnosti pro danou laboratoř. Rozsáhlou, precizní a stále doplňovanou edici metod BM (Analyses of Hazardous Substances in Biological Materials, Volume 1-10) vydává Commission for the Investigation of Health Hazards of Chemical Compounds in the Work Area v rámci německé společnosti Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG).

Předpisy

Použití BM pro posouzení expozice chemickým látkám v pracovním prostředí v ČR je upraveno Vyhláškou MZd č. 432/2003 Sb., kterou se stanoví podmínky pro zařazování prací do kategorií, limitní hodnoty ukazatelů biologických expozičních testů, podmínky odběru biologického materiálu pro provádění biologických expozičních testů a náležitostí hlášení prací s azbestem a biologickými činiteli. V příloze 2, Tab. 1 a 2 jsou uvedeny ukazatele expozice a jejich limitní hodnoty pro 24 škodlivin v moči a 7 škodlivin v krvi.

Zvláštní předpis (Nařízení vlády č. 361/2007 Sb.) platí pro posouzení expozice olovu.

Kontakt

RNDr. Jaroslav Mráz, CSc., jaroslav.mraz@szu.cz, tel.: 267 082 667

Ing. Šárka Dušková, sarka.duskova@szu.cz, tel.: 267 082 733