Monitoraggio Biologico dell'esposizione ad IPA nella tempra dei ...

G Ital Med Lav Erg 2011; 33:3, Suppl, 46-48 © PI-ME, Pavia 2011
http://gimle.fsm.it ISSN 1592-7830
G. Tranfo 1 , E. Paci 1 , D. Pigini 2 , R. D’Eusebio 3 , B. Marchesini 3
Monitoraggio Biologico dell’esposizione ad IPA
nella tempra dei metalli
1 Dipartimento Medicina del Lavoro INAIL ex-ISPESL, Via Fontana Candida 1 - 00040 Monteporzio Catone (RM)
2 INAIL ex-ISPESL, Centro Ricerche di Parma, Viale Gramsci, 14 - 43100 Parma
3 Dipartimento di Sanità Pubblica - UO Prevenzione e sicurezza ambienti di lavoro, USL di Bologna, Via Gramsci 12 - 40121 Bologna
RIASSUNTO. La tempra dei metalli comporta l’immersione
di pezzi caldi in oli minerali con produzione di aerosol
contenenti IPA, con un conseguente rischio di esposizione
dei lavoratori. In un gruppo di metalmeccanici è stata fatta
la determinazione degli IPA aerodispersi e dell’1-idrossipirene
urinario(1OHPy): benché la concentrazione di 1OHPy rientri
nei valori di riferimento, la media per i soggetti esposti
(0,07 µg/g creatinina) è risultata statisticamente differente
da quella di un gruppo di impiegati (0,03 μg/g creatinina),
evidenziando un rischio di esposizione ad IPA; pertanto,
trattandosi di composti potenzialmente cancerogeni, sono stati
prescritti interventi atti a contenere il rischio di esposizione.
ABSTRACT. BIOLOGICAL MONITORING OF THE PAH EXPOSURE
IN THE HARDENING OF METALS. The hardening of metals involves
the immersion of hot components in mineral oil with production
of aerosols containing PAHs, to wich workers can be exposed.
The determination of airborne PAHs and urinary
1-hydroxypyrene (1-OHPy) was performed for a group
of workers and the latter resulted within the reference values.
However, the average 1-OHPy concentration on metal workers
(0.07 µg/ g creatinine) was statistically different from
the average value obtained for a group of employees
(0.03 μg/g creatinine), highlighting the risk of exposure
to PAHs. Therefore, being these potentially carcinogenic
compounds, interventions were prescribed in order to reduce
the risk of occupational exposure.
Key words: PAH exposure, urinary hydroxypyrene, metal
hardening.
Introduzione
L’attività di tempra dei metalli sia di pezzi di piccole
che grandi dimensioni comporta l’utilizzo di diverse sostanze
e preparati chimici per il raffreddamento del metallo,
fra i quali oli minerali che possono, nel corso dell’intero
processo, subire effetti di degradazione termica
e/o di contaminazione con sostanze preservanti l’azione
ossidativa del metallo da parte dell’aria o derivanti dalle
lavorazioni precedenti. A seguito dell’immersione in olio
dei pezzi caldi si innesca altresì un vero e proprio processo
di combustione dell’olio stesso, con produzione di aerosols
che si propagano sia all’interno che all’esterno dell’ambiente
di lavoro (Simpson 1996).
Da un’indagine preliminare in un’Azienda del comparto
metalmeccanico della provincia di Bologna, volta
alla verifica dell’esposizione ad alcuni inquinanti aerodispersi
quali Composti Organici Volatili (COV), aerosol totale
e relativo contenuto di IPA, è risultato un aumento
della concentrazione di IPA di alcuni oli in uso e ciò ha
portato ad ipotizzare un rischio di esposizione a queste sostanze
per inalazione e contatto cutaneo (nella fase di manipolazione
manuale dei pezzi).
È stato quindi deciso di effettuare una successiva indagine
in cui al monitoraggio ambientale è stato affiancato il
monitoraggio biologico mediante determinazione dell’idrossipirene
urinario, indicatore di esposizione ad IPA non
quantitativo (ACGIH 2010) mediante un metodo
HPLC/MS/MS con diluizione isotopica validato per l’analisi
quantitativa in tracce (Pigini et al. 2006).
Materiali e Metodi
Monitoraggio Ambientale
Nell’impossibilità di stimare sia la presenza che la
concentrazione dei COV in alcune aree del capannone, si
è scelto di procedere inizialmente con una verifica qualiquantitativa
dei COV aerodispersi nelle aree dei forni
Lindberg, dei forni a rullini e forno continuo, utilizzando
il campionamento di tipo ambientale (6 postazioni fisse
per una durata complessiva di 420 minuti). I campionatori
utilizzati, costituiti da carbone attivo - campionatore

G Ital Med Lav Erg 2011; 33:3, Suppl 47
http://gimle.fsm.it
“RADIELLO” codice C130, sono stati successivamente
desorbiti con solvente ed analizzati attraverso gas cromatografia.
I valori limite di riferimento per queste sostanze
sono quelli dell’Allegato XXXVIII del D. Lgs. 81/08 o,
in mancanza di questi, si utilizzano i valori limite proposti
dall’ACGIH (ACGIH 2010).
Il campionamento dell’Aerosol totale è stato condotto
in conformità alla metodica NIOSH 5524, che fa riferimento
ad un REL (livello di concentrazione medio ponderato
su 10 ore di esposizione) di 0,5 mg/mc per il particolato
totale (0,4 mg/mc per la frazione toracica).
Per la determinazione degli IPA si è fatto riferimento al
metodo NIOSH 5515 che prevede la raccolta dell’aerosol
totale su un campionatore a doppio stadio (filtro PTFE e
fiala di adsorbimento contenente resina XAD-2).
In mancanza di valori limite occupazionale si è fatto
riferimento ai valori dell’inquinamento dell’ambiente
esterno (valore medio della concentrazione di IPA del
mese di Giugno 2009 della centralina per la misura della
qualità dell’aria ubicata presso la Porta San Felice di
Bologna).
Per la verifica dell’esposizione all’aerosol totale e ad
IPA sono stati effettuati 5 campionamenti di tipo personale
ed uno di tipo ambientale. Quest’ultimo campionamento,
di tipo fisso, è stato inserito allo scopo di verificare la possibilità
e l’entità della ricaduta a terra degli inquinanti che
si producono a seguito del trattamento termico del forno
Stain.
Dovendo selezionare alcune mansioni, si sono privilegiate
quelle comportano l’esposizione diretta ad IPA per
inalazione dovuta all’utilizzo di materie che li contengono,
non trascurando quelle con esposizione indiretta,
cercando di coprire per quanto possibile tutte le aree del
capannone.
Monitoraggio Biologico
Per una più completa valutazione della dose assorbita,
è stato effettuato il Monitoraggio Biologico mediante determinazione
dell’1-idrossipirene urinario utilizzando un
metodo HPLC/MS/MS con diluizione isotopica validato
per l’analisi quantitativa in tracce. I campioni di urina
vengono sottoposti ad idrolisi dei derivati coniugati per
incubazione con glucoronidasi/arilsolfatasi. In seguito
sono sottoposti ad estrazione in fase solida ed iniettate in
HPLC. La rivelazione è stata effettuata mediante un rivelatore
a spettrometria di massa Applied Biosystems API
4000 in modalità ESI-MRM, in ioni negativi, monitorando
la transizione m/z-217,100 ∅ 189,100. Nell’intervallo
0,1-20 ng/ml il metodo HPLC/MS/MS presenta
un’accuratezza non inferiore all’85% e una CV% intra
day non superiore al 5%.
Sono stati raccolti campioni di urina all’inizio (IS/IT)
e alla fine (IS/FT) del turno di lavoro nel primo giorno
della settimana lavorativa e alla fine del turno alla fine
della settimana lavorativa (FS/FT) da 14 lavoratori e campioni
di urina “spot” da un gruppo di controllo costituito
da 11 impiegati non dipendenti della stessa Ditta. A tutti i
soggetti è stato somministrato un questionario per la raccolta
di informazioni quali la mansione, il turno effettuato
e l’abitudine al fumo.
Risultati
Monitoraggio Ambientale
I sei campionamenti hanno tutti fornito una concentrazione
di COV totali inferiore a 0,5 μg/mc d’aria. Questo
dato, in se confortante (in quanto l’ordine di grandezza del
valore limite per la maggioranza di questi composti è il
mg/mc), non pregiudica comunque la necessità di una più
specifica analisi sulla base dei componenti delle materie
prime utilizzate che potrebbero determinare un’esposizione
diretta degli addetti. Il livello di esposizione all’aerosol
totale, rapportato alle 8 ore, e alle 10 ore di riferimento
previste dal REL, sono riportati, in Tabella I. Le
maggiori esposizioni, come ci si poteva attendere, sono
quelle legate all’emissione proveniente dal forno Stain (in
quanto processo totalmente aperto utilizzato per la tempra
di pezzi di grosse dimensioni), ed in particolare la più elevata
è quella dell’addetto alla conduzione del forno stesso.
In valore assoluto l’esposizione supera il livello di riferimento
di 0,5 mg/mc stabilito dal NIOSH per le sostanze di
natura simile (oli minerali) e pertanto occorre procedere
ad un approfondimento dell’analisi, così come previsto
dalla metodica NIOSH 5524.
I risultati dei campionamenti per gli IPA sono riportati
in Tabella II.
In assenza di altri dati i valori dell’esposizione del personale
ad IPA sono stati confrontati con la media mensile
degli IPA, dello stesso mese del 2009, della postazione
ambientale con la più elevata concentrazione di IPA della
città di Bologna, pari a 0,28 ng/mc. Tutti i dati sono risultati
superiori a questo valore, da circa 10 a 100 volte. Le
misure ambientali effettuate mettono in evidenza esposizioni
potenzialmente a rischio per il personale addetto.
Tabella I. Livelli di esposizione dell’aerosol totale
Campione Lesp (8h)- Lesp (10 h)-
(n°) mg/mc mg/mc
Tabella II. Livelli di esposizione ad IPA totali
Campione Lesp (8h)-
(n°) ng/mc
Operatore
1 455,4 Preparatore forno Lindberg
2 21,0 Caporeparto (area Stein)
3 6,0 Turnista-tempra in pressa
4 2,4 Turnista- Stain
5 13,7 Turnista forno Lindberg
6 3,4 Fisso Stain
Operatore
1 0,25 0,2 Preparatore forno Lindberg
2 0,27 0,22 Caporeparto (area Stein)
3 0,29 0,23 Turnista-tempra in pressa
4 0,73 0,58 Turnista- Stain
5 0,35 0,28 Turnista forno Lindberg
6 0,41 0,33 Fisso Stain

48 G Ital Med Lav Erg 2011; 33:3, Suppl
http://gimle.fsm.it
Tabella III. Tutti i soggetti - 1OHPy μg/g. creatinina
Esposti Controlli
Tempo di prelievo IS/IT IS/FT FS/FT Spot
n. 14 14 14 11
Media 0,066 0,072 0,065 0,032
Dev.Std 0,076 0,038 0,044 0,016
Mediana 0,044 0,062 0,053 0,026
Min 0,014 0,026 0,013 0,013
Max 0,319 0,139 0,184 0,064
Tabella IV. Solo soggetti non fumatori - 1OHPy μg/g. creatinina
Esposti
Tempo di prelievo IS/IT IS/FT FS/FT
Monitoraggio Biologico
I risultati del monitoraggio biologico sono riportati in
Tabella III per tutti i soggetti e in Tabella IV per i soli non
fumatori, in quanto il fumo di sigaretta è esso stesso una
fonte di esposizione ad IPA non trascurabile.
Per tutti i soggetti la concentrazione di 1-idrossipirene
urinario è compresa nell’intervallo dei valori di riferimento
per la popolazione generale per questo metabolita,
individuati dalla Società Italiana Valori di Riferimento e
collocati nel range tra 0,03 e 0,3 µg/g. creat. per i non fumatori
e 0,03 - 0,7 µg/g. creat. per i fumatori. (SIVR
2011); inoltre la concentrazione media per i soggetti esposti
non varia significativamentre fra i tre tempi di prelievo,
indicando che la quantità di IPA assorbita viene parzialmente
accumulata e non completamente eliminata durante
il turno di riposo.
Se invece si confrontano i valori di fine turno, sia all’inizio
che alla fine della settimana lavorativa, con la me-
Controlli non
fumatori
n. 11 11 11 10
Media 0,044 0,055 0,048 0,032
Dev.Std 0,023 0,020 0,024 0,017
Mediana 0,035 0,055 0,045 0,028
Min 0,014 0,026 0,013 0,013
Max 0,096 0,097 0,099 0,064
dia ottenuta per il gruppo di controllo
(0,03 µg/g. creat.), la differenza risulta
sempre statisticamente significativa (T
test, p< 0,005). sia per tutti i soggetti che
per i soli non fumatori.
Lo studio di correlazione fra i risultati
dei monitoraggi ambientali e biologici
non ha fornito risultati significativi a
causa della bassa numerosità del campione
di esposti.
Conclusioni
Dai dati ottenuti si ha quindi l’evidenza
che l’attività lavorativa considerata
comporti un rischio aggiuntivo di
esposizione ad IPA rispetto ad un controllo
selezionato, ma che, sulla base dei
valori medi, non appare particolarmente
elevato; pertanto, nonostante i bassi valori
riscontrati, trattandosi di composti
potenzialmente cancerogeni per i quali
l’esposizione deve essere ridotta al minimo
consentito dalle conoscenze scientifiche
e dal progresso tecnologico, il
Servizio Pubblico di Vigilanza di Medi-
cina del Lavoro ha prescritto interventi di igiene industriale
e l’adozione di modalità operative per ridurre il
rischio per la salute dei lavoratori.
Bibliografia
1) ACGIH, American Conference of the Governmental Industrial
Hygienists. TLVs and BEIs Based on the Documentation of the
Threshold Limit Values for Chemical Substances and Physical
Agents & Biological Exposure Indices. Cincinnati, ACGIH, 2010.
2) Pigini D, Cialdella AM, Faranda P, Tranfo G. Comparison between
external and internal standard calibration in the validation of an
analytical method for 1-hydroxypyrene in human urine by highperformance
liquid chromatography/tandem mass spectrometry.
Rapid Communications in Mass Spectrometry 2006 Volume 20,
Issue 6: 1013-1018.
3) Simpson AT, Ellwood PA. Polycyclic aromatic hydrocarbons in
quench oils. Ann Occup Hyg 1996 Volume 40, Issue 5: 531-537.
4) Società Italiana Valori di Riferimento, Lista SIVR 2011,
www.valoridiriferimento.it
Richiesta estratti: Dr. Giovanna Tranfo, Dipartimento Medicina del Lavoro, Centro Ricerche INAIL ex-ISPESL, Via Fontana Candida 1,
00040 Monteporzio Catone (RM), Italy, Tel 06/97896054, E-mail giovanna.tranfo@ispesl.it