ISO/TR 14294:2011
(Main)Workplace atmospheres — Measurement of dermal exposure — Principles and methods
Workplace atmospheres — Measurement of dermal exposure — Principles and methods
ISO/TR 14294:2011 provides general considerations for the assessment of dermal exposure in workplaces. It offers guidance on dermal exposure assessment and the commonly used approaches for measuring dermal exposure. An understanding of the advantages and limitations of each approach assists in the selection of the appropriate method(s) to meet the assessment objective. ISO/TR 14294:2011, however, is not intended to provide expert guidance, such as in the case of exposure scenarios or chemical agents. ISO/TR 14294:2011 is intended to assist occupational hygiene practitioners and researchers in developing a dermal exposure assessment strategy in agreement with its intended purpose. More importantly, it promotes adaptation of a consistent approach to assessing dermal exposure, and provides a framework for the assessment and validation of method performance. ISO/TR 14294:2011 describes the requirements against which sampling methods for determining dermal exposure need to be assessed; methodologies and specifications are proposed for the following procedures (not all requirements may be applicable to all methods): a) sampling efficiency; b) recovery efficiency; c) sample stability; d) capacity; e) bias, precision, uncertainty; f) core information; g) contextual information.
Air des lieux de travail — Mesurage de l'exposition cutanée — Principes et méthodes
L'ISO/TR 14294:2011 présente des considérations générales relatives à l'évaluation de l'exposition cutanée sur les lieux de travail. Il fournit des lignes directrices relatives à l'évaluation de l'exposition cutanée et présente les méthodes communément utilisées pour le mesurage de l'exposition cutanée. Une bonne compréhension des avantages et des limites de chaque méthode aide à choisir la (les) méthode(s) appropriée(s) pour répondre à l'objectif de l'évaluation. L'ISO/TR 14294:2011 n'a toutefois pas pour objet de fournir des conseils d'expert comme dans le cas de scénarios d'exposition ou d'agents chimiques. L'ISO/TR 14294:2011 a pour but d'aider les spécialistes et les chercheurs dans le domaine de l'hygiène au travail à développer une stratégie d'évaluation de l'exposition cutanée en accord avec l'objectif recherché. Il est important que le document favorise l'adaptation d'une méthode cohérente pour évaluer l'exposition cutanée et fournisse un cadre d'évaluation et de validation des performances des méthodes. L'ISO/TR 14294:2011 énonce les exigences permettant d'évaluer les méthodes de prélèvement en vue de la détermination de l'exposition cutanée. Des méthodologies et des spécifications sont proposées pour les procédures suivantes (toutes les exigences ne sont pas nécessairement applicables à toutes les méthodes): a) efficacité de prélèvement; b) efficacité de récupération; c) stabilité de l'échantillon; d) capacité; e) biais, fidélité, incertitude; f) informations de base; g) informations contextuelles.
General Information
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TECHNICAL ISO/TR
REPORT 14294
First edition
2011-11-15
Workplace atmospheres — Measurement
of dermal exposure — Principles and
methods
Air des lieux de travail — Mesurage de l'exposition cutanée — Principes
et méthodes
Reference number
ISO/TR 14294:2011(E)
©
ISO 2011
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ISO/TR 14294:2011(E)
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Published in Switzerland
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ISO/TR 14294:2011(E)
Contents Page
Foreword . iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Assessment of dermal exposure . 5
4.1 General . 5
4.2 Defining study objectives . 6
5 Principles and methods . 7
5.1 Measurements methods and sampling . 7
5.2 Selection of sampling methods . 9
5.3 Temporal and spatial variations of exposure . 10
6 Quality issues . 11
6.1 General . 11
6.2 Sampling efficiency . 11
6.3 Recovery efficiency . 11
6.4 Background and contamination . 11
6.5 Sample stability . 12
6.6 Analytical method . 12
7 Test report . 12
7.1 Description of the measuring procedure . 12
7.2 Core information . 13
Annex A (informative) The conceptual model . 14
Annex B (informative) Interception methods . 16
Annex C (informative) Hand wash methods . 21
Annex D (informative) Wipe methods . 25
Annex E (informative) Tape-stripping method . 29
Annex F (informative) In situ methods . 34
Bibliography . 41
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ISO/TR 14294:2011(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
In exceptional circumstances, when a technical committee has collected data of a different kind from that
which is normally published as an International Standard (“state of the art”, for example), it may decide by a
simple majority vote of its participating members to publish a Technical Report. A Technical Report is entirely
informative in nature and does not have to be reviewed until the data it provides are considered to be no
longer valid or useful.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO/TR 14294 was prepared by Technical Committee ISO/TC 146, Air quality, Subcommittee SC 2,
Workplace atmospheres.
iv © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO/TR 14294:2011(E)
Introduction
Dermal exposure assessment explores the dynamic interaction between environmental contaminants and the
skin. Occupational skin diseases and disorders constitute a significant percentage of workplace illnesses; the
number and frequency of work-related adverse health effects involving the skin is considerably greater than
[1]
health effects involving the respiratory system . Occupational skin diseases affect virtually all industry and
business sectors and are estimated to cost the European Union 600 million Euros each year, resulting in
[2]
around 3 million lost working days .
For thousands of chemicals in the workplace, the contribution to total-body exposure by the dermal route has
yet to be determined. Historically, the assessment of occupational exposure has focused on inhalation of
chemical agents; however, toxicological evidence indicates that dermal contact can serve as the primary route
of exposure for many chemical substances and that the contribution to total dose, integrated from all exposure
routes, should be considered. As occupational inhalation exposure limits are lowered, the dermal contribution
on total dose becomes more critical to assess.
In the decade before publication of this Technical Report, scientific research on dermal exposure continued to
be published. An important contribution to this field was the development of a conceptual model for dermal
[3]
exposure (see Annex A) . The model systematically describes the transport of contaminant mass from
exposure sources to the surface of the skin and provides a structure for both qualitatively and quantitatively
evaluating dermal exposure.
The purpose of this Technical Report is to provide a framework of methodologies, including guidance on
application and consistency regarding the measurement of dermal exposures to agents in the workplace.
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TECHNICAL REPORT ISO/TR 14294:2011(E)
Workplace atmospheres — Measurement of dermal exposure —
Principles and methods
1 Scope
This Technical Report provides general considerations for the assessment of dermal exposure in workplaces.
It offers guidance on dermal exposure assessment and the commonly used approaches for measuring dermal
[4][5]
exposure . An understanding of the advantages and limitations of each approach assists in the selection of
the appropriate method(s) to meet the assessment objective. This Technical Report, however, is not intended
to provide expert guidance, such as in the case of exposure scenarios or chemical agents.
This Technical Report is intended to assist occupational hygiene practitioners and researchers in developing a
dermal exposure assessment strategy in agreement with its intended purpose. More importantly, it promotes
adaptation of a consistent approach to assessing dermal exposure, and provides a framework for the
assessment and validation of method performance.
This Technical Report describes the requirements against which sampling methods for determining dermal
exposure need to be assessed; methodologies and specifications are proposed for the following procedures
(not all requirements may be applicable to all methods):
a) sampling efficiency;
b) recovery efficiency;
c) sample stability;
d) capacity;
e) bias, precision, uncertainty;
f) core information;
g) contextual information.
NOTE 1 Core information is descriptive of measuring procedures, including the purpose of the assessment, sampling
strategy, and sampling and analytical methods (see Clause 7). Method-specific core information is further refined within
Annexes B to F (e.g. B.4.5 specifies the collection substrate, such as the fabric type, thickness, sizes, and backing
materials).
NOTE 2 Contextual information is descriptive of the locations in which samples are collected, the exposure situation,
the worker(s), the environment and the exposure agent (see Clause 7).
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 3534-1:2006, Statistics — Vocabulary and symbols — Part 1: General statistical terms and terms used in
probability
© ISO 2011 – All rights reserved 1
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ISO/TR 14294:2011(E)
ISO 3534-2:2006, Statistics — Vocabulary and symbols — Part 2: Applied statistics
ISO 15767:2009, Workplace atmospheres — Controlling and characterizing uncertainty in weighing collected
aerosols
ISO/IEC Guide 99:2007, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated
terms (VIM)
EN 689:1995, Workplace atmospheres — Guidance for the assessment of exposure by inhalation to chemical
agents for comparison with limit values and measurement strategy
EN 14902:2005, Ambient air quality — Standard method for the measurement of Pb, Cd, As, and Ni in the
PM10 fraction of suspended particulate matter
3 Terms and definitions
Definitions of the following terms are obtainable from the references shown in parentheses: bias
[ISO/IEC Guide 99:2007]; method detection limit [EN 14902:2005, modified]; precision [ISO 3534-1:2006]; true
value [ISO 3534-2:2006]; workplace [EN 689:1995].
Figure 1 illustrates period intervals related to dermal exposure.
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
agent
any chemical or biological entity on its own or admixed as it occurs in the natural state or as produced by any
work activity, whether or not produced intentionally and whether or not placed on the market
[EN 689:1995]
3.2
dermal contact volume
volume containing the mass of the agent (3.1) present on the dermal exposure surface (3.7)
NOTE This theoretical term is equivalent to the volume of the skin contaminant layer compartment (3.14);
however, for practical reasons, it is defined by the mass of all substances present in the skin contaminant layer.
3.3
dermal exposure
process of contact between an agent (3.1) and human skin at a dermal exposure surface (3.7) over an
exposure period (3.8)
3.4
dermal exposure concentration
concentration of the agent (3.1) contained within the skin contaminant layer compartment (3.14)
NOTE 1 The dermal exposure concentration is the dermal exposure mass (3.6) divided by the dermal contact
volume (3.2) or the dermal exposure mass divided by the mass contained in the skin contaminant layer compartment
(3.14).
NOTE 2 The dermal exposure concentration is a theoretical concept. In reality, only the dermal exposure mass (3.6)
can be estimated via sampling owing to the fact that the dermal contact volume (3.2) is unknown. Dermal exposure
concentration can be expressed in milligrams per litre or milligrams per kilogram.
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ISO/TR 14294:2011(E)
3.5
dermal exposure loading
dermal exposure mass (3.6) divided by the dermal exposure surface (3.7) area
NOTE For practical reasons, dermal exposure loading can be expressed as mass of agent (3.1) in an exposed part
of the skin contaminant layer compartment (3.14) divided by the surface area of that part, expressed in grams per
centimetre squared.
3.6
dermal exposure mass
mass of agent (3.1) present in the dermal contact volume (3.2)
NOTE For practical reasons, dermal exposure mass is defined by the amount of agent (3.1) present in the skin
contaminant layer compartment (3.14).
3.7
dermal exposure surface
skin surface area where an agent (3.1) is present
NOTE For practical reasons, the dermal exposure surface is represented by a two-dimensional representation of the
skin contaminant layer compartment (3.14), expressed in centimetres squared.
3.8
exposure period
time the agent (3.1) is present in the skin contaminant layer compartment (3.14)
ρ
A
t
AB C D E
Key
exposure loading
A
t time
NOTE Figure 1 illustrates relevant period intervals such as sampling period (B-C), dermal exposure loading (3.5) or
immission (3.9) period (A-D), and post-immission period (D-E). Of all these periods, the “sampling period” is arbitrary.
Note that these intervals are for illustrative purposes and also that sampling can occur during any interval.
Figure 1 — Illustration of different periods of time, relevant in view of dermal exposure
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ISO/TR 14294:2011(E)
3.9
immission
flux transport
rate of transport
flux deposition
rate of deposition
transport of an agent (3.1) from a defined source to the dermal exposure surface (3.7) or outer clothing
contaminant layer compartment (3.10), resulting in a dermal exposure loading (3.5)
NOTE Immission is calculated as mass per time per surface area.
3.10
contaminant layer compartment
layers that contain a contaminant or agent (3.1)
NOTE 1 The contaminant layer compartment is characterized by a volume of unknown depth.
NOTE 2 Compartments include source, air, surface, skin, inner and outer clothing contaminant layers (see Figure A.1).
3.11
potential dermal exposure mass
total of mass present in the outer and inner clothing contaminant layer compartments (3.10) and dermal
exposure mass (3.6)
NOTE 1 For practical reasons related to sampling methodology and strategy, the term potential dermal exposure mass
refers to the sum of agent mass that has the potential to reach the skin (contaminant layer) from the clothing contaminant
layer compartments and the agent mass present in the dermal contact volume (3.2). The conceptual model (Annex A)
distinguishes between outer and inner clothing contaminant layer compartments, and characterizes the clothing itself as a
buffer layer.
NOTE 2 The term actual dermal exposure mass is covered by the definition given for dermal exposure mass (3.6).
3.12
recovery efficiency
measure of how well the analytical laboratory can recover the agent (3.1) from the collection substrate
NOTE For the recovery efficiency of interception and removal methods, see Annexes B to E. See Annex F for a
description of recovery efficiency specific to in situ methods.
3.13
sampling efficiency
measure of how well the sampling method can collect the agent (3.1) on a collection substrate
NOTE For the sampling efficiency of removal methods, see Annexes C to E. See Annex F for a description of
sampling efficiency specific to in situ methods.
3.14
skin contaminant layer compartment
SCL compartment
compartment on top of the stratum corneum of the human skin formed by sebum lipids, sweat and additional
water from transepidermal water loss, also including products from cornification and unshed corneocytes
NOTE 1 See Annex A.
NOTE 2 The SCL compartment is characterized by a volume of unknown depth.
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ISO/TR 14294:2011(E)
3.15
uptake
concentration-driven transport of an agent (3.1) from the skin contaminant layer compartment (3.14) into
the skin, i.e. crossing the interface between the skin contaminant layer (exposure surface) and the stratum
corneum (absorption barrier)
NOTE The time-exposure concentration profile for an identified area of the skin contaminant layer over a defined
period of time is relevant for uptake.
4 Assessment of dermal exposure
4.1 General
The most important, and often most difficult, part of any effort to assess exposures in the workplace is in
designing a strategy to best match the primary objective(s) of the intended work in a manner that is
scientifically sound, practical, and cost-efficient. The first consideration is the purpose of the assessment.
Purposes may include but are not limited to: a) identifying exposures to chemical hazards; b) evaluating the
effectiveness of controls; and c) assessing exposures for epidemiology.
Design of a given assessment strategy should be “fit for purpose”. The most demanding design is often for the
study of adverse health effects of skin exposure, because accuracy of exposure estimates is one key input
parameter in the overall study outcome. Other research efforts, such as exposure prevention and training, can
be satisfied with less accuracy. The particular health effect of skin exposure should also match with the overall
study purpose and any sampling efforts. Adverse health effects resulting from systemic uptake (3.15) of a
chemical through the skin, such as for some pesticides, requires a different strategy from the study of a local
irritant or contact sensitizer. An exposure assessment strategy cannot be successful without proper
understanding of the nature of exposure and its variability. The multiple factors that may affect exposure
characteristics are well addressed within the conceptual framework discussed in Annex A. Other subtle factors
should also be considered including intermittent processes, irregular work schedules, overall health outcome,
any of which could also be easily missed.
The question of whether to perform dermal sampling is an important consideration in the development of any
dermal exposure assessment strategy. When evaluating the potential for exposure using the conceptual
model (see Figure A.1), individual exposure compartments (i.e. exposure mass deposited on skin or clothing,
loss of mass from decontamination or redistribution of mass to or from the skin) should each be considered,
and a decision made about the best way to estimate exposure potential for a particular compartment.
Sampling alone may be sufficient to fully characterize exposure potential, or the results of sampling may be
combined with qualitative information, chemical characteristics, or mathematical modelling results to refine
exposure estimates. For qualitative or semi-quantitative estimates of dermal contamination, structured
approaches are available that use identified or assumed determinants of exposure (or contamination). An
[6]
example of such an approach is the semi-quantitative DeRmal Exposure Assessment Method (DREAM) .
DREAM consists of two components: inventory and an evaluation. The inventory comprises a hierarchically
structured questionnaire with six modules: company, department, agent, job, task and exposure; information is
obtained by observations and interviews. These modules address general information as well as possible
determinants of exposure as identified by the conceptual model and by evaluating literature.
Once it is determined that sampling is to be used as part of the dermal exposure assessment, many important
factors need to be considered. The selection of the most appropriate sampling technique and analytical
method is often a balance between accuracy of analysis, invasiveness of the sampling protocol, cost,
instrumentation, and laboratory availability. Figure 2 summarizes some of these broad groups of factors and is
intended to serve as a reminder that basic, but important, questions should be asked at the beginning of the
design phase of the study, including those following.
a) What is the purpose of this research?
b) Who should be sampled?
c) How many samples should be collected?
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ISO/TR 14294:2011(E)
d) When and how should sampling be performed?
e) What is the cost?
Sampling purpose Sampling methods
Analytical
Research on health effects of
methods
Complexity
skin exposure
Efficiency
Accuracy
Exposure prevention
Surface area
Complexity
Education or training
to sample
Turn-around
Other (compliance, litigation)
Analyte stability
time
Skin exposure
assessment
strategy
Health effects Exposure Cost
characteristics
Sampling and
Systemic
analysis
Frequency, intensity,
Local
duration Accuracy versus
sample size
Probability
Surface area exposed
Other co-exposures
Exposure type
vapour and aerosol
Figure 2 — Multiple factors to consider when designing a skin exposure sampling strategy
This decision process is often complex and requires balancing of competing factors, often between accuracy,
access to study population and cost, and is best accomplished in a group effort that involves many disciplines,
including exposure science, industrial hygiene, analytical chemistry, and statistics. Thoughtful considerations
of these multiple issues at the beginning of the study pay great dividends later. The list of issues to consider is
not exhaustive and for the most part self-explanatory. Brief descriptions of most of these issues are offered
throughout this Technical Report. The reader is encouraged to add his/her other important considerations.
4.2 Defining study objectives
In general, four objectives (or purposes) for assessing dermal exposure can be distinguished.
a) Research on adverse health effects of chemical exposures, including risk assessment and
epidemiological investigations.
Investigation of possible associations between skin exposure and adverse health effects, development of
exposure-response relationships for risk assessment, and estimation of disease burden from skin
exposures for prevention purposes or compensation claims requires estimations of skin exposure.
Results for risk assessment purposes should be linked to results of hazard assessment. Hazardous
agents that show local effects are distinguished from hazardous agents that show systemic health effects
after uptake.
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ISO/TR 14294:2011(E)
b) Evaluation of exposure processes and pathways to assist in the development, implementation, and
evaluation of exposure control measures or interventions.
Evaluation of exposure processes and pathways is needed in order to understand the sources and
magnitude of exposure, to assist with the development of an adequate sampling strategy, and for
effective risk management. Such evaluation is also needed for identification of appropriate control
measures and effectiveness after implementation.
c) Education and training.
Skin exposure awareness should become part of the occupational and environmental health (OEH)
curriculum, including worker training, field training for occupational hygienists, and training for OEH
specialists. Intervention research that includes worker participation and workers’ compliance with
intervention protocols increases the likelihood that workers recognize the occurrence of skin exposures
and understand that good personal hygiene practices are effective in reducing such exposures. Examples
might include the evaluation of pesticide exposures using a fluorescence technique and isocyanate (US
[68] [69]
Patent No. 6,656,737 ) or lead (US Patent No. 6,248,593 ) exposures using colorimetric swipes.
d) Compliance, compensation claims or litigation.
Sampling for compliance would be relevant if there were statutory limits for dermal exposure. At the time
of publication, however, no such limits have been set by national authorities or other international bodies.
On the other hand, action limits may be used as references for compliance. Such limits may be at the
level of any parameter of dermal exposure including exposure mass, loading, or surface area. Limits
could also be based on determinants of exposure to include surface contamination levels. Contaminated
surfaces may represent potential sources of exposure in the case of transfer of contamination to areas of
unprotected skin. Disease compensation claims or litigation cases brought to court against business
entities may require documentation of skin exposure, especially when inhalation exposure monitoring
alone cannot explain the disease.
After deciding first to assess dermal exposures and then defining the objectives of the assessment, the
exposure assessor should then choose among the most appropriate sampling methods. Principles and
methods of sampling for the assessment of dermal exposures are described in Clause 5.
5 Principles and methods
5.1 Measurements methods and sampling
Figure 3 is a simple diagram of the dermal exposure process, depicting the process of mass transport towards
the skin contaminant layer compartment (3.14). The exposure mass as part of the skin contaminant layer
results in either a dermal exposure loading (3.5, mass per surface area of the skin contaminant layer) or
dermal exposure concentration (3.4, mass per skin contaminant volume). The concentration gradient-driven
transport from the skin contaminant layer into the skin (i.e. crossing the exposure surface interface between
the skin contaminant layer and stratum corneum as an absorption barrier) is defined as uptake (3.15).
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ISO/TR 14294:2011(E)
Contaminant mass
transport
Process of
exposure
Immission
Deposition
Transfer
Exposure mass
Contact volume
Skin contaminant layer
Exposure surface
Absorption barrier
Stratum corneum barrier
Process of uptake
Figure 3 —The processes of dermal exposure, transport, and uptake
Table 1 presents the three major techniques for assessing dermal exposures and an overview of the more
frequently used sampling methods for estimating dermal exposure. Agents collected by techniques such as
interception and removal can be detected by chemical analysis of extracts from the removal or collection
matrices such as wash liquids and wipe fabrics (see Annexes B to F).
Table 1 — Sampling techniques and methods for estimating dermal exposure
a
Technique Method Estimates
Interception
Media [substrates include patches, gloves, and Exposure
Interception of agent mass transport by the use of
coveralls (Annex B)] mass
collection media placed at the skin surface or
covering work clothing during the sampling period
Hand wash/rinse (Annex C)
Removal
Exposure
Manual wipe (dry or wetted) (Annex D)
Removal of the agent mass from the skin surface,
loading
the skin contaminant layer, at any given time
Tape stripping (Annex E)
In situ
Detection of UV/fluorescence of agent or added
Direct assessment of the agent or a tracer at the skin
Exposure
tracer as
...
RAPPORT ISO/TR
TECHNIQUE 14294
Première édition
2011-11-15
Air des lieux de travail — Mesurage de
l'exposition cutanée — Principes et
méthodes
Workplace atmospheres — Measurement of dermal exposure —
Principles and methods
Numéro de référence
ISO/TR 14294:2011(F)
©
ISO 2011
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ISO/TR 14294:2011(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2011
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de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
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Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
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Publié en Suisse
ii © ISO 2011 – Tous droits réservés
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ISO/TR 14294:2011(F)
Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction . v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 2
4 Évaluation de l'exposition cutanée . 5
4.1 Généralités . 5
4.2 Définition des objectifs de l'étude . 7
5 Principes et méthodes . 8
5.1 Méthodes de mesurage et prélèvement . 8
5.2 Choix des méthodes de prélèvement . 10
5.3 Variations temporelle et spatiale de l'exposition . 11
6 Questions relatives à la qualité . 12
6.1 Généralités . 12
6.2 Efficacité de prélèvement . 12
6.3 Efficacité de récupération . 13
6.4 Bruit de fond et contamination . 13
6.5 Stabilité de l'échantillon . 13
6.6 Méthode d'analyse. 13
7 Rapport d'essai . 13
7.1 Description du mode opératoire de mesurage . 13
7.2 Informations de base . 14
Annexe A (informative) Modèle conceptuel . 15
Annexe B (informative) Méthodes de prélèvement par interception . 17
Annexe C (informative) Méthodes de prélèvement par lavage des mains . 22
Annexe D (informative) Méthodes de prélèvement par frottis . 26
Annexe E (informative) Méthode de prélèvement par arrachement au ruban adhésif . 30
Annexe F (informative) Méthodes in situ . 36
Bibliographie . 44
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ISO/TR 14294:2011(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
Exceptionnellement, lorsqu'un comité technique a réuni des données de nature différente de celles qui sont
normalement publiées comme Normes internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur l'état
de la technique par exemple), il peut décider, à la majorité simple de ses membres, de publier un Rapport
technique. Les Rapports techniques sont de nature purement informative et ne doivent pas nécessairement
être révisés avant que les données fournies ne soient plus jugées valables ou utiles.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO/TR 14294 a été élaboré par le comité technique ISO/TC 146, Qualité de l'air, sous-comité SC 2,
Atmosphères des lieux de travail.
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ISO/TR 14294:2011(F)
Introduction
L'évaluation de l'exposition cutanée explore l'interaction dynamique entre les polluants de l'environnement et
la peau. Les pathologies et troubles cutanés professionnels constituent un pourcentage significatif des
maladies professionnelles; le nombre et la fréquence des effets nocifs pour la santé liés au travail impliquant
[1]
la peau sont beaucoup plus élevés que les effets sur la santé impliquant l'appareil respiratoire . Les
pathologies cutanées d'origine professionnelle touchent pratiquement tous les secteurs industriels et
commerciaux; leur coût dans l'Union européenne est estimé à 600 millions d'euros par an et elles entraînent
[2]
environ 3 millions de journées de travail perdues .
Pour les milliers de produits chimiques présents sur les lieux de travail, la contribution à l'exposition globale
du corps par la voie cutanée doit encore être déterminée. Par le passé, l'évaluation de l'exposition
professionnelle était axée sur l'inhalation d'agents chimiques; toutefois, des preuves toxicologiques montrent
qu'un contact cutané peut servir de voie principale d'exposition pour de nombreuses substances chimiques et
qu'il convient de tenir compte de sa contribution à la dose totale, qui intègre toutes les voies d'exposition.
Lorsque les limites d'exposition professionnelle par inhalation sont abaissées, l'évaluation de la contribution
cutanée à la dose totale devient plus critique.
Au cours de la décennie précédant la publication du présent Rapport technique, les recherches scientifiques
sur l'exposition cutanée ont continué à être publiées. Dans ce domaine, une importante contribution a été le
[3]
développement d'un modèle conceptuel d'exposition cutanée (voir l'Annexe A) . Le modèle décrit de manière
systématique le transport d'une masse de polluant depuis les sources d'exposition jusqu'à la surface de la
peau et fournit une structure pour l'évaluation qualitative et quantitative de l'exposition cutanée.
Le présent Rapport technique a pour objet de fournir un cadre méthodologique, comprenant des
recommandations pour l'application et la cohérence concernant le mesurage de l'exposition cutanée à des
agents présents sur les lieux de travail.
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RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 14294:2011(F)
Air des lieux de travail — Mesurage de l'exposition cutanée —
Principes et méthodes
1 Domaine d'application
Le présent Rapport technique présente des considérations générales relatives à l'évaluation de l'exposition
cutanée sur les lieux de travail. Il fournit des lignes directrices relatives à l'évaluation de l'exposition cutanée
[4][5]
et présente les méthodes communément utilisées pour le mesurage de l'exposition cutanée . Une bonne
compréhension des avantages et des limites de chaque méthode aide à choisir la (les) méthode(s)
appropriée(s) pour répondre à l'objectif de l'évaluation. Le présent Rapport technique n'a toutefois pas pour
objet de fournir des conseils d'expert comme dans le cas de scénarios d'exposition ou d'agents chimiques.
Le présent Rapport technique a pour but d'aider les spécialistes et les chercheurs dans le domaine de
l'hygiène au travail à développer une stratégie d'évaluation de l'exposition cutanée en accord avec l'objectif
recherché. Il est important que le document favorise l'adaptation d'une méthode cohérente pour évaluer
l'exposition cutanée et fournisse un cadre d'évaluation et de validation des performances des méthodes.
Le présent Rapport technique énonce les exigences permettant d'évaluer les méthodes de prélèvement en
vue de la détermination de l'exposition cutanée. Des méthodologies et des spécifications sont proposées pour
les procédures suivantes (toutes les exigences ne sont pas nécessairement applicables à toutes les
méthodes):
a) efficacité de prélèvement;
b) efficacité de récupération;
c) stabilité de l'échantillon;
d) capacité;
e) biais, fidélité, incertitude;
f) informations de base;
g) informations contextuelles.
NOTE 1 Les informations de base décrivent les modes opératoires de mesurage, comprenant l'objectif de l'évaluation, la
stratégie de prélèvement et les méthodes de prélèvement et d'analyse (voir Article 7). Les informations de base
spécifiques à une méthode sont plus détaillées dans les Annexes B à F (par exemple B.4.5 définit le substrat de collecte,
comme le type de tissu, l'épaisseur, les dimensions et les matériaux supports).
NOTE 2 Les informations contextuelles décrivent les sites de prélèvement des échantillons, la situation d'exposition, le(s)
travailleur(s), l'environnement et l'agent d'exposition (voir Article 7).
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ISO/TR 14294:2011(F)
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 3534-1:2006, Statistique — Vocabulaire et symboles — Partie 1: Termes statistiques généraux et termes
utilisés en calcul des probabilités
ISO 3534-2:2006, Statistique — Vocabulaire et symboles — Partie 2: Statistique appliquée
ISO 15767:2009, Air des lieux de travail — Contrôle et caractérisation de l'incertitude de pesée des aérosols
collectés
Guide ISO/CEI 99:2007, Vocabulaire international de métrologie — Concepts fondamentaux et généraux et
termes associés (VIM)
EN 689:1995, Atmosphères des lieux de travail — Conseils pour l'évaluation de l'exposition aux agents
chimiques aux fins de comparaison avec des valeurs limites et stratégie de mesurage
EN 14902:2005, Qualité de l'air ambiant — Méthode normalisée de mesure du plomb, du cadmium, de
l'arsenic et du nickel dans la fraction MP10 de matière particulaire en suspension
3 Termes et définitions
Les définitions des termes suivants se trouvent dans les références indiquées entre parenthèses: biais
[Guide ISO/CEI 99:2007], limite de détection de la méthode [EN 14902:2005, modifiée], fidélité
[ISO 3534-1:2006], valeur vraie [ISO 3534-2:2006], lieu de travail [EN 689:1995].
La Figure 1 illustre les périodes liées à l'exposition cutanée.
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
agent
toute entité chimique ou biologique, seule ou en mélange, telle qu'elle se présente à l'état naturel ou qu'elle
résulte d'une activité professionnelle, qu'elle soit ou non produite intentionnellement et qu'elle soit ou non
commercialisée
[EN 689:1995]
3.2
volume de contact cutané
volume contenant la masse d'agent (3.1) présente sur la surface d'exposition cutanée (3.7)
NOTE Ce terme théorique est équivalent au volume du compartiment de contamination de la peau (3.14);
toutefois, pour des raisons pratiques, il est défini par la masse de toutes les substances présentes dans le compartiment
de contamination de la peau.
3.3
exposition cutanée
processus de contact entre un agent (3.1) et la peau humaine au niveau d'une surface d'exposition
cutanée (3.7) pendant une durée d'exposition (3.8)
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ISO/TR 14294:2011(F)
3.4
concentration d'exposition cutanée
concentration d'agent (3.1) contenue dans le compartiment de contamination de la peau (3.14)
NOTE 1 La concentration d'exposition cutanée est la masse d'exposition cutanée (3.6) divisée par le volume de
contact cutané (3.2) ou la masse d'exposition cutanée divisée par la masse contenue dans le compartiment de
contamination de la peau (3.14).
NOTE 2 La concentration d'exposition cutanée est un concept théorique. En réalité, seule la masse d'exposition
cutanée (3.6) peut être estimée au moyen d'un prélèvement du fait que le volume de contact cutané (3.2) est inconnu.
La concentration d'exposition cutanée peut être exprimée en milligrammes par litre ou en milligrammes par kilogramme.
3.5
charge d'exposition cutanée
masse d'exposition cutanée (3.6) divisée par la surface d'exposition cutanée (3.7)
NOTE Pour des raisons pratiques, la charge d'exposition cutanée peut être exprimée en masse d'agent (3.1) dans
une partie exposée du compartiment de contamination de la peau (3.14) divisée par la surface de cette partie,
exprimée en grammes par centimètre carré.
3.6
masse d'exposition cutanée
masse d'agent (3.1) présente dans le volume de contact cutané (3.2)
NOTE Pour des raisons pratiques, la masse d'exposition cutanée est définie par la quantité d'agent (3.1) présente
dans le compartiment de contamination de la peau (3.14).
3.7
surface d'exposition cutanée
surface de peau dans laquelle un agent (3.1) est présent
NOTE Pour des raisons pratiques, la surface d'exposition cutanée est illustrée par une représentation
bidimensionnelle du compartiment de contamination de la peau (3.14), exprimée en centimètres carrés.
3.8
durée d'exposition
durée pendant laquelle l'agent (3.1) est présent dans le compartiment de contamination de la peau (3.14)
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ISO/TR 14294:2011(F)
ρ
A
t
AB C D E
Légende
charge d'exposition
A
t temps
NOTE La Figure 1 illustre les intervalles de temps pertinents tels que la période de prélèvement (B-C), la période de
charge d'exposition cutanée (3.5) ou d'immission (3.9) (A-D) et la période de post-immission (D-E). Parmi toutes ces
périodes, la «période de prélèvement» est arbitraire. Noter que ces intervalles ne sont donnés qu'à titre d'illustration et
que, par ailleurs, le prélèvement peut intervenir au cours de n'importe quel intervalle.
Figure 1 — Illustration des différentes périodes pertinentes pour une exposition cutanée
3.9
immission
flux de transport
taux de transport
flux de dépôt
taux de dépôt
transport d'un agent (3.1) d'une source définie vers la surface d'exposition cutanée (3.7) ou le
compartiment de contamination (3.10) extérieur(e) d'un vêtement, dont le résultat est une charge
d'exposition cutanée (3.5)
NOTE L'immission est calculée en masse par temps et par surface.
3.10
compartiment de contamination
couches contenant un polluant ou un agent (3.1)
NOTE 1 Le compartiment de contamination est caractérisé par un volume de profondeur inconnue.
NOTE 2 Les compartiments comprennent la source, l'air, la surface, la peau, les compartiments de contamination
intérieure et extérieure d'un vêtement (voir Figure A.1).
3.11
masse d'exposition cutanée potentielle
masse totale présente dans les compartiments de contamination (3.10) extérieure et intérieure d'un
vêtement et masse d'exposition cutanée (3.6)
NOTE 1 Pour des raisons pratiques liées à la méthodologie et à la stratégie de prélèvement, le terme «masse
d'exposition cutanée potentielle» se rapporte à la somme de la masse d'agent ayant la possibilité d'atteindre la peau
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(compartiment de contamination) à partir des compartiments de contamination d'un vêtement et de la masse d'agent
présente dans le volume de contact cutané (3.2). Le modèle conceptuel (Annexe A) fait la distinction entre les
compartiments de contamination extérieure et intérieure d'un vêtement et caractérise le vêtement lui-même comme une
couche tampon.
NOTE 2 Le terme «masse d'exposition cutanée réelle» est couvert par la définition donnée pour la masse
d'exposition cutanée (3.6).
3.12
efficacité de récupération
mesure du degré auquel le laboratoire d'analyse peut récupérer l'agent (3.1) à partir du substrat de collecte
NOTE Pour l'efficacité de récupération des méthodes d'interception et de collecte, voir les Annexes B à E. Voir
l'Annexe F pour une description de l'efficacité de récupération propre aux méthodes in situ.
3.13
efficacité de prélèvement
mesure du degré auquel la méthode de prélèvement permet de collecter l'agent (3.1) sur un substrat de
collecte
NOTE Pour l'efficacité de prélèvement des méthodes de collecte, voir les Annexes C à E. Voir l'Annexe F pour une
description de l'efficacité de prélèvement propre aux méthodes in situ.
3.14
compartiment de contamination de la peau
compartiment SCL
compartiment à la partie supérieure de la couche cornée de la peau humaine formé par les lipides du sébum,
la sueur et l'eau supplémentaire provenant de la perte d'eau transépidermique, contenant également des
produits de la kératinisation et des cornéocytes non détachés
NOTE 1 Voir l'Annexe A.
NOTE 2 Le compartiment SCL est caractérisé par un volume de profondeur inconnue.
3.15
absorption
transport d'un agent (3.1), induit par la concentration, du compartiment de contamination de la peau (3.14)
dans la peau, c'est-à-dire par franchissement de l'interface entre le compartiment de contamination de la peau
(surface d'exposition) et la couche cornée (barrière d'absorption)
NOTE Le profil temps-concentration d'exposition pour une zone identifiée du compartiment de contamination de la
peau sur une période définie est pertinent pour l'absorption.
4 Évaluation de l'exposition cutanée
4.1 Généralités
La partie la plus importante, et souvent la plus difficile, de toute tentative d'évaluation des expositions sur les
lieux de travail est de définir la stratégie s'adaptant le mieux à l'objectif ou aux objectifs principaux des travaux
prévus, d'une manière fondée scientifiquement, pratique et économique. Le premier point à considérer est
l'objectif de l'évaluation. Les objectifs peuvent comprendre, sans toutefois s'y limiter, a) l'identification des
expositions à des dangers chimiques; b) l'évaluation de l'efficacité des contrôles; et c) l'évaluation des
expositions à des fins épidémiologiques.
Il convient qu'une stratégie d'évaluation donnée soit «adaptée à l'usage prévu». L'étude des effets nocifs pour
la santé d'une exposition cutanée nécessite souvent une évaluation rigoureuse, parce que l'exactitude des
estimations d'exposition est l'un des paramètres clés du résultat global de l'étude. D'autres travaux de
recherche, concernant par exemple la prévention de l'exposition et la formation, peuvent être menés sans
nécessiter le même degré de précision. Il convient également que l'effet particulier sur la santé d'une
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exposition cutanée corresponde à l'objectif global de l'étude et aux travaux de prélèvement. Les effets nocifs
pour la santé résultant de l'absorption systémique (3.15) par voie percutanée d'un produit chimique, tel que
certains pesticides, nécessite une stratégie différente de l'étude d'un irritant local ou d'un allergène de contact.
Une stratégie d'évaluation de l'exposition ne peut pas être menée sans une compréhension appropriée de la
nature de l'exposition et de sa variabilité. Les multiples facteurs susceptibles d'influer sur les caractéristiques
d'exposition sont bien décrits dans le cadre conceptuel présenté dans l'Annexe A. Il convient également de
tenir compte d'autres facteurs subtiles, notamment les processus intermittents, les horaires de travail
irréguliers, l'état de santé général, qui pourraient chacun être facilement ignorés.
La question de pratiquer ou non un prélèvement cutané est une préoccupation importante dans le
développement de toute stratégie d'évaluation de l'exposition cutanée. Lorsque le risque d'exposition est
évalué à l'aide du modèle conceptuel (voir Figure A.1), il convient de tenir compte de chacun des
compartiments d'exposition individuels (c'est-à-dire masse d'exposition déposée sur la peau ou les vêtements,
perte de masse par décontamination ou redistribution de la masse vers ou depuis la peau) et de décider de la
meilleure façon d'estimer le risque d'exposition pour un compartiment particulier. Un prélèvement seul peut
suffire pour caractériser entièrement le risque d'exposition ou bien les résultats du prélèvement peuvent être
combinés à des informations qualitatives, des caractéristiques chimiques ou des résultats de modélisation
mathématique pour affiner les estimations de l'exposition. Pour les estimations qualitatives ou semi-
quantitatives de la contamination cutanée, des méthodes structurées utilisant des déterminants identifiés ou
supposés d'exposition (ou de contamination) sont disponibles. Un exemple d'une telle méthode est la
méthode d'évaluation semi-quantitative de l'exposition cutanée [DeRmal Exposure Assessment Method
[6]
(DREAM)] . La méthode DREAM comporte deux éléments: un inventaire et une évaluation. L'inventaire
comprend un questionnaire hiérarchisé comportant six modules: société, service, agent, fonction, tâche et
exposition; les informations sont obtenues par des observations et des entretiens. Ces modules traitent des
informations générales ainsi que des éventuels déterminants de l'exposition, tels qu'identifiés par le modèle
conceptuel et par une analyse documentaire.
Une fois la décision prise de réaliser un prélèvement dans le cadre de l'évaluation de l'exposition cutanée,
plusieurs facteurs importants doivent être pris en compte. Le choix de la technique de prélèvement et de la
méthode d'analyse les plus appropriées est souvent un compromis entre la précision de l'analyse, le degré
d'invasivité du protocole de prélèvement, le coût, l'instrumentation et la disponibilité du laboratoire. La
Figure 2 résume certains de ces grands groupes de facteurs et a pour but de rappeler qu'il convient de se
poser des questions fondamentales, mais importantes, au début de la phase de conception de l'étude,
notamment celles qui suivent.
a) Quel est l'objet de cette recherche?
b) Sur quelles personnes convient-il d'effectuer des prélèvements?
c) Combien d'échantillons convient-il de collecter?
d) Quand et comment convient-il de réaliser le prélèvement?
e) Quel est le coût?
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Objectif du prélèvement Méthodes de
- Recherche des effets sur la santé prélèvement
d’une exposition cutanée - Complexité
Méthodes d’analyse
- Prévention d’une exposition - Efficacité
- Exactitude
- Éducation ou formation - Surface à échantillonner
- Complexité
- Autres (conformité, litige) - Stabilité de l’analyte
- Délai d’exécution
Stratégie
d’évaluation
de
l’exposition
cutanée
Effets sur la santé Caractéristiques de l’exposition Coût
- Systémiques - Prélèvement et analyse
- Localisés - Fréquence, intensité et durée - Exactitude en fonction de la
- Probabilité taille de l’échantillon
- Surface exposée
- Autres co-expositions
- Type d’exposition, vapeurs et
aérosol
Figure 2 — Facteurs multiples à prendre en compte lors de la définition d'une stratégie de
prélèvement relative à l'exposition cutanée
Ce processus décisionnel est souvent complexe et exige de trouver un compromis entre des facteurs
divergents, le plus souvent entre exactitude, accès à la population étudiée et coût. La meilleure façon d'y
parvenir est un effort collectif impliquant de nombreuses disciplines, telles que la science de l'exposition,
l'hygiène industrielle, la chimie analytique et les statistiques. Une étude approfondie de ces multiples
questions au début de l'étude s'avère bénéfique par la suite. La liste des questions à étudier n'est pas
exhaustive et ces questions sont, pour la plupart, explicites. De brèves descriptions de la plupart de ces
questions sont données dans le présent Rapport technique. Le lecteur est invité à ajouter les autres points
qu'il juge importants.
4.2 Définition des objectifs de l'étude
En règle générale, quatre objectifs (ou objets) peuvent être distingués pour l'évaluation de l'exposition
cutanée:
a) Recherche des effets nocifs pour la santé d'expositions à des produits chimiques, incluant une évaluation
des risques et des études épidémiologiques.
L'étude des associations possibles entre une exposition cutanée et des effets nocifs pour la santé, la
détermination des relations exposition-réponse pour une évaluation des risques et l'estimation des coûts,
liés aux maladies provoquées par des expositions cutanées à des fins de prévention ou pour des
demandes d'indemnisation, nécessitent des estimations de l'exposition cutanée. Pour l'évaluation des
risques, il convient que les résultats soient reliés aux résultats de l'évaluation du danger. Les agents
dangereux ayant des effets localisés sont distingués des agents dangereux ayant des effets systémiques
sur la santé après absorption.
b) Évaluation des processus et des voies d'exposition pour faciliter le développement, la mise en œuvre et
l'évaluation des mesures de contrôle de l'exposition ou des interventions.
Une évaluation des processus et des voies d'exposition est nécessaire pour comprendre les sources et
l'amplitude de l'exposition, pour faciliter le développement d'une stratégie de prélèvement adéquate et
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pour une gestion efficace des risques. Une telle évaluation est également nécessaire pour identifier les
mesures de contrôle appropriées et déterminer leur efficacité après mise en œuvre.
c) Éducation et formation.
Il convient qu'une sensibilisation à l'exposition cutanée fasse partie du programme d'enseignement en
matière de santé au travail et d'hygiène du milieu (OEH), incluant une formation des travailleurs, une
formation sur le terrain pour les hygiénistes du travail et une formation des spécialistes en OEH. La
recherche en matière d'intervention qui inclut la participation des travailleurs et le respect par les
travailleurs des protocoles d'intervention augmente la probabilité que les travailleurs identifient les
situations d'expositions cutanées et comprennent que de bonnes pratiques en matière d'hygiène
personnelle sont efficaces pour réduire ces expositions. L'évaluation des expositions aux pesticides par
[68]
une technique de fluorescence et des expositions aux isocyanates (brevet américain n° 6
...
Questions, Comments and Discussion
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