工作场所空气粉尘的检测

工作场所空气中粉尘的检测吴成秋衡安职业卫生服务公司2013年7月24日讲述内容一、粉尘的分类和危害二、总粉尘浓度测定三、呼吸性粉尘浓度测定四、粉尘分散度测定五、粉尘游离二氧化硅含量测定一、粉尘的分类和危害1.生产性粉尘的定义•粉尘是指悬浮于空气中的固体微粒。•生产性粉尘是指在生产过程中形成的，并能够长时间浮游于作业场所空气中的固体微粒。它是污染作业环境、损害劳动者健康的重要的职业病危害因素，可引起包括尘肺在内的多种职业性肺部疾病。一、粉尘的分类和危害2.生产性粉尘的来源----非常广泛•矿山开采、凿岩、爆破、运输、隧道开凿、筑路等；•冶金工业中的原材料准备、矿石粉碎、筛分、配料等；•机械制造工业中原料破碎、配料、清砂等；•耐火材料、玻璃、水泥、陶瓷等工业的原料加工；•皮毛、纺织工业的原料处理；•化学工业中固体原料加工处理，•包装物品等生产过程，•宝石首饰加工均可能产生生产性粉尘。一、粉尘的分类和危害3.生产性粉尘的分类按粉尘的性质、来源，生产性粉尘可分为（1）无机粉尘矿物性粉尘：石英、石棉、滑石、煤等金属性粉尘：铅、锰、铁、锌等及其化合物；人工无机粉尘如水泥、玻璃纤维等。（2）有机粉尘动物性粉尘：如皮毛、丝、骨粉尘；植物性粉尘：棉、麻、谷物、亚麻等；人工有机粉尘：有机染料、合成树脂、人造有机纤维粉尘等。（3）混合性粉尘：在生产环境中，以单纯一种存在的较少见，大多数情况下以两种以上粉尘混合存在，称为混合粉尘。一、粉尘的分类和危害4.粉尘颗粒物的分类粉尘颗粒大小不同，对人的危害不同，按照颗粒大小可以将粉尘颗粒物分为五类：（1）降尘：一般指粒径大于30μm的可自然沉降的大气固体颗粒物。其在空气环境条件下，靠重力能够自然沉降。（2）总悬浮颗粒物：指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物，即TSP；总悬浮颗粒物在大气中悬浮时间长，沉降速度慢，难与彻底自净。一、粉尘的分类和危害（3）可吸入颗粒物（IP）：为“空气中≤10μm的颗粒物”。鼻毛、分泌物和黏膜可以将大多数大于10μm的粉尘过滤掉，只有小于10μm的颗粒物才随气流进入气管和肺部（4）胸部颗粒物（TP）：是指IP中能穿透咽喉的那部分颗粒物。TP的上切割粒径为30μm，即没有一个粒径大于30μm的颗粒物能穿过咽喉部。TP的50％切割粒径D50=10μm，即100个粒径10μm的颗粒物，能够有50个颗粒物能穿透咽喉部，具有上述特性的可吸入颗粒物采样器称为PM10采样器，因此TP又可用PM10表示。一、粉尘的分类和危害（5）呼吸性颗粒物（RP）：是指IP中能透过非纤毛气道（指肺泡部分）的那部分颗粒物。对健康人群RP上切割粒径为12μrn，D50=4μm；对于高危人群（儿童、年老体弱和有心部疾病的人）RP上切割粒径7μm，D50＝2.5μm。根据上述特性设计的呼吸性颗粒物采样器，分别称为PM4采样器和PM2.5采样器。因此，对健康成年人的RP称为PM4，高危人群的RP称为PM2.5。总粉尘：可进入整个呼吸道（鼻、咽、喉、气管、支气管、呼吸性细支气管、肺泡）的粉尘。呼吸性粉尘：按呼尘标准测定方法所采集的可进入肺泡（无纤毛呼吸性细支气管、肺泡管、肺泡囊）的粉尘粒子，其空气动力学直径均在7.07μm以下，且5μm粉尘粒子的采样效率为50%。对分别制定了总粉尘和呼吸性粉尘PC-TWA的粉尘，应同时测定总粉尘和呼吸性粉尘的时间加权平均浓度。一、粉尘的分类和危害一、粉尘的分类和危害5.生产性粉尘引起的职业病生产性粉法的种类繁多，理化性状不同，对人体所造成的危害也是多种多样的。主要危害可概括为如下几种：（1）全身中毒性：如铅、锰、砷化合物等粉尘；（2）局部刺激性：如生石灰、漂白粉、水泥、烟草等粉尘；（3）变态反应性：如大麻、黄麻、面粉、羽毛、锌烟等粉尘；（4）光反应性：如沥青粉尘引起光感皮炎；（5）感染性：如破烂布屑、兽毛、谷粒等粉尘有时附有病原菌；一、粉尘的分类和危害5.生产性粉尘引起的职业病（6）致癌性：如铬、镍、砷、石棉及某些光感应性和放射性物质的粉尘（7）尘肺：如矽尘、煤尘、硅酸盐尘等。生产性粉尘引起的职业病中以尘肺为最严重。据不完全统计尘肺病例约占职业病患病总人数的三分之二。•尘肺：是生产过程中长期吸入生产性粉尘引起的，以肺组织纤维化病变为主的疾病。我国按病因将尘肺分为矽肺、煤工尘肺、石墨尘肺、碳黑尘肺、石棉肺、滑石尘肺、水泥尘肺、云母尘肺、陶工尘肺、铝尘肺、电焊工尘肺、铸工尘肺和其它尘肺等13种。一、粉尘的分类和危害粉尘对人体的危害程度与其理化性质有关，与其生物学作用及防尘措施等也有密切关系。在卫生学上，有意义的粉尘理化性质包括粉尘的化学成分、分散度、溶解度、密度、形状、硬度、荷电性和爆炸性等。•粉尘的化学成分、浓度和接触时间是直接决定粉尘对人体危害性质和严重程度的重要因素。•粉尘化学性质不同，粉尘对人体可有致纤维化、中毒、致敏等作用，如游离二氧化硅粉尘的致纤维化作用；•同一种粉尘，它的浓度越高；接触的时间越长，对人体危害越重。•粉尘的分散度越高，对人体的危害越大空气动力学直径：某颗粒物（任何形状和密度）与相对密度为1的球体在静止或层流空气中若沉降速率相等，则球体的直径视作该颗粒物的空气动力学直径。分散度：粉尘的粒度分布百分率。分散度高，小粒径比重大。游离二氧化硅：粉尘中的硅酸盐及金属氧化物能溶于焦磷酸，那些不溶于245℃~250℃焦磷酸的二氧化硅（高纯度时为石英），称为游离二氧化硅。一、粉尘的分类和危害职业接触限值（OELs）：职业性有害因素的接触限制量值：指劳动者在职业活动过程中长期反复接触，对绝大多数接触者的健康不引起有害作用的容许接触水平。化学有害因素的职业接触限值包括时间加权平均容许浓度、短时间接触容许浓度和最高容许浓度三类。一、粉尘的分类和危害时间加权平均容许浓度（PC-TWA）：以时间为权数规定的8h工作日、40h工作周的平均容许接触浓度。短时间接触容许浓度（PC-STEL）：在遵守PC-TWA前提下容许短时间（15min）接触的浓度。最高容许浓度（MAC）：在一个工作日内，任何时间、任何工作地点有毒化学物质均不应超过的浓度。超限倍数（漂移限值EL）：对未制定PC-STEL的化学有害因素，在符合8h时间加权平均容许浓度的情况下，任何一次短时间（15min）接触的浓度均不应超过的PC-TWA的倍数值。粉尘未制定PC-STEL，采用超限倍数控制其短时间接触水平的过高波动。在符合PC-TWA的前提下，粉尘的超限倍数是PC-TWA的2倍。一、粉尘的分类和危害二、工作场所空气中总粉尘浓度测定1.原理：空气中的总粉尘用已知质量的滤膜采集，由滤膜的增量和采气量计算出空气中总粉尘的浓度。2.仪器滤膜：过氯乙烯滤膜、醋酸纤维酯滤膜•要求具有阻尘效率高、阻力小、质量轻、荷电性和憎水性强•空气中粉尘浓度≤50mg/m3时，用直径37mm或40mm的滤膜；粉尘浓度＞50mg/m3时，用直径75mm的滤膜。天平：感量0.1mg或0.01mg二、工作场所空气中总粉尘浓度测定3.滤膜的准备：称量前干燥器2h以上、滤膜经除静电器除去静电、安装时滤膜毛面朝进气方向4.采样：现场采样按照GBZ-159执行，并参照本部分附录A。气密性检查：①将滤膜夹上装有塑料薄膜的采样头放于盛水的烧杯中，向采样头内送气加压，当压差达到1000Pa时，水中应无气泡产生（不适用）；②或用手掌完全堵住采样头的进气口，转子应迅速下降到流量计底部；自动控制流量的采样器，则进入停止运转状态二、工作场所空气中总粉尘浓度测定采样方法（1）定点采样（短时间采样或长时间采样）•短时间采样：在采样点，将装好滤膜的粉尘采样夹，在呼吸带高度以15L/min～40L/min流量采集15min空气样品。•长时间采样：在采样点，将装好滤膜的粉尘采样夹，在呼吸带高度以1L/min～5L/min流量采集1~8h空气样品（由采样现场的粉尘浓度和采样器的性能等确定）（2）个体采样：连续480min采样，若粉尘浓度过高，应缩短采样时间，或更换滤膜后继续采样。二、工作场所空气中总粉尘浓度测定天平感量个体采样流量L/min粉尘测定范围mg/m3备注（∆m/V)(mg/m3)0.1mg3.50.6～3.01÷1.68=0.595÷1.68=2.9821.0～5.21÷0.96=1.045÷0.96=5.20.01mg3.50.06～3.00.1÷1.68=0.065÷1.68=2.9820.1～5.20.1÷0.96=0.105÷0.96=5.2个体采样法测定粉尘8hTWA浓度的适用范围(480min)二、工作场所空气中总粉尘浓度测定5.滤膜上总粉尘的增量（∆m）要求分析天平感量滤膜直径mm∆m的要求mg0.1mg≤371≤∆m≤5401≤∆m≤1075∆m≥1，最大增量不限0.01mg≤370.1≤∆m≤5400.1≤∆m≤1075∆m≥0.1，最大增量不限二、工作场所空气中总粉尘浓度测定6.样品的运输和保存：•滤膜的接尘面朝里对折两次，衬纸包紧，置于清洁容器内运输和保存。•运输和保存过程中应防止粉尘脱落或污染7.样品的称量：•称量前，干燥器内2h以上，•除静电，天平上准确称量，记录滤膜和粉尘的质量二、工作场所空气中总粉尘浓度测定8.结果计算m2－m1C=————×1000V0式中：C－空气中总粉尘的浓度（mg/m3）m2－采样后的滤膜质量数值，单位为毫克（mg）m1－采样前的滤膜质量数值，单位为毫克（mg）V0－粉尘的标准采样体积，单位为升（L）二、工作场所空气中总粉尘浓度测定标准采样体积：指在气温为20℃，大气压为101.3kPa（760mmHg）下，采集空气样品的体积（L）。公式为：293PV0=Vt×——————×—————273+t101.3V0—标准采样体积（L）Vt—在温度为t℃，大气压为P时的采样体积（L）【Vt=Q×t，式中Q－采样流量数值，单位为升每分钟（L／min）t－采样时间数值，单位为分钟（min）】t—采样点的气温，℃；P—采样点的大气压，kPa。二、工作场所空气中总粉尘浓度测定9.注意事项检出限：本法的最低检出浓度为0.2mg／m3（以0.01mg天平，采集500L空气样品计），最低检出浓度0.1mg÷500×1000=0.2mg／m3高温工作地点采样选用超细玻璃纤维滤纸采样前后，滤膜称量要使用同一台分析天平测尘滤膜在每次称量前除去静电采样头中装上采样夹后要检查气密性粉尘浓度过高，应缩短采样时间，或更换滤膜后继续采样工作场所空气中粉尘测定采样点的选择多台产尘设备在一个厂房时设备台数采样点数≤3台1个4台～10台2个≥10台至少3个同类设备处理不同物料时，按物料种类分别设采样点10.附录B工作场所空气中粉尘测定采样点的选择10.附录B移动式产尘设备移动距离在20m以下者设1个，20m以上者在装、卸处各设1个采样点。在集中控制室内，至少设1个采样点，操作岗位也不得少于1个采样点。皮带长度在10m以下者设1个采样点；10m以上者在皮带头、尾部各设1个采样点；50m以上者在皮带头、中、尾部各设1个采样点；200m以上者在皮带头、中、尾部各设1个采样点，距皮带头、尾部50m处各增设1个采样点。采样位置选择在接近操作岗位的呼吸带高度。1.原理：空气中粉尘通过采样器上的预分离器，分离出的呼吸性粉尘颗粒采集在已知质量的滤膜上，由采样后的滤膜增量和采气量，计算出空气中呼吸性粉尘的浓度。2.仪器滤膜：过氯乙烯滤膜、醋酸纤维酯滤膜预分离器：采集的粉尘的空气动力学直径应在7.07μm以下，且直径为5μm的粉尘粒子的采集率应为50%。分析天平：感量0.01mg三、工作场所空气中呼吸性粉尘浓度测定3.滤膜的准备：同总粉尘测定4.预分离器的准备：按照所使用的预分离器的要求，做好准备和安装。采用总尘和非呼吸性粉尘分别采样时硅油片不称重，硅油从片的中心顺时针均匀涂抹，留出固定片的边距；若采集非呼吸性粉尘时，涂布好的硅油片除称重外，还须放置2h以上。5.采样：现场采样按GBZ159执行，参照GBZ/T192