對(duì)個(gè)體呼吸性粉塵監(jiān)測(cè)技術(shù)的認(rèn)識(shí)與探討

2006/1/24 18:51:41

      對(duì)個(gè)體呼吸性粉塵監(jiān)測(cè)技術(shù)的認(rèn)識(shí)與探討

    目前我國(guó)各類礦山企業(yè)已達(dá)26萬多家，從業(yè)人數(shù)達(dá)2000萬人，到1995年止，全國(guó)礦產(chǎn)開采總量已達(dá)54億噸之巨，為建國(guó)初期的90多倍。黨和國(guó)家一直十分重視礦山的安全衛(wèi)生工作，制定和頒布了一系列的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，但也應(yīng)看到，我國(guó)礦山在安全和職業(yè)危害防治方面較發(fā)達(dá)國(guó)家還有不小的差距。其中，粉塵危害已成為困擾并阻礙我國(guó)礦業(yè)發(fā)展的一個(gè)最主要的工業(yè)衛(wèi)生問題。全國(guó)近50萬塵肺病患者，有三分之二分布在礦山。近年來，礦山新發(fā)生的塵肺病人數(shù)呈持續(xù)上升趨勢(shì)，對(duì)廣大礦工健康造成巨大威脅，每年給企業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失已居整個(gè)礦山安全衛(wèi)生危害之首。

    進(jìn)入九十年代以來，開展了一項(xiàng)測(cè)塵技術(shù)改革。在這項(xiàng)技術(shù)改革中，化學(xué)礦山行業(yè)一直率先參與了其試點(diǎn)和擴(kuò)大試點(diǎn)、呼塵危害程度分級(jí)試點(diǎn)以及呼塵監(jiān)測(cè)和危害程度分級(jí)的推廣工作。通過化學(xué)礦山多年的努力和實(shí)踐，使全系統(tǒng)已初步形成了監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)監(jiān)測(cè)，采樣全過程有了一個(gè)較為科學(xué)、合理的工作流程和模式。筆者為一名從事化學(xué)礦山工業(yè)衛(wèi)生管理人員，自始至終參與了這項(xiàng)測(cè)塵技術(shù)改革工作，現(xiàn)將我在這項(xiàng)工作中的心得和疑問，提請(qǐng)各位同行研究和討論。

    1對(duì)呼塵監(jiān)測(cè)和危害程度分級(jí)工作的認(rèn)識(shí)

    塵肺病致病主要原因是人體吸入了能進(jìn)入肺部的游離二氧化硅微粒。把凡能進(jìn)入人體肺部的粉塵微粒，即粒徑小于5μm的塵粒，稱之為呼吸性粉塵；把不能進(jìn)入人體肺部的其它塵粒，稱為非呼吸性粉塵。60年代后期發(fā)達(dá)國(guó)家研制了把呼塵和非呼塵分開的兩級(jí)粉塵采樣器，從而發(fā)展成為控制呼塵濃度的粉塵防治技術(shù)，并相應(yīng)地制定了呼塵濃度標(biāo)準(zhǔn)和呼塵監(jiān)測(cè)方法。

    我國(guó)現(xiàn)行的粉塵監(jiān)測(cè)方法和粉塵濃度標(biāo)準(zhǔn)，沒有把所采集的粉塵進(jìn)行分級(jí)，故可稱之為“常規(guī)全塵監(jiān)測(cè)”及“常規(guī)全塵濃度”，其特點(diǎn)是利用空氣過濾粉塵濾膜計(jì)重法采集全粉塵樣品，以它代表作業(yè)空間環(huán)境的全粉塵濃度。其采樣空氣流量，現(xiàn)場(chǎng)一般是20~25L/min，采樣時(shí)間要求大于10min。這種全塵監(jiān)測(cè)體系是由礦山自己建站，自己監(jiān)測(cè)，受行業(yè)主管部門領(lǐng)導(dǎo)檢查，受同級(jí)或上級(jí)衛(wèi)生行政部門指導(dǎo)監(jiān)督。

     個(gè)體呼塵監(jiān)測(cè)則與常規(guī)全塵監(jiān)測(cè)有著本質(zhì)的不同，首先，它是進(jìn)行個(gè)體監(jiān)測(cè)采樣，即：由作業(yè)場(chǎng)所的工人在上班進(jìn)入產(chǎn)塵作業(yè)場(chǎng)所前佩戴好采樣器，開機(jī)采樣，采樣時(shí)間為一個(gè)工班，因此所采得的樣品，是代表作業(yè)場(chǎng)所作業(yè)工人接觸呼塵的水平，這種隨工人勞動(dòng)而進(jìn)行的跟蹤監(jiān)測(cè)，連續(xù)采樣必然能比較客觀地反映作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)粉塵的實(shí)際情況和礦工的實(shí)際接塵水平。技術(shù)原理是用空氣過濾阻塵濾膜計(jì)重法分級(jí)采集呼塵和非呼塵；監(jiān)測(cè)體系是采用“礦山采樣，集中分析”，即礦山采集的有效樣品，必須由經(jīng)過計(jì)量認(rèn)證，并得到有關(guān)上級(jí)單位資格認(rèn)可和授權(quán)的粉塵監(jiān)測(cè)單位進(jìn)行呼塵濃度和游離二氧化硅等項(xiàng)目的測(cè)定。改變了自己監(jiān)測(cè)的方式，這必然使其真實(shí)性更高、更準(zhǔn)確。另外，礦山個(gè)體呼塵監(jiān)測(cè)是由專職人員負(fù)責(zé)技術(shù)，管理人員負(fù)責(zé)組織，生產(chǎn)工人具體實(shí)施。這樣監(jiān)測(cè)的每一個(gè)環(huán)節(jié)能夠有機(jī)配合，使其更科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。

    個(gè)體呼塵監(jiān)測(cè)與常規(guī)全塵監(jiān)測(cè)有著本質(zhì)的不同，根據(jù)化學(xué)礦山的具體實(shí)踐，我們認(rèn)為；呼塵監(jiān)測(cè)是監(jiān)測(cè)致病粉塵，因此，它比全塵監(jiān)測(cè)更科學(xué)更可靠，更有利于對(duì)工人接塵量測(cè)算，從而對(duì)作業(yè)工人進(jìn)行有效的健康監(jiān)護(hù)。

     在實(shí)施個(gè)體呼塵監(jiān)測(cè)之后，為加強(qiáng)呼塵危害的控制及針對(duì)呼塵危害程度有重點(diǎn)地進(jìn)行粉塵危害防治，勞動(dòng)部又開展了礦山粉塵危害程度分級(jí)管理試點(diǎn)。這一試點(diǎn)是在建立新的礦山呼吸粉塵控制控制管理新標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，對(duì)不同礦山按其危害程度實(shí)行分級(jí)管理和分級(jí)監(jiān)督檢查，集中力量、重點(diǎn)治理那些接塵人數(shù)多，粉塵濃度高、塵肺發(fā)病嚴(yán)重的作業(yè)場(chǎng)所，利用技術(shù)和管理等手段預(yù)防塵肺病的發(fā)生，從而使礦山的粉塵危害控制管理工作逐步走向科學(xué)化、系統(tǒng)化的軌道。

    2對(duì)呼塵監(jiān)測(cè)工作中一些技術(shù)問題的探討

    2.1個(gè)體呼塵采樣器的有關(guān)技術(shù)要求一個(gè)體呼塵采樣器必須具備以下基本特性：

    2.1.1 能夠根據(jù)我們規(guī)定的呼吸性粉塵標(biāo)準(zhǔn)曲線，分離出呼吸性粉塵并將其單獨(dú)采集。我們將這部分粉塵的收集效率與粉塵的粒子大小制定了一種對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線，即“呼吸性粉塵標(biāo)準(zhǔn)曲線”。我國(guó)暫采用英國(guó)醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)（BMIC）所制定的標(biāo)準(zhǔn)曲線，簡(jiǎn)稱“B”曲線。為了使采樣器達(dá)到合乎要求的分離性能，采樣器必須具有合理的吸塵分離裝置并按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)曲線分離出呼塵。

    2.1.2有足夠可靠的采樣流量及容塵量，并能避免呼塵與非呼塵的交混，在收集濾膜上粉塵逐漸增加所引起抽氣阻力增加時(shí)，其流量亦不發(fā)生明顯變化。

    2.1.3充電簡(jiǎn)便可靠，能保證儀器穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行一個(gè)工班以上。儀器的尺寸要小，重量要輕，以便于作業(yè)工人佩戴。在惡劣的工作環(huán)境下，能防潮、防震、防腐蝕及防爆，堅(jiān)固耐用。儀器的維修要簡(jiǎn)便，各主要部件能夠換修。

    當(dāng)前，國(guó)產(chǎn)個(gè)體采樣器的性能和質(zhì)量已較過去有了明顯提高，但是仍存在不少問題，其中包括分離效率和容塵量、穩(wěn)定的采樣流量、充電電池的性能和采樣器維修等等。如果這些問題得不到較滿意的解決，必然影響準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)作業(yè)環(huán)境中總的浮塵狀態(tài)和個(gè)體采樣方法的推廣使用。

    2.2粉塵中游離二氧化硅的測(cè)定方法問題

     過去我國(guó)在常規(guī)全塵監(jiān)測(cè)中對(duì)粉塵中游離二氧化硅含量的測(cè)定是采用焦磷酸重量法。1991年，勞動(dòng)部在開展呼塵監(jiān)測(cè)試點(diǎn)中選用了兩種物理方法來測(cè)定呼吸性粉塵中游離二氧化硅的含量，即X線衍射法和紅外分光法。經(jīng)過幾年的試點(diǎn)工作，我們認(rèn)為，對(duì)于呼塵質(zhì)量濃度檢測(cè)，一般比較容易達(dá)到要求，而對(duì)呼塵中游離二氧化硅會(huì)計(jì)師的分析，由于新的物理方法在國(guó)內(nèi)開展的時(shí)間較短，各實(shí)驗(yàn)室使用的規(guī)程又有一些差異，在我國(guó)還沒有制定統(tǒng)一的分析質(zhì)量控制考核標(biāo)準(zhǔn)，因此還存在許多問題。

    焦磷酸重量法的精確度（相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差）是±6%，靈敏度為10μg，它不適用于對(duì)呼塵和存在某些穩(wěn)定的二氧化硅氧化物的分析，也不能用于三種游離二氧化硅多晶形物和石英玻璃分析測(cè)定。

    X線衍射法，其精確度為±10%，靈敏度為5μg，云母，長(zhǎng)石等若干礦物對(duì)這種方法有干擾，其衍射峰取決于受測(cè)微粒的粒度，因此，分析前必須預(yù)先除去有干擾的礦物。

    紅外分光光度法，其精確度和靈敏度相同于X線衍射法，這種方法也受若干礦物如云母、長(zhǎng)石（不包括閃石）的干擾，吸收頻率的強(qiáng)度亦取決于微粒的粒度，因此，也必須預(yù)先除去有干擾的礦物。

     以上這三種方法，都是世界衛(wèi)生組織（WHO）所推薦的方法。其中X線衍射法和紅外分光光度法的靈敏度和精確度差不多，都易受干擾，X線衍射法價(jià)格昂貴，一般實(shí)驗(yàn)室不可能也不必要裝備這種儀器。但在非煤礦山中卻規(guī)定使用 X線衍射法來分析呼塵，這種規(guī)定不利于呼塵監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的形成及發(fā)揮地區(qū)監(jiān)測(cè)站的作用；二是勢(shì)必造成樣品長(zhǎng)途郵寄，給監(jiān)測(cè)工作帶來困難；三是非煤礦礦山就是指除煤礦以外的所有礦山，包含礦物及礦物周圍的圍巖，在開采過程中所產(chǎn)生的粉塵組份千差萬別，規(guī)定只能使用一種方法來檢測(cè)未免偏頗。另外，X線衍射分析的準(zhǔn)確性主要依賴于克服質(zhì)量吸收的影響，目前已有許多質(zhì)量校正的方法，如在樣品和標(biāo)樣中同時(shí)加入氧化鈣內(nèi)標(biāo)劑，有的以各種金屬襯底標(biāo)準(zhǔn)等種種校正方法，使用這些方法都能使樣品中基質(zhì)物對(duì)X線的衰減得到校正。但是若不進(jìn)行質(zhì)量吸收校正，其定量的范圍很窄，特別是在粉塵樣品中含有較多重金屬元素時(shí)（如多金屬硫鐵礦的樣品），對(duì)定量分析將產(chǎn)生很大影響。因此，使用X線衍射法分析二氧化硅必須進(jìn)行質(zhì)量校正。

    石英標(biāo)準(zhǔn)樣是影響X線衍射法分析游離二氧化硅的另一關(guān)鍵。有的資料說明。在同一種濾膜上，用相同量的兩種石英標(biāo)準(zhǔn)樣來測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)樣品，其所得的結(jié)果誤差竟可達(dá)300%以上，這是由于石英標(biāo)準(zhǔn)粒度分布不同，所產(chǎn)生的X線衍射也必然有顯著的差異。理想的石英標(biāo)準(zhǔn)是其粒度分布基本合乎呼塵粒度分布，并具有良好的結(jié)晶性能。因此，有關(guān)單位必須對(duì)這一問題予以重視，使各試驗(yàn)室應(yīng)該使用統(tǒng)一的石英標(biāo)準(zhǔn)，以減少因此而造成的分析結(jié)果的差異。

    2.3關(guān)于濾膜問題呼塵是沉積在濾膜上面的，在采用X線衍射法進(jìn)行粉塵分析時(shí)，無論是進(jìn)行系列標(biāo)樣衍射峰積分強(qiáng)度測(cè)定，或是對(duì)試樣中游離二氧化硅的定量測(cè)定，樣品濾膜對(duì)分析的準(zhǔn)確性都有重大影響。目前，國(guó)內(nèi)外所使用的濾膜品種很多，按制造濾膜的材質(zhì)區(qū)分，有銀濾膜、各類聚氯乙烯或聚脂類濾膜、下班纖維濾膜。其中從分析粉塵中游離二氧化硅的角度看，銀濾膜最理想。這是因?yàn)殂y濾膜具備兩種特性，一是作為粉塵樣品的載體；二是由于銀濾膜的背景很低，基線平滑，從而成為分析粉塵中游離二氧化硅（石英）的最理想材料。但是，這種濾膜價(jià)格昂貴，且目前在國(guó)內(nèi)還不易買到，因此，在實(shí)際工作中未能采用。目前，常用的是有機(jī)纖維濾膜，這類濾膜的缺點(diǎn)是普遍存在背景較高、基線噪聲較大等不足，這就必然會(huì)影響分析的準(zhǔn)確性。

    對(duì)于濾膜的認(rèn)識(shí)，有的資料中提到：對(duì)于礦山呼塵試樣而言，其樣品重量往往很小，因而“其分布在濾膜上可以近似地看作粉塵顆粒既微細(xì)又互不疊加或塵層極薄”。其實(shí)這種觀點(diǎn)是值得商榷的，原因是除因?yàn)V膜的材質(zhì)直接影響背景的高低和基線和基線的平滑而造成分析誤差較大外，濾膜的表面物理特性也會(huì)對(duì)衍射分析產(chǎn)生重大影響。國(guó)內(nèi)一些研究單位的試驗(yàn)表明，用同一種標(biāo)準(zhǔn)石英沉積在不同種類濾膜上，所測(cè)得的單位質(zhì)量石英的X線衍射強(qiáng)度值可相差兩倍以上。這是由于，有的濾膜其表面比較粗糙，這種粗糙的表面往往有很多、很大的孔穴（有的孔穴直徑可達(dá)100μm），這樣就會(huì)使得游離二氧化硅粒子有可能深陷到這種大孔穴中，造成二氧化硅在濾膜上的分布不一致，重疊嚴(yán)重（而不是想象中的粉塵顆粒既細(xì)微又互不疊加�。�，由于二氧化硅粒子隱入濾膜表面的孔穴之中，濾膜必然會(huì)對(duì)石英粒子產(chǎn)生屏蔽作用。目前，我國(guó)使用的聚氯乙烯濾膜表面非常粗糙，這種濾膜的優(yōu)點(diǎn)是載塵量大，粗粉塵在濾膜上容易附著，適于采樣。由于粗糙表面的濾膜在進(jìn)行X線衍射時(shí)存在上述問題，因此在分析前，需要把粉塵重新沉積在表面較為光滑的微孔濾膜上，以盡量使分析結(jié)果準(zhǔn)確。

    3結(jié)語

    個(gè)體呼吸性粉塵監(jiān)測(cè)及危害程度分級(jí)，是一項(xiàng)正在我國(guó)推行的測(cè)塵改革，通過幾年來在化學(xué)礦山的各類試點(diǎn)和推廣，證明它比全塵監(jiān)測(cè)更科學(xué)、可靠，能對(duì)接塵作業(yè)工人進(jìn)行有效的健康監(jiān)護(hù)。但是，在試點(diǎn)和推廣工作中，也發(fā)現(xiàn)有許多關(guān)鍵技術(shù)總是需要突破，其中最主要的有國(guó)產(chǎn)個(gè)體呼塵采樣器的性能問題；游離二氧化硅的測(cè)定方法問題；濾膜的材質(zhì)及性能問題等等。對(duì)于這些問題至今還沒有一個(gè)肯定的統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，只有迅速地解決這些問題，才能使新的個(gè)體呼塵監(jiān)測(cè)取代常規(guī)全塵監(jiān)測(cè)，才能利用對(duì)呼塵監(jiān)測(cè)確定各個(gè)礦山以及礦山內(nèi)部各各車間、工作面的危害程度，從而達(dá)到對(duì)不同危害程度的地段、不同程度的接蘭人員進(jìn)行有針對(duì)性的管理和監(jiān)督，達(dá)到分級(jí)管理、重點(diǎn)治理，利用技術(shù)和管理手段減少和預(yù)防塵肺病的發(fā)生，確保勞動(dòng)者的健康。

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