工作場所采樣技術(shù)1

1、2012013 3年職業(yè)衛(wèi)生技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)專業(yè)技術(shù)人員培訓(xùn)年職業(yè)衛(wèi)生技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)專業(yè)技術(shù)人員培訓(xùn)目錄目錄一、空氣樣品采集的重要性二、工作場所空氣樣品的特征三、有害物質(zhì)在空氣中的存在狀態(tài)四、空氣樣品的采集方法五、空氣樣品采集技術(shù)的重點(diǎn)內(nèi)容一、空氣樣品采集的重要性一、空氣樣品采集的重要性 工作場所空氣中化學(xué)物質(zhì)檢測包括空氣樣品的采集和實(shí)驗(yàn)室檢測兩部分，其中空氣樣品的采集既是首要的也是十分重要的，它決定了檢測結(jié)果的真實(shí)性、準(zhǔn)確性和可靠性。 檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性： 測定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠； 所采樣品的代表性和真實(shí)性。 代表性代表性 一是要滿足衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。按照衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求，必須選擇在有害物質(zhì)

2、濃度最高的工作地點(diǎn)及有害物質(zhì)濃度最高的工作時(shí)段進(jìn)行采樣檢測，測得的有害物質(zhì)濃度用于職業(yè)衛(wèi)生狀況的評價(jià)，這樣才符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求；二是要滿足檢測的目的。 真實(shí)性真實(shí)性 即采樣檢測結(jié)果反映的是工作場所空氣中待測物的“真實(shí)濃度”。“真實(shí)濃度”是指在正常工作和生產(chǎn)條件下，在正常的氣象條件和生產(chǎn)環(huán)境下，存在于工作場所空氣中待測物的濃度，是勞動(dòng)者在正常工作和生產(chǎn)狀況下經(jīng)常接觸的濃度，而不是在特殊情況下的待測物濃度。 二、工作場所空氣樣品的特征二、工作場所空氣樣品的特征 1 1. .有害物質(zhì)種類多有害物質(zhì)種類多 據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)有化學(xué)物質(zhì)約1000萬種。我國職業(yè)衛(wèi)生限值標(biāo)準(zhǔn)中的化學(xué)物質(zhì)有339種，粉塵47種。 在

3、職業(yè)活動(dòng)中使用或產(chǎn)生的原料、輔料、中間產(chǎn)物、成品和副產(chǎn)品等，不論是固體、液體和氣體，都可能逸散到空氣中來。 2 2. .空氣中有害物質(zhì)濃度變化大空氣中有害物質(zhì)濃度變化大 我國制定的工作場所有害因素職業(yè)接觸限值標(biāo)準(zhǔn)中，70%以上的物質(zhì)的接觸限值10 mg/m3，最低為0.0005 mg/m3，最高可達(dá)18 000 mg/m3。 3 3. .影響空氣中有害物質(zhì)狀況的因素多影響空氣中有害物質(zhì)狀況的因素多 氣象因素對空氣樣品的影響比較顯著。氣溫、氣壓和濕度等氣象因素不僅影響空氣樣品的體積，而且影響有害物質(zhì)在空氣中的存在狀態(tài)和擴(kuò)散速度。此外風(fēng)向、風(fēng)速等氣象因素，工作現(xiàn)場的環(huán)境條件、生產(chǎn)狀況和人員行為等因

4、素也均可以對作業(yè)場所空氣中有害因素的濃度或強(qiáng)度產(chǎn)生影響。 標(biāo)準(zhǔn)采樣體積標(biāo)準(zhǔn)采樣體積：氣溫氣溫2020，大氣壓，大氣壓101.3 kPa101.3 kPa 當(dāng)空氣溫度低于5和高于35、大氣壓低于98.8 kPa和高于103.4 kPa，在計(jì)算空氣中有毒物質(zhì)濃度之前，必先將采集的空氣體積換算為“標(biāo)準(zhǔn)采樣體積”。式中 V0標(biāo)準(zhǔn)采樣體積，L； Vt溫度為t、大氣壓為p時(shí)的采樣體積，L； t采樣點(diǎn)的氣溫，； p采樣點(diǎn)的大氣壓，kPa。 3 .1012732930ptVVt換算公式如下：（1）tttTVPTVP000)(4703 .1010 .105372732936080 . 13 .101273293

5、0LptVVt例題：例題： 某工作場所空氣檢測采樣，溫度37.0，氣壓105.0 kPa，采樣流量1.00 L/min，采樣時(shí)間8h。問標(biāo)準(zhǔn)采樣體積是多少？ 解：根據(jù)公式(1)三、有害物質(zhì)在空氣中的存在狀態(tài)三、有害物質(zhì)在空氣中的存在狀態(tài) 各種有害物質(zhì)由于其理化性質(zhì)不同，同時(shí)受職業(yè)現(xiàn)場環(huán)境及職業(yè)活動(dòng)條件的影響，在工作場所空氣中存在氣體、蒸氣和氣溶膠三種狀態(tài)。 1 1. .氣態(tài)和蒸氣態(tài)氣態(tài)和蒸氣態(tài) 氣態(tài)：氣態(tài)：常溫下是氣體的有害物質(zhì)如氯氣、一氧化碳等，通常以氣態(tài)存在于空氣中。 蒸氣態(tài)：蒸氣態(tài)：常溫下是液體的有害物質(zhì)如苯、丙酮等，以不同的揮發(fā)性呈蒸氣態(tài)存在于空氣中。常溫下是固體的有害物質(zhì)如酚、三氧化

6、二砷等，也有一定的揮發(fā)性，特別在溫度高的工作場所，也可以蒸氣狀態(tài)存在。 空氣中的氣態(tài)和蒸氣態(tài)有害物質(zhì)除汞以原子狀態(tài)存在外，都是以分子狀態(tài)存在?？諝庵械脑雍头肿幽苎杆贁U(kuò)散，其擴(kuò)散情況與它們的密度和擴(kuò)散系數(shù)有關(guān)，密度小者（如甲烷等）向上飄浮，密度大者（如汞蒸氣）就向下沉降；擴(kuò)散系數(shù)大的，能迅速分散于空氣中，基本上不受重力的影響，能隨氣流以相等速度流動(dòng)。 2 2. .氣溶膠氣溶膠 以液體或固體為分散相，分散在氣體介質(zhì)中的溶膠物質(zhì)，稱為氣溶膠。 按氣溶膠形成方式和方法的不同，可分成固態(tài)分散性氣溶膠、固態(tài)凝集性氣溶膠、液態(tài)分散性氣溶膠和液態(tài)凝集性氣溶膠四種類型。 按氣溶膠存在的形式可分成霧、煙和粉塵。

7、 (1)(1)霧霧 分散在空氣中的液體微滴，多由蒸氣冷凝或液體噴散形成（液態(tài)分散性氣溶膠或液態(tài)凝集性氣溶膠）。霧的粒徑通常較大，在10m上下。 (2)(2)煙煙 煙屬于固態(tài)凝集性氣溶膠，同時(shí)含有固態(tài)和液態(tài)兩種粒子的凝聚性氣溶膠也稱為煙。如鉛煙、銅煙等。煙的粒徑通常比霧小，在1m以下。 (3)(3)粉塵粉塵 能夠較長時(shí)間懸浮于空氣中的固體微粒。粉塵屬于固態(tài)分散性氣溶膠，如鉛塵等。塵的粒徑范圍較大，從1m到數(shù)十m。 氣溶膠對人體的危害程度與其粒徑有關(guān)，粒徑大的顆粒既不能在空氣中長期懸浮，也不易于被吸人呼吸道。一般認(rèn)為，515 m的顆粒易被阻留在上呼吸道，而無法進(jìn)入體內(nèi)，對人體危害較??；粒徑小于5m

8、 的顆粒則容易進(jìn)入支氣管和肺泡，被機(jī)體吸收，危害較大。 由于氣溶膠顆粒會(huì)受重力作用下沉，特別是密度大、粒徑大的顆粒，下沉速度會(huì)更快。因此，在采樣時(shí)，需要一定的采樣流量，才能克服重力的影響，有效地將氣溶膠顆粒采入收集器內(nèi)。幾種典型的呼吸性粉塵分離曲線幾種典型的呼吸性粉塵分離曲線1美國原子能委員會(huì)（AEC）曲線； 2美國工業(yè)衛(wèi)生學(xué)家協(xié)會(huì)（ACGIH）曲線；3英國醫(yī)學(xué)委員會(huì)（BMRC）曲線；4肺泡沉積曲線。 英國醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)規(guī)定的呼吸性粉塵標(biāo)準(zhǔn)的塵粒最大空氣動(dòng)力學(xué)直徑為7.07m，5m粉塵沉積效率為50%。 將呼吸性粉塵分離曲線作為采樣標(biāo)準(zhǔn)曲線，BMRC曲線的理論模型是以粉塵的肺部沉積的主要機(jī)理為

9、分離基礎(chǔ)，并確定這是導(dǎo)致塵肺病發(fā)生的主要原因。1967年召開的國際衛(wèi)生組織會(huì)議通過了BMRC曲線。目前，世界各國采用BMRC標(biāo)準(zhǔn)曲線的較多，我國選取這一曲線也是與國際接軌。四、空氣樣品的采集方法四、空氣樣品的采集方法 空氣樣品采集是進(jìn)行工作場所空氣中有害物質(zhì)檢測的第一步，正確的操作方法是：根據(jù)待測物在工作場所空氣中存在的狀態(tài)、各種采樣方法的適用性、采樣點(diǎn)的工作狀況和采樣環(huán)境等因素選擇。( (一一) )氣態(tài)和蒸氣態(tài)化學(xué)物質(zhì)的采樣方法氣態(tài)和蒸氣態(tài)化學(xué)物質(zhì)的采樣方法 采集工作場所空氣中氣態(tài)和蒸氣態(tài)有害物質(zhì)分為：直接采樣法、有泵型采樣法和無泵型采樣法。 1. 1.直接采樣法直接采樣法 直接采樣法是用采

10、樣容器，如100 ml注射器、采氣袋或其他容器，采集一定量體積空氣樣品，供測定用。 這種方法適用于空氣中揮發(fā)性強(qiáng)、吸附性小的待測物，待測物濃度較高或測定方法的靈敏度高，只需要少量空氣樣品就可滿足檢測要求的情況。 在不宜采用有泵型采樣法時(shí)，如在需要防爆的工作場所，可使用此法。直接采樣法常用裝置直接采樣法常用裝置(1)100ml(1)100ml注射器注射器 (2) (2)采樣管采樣管(3)(3)采樣袋采樣袋 (4) (4)真空采氣瓶真空采氣瓶 （1)1)注射器采樣注射器采樣 使用前必需檢測注射器的氣密性能。方法是：將玻璃注射器垂直架起，芯子應(yīng)能自由下落；當(dāng)抽入空氣至滿刻度，封閉進(jìn)氣口后，檢查注射器

11、芯的下落程度，下落越少，氣密性能越佳。垂直架起24小時(shí)內(nèi)，芯子自由下落不得超過滿刻度的20%。使用塑料注射器時(shí)，將注射器電的氣全部排出，密封進(jìn)氣口，用力拉起芯子，并保持12分鐘，然后放開，芯子應(yīng)回到原處。 使用注射器采集空氣樣品，其優(yōu)點(diǎn)是操作簡易、快速，不需空氣采樣器，可反復(fù)使用，成本和費(fèi)用低，適用于短時(shí)間的采樣。其缺點(diǎn)是采樣體積有限，注射器易破碎，攜帶不方便；樣品保存時(shí)間短，采樣后應(yīng)盡快分析；不適用于采集易吸附、對玻璃有腐蝕作用的毒物樣品，不能進(jìn)行長時(shí)間采樣。使用注意事項(xiàng)使用注意事項(xiàng) 應(yīng)選用氣密性好的注射器，采樣前應(yīng)用現(xiàn)場空氣抽洗3次。采樣后應(yīng)立即封閉進(jìn)氣口，垂直放置，利用注射器芯的重力使注

12、射器內(nèi)保持正壓狀態(tài)，以避免外界空氣進(jìn)入注射器內(nèi)，影響樣品濃度或污染樣品。封閉注射器進(jìn)氣口用的材料應(yīng)是惰性的，即不與待測物起任何反應(yīng)（化學(xué)反應(yīng)或吸附等）。用小注射器從大注射器中取氣時(shí)，采用壓出法，即推大注射器的芯子將樣品氣壓入小注射器中，并必須先用樣品氣洗滌小注射器3次。避免注射器內(nèi)壁吸附待測物，特別在氣溫低、待測物揮發(fā)性小的時(shí)候；必要時(shí)，可將注射器放在一定溫度的恒溫箱內(nèi)，減少器壁吸附。采樣后應(yīng)盡快測定，通常在24小時(shí)完成測定。在采樣、運(yùn)輸和保存過程中，要防止玻璃注射器破碎。用注射器采樣時(shí)，采樣時(shí)間最好不少于5分鐘，即在5分鐘內(nèi)完成100ml空氣的采集。 (2) (2)采氣袋采樣采氣袋采樣 采氣

13、袋將空氣樣品打入采氣袋內(nèi)，封好進(jìn)氣口，帶回實(shí)驗(yàn)室供測定。可以根據(jù)測定的需要，選擇吸附性小、密閉性好、不漏氣的采氣袋。它應(yīng)具有使用方便的采氣和取氣裝置，并能反復(fù)使用；死體積不能大于其總體積的5%。采氣袋多用于無機(jī)氣體如一氧化碳、二氧化碳的采集，也可用于揮發(fā)性有機(jī)化合物的采集。常用的采氣袋有聚四氟乙烯塑料采氣袋和鋁塑采氣袋。因?yàn)樗鼈儗υS多種氣體或蒸氣待測物吸附性小，不透氣，采樣后待測物濃度較穩(wěn)定。常用采氣袋容量為0.5、1、2、5、10L，可根據(jù)測定所需樣品量來選用。采氣袋必須不漏氣。檢查方法是將采氣袋打進(jìn)空氣后，把它壓入水下觀察，不應(yīng)產(chǎn)生氣泡。 使用采氣袋采集空氣樣品，優(yōu)點(diǎn)是采氣袋重量輕、不易破

14、碎，可重復(fù)使用；樣品保存時(shí)間比注射器長；可根據(jù)所需采樣體積選擇不同大小的采氣袋。其缺點(diǎn)是需要空氣采樣器或其他采氣動(dòng)力；采樣量有一定限制；對揮發(fā)性小的待測物可能發(fā)生吸附，影響待測物的濃度。使用注意事項(xiàng)使用注意事項(xiàng) 1)采樣前，必須在采樣地點(diǎn)用現(xiàn)場空氣樣品先吹洗34次，再采集一定量的空氣樣品。 2)要防止容器內(nèi)壁對樣品中待測物的吸附或吸收，特別是沸點(diǎn)較高的待測物容易發(fā)生吸附，化學(xué)活性高的待測物可能與器壁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生吸收作用。為了減少或防止吸附，可將容器保存在適當(dāng)?shù)臏囟认隆?3)采樣后，應(yīng)盡快分析。 4)在采樣、運(yùn)輸和保存過程中，采氣袋避免接觸尖銳物件，造成破損。 2.2.有泵型采樣法有泵型采

15、樣法 有泵型采樣法也叫有動(dòng)力采樣法，是用空氣采樣器（由電動(dòng)抽氣泵和流量計(jì)組成）作為抽氣動(dòng)力，將樣品空氣抽過樣品收集器，空氣中的待測物被樣品收集器采集下來，供測定用。 有泵型采樣法根據(jù)采樣方式不同，分為定點(diǎn)采樣和個(gè)體采樣，如圖3-1所示。 根據(jù)使用的樣品收集器不同，有液體吸收法、固體吸附劑管法和浸漬濾料法等。 (1)(1)液體吸收法液體吸收法 將裝有吸收液的吸收管作為樣品收集器，當(dāng)樣品氣流通過吸收液時(shí)，吸收液氣泡中的有害物質(zhì)分子迅速擴(kuò)散進(jìn)入吸收液內(nèi)，由于溶解或化學(xué)反應(yīng)很快地被吸收液吸收。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：適用范圍廣，可用于各種化學(xué)物質(zhì)的各種狀態(tài)的采樣；采樣后，樣品往往可以直接進(jìn)行測定，不需經(jīng)過樣品處

16、理；吸收管可以反復(fù)使用，費(fèi)用小。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：吸收管易損壞，攜帶和使用不方便；不適用于個(gè)體采樣和長時(shí)間采樣；需要采樣動(dòng)力。 吸收吸收液的選擇原則液的選擇原則 與待測物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)快或?qū)ζ淙芙舛却螅?待測物被吸收液吸收后，應(yīng)有足夠高的穩(wěn)定時(shí)間，以滿足分析測定所需時(shí)間的要求； 待測物被吸收液吸收后，要有利于下一步分析測定，最好能直接用于測定； 吸收液毒性小、價(jià)格低、易于購買，且盡可能回收使用。 使用注意事項(xiàng)使用注意事項(xiàng) 1）根據(jù)待測物理化性質(zhì)及其在空氣中存在的狀態(tài)，正確選用吸收管和吸收液； 2）要正確和準(zhǔn)確使用采樣流量； 3）采樣時(shí)間要準(zhǔn)確適當(dāng)，使用易揮發(fā)的吸收液在高氣溫下采樣時(shí)，采樣時(shí)間不能長；

17、 4）吸收液用量要準(zhǔn)確，采樣過程中若有損失，采樣后要補(bǔ)充到原來用量； 5）吸收管與空氣采樣器的連接要正確，防止倒流，損害采樣泵； 6）采樣前后要密閉進(jìn)出氣口，直立放置，防止吸收管破碎； 7）采樣后測定前，要用管內(nèi)吸收液洗滌吸收管的進(jìn)氣管內(nèi)壁34次，混勻后供測定； 8）有的吸收液需避光保存，應(yīng)注意使用條件和要求，保證吸收液的有效性。 (2)(2)固體吸附劑法固體吸附劑法 當(dāng)空氣樣品通過固體吸附劑管時(shí)，空氣中的氣態(tài)和蒸氣態(tài)待測物被多孔性固體吸附劑吸附而采集。 特性：特性：固體吸附劑都是多孔性物質(zhì)，有大的比表面積，其吸附作用有物理性和化學(xué)性兩種，物理性吸附是靠分子間的作用力，吸附比較弱，容易在物理作

18、用下發(fā)生解吸?；瘜W(xué)性吸附是靠化學(xué)親和力（原子價(jià)力）的作用，吸附較強(qiáng)，不易在物理作用下解吸。 要求：要求：用于空氣采樣的理想固體吸附劑應(yīng)具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、穩(wěn)定的理化性質(zhì)、足夠強(qiáng)的吸附能力和容易解吸、價(jià)格較低等特性。 常用的吸附劑有活性炭、硅膠、高分子多孔微球及其他具有較大外表面和內(nèi)表面的物質(zhì)。 1 1）活性炭活性炭 屬于非極性吸附劑，吸附非極性和弱極性的有機(jī)氣體和蒸氣，吸附容量大，吸附力強(qiáng)。水對活性炭的吸附能力影響不大。 應(yīng)用：應(yīng)用：活性炭的吸附能力很強(qiáng)，沸點(diǎn)高于0的各種物質(zhì)蒸氣，常溫下可以被有效地吸附，但是沸點(diǎn)低于-150的物質(zhì)，如一氧化碳、甲烷等，不能用物理方法吸附。沸點(diǎn)在-1000之間的物質(zhì)，如氨、乙烯、甲醛、氯化氫、硫化氫等，常溫下不能定量吸附。 為了采集這些物質(zhì)，可在冷凍下吸附，也可用浸漬化學(xué)試劑的活性炭，以增加化學(xué)吸附和吸收的能力。 活性碳適合于采集有機(jī)氣體和蒸氣混合物，特別是空氣中待測物濃度很低時(shí)，需要長時(shí)間采樣，或空氣的相對濕度較高時(shí)。雖然活性碳的吸附能力很強(qiáng)，沸點(diǎn)高于0的各種物質(zhì)蒸氣，常溫下可以被有效地吸附，但是，沸點(diǎn)低于-150的物質(zhì)，如永久性氣體、氫