化學(xué)工業(yè)是毒物種類最多、數(shù)量最大的行業(yè)。而各生產(chǎn)車間是毒物最為集中而又易于泄漏的場所,由此散發(fā)出形形色色的毒物,對空氣造成各式各樣的污染。盡管毒物種類繁多,但它們在空氣中均以氣體、蒸氣、煙霧、煙塵、粉塵等形態(tài)存在。車間空氣中毒物的測定,是指對上述形態(tài)存在的有害物質(zhì)的測定。
一、塵、毒空氣樣品的采集
空氣樣品的采集直接關(guān)系到測定結(jié)果的可靠性,正確采集有代表性的空氣樣品是保證空氣監(jiān)測質(zhì)量的重要因素。車間有害物在空氣中的濃度和分布情況隨著生產(chǎn)工藝、氣象條件等因素而經(jīng)常發(fā)生變化。為了正確反映生產(chǎn)現(xiàn)場空氣污染的真實情況,不僅要選擇準確的分析方法,還必須掌握采樣的基本原則和操作技巧。所以,必須根據(jù)不同的測定目的,正確選擇采樣方法、分析方法、采樣地點、采樣時機和采樣數(shù)量。
1.含塵空氣樣品的采集
選擇采樣地點是測塵工作的基礎(chǔ)。如果位置選擇不當,會影響測定結(jié)果的真實性。一般是根據(jù)測定目的來選擇采樣地點。如欲了解作業(yè)人員接觸毒物的情況,采樣點應(yīng)選擇在作業(yè)人員經(jīng)?;顒拥淖鳂I(yè)地帶。采樣器進口的位置應(yīng)設(shè)在操作者的呼吸帶,通常架于距地面約1.5 m的高度。采樣裝置的裝配和測定程序是,用膠管把采樣器、流量計、吸塵器連接起來,并檢查裝置是否正確嚴密;取出濾膜夾,放人采樣器中;根據(jù)測定要求,調(diào)整采樣器進氣口方向;打開固定在膠管上的螺旋夾,并開動吸塵器;調(diào)整流量,用秒表計時。采樣時間一般為10~20 min,含塵濃度較高,采樣時間可短些;濃度較低,抽氣量可大些,時間也可延長些。
2.含毒空氣樣品的采集
首先要了解生產(chǎn)過程中毒物的品種和散發(fā)情況,以及在空氣中的存在形式,以便確定采樣方法和分析方法。而后根據(jù)測定目的選擇采樣點。
(1)欲評價勞動環(huán)境有害物的污染程度,采樣點應(yīng)設(shè)在操作人員經(jīng)常停留的作業(yè)地點和活動場所,并在呼吸帶高度處。采樣點應(yīng)有代表性,其數(shù)量要大于車間內(nèi)的崗位數(shù)。
(2)欲評價勞動環(huán)境污染物的分布,應(yīng)在平面圖的縱橫方向3 m間隔等距離劃線,在各縱橫線的交點處設(shè)置采樣點,采樣點的高度仍是操作者呼吸帶的高度。
(3)欲評價勞動環(huán)境有害物對操作者個體的影響,個體采樣器應(yīng)佩帶在操作者的胸前,累積采集操作者在一個工作日接受的毒物。
(4)欲評價排毒除塵裝置的效果,應(yīng)在通風(fēng)系統(tǒng)停車時,在操作點呼吸帶取樣對比。必要時,可在毒物排出口、密閉設(shè)備內(nèi)外以及可能逸散毒物的縫隙附近選點采樣。
3.采樣的時機和持續(xù)時間
所采樣品應(yīng)能反映整個工作日中毒物濃度的變化情況,最高濃度多少,最低濃度多少。因此必須選擇恰當?shù)臅r機采樣。采樣的持續(xù)時間則取決于有毒物質(zhì)的排放情況。在生產(chǎn)過程中,如果毒物的逸散呈連續(xù)的、微量的,采樣就需要持續(xù)較長的時間。如果是間歇式生產(chǎn),需要測定加料、出料的瞬間逸散的毒物濃度,就需要在很短的時間內(nèi)完成采樣。
4.采樣注意事項
采樣前應(yīng)將吸收液或濾膜裝好;采樣時應(yīng)保持流量穩(wěn)定,并做好采樣記錄;采樣后,樣品應(yīng)盡快送檢,避免因放置過久引起變化;一般應(yīng)采集平行樣品,相對誤差不得超過20%,否則應(yīng)重新采樣分析。此外,采樣者應(yīng)做好個人的防護工作,確保采樣安全。
二、空氣樣品測定方法
1.可見和紫外分光光度法
由于物質(zhì)對光有選擇性吸收的性質(zhì),一定波長的光通過被測溶液后光強度會減弱,從入射光強度減弱的程度可確定被測物質(zhì)的含量。其定量關(guān)系遵循朗伯-比爾定律,即入射光波長一定時,溶液的吸光度與液層厚度和溶液濃度之積成正比??梢姺止夤舛确ㄓ址Q比色法;紫外分光光度法與之的區(qū)別在于物質(zhì)對光的吸收波段在紫外光區(qū),被測物質(zhì)吸光后無顏色變化。
測定儀器為分光光度計,由光源、單色器、吸收池(或比色皿)、光電池、檢流計等五部分組成??蓽y金屬、非金屬、無機化合物和有機化合物的濃度。
2.紅外吸收光譜法
紅外光通過裝有樣品的吸收池,被測組分以特定的模式吸收光波,利用光譜計測得的吸光度對照波長的曲線鑒別組分,而且吸光度正比于被測組分的濃度,由此可進行定量分析。紅外吸收光譜儀與分光光度計類似,但光源為紅外光源??蓽y氣體、液體、固體的濃度。
3.原子吸收分光光度法
待測元素溶液,在高溫下轉(zhuǎn)變?yōu)榇郎y元素的基態(tài)原子蒸氣,基態(tài)原子蒸氣對特定波長光的吸收程度與蒸氣中基態(tài)原子數(shù)成正比,即與原子濃度成正比。原子吸收分光光度計主要由光源、原子化器、分光系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)四部分組成。主要用于金屬元素,如鎘、錳、鋅、鉛、鈷、鎳、鉻等的濃度的測定。
4.熒光分析法
某些物質(zhì)受到一定波長的光照后,能立即放出比入射光波長稍長的光,當光照停止后該物質(zhì)放射的光在10—8~10—4s內(nèi)停止。這種光稱之為熒光。當一定波長的紫外光照射于試樣上,測定由試樣發(fā)出的熒光光譜及熒光強度可進行定性和定量分析。熒光計包括光源、第一濾光片或單色器、樣品池、第二濾光片或單色器及檢測器等五部分。在激發(fā)光作用下能產(chǎn)生一定熒光強度的物質(zhì),才能用此法測定。例如瀝青煙氣、多環(huán)芳烴、維生素、機油霧等具有共軛不飽和結(jié)構(gòu)的有機化合物;無機物不能直接測定,需要與某些有機物生成熒光物質(zhì)后測其熒光強度或熒光熄滅,如測鈹、鉛、硼、鋯、硒等。
5.氣相色譜法
色譜分析中均有兩相,流動相和固定相。固定相可以是固體吸附劑,也可以是固定液浸漬在擔體上的固定相。流動相可以是氣體,也可以是液體,分別稱為氣相色譜和液相色譜。利用各種物質(zhì)在兩相中具有不同的分配系數(shù),當兩相作相對運動時,試樣的各組分在兩相中經(jīng)多次反復(fù)分配,使得分配系數(shù)只有微小差別的各組分有效分離。
氣相色譜儀主要由分析單元和控制記錄單元兩大部分組成。分析單元包括氣路系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、色譜柱、檢測器??刂朴涗泦卧囟瓤刂葡到y(tǒng)、信號放大系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及信號顯示記錄系統(tǒng)。主要分析沸點在400℃以下的有機化合物。在空氣中有害物質(zhì)的測定中,可測定氣體,如一氧化碳等;有機蒸氣,如有機溶劑等;某些固態(tài)、液態(tài)有機物質(zhì),如鹵代烴、有機磷農(nóng)藥等;以及某些金屬有機化合物,如羰基鎳、四乙基鉛等。
6.離子選擇電極法
離子選擇電極是一類具有薄膜的電極,基于薄膜的特性,電極的電位對溶液中某種離子有選擇性的響應(yīng)。用它作指示電極,再與參比電極組成原電池。通過測定原電池的電動勢,可確定被指示電極響應(yīng)的離子活度。測量儀器由離子計、離子選擇電極、參比電極和攪拌器組成。主要測定一價的金屬或非金屬離子,也可測二價離子,但誤差較大。
7.快速測定法
使用簡便的方法或用可攜帶式簡易儀器現(xiàn)場測定有害物濃度的方法稱為快速測定法。如檢氣管法、試紙法、溶液快速比色法等??焖贉y定可直接抽取空氣樣品進行現(xiàn)場分析,分析速度快,雖然準確度稍差,但能及時給出測定結(jié)果。
三、勞動環(huán)境評價
我國衛(wèi)生部1979年頒布的《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準》是勞動環(huán)境評價的重要依據(jù)。表5—1列出了“標準”規(guī)定的車間空氣中工業(yè)粉塵的最高允許濃度。表5—2則列出了車間空氣中有害物質(zhì)的最高允許濃度。
分析氣體樣品時,要把采樣體積換算成標準狀態(tài)下的體積,再計算測定結(jié)果。而且測定過程的準確度和精密度要在控制范圍之內(nèi)。這樣的測定數(shù)據(jù)才真實有效。表5—1和表5—2所列數(shù)據(jù)可以作為測定數(shù)據(jù)評價的標準。對于國家暫時尚無衛(wèi)生標準的,可參考美國、日本、俄羅斯等國的衛(wèi)生標準進行評價,但應(yīng)注明標準來源。
測定點的評價,是以一定時期內(nèi)該點樣品測定的合格率為依據(jù),合格率達到75%以上者為合格點,否則為不合格點。樣品合格率的計算公式為
測定點合格率是企業(yè)或車間勞動環(huán)境好壞的評價依據(jù)。勞動環(huán)境好壞可分為優(yōu)、良、中、差四級。企業(yè)或車間測定點合格率在85%以上者為優(yōu);70%~85%者為良;50%~70%者為中;50%以下者為差。如果有的樣品結(jié)果超過衛(wèi)生標準50倍以上,即使合格率達標,也不能評為優(yōu)或良。測定點合格率的計算公式為
表5—1? 車間空氣中工業(yè)粉塵的最高允許質(zhì)量濃度
表5—2? 車間空氣中有害物質(zhì)的最高允許濃度
注:1.表中最高允許濃度是工作地點空氣中有害物質(zhì)濃度不應(yīng)超過的數(shù)值。工作地點是指工人在生產(chǎn)過程中觀察和操作經(jīng)?;蚨〞r停留的地點。如整個車間均為工作地點。
2.有(皮)標記者是指毒物除呼吸道吸收外,尚易經(jīng)皮膚吸收。
3.其他粉塵是指含有10%以下游離二氧化硅,不含其他毒物的礦物性或動植物性粉塵。