吳玉芹

摘 要：粉塵中游離二氧化硅的檢測(cè)方法主要有焦磷酸質(zhì)量法、堿熔鉬藍(lán)比色法、X射線衍射法、氟硼酸質(zhì)量法以及紅外發(fā)射光譜法等等。其中，焦磷酸質(zhì)量法因其操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)費(fèi)用少、精密度與準(zhǔn)確度都較高等特點(diǎn)，成為了目前粉塵中游離二氧化硅檢測(cè)的首選方法。本文結(jié)合實(shí)際工作體驗(yàn)，就焦磷酸質(zhì)量法檢測(cè)游離二氧化硅時(shí)，較容易出現(xiàn)的透濾問(wèn)題進(jìn)行了分析了探討，并通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)提出了具體的解決措施。

關(guān)鍵詞：粉塵 游離二氧化硅 檢測(cè) 透濾問(wèn)題

中圖分類號(hào)：O657 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）04（a）-0058-02

生產(chǎn)性粉塵是指在生產(chǎn)過(guò)程中形成的，并能長(zhǎng)時(shí)間漂浮在空氣中的固體顆粒。粉塵既污染了勞動(dòng)作業(yè)環(huán)境，而且還是損害勞動(dòng)者健康的重要職業(yè)性有害因素，若在生產(chǎn)勞動(dòng)中長(zhǎng)期吸入過(guò)量性粉塵可能對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害，并可能引發(fā)多種職業(yè)性肺部疾患。其中，游離二氧化硅粉塵作為常見(jiàn)生產(chǎn)性粉塵的一種，在礦山生產(chǎn)中的采掘作業(yè)鑿巖、爆破、運(yùn)輸，在修建水利、鐵路等工程中的開(kāi)挖隧道、采石作業(yè)，以及在玻璃廠、石粉廠等生產(chǎn)過(guò)程中，都會(huì)產(chǎn)生大量游離的二氧化硅粉塵。若工作環(huán)境中通風(fēng)除塵條件較差，勞動(dòng)者長(zhǎng)期吸入含有游離二氧化硅的粉塵，可能引發(fā)以肺組織纖維化為主的疾病—— 矽肺[1]。目前，矽肺已然成為了我國(guó)影響面最廣，也是危害最大的一種職業(yè)病。因此，通過(guò)對(duì)檢測(cè)過(guò)程中透濾問(wèn)題的有效解決，以切實(shí)做化對(duì)粉塵中游離二氧化硅檢測(cè)的質(zhì)量控制，在當(dāng)前具有重要的現(xiàn)實(shí)價(jià)值與衛(wèi)生學(xué)意義。

1 粉塵中游離二氧化硅的具體概念

游離二氧化硅是指沒(méi)有與金屬、金屬氧化物結(jié)構(gòu)的二氧化硅（SiO2，石英）。天然二氧化硅主要分為晶體型和無(wú)定型這兩類，其中游離二氧化硅多是以晶態(tài)形式存在的，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。二氧化硅屬于酸性氧化物，具有較好的抗酸性，但難溶解于水。在自然界中游離二氧化硅的分布非常廣泛，它是地殼中的主要成分。其中，約有95%以上的礦山中含有不同含量的游離二氧化硅，石英中97%以上，砂巖中80%以上，花崗巖中65%以上均是游離二氧化硅[2]。在我國(guó)目前冶金、有色金屬、煤炭等礦山的鑿巖、爆破和運(yùn)輸?shù)墓ぷ髦?，在修建鐵路、水利等工程的開(kāi)挖、采石等作業(yè)中，以及在玻璃廠、石粉廠等生產(chǎn)工序中，均會(huì)產(chǎn)生大量的游離二氧化硅粉塵。

2 焦磷酸重量法的基本原理及透濾問(wèn)題的提出

2.1 焦磷酸重量法的基本原理

在245 ℃～250 ℃時(shí)，焦磷酸能夠溶解硅酸鹽及金屬氧化物，而粉塵中的游離二氧化硅幾乎不溶解于焦磷酸，利用熱焦磷酸處理含有硅酸鹽和游離二氧化硅的粉塵，并將處理過(guò)的樣品容易進(jìn)行過(guò)濾，使游離二氧化硅以殘?jiān)男问酱嬖?。最后稱量殘?jiān)纯捎?jì)算得到粉塵中游離二氧化硅的具體含量。

2.2 檢測(cè)過(guò)程中的透濾問(wèn)題

某粉塵樣品根據(jù)衛(wèi)生部頒布的《工作場(chǎng)所空氣中粉塵測(cè)定》（GBZ/T192.4—2007）中，焦磷酸重量法要求的步驟進(jìn)行檢測(cè)。在檢測(cè)過(guò)程中，當(dāng)使用慢速定量濾紙對(duì)焦磷酸已處理完成的樣品溶液，實(shí)施過(guò)濾操作時(shí)，發(fā)現(xiàn)濾液呈現(xiàn)為乳白色分散狀態(tài)，和正常的透明濾液有著較大差別。利用X射線衍射儀對(duì)濾液中的物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，濾液中含有大量的固態(tài)二氧化硅。以上透濾問(wèn)題的出現(xiàn)，極大影響了檢測(cè)的結(jié)果與精確度。

對(duì)本次透濾問(wèn)題發(fā)生的原因進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，該粉塵樣品粒徑在5μm以下的游離二氧化硅占有較大的比例，而檢測(cè)中采用的慢速定量濾紙的平均孔徑在5μm左右。利用慢速定量濾紙對(duì)溶液進(jìn)行過(guò)濾時(shí)，一部分樣品粒子會(huì)通過(guò)定量濾紙進(jìn)入到濾液中，從而發(fā)生透濾問(wèn)題。

3 針對(duì)透濾問(wèn)題的解決對(duì)策

為解決粉塵中游離二氧化硅檢測(cè)中的透濾問(wèn)題，本文分別設(shè)計(jì)了兩組對(duì)比試驗(yàn)，一組是采用不同標(biāo)準(zhǔn)的石英樣品進(jìn)行游離二氧化硅檢測(cè)，以判斷不同粒徑粉塵樣品的透濾程度；另一組則是采用實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境中的粉塵樣品進(jìn)行檢測(cè)。

3.1 標(biāo)準(zhǔn)石英樣品的透濾對(duì)比試驗(yàn)

分別選取兩種標(biāo)準(zhǔn)石英樣品，本文中選用了Min-U-Sil 5和Min-U-Sil 15。其中，Min-U-Sil 5的粒度分布在0.5～10μm之間，粒徑在5μm以下的粉塵粒子占96%；Min-U-Sil 15的粒度分布在0.4～15μm之間，粒徑在5μm以下的粉塵粒子占61%。

先分別將兩份試驗(yàn)樣品放置于烘箱內(nèi)干燥2 h，然后再將樣品稱取到25 ml的錐形瓶中，加入15 ml的焦磷酸搖動(dòng)，使樣品全部濕潤(rùn)。然后將錐形瓶放在可調(diào)電爐上，迅速加熱到245 ℃～250 ℃。取下錐形瓶，在室溫下冷卻至40 ℃～50 ℃，并加入蒸餾水稀釋，利用慢速定量濾紙過(guò)濾，濾液再使用0.45μm孔徑的微孔濾膜進(jìn)行再次抽濾。最后分別對(duì)濾紙殘?jiān)蜑V膜上的殘?jiān)M(jìn)行灼燒、稱重，計(jì)算得出具體的殘?jiān)颗c回收率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1所示。

從表2的微孔濾膜殘?jiān)手锌梢钥闯?，采用Min-U-Sil 5標(biāo)準(zhǔn)石英樣品時(shí)，慢速定量濾紙的平均透過(guò)率為15.87%；采用Min-U-Sil 15標(biāo)準(zhǔn)石英樣品時(shí)，慢速定量濾紙的平均透過(guò)率為40.78%。Min-U-Sil 5樣品中粒徑在5μm以下的粉塵粒子占96%，相較Min-U-Sil 5樣品中的61%明顯高出，也由此說(shuō)明了粉塵樣品中小粒子含量百分比越高時(shí)，檢測(cè)中的透濾問(wèn)題約嚴(yán)重，也越容易影響到最終的檢測(cè)結(jié)果。

3.2 實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境中粉塵樣品的透濾對(duì)比試驗(yàn)

在某鐵礦作業(yè)場(chǎng)所的同一地點(diǎn)，分別采集125 mg和130 mg的粉塵樣品。然后再根據(jù)上述的操作過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)與過(guò)濾。其中，首先利用慢速定量濾紙進(jìn)行過(guò)濾，然后再用0.45 μm孔徑的微孔濾膜進(jìn)行再次抽濾，最后分別對(duì)濾紙殘?jiān)蜑V膜上的殘?jiān)M(jìn)行灼燒、稱重，計(jì)算得出具體的殘?jiān)颗c回收率，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2所示。

從表2中可以看出，粉塵樣品1中濾紙殘?jiān)亓繛?4.83 mg，濾膜中的殘?jiān)亓繛?.63 mg，計(jì)算得出其透過(guò)率為7.5%；粉塵樣品2中濾紙殘?jiān)亓繛?7.15 mg，濾膜中殘?jiān)亓繛?.57 mg，計(jì)算得出其透過(guò)率為10.56%。也由此判斷出在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)場(chǎng)所中粉塵樣本的游離二氧化硅檢測(cè)中，也同樣會(huì)出現(xiàn)透濾問(wèn)題，需采用0.45 μm孔徑的微孔濾膜進(jìn)行再次抽濾。

同時(shí)，對(duì)試驗(yàn)中利用0.45μm孔徑的微孔濾膜進(jìn)行再次抽濾的濾液進(jìn)行檢測(cè)，其游離二氧化硅含量的平均值為55.26%，而衛(wèi)生部給定的相關(guān)參考值范圍為51.23%～62.99%[3]，證明了這種方式，能有效解決游離二氧化硅檢測(cè)中的透濾問(wèn)題，可確保檢測(cè)結(jié)果的可靠。

結(jié)果分析：從對(duì)比試驗(yàn)1和試驗(yàn)2中可以發(fā)現(xiàn)，檢測(cè)過(guò)程中透濾問(wèn)題的出現(xiàn)，與粉塵樣品中小粒子含量百分比有著直接的聯(lián)系。為有效解決粉塵中游離二氧化碳檢測(cè)的透濾問(wèn)題，可對(duì)濾液采用0.45μm孔徑的微孔濾膜進(jìn)行再次抽濾，從而確保檢測(cè)結(jié)果與檢測(cè)精度。

4 結(jié)語(yǔ)

本文從粉塵中游離二氧化硅的基本概念及檢測(cè)原理出發(fā)，就檢測(cè)過(guò)程中透濾問(wèn)題出現(xiàn)的原因進(jìn)行了分析與探討，并通過(guò)具體的對(duì)比試驗(yàn)分析，得出了采用0.45μm孔徑的微孔濾膜進(jìn)行再次抽濾，可有效解決游離二氧化硅檢測(cè)中的透濾問(wèn)題的結(jié)論。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃仁東，劉敦文.安全檢測(cè)技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[2] 宋琦如.生產(chǎn)性毒物的檢測(cè)與毒性鑒定[M].寧夏：寧夏人民出版社，2004.

[3] 中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部.GBZ/T192.4-2007工作場(chǎng)所空氣中粉塵測(cè)定：第4部分：游離二氧化硅含量[S].北京：人民衛(wèi)生出版社，2007.