范鵬飛，張 鑫，吳 亮

（核工業(yè)230研究所，湖南 長沙 410007）

顯微攝像法快速測定工作場所空氣中的粉塵分散度

范鵬飛，張 鑫，吳 亮

（核工業(yè)230研究所，湖南 長沙 410007）

介紹了顯微攝像法測定粉塵分散度的采樣、樣品處理、顯微鏡測量等基本步驟，通過與國標GBZ／T192.3－2007介紹的方法的比較，證明顯微攝像法在測定粉塵分散度的準確性、快速性以及保護視力等方面具有一定的優(yōu)越性。

粉塵分散度；粉塵粒徑；顯微電子攝像；保護視力

隨著社會經濟發(fā)展，市場對有色金屬的需求越來越大。在有色金屬的開采、選礦、冶煉、加工等生產工藝過程中，不可避免地會產生粉塵，工作場所或車間中生產性粉塵的危害是影響作業(yè)人員身體健康的主要因素之一［1］，所以我國有色金屬行業(yè)塵肺病患病人數(shù)總量也在增大。生產性粉塵由不同粒徑的粉塵顆粒組成，而不同粒徑的顆粒對人體危害也不同。

粒徑較小的粉塵在空氣中漂浮的時間較長、沉降速度較慢，不容易降落，降落之后又很容易再次被揚起，所以粒徑較小的粉塵更容易進入人的肺部。根據(jù)死于矽肺者的肺部解剖，有85%～99%的塵粒小于5μm，5～10μm的粉塵全部滯留在上呼吸道有絨毛的表面［2］。再者，對硫化礦塵、煤礦塵來說，粉塵粒徑越小，吸氧能力越強，發(fā)生爆炸的可能性就越大。因此，測定工作場所中的粉塵分散度有非常重要的意義。

粉塵分散度是指粉塵的粉碎程度，粉塵的分散度越高，說明粉塵粒徑的顆粒越多，對作業(yè)人員的危害就越大［3］。GBZ／T192.3－2007中介紹的肉眼直接在顯微鏡下測定的方法（濾膜鏡檢法），目前在試驗、測量或生產中應用比較廣泛，但是該方法容易引起眼睛疲勞，損害測量者視力，而且測量效率較低，精度不夠。本文介紹的測定粉塵分散度的方法是在國標方法的基礎上，采用顯微攝像系統(tǒng)測量粉塵分散度，達到快速測定的目的。

1 試驗部分

1.1 儀器設備和試劑

測量儀器：Carl ZeissAxio Imager A2m Po研究級顯微鏡及其攝像系統(tǒng)，B302型普通顯微鏡。

物鏡測微尺：印在載玻片上的標準尺度，總長為1 mm，分成100等分刻度，每刻度0.01 mm。

采樣儀器：AKFC－92A礦用粉塵儀、測塵慮膜、手套、鑷子等。

樣品前處理器具、試劑：燒杯、載物玻片、玻璃棒、吸管、乙酸丁酯（分析純）等。

1.2 采樣

試驗樣品是在某鉛鋅礦業(yè)有限公司的鉛、鋅采選、加工車間采集的粉塵樣品。采樣時該公司生產設備正常生產，工人穿戴防護用具，工況條件正常。在工作場所中尋找到合適的點位，將裝好濾膜的采樣夾置于呼吸帶高度［4］，按照 GBZ／T192.1－2007的采樣方法，設定合適的采樣時間進行采樣。采集完后，用鑷子取下濾膜，并且對折兩次，將濾膜置于清潔容器內立即送回實驗室，在運送濾膜過程中，未發(fā)生粉塵脫落或濾膜污染現(xiàn)象。

1.3 樣品前處理

將采集有粉塵的測塵濾膜放入干凈的燒杯中，用吸管吸入1～2 mL乙酸丁酯，用玻璃棒充分攪拌，待濾膜溶解，制成均勻的粉塵混懸液，立即用吸管吸取1滴，滴在載玻片上，用另外一塊干凈的載玻片成45°角推片［5］，使液體均勻分布在載玻片上，用干凈的玻璃罩罩住，待乙酸丁酯自然揮發(fā)干，制成粉塵薄片標本，貼上樣片標簽，置于干凈的玻璃培養(yǎng)皿中，準備測量。濾膜溶解后，鏡檢時，如果發(fā)現(xiàn)粉塵薄片上粉塵過于密集，影響測量，可向粉塵懸浮液中再加入乙酸丁酯，稀釋后再重新制作粉塵標本。

1.4 顯微攝像系統(tǒng)的標定

選擇蔡司公司的scope.A1型顯微鏡來測量，該顯微鏡有六個物鏡，放大倍數(shù)分別為2.5×、5×、10×、20×、50×、63×，目鏡放大倍數(shù)為10×。開啟顯微鏡及顯微攝像系統(tǒng)，在低倍鏡下找到物鏡測微尺，將看到的肉眼所見視野調節(jié)至最清晰，并將電腦所見影像調節(jié)至最清晰。若肉眼所見視野與電腦影像不同時清晰，可略微調節(jié)目鏡，使肉眼所見和電腦影像同時最清晰。

轉換要標定的物鏡，稍微調節(jié)細準焦螺旋使物象最清晰，將物鏡測微尺置于載物臺中心，移到肉眼所見視野的中央附近，該型顯微鏡目鏡中有目鏡十字絲，可將肉眼所見標尺的刻度移到目鏡十字絲中心。標定該物鏡放大倍數(shù)的顯微攝像系統(tǒng)，如圖1所示。圖1為標定50倍物鏡時的照片，成豎列的物鏡測微尺的標準刻度線，每刻度為0.01 mm，標尺下方橫線為測量長度，從圖中可以看出，顯微攝像系統(tǒng)測量長度很精確。依此類推，分別標定每一個物鏡。

圖1 顯微攝像系統(tǒng)的標定

1.5 顯微鏡測量

取下測微尺，將粉塵薄片放在載物臺上，用低倍鏡找到粉塵顆粒，然后調整放大倍數(shù)，選擇合適視野，調節(jié)電腦影像至最清晰，對所選視野進行拍照，拍照后儲存照片。緊接著對所拍照片的粉塵進行測量，隨機地依次測量每個粉塵的粒徑，遇長徑測長徑，遇短徑測短徑，測量200個或以上個數(shù)的塵粒。

顯微攝像系統(tǒng)的測定如圖2所示，放大倍數(shù)為500倍，可以用平行于圖像邊緣的線測量粉塵粒徑，每張粉塵圖片可以從上往下、從左到右依次測量。測量人員還可根據(jù)照片中的粉塵粒徑的大小，靈活轉換物鏡。在400～600倍放大倍數(shù)之間，測量人員可以適當增加放大倍數(shù)，更精確地測量粒徑較小的粉塵。

圖2 顯微攝像系統(tǒng)拍攝的粉塵

2 試驗結果

2.1 測量結果統(tǒng)計

顯微攝像法測定某單位樣品處理間的粉塵分散度的結果見表1。

表1 粉塵分散度測量記錄表

2.2 測量結果影響因素分析

1.粉塵采集前，要對生產性粉塵進行詳細的研究，可溶于乙酸丁酯的粉塵，因溶解無法觀察到，對測量結果有較大影響。

2.圖像分析、結果統(tǒng)計時，要甄別顆粒團聚現(xiàn)象，要把團聚的顆粒分開、分別測量粒徑。

3.由于粉塵圖像像素的原因，對于個別粒徑極小粉塵，識別程度不夠高，其粒徑難以統(tǒng)計。

3 結 論

1.采用GBZ／T192.3－2007中肉眼直接測量的方法，每測一個塵粒，需要稍微移動薄片，讓目鏡測微尺的刻度和塵粒的一邊重合，然后讀刻度數(shù)。測量一般持續(xù)幾個小時，測量效率較低，測量過程存在個人視覺差異、視覺疲勞等因素，測量精度不夠，測量完后人眼明顯感覺比較累，長期測量損害視力。

2.顯微攝像法測量用時30 min左右，測量方式簡便，測量效率高，而且不用人眼直接觀察顯微鏡，有效地保護了測量者的視力，并為生產任務節(jié)約時間成本。

3.顯微攝像系統(tǒng)能顯著提高測量粉塵粒徑、粉塵分散度數(shù)據(jù)的準確性，并滿足一些試驗工作需要，如需要測量同一粉塵的長徑、短徑等。

［1］ 吳超，李曉艷.有色金屬礦區(qū)典型塵源污染機制與研究策略［J］.西安科技大學學報，2015，35（6）：695－701.

［2］ 李烈勛.粉塵分散度的測定［J］.工業(yè)安全與環(huán)保，1974，（1）：26－30.

［3］ 國家安全生產監(jiān)督管理局職業(yè)安全健康監(jiān)督管理司，中國安全生產科學研究院.職業(yè)病危害因素檢測［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2013.

［4］ GBZ／T192.3－2007，工作場所空氣中粉塵測定［S］.

［5］ GBZ／T159－2004，工作場所中有害物質監(jiān)測的采樣規(guī)范［S］.

Rapid Determination of Dust Dispersion in Air of Workplace by Microscopic Photography

FAN Peng-fei，ZAHNG Xin，WU Liang
（Research Institute No.230，CNNC，Changsha 410007，China）

In this paper，the basic steps of sampling，sample processing and microscopic measurement of dust dispersion by microscopic photography were introduced.The superiority of accuracy，rapidity and eyesight protection of determination of dust dispersion by microscopic photography were clarified by compared with the method introduced by the national standard GBZ／T192.3－2007.

dust paticle size；dust dispersion；micro electron photography；preservation of eyesight

X758

A

1003－5540（2017）05－0062－03

范鵬飛（1989－），男，助理工程師，主要從事巖礦、分析檢測、環(huán)境監(jiān)測等方面的工作。

2017－05－18