遼寧省安全科學(xué)研究院 曹軼男 任克京 韓喜慶｜文

塵肺病是我國頭號職業(yè)病，占所有職業(yè)病的80%以上。據(jù)“大愛清塵”基金會的報道《中國塵肺病農(nóng)民工生存狀況調(diào)查報告 2014》，塵肺病死亡率高達(dá)22.04%，且發(fā)病率年增長幅度高達(dá)39%。塵肺病中最嚴(yán)重的是矽肺病，相對其他塵肺病，具有病變發(fā)展速度更快、更嚴(yán)重的特點(diǎn)，而造成矽肺病的主要因素為粉塵中含有的游離性二氧化硅。

二氧化硅又稱硅石，在自然界分布很廣，如石英、石英砂、砂石等，主要用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、硅鐵、型砂、單質(zhì)硅，在日常生活、生產(chǎn)和科研等方面有著重要的用途。但當(dāng)空氣中混有游離二氧化硅即二氧化硅粉塵時，對人體的傷害極大，生產(chǎn)性粉塵中的游離二氧化硅，是致矽肺病的主要成分。含有大量二氧化硅的粉塵進(jìn)入肺泡后，肺泡內(nèi)的巨噬細(xì)胞視粉塵為異物將其吞噬，導(dǎo)致一系列復(fù)雜的機(jī)體反應(yīng)，促使肺組織纖維化，使受影響的肺泡逐漸失去換氣功能而“死亡”，當(dāng)有大量肺泡失去換氣功能時，最終會導(dǎo)致塵肺病。

粉塵中的游離二氧化硅含量是評價粉塵危害性質(zhì)的主要指標(biāo)，對作業(yè)環(huán)境空氣中粉塵濃度允許值的規(guī)定，都是以粉塵中的游離二氧化硅含量值為依據(jù)。全面掌握并做好游離二氧化硅含量的檢測，對于評價工作場所空氣中粉塵的危害性，并找出相應(yīng)的粉塵濃度接觸限值，最終有效預(yù)防控制職業(yè)病的發(fā)生，尤為重要。GBZ/T192.4—2007《工作場所空氣中粉塵測定 第4部分：游離二氧化硅含量》中規(guī)定了3種測定粉塵中游離二氧化硅含量的方法：焦磷酸法、紅外分光光度法、X線衍射法。其中紅外分光光度法、X線衍射法均用到特殊儀器，而焦磷酸法是通過加熱、溶解、過濾、稱重的一系列操作測定游離二氧化硅含量的方法，具有普遍適用性，但該方法操作步驟較多、費(fèi)時，且對檢測結(jié)果造成偏差的因素也較多，較難獲得理想的檢測結(jié)果。

筆者在大量實驗的基礎(chǔ)上，找出了影響焦磷酸法檢測游離二氧化硅含量結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵操作步驟和因素，并就該方法采樣過程和實驗過程提出如下建議。

樣品采集過程

國家標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定：可以通過采樣泵采集二氧化硅粉塵，也可以采集沉降塵。筆者建議，最好大流量采集空氣中的懸浮顆粒，否則樣品不具有代表性。在條件有限制的情況下，也可采集呼吸帶高度處的沉降塵，并不是地面的沉降塵。

樣品檢測過程

1.稱量樣品

國家標(biāo)準(zhǔn)方法操作過程為：將采集的粉塵樣品放在105±3℃烘箱中烘2 h，取出稍冷，貯于干燥箱中備用，并用瑪瑙研缽研細(xì)到手捻有細(xì)膩感為止。筆者建議，樣品取出后放入天平室干燥器中冷卻，待到溫度降到室溫后稱量，否則影響樣品稱量的準(zhǔn)確性。

2.溶解樣品

國家標(biāo)準(zhǔn)方法操作過程為：準(zhǔn)確稱取0.1～0.2 g粉塵樣品于50 mL錐形瓶中。量取15 mL焦磷酸，倒入錐形瓶中，搖動使樣品全部濕潤。筆者建議，無需制備焦磷酸，稱量0.1～0.2 g樣品放入50 mL錐形瓶中，直接加入15 mL磷酸，減少制備焦磷酸的步驟。并且在加入磷酸后，先將樣品溶液進(jìn)行超聲混勻再進(jìn)行加熱，效果更好。

3.加熱樣品

國家標(biāo)準(zhǔn)方法操作過程為：將錐形燒瓶置于可調(diào)電爐上，迅速加熱到245℃～250℃，用帶有溫度計的玻璃棒不斷攪拌，保持15 min。這個操作步驟為整個實驗過程中最關(guān)鍵步驟，溫度和加熱時間對檢測結(jié)果影響較大。筆者建議，將可調(diào)電熱爐功率調(diào)到最大，開啟一段時間后，將上述錐形瓶放上加熱，使樣品溶液能夠迅速升溫到240℃，以防止溫度低磷酸形成膠狀物，影響樣品溶解。當(dāng)溫度升高到245℃～250℃，調(diào)小電爐功率到恰當(dāng)值，控制溫度在245℃～250℃之間，并持續(xù)觀察溫度計讀數(shù)，持續(xù)加熱20 min，比國標(biāo)方法多加熱5 min。加熱過程中溫度計不要離開錐形瓶，以免溫度計由于冷熱變化而炸裂，造成樣品污染，樣品無效。

4.稀釋樣品

國家標(biāo)準(zhǔn)方法操作過程為：取下錐形瓶，在室溫下冷卻到100℃～150℃，再將錐形瓶放入冷卻水中冷卻到40℃～50℃，在冷卻過程中，加50℃～80℃的蒸餾水稀釋到40～45 mL，稀釋時，一面加水，一面用力攪拌混勻。將錐形瓶內(nèi)容物移入燒瓶中，用熱蒸餾水沖洗溫度計、玻璃棒及錐形瓶。把洗液一并倒入燒杯中，并加蒸餾水稀釋至150～200 mL，并用玻璃棒攪勻。筆者建議，將錐形瓶在室溫下冷卻到100℃后，直接加入100 mL的80℃蒸餾水，邊加熱邊攪拌，然后轉(zhuǎn)移入500 mL燒杯中，并用100 mL的80℃蒸餾水分?jǐn)?shù)次洗滌錐形瓶、溫度計、攪拌棒，不斷轉(zhuǎn)移到上述燒杯中。此操作方法將兩步冷卻合并為一步，防止因為冷卻過程溫度過低焦磷酸形成膠狀物，而影響下一步過濾。

5.過濾樣品

國家標(biāo)準(zhǔn)方法操作過程為：將燒杯放在電爐上煮沸內(nèi)容物，趁熱用無灰濾紙過濾（濾液中有塵粒，須加紙漿）。過濾后，用0.1 mol/L鹽酸溶液洗滌燒杯移入漏斗，并將濾紙上的沉渣沖洗3～5次，再用蒸餾水洗至無酸性反應(yīng)為止。筆者建議，樣品稀釋液加熱煮沸后過濾過程要快，過濾完后，再用80℃蒸餾水洗滌燒杯上的塵粒數(shù)次，防止因樣品轉(zhuǎn)移不完全，造成檢測結(jié)果偏低。用15 mL的0.1mol/L鹽酸溶液淋洗濾紙上的殘渣3次后，用80℃蒸餾水再淋洗濾紙上的殘渣至濾液呈中性為止。

6.低溫炭化

國家標(biāo)準(zhǔn)方法操作過程為：將有沉渣的濾紙折疊數(shù)次，放于恒量的瓷坩堝中，在80℃烘箱中烘干，在放在電爐上低溫炭化。筆者建議，將裝有殘渣的濾紙折疊數(shù)次放入上述稱量好的空坩堝里，記錄樣品對應(yīng)的坩堝編號，然后直接放到電熱爐上加熱炭化，減少低溫烘干的步驟，簡化操作過程。

7.高溫灼燒

國家標(biāo)準(zhǔn)方法操作過程為：將濾紙放入高溫電爐中，800℃～900℃中灼燒30 min，取出瓷坩堝，在室溫下稍冷后，放入干燥器中冷卻1 h，稱至恒量并記錄。筆者建議，高溫爐設(shè)置為900℃，高溫灼燒60 min，比標(biāo)準(zhǔn)時間延長30 min，灼燒更完全，檢測結(jié)果更準(zhǔn)確。

8.稱量樣品殘渣

建議將灼燒后的裝有樣品殘渣的坩堝放入天平室干燥器中冷卻，待到溫度降到室溫后稱量。

9.計算結(jié)果

按 式 SiO2（F）=（m2-m1）/G×100 計算粉塵中游離二氧化硅含量。式中SiO2（F）為游離二氧化硅含量（%）；m1為坩堝質(zhì)量（g）；m2為坩堝加沉渣質(zhì)量（g）；G為粉塵樣品質(zhì)量（g）。

粉塵飛濺的大理石加工場所 圖片源自百度

結(jié)論

筆者對國家標(biāo)準(zhǔn)方法的操作步驟進(jìn)行了細(xì)化和改進(jìn)，簡化部分較繁瑣的操作，減少了分析時間。采用直接購買的粉塵游離二氧化硅質(zhì)量控制樣品（中國疾病預(yù)防控制中心生產(chǎn)）進(jìn)行了質(zhì)量控制，樣品檢測結(jié)果準(zhǔn)確、平行性較好：質(zhì)控樣品標(biāo)準(zhǔn)值8.34%±1.65%，樣品檢測值8.32%、8.30%。按照本方法建議的操作過程檢測粉塵中游離二氧化硅含量，能夠獲得準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，為矽肺病的防治工作提供有力的技術(shù)支撐。