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工作场所粉尘的采样和检测是了解作业场所粉尘污染程度和作业人员接触粉尘水平及确定粉尘治理措施、评价治理效果的依据,是预防和控制尘肺病发生的一项重要工作。随着职业卫生标准的不断修订、完善,我国工作场所粉尘浓度的职业接触限值由原来的最高容许浓度(MAC)转变为时间加权平均浓度(TWA)。由于时间加权平均浓度反映的是作业人员在一个工作班(或工作周)内的平均接触水平,也即反映了工人的实际接触水平,从而有助于更好更确切地分析、评价粉尘危害性。
然而当前我国的不同工作场所粉尘的产生形式和控制措施、粉尘浓度差异均较大;受检测设备条件限制,还不能完全采用个体采样方法来直接检测时间加权平均浓度(TWA),只能通过定点短时间采样结果来估算TWA值;为了分析粉尘的危害,还需要回顾和利用几十年来粉尘检测积累的大量的短时定点粉尘浓度的宝贵资料;此外,产生粉尘的工作场所往往环境也较为复杂,粉尘的采集常受到许多因素的影响。因此针对不同工作场所粉尘存在的实际情况,以及时间加权平均容许浓度(PC-TWA)标准的要求,在工作实践中如何合理、有效地开展粉尘检测是当前的一项重要工作。本研究选择不同的工作场所、使用不同的粉尘采样设备、采用不同的采样方法(长时间个体采样、长时间定点采样、短时间定点采样)进行粉尘检测,比较不同采样仪器、不同采样方法、不同采样周期、不同采样位置和采样高度等采样条件采集的粉尘浓度结果之间的关系,为分析不同作业场所粉尘产生的规律和不同采样方法的关系和探讨如何满足新职业卫生标准的要求,建立一套更为科学合理、实用可行、符合我国国情的粉尘采样方法提供科学依据。
1.选择粉尘浓度大小、粉尘波动性大小、作业人员流动性各不相同的电焊车间、炼铁厂上料系统、水泥厂包装系统、电厂输煤系统四个不同的工作场所,使用FC-2型粉尘采样器与Airchek2000型个体粉尘采样器分别进行短时间定点采样、长时间定点采样(定点TWA)和长时间个体采样(个体TWA)测定呼吸性粉尘浓度和总粉尘浓度。分析结果显示:电焊烟尘的个体TWA、定点TWA和短时定点采样的呼吸性粉尘浓度无统计学差异,电焊烟尘的总粉尘、炼铁厂、水泥厂、电厂三种采样方式测得的粉尘浓度总体上均有统计学差异。其中水泥尘和电厂煤尘的个体TWA和定点TWA、电焊总粉尘和电厂煤尘的定点TWA和短时定点测定的粉尘浓度差异无统计学意义,电焊总粉尘的个体TWA大于定点浓度,水泥厂短时定点浓度大于个体TWA和定点TWA;炼铁厂的短时定点浓度大于定点TWA,定点TWA大于个体TWA;电厂短时定点的粉尘浓度大于个体TWA。
2.选择低、中、高浓度的不同粉尘作业现场,采用定点采样方式,分别设置0.25h、0.5h、1h、2h、4h、8h等不同采样周期,使用个体采样器在选定的采样点同时进行连续粉尘采样,比较不同采样周期采集的粉尘浓度结果。结果显示:低浓度和中浓度的各个采样周期组采样后滤膜的增重量均随采样周期延长而相应增大;各组间累计8小时采样测定的TWA值总的差异没有统计学意义(P>0.05),任两组间差异也没有统计学意义(P>0.05)。同时经实时观察显示采样过程中未出现粉尘脱落现象,各组流量器流量一直保持稳定。
高浓度现场各组粉尘浓度总的差异有统计学意义(P<0.0001),两两比较显示15分钟组和30分钟组没有统计学差异(P=0.032>0.05),其他任两组差异均有统计显著性(P<0.0001)。滤膜增重的最大值约为9~10mg,15分钟组和30分钟组无粉尘脱落,其他各组均有粉尘脱落,其中4小时组和8小时组有大量粉尘脱落,但无流量器流量不稳的情况。
3.选择电焊车间和炼铁厂上料系统进行总粉尘浓度与呼吸性粉尘浓度检测及相关性分析研究。结果显示:电焊粉尘、炼铁厂粉尘总粉尘浓度与呼吸性粉尘浓度间存在显著相关性。其中电焊烟尘个体TWA、定点TWA、短时定点总粉尘与呼吸性粉尘浓度的比例关系在1.52~2.77(均值1.76)、1.12~2.84(均值2.08)、1.16~2.87(均值1.54)之间,回归方程分别为Y=0.768+1.512X、Y=0.618+1.117X、Y=0.291+0.532X(P<0.05),相关系数r值分别为0.792、0.826和0.827(P<0.01),三组采样方式所得T/R值差异无统计学意义;炼铁厂定点长时间和短时间总粉尘与呼吸性粉尘浓度的比例关系分别在1.72~4.63和1.67~6.48之间,均值分别为2.75和3.11(两组差异没有统计学意义),回归方程分别为Y=-0.768+0.365X、Y=0.363+0.335X(P<0.001),相关系数r值分别为0.896、0.873(P<0.01)。
4.选择粉尘浓度大小、粉尘波动性大小、作业人员流动性各不相同的电焊车间、炼铁厂上料系统、水泥厂包装系统、电厂输煤系统四个不同的工作场所,分别进行短时间定点采样估测TWA和长时间个体采样测定粉尘TWA浓度。结果显示,电焊烟尘、水泥尘和电厂煤尘的个体TWA浓度和估测TWA浓度差异没有统计学意义(P>0.05),而炼铁厂差异则有统计显著性(P<0.05),估测TWA偏高。
5.分别在不同高度和面罩内、面罩外选点同时进行粉尘浓度测定,结果显示:面罩内和面罩外测定的电焊总粉尘浓度有统计学差异(P<0.05),面罩外的粉尘浓度较高;不同采样高度的呼吸性粉尘浓度无统计学差异(P>0.05)。
结论:
1.粉尘浓度较低、且波动性较小、作业人员岗位相对固定时,个体TWA、定点TWA和短时定点采样采集的(总粉尘和呼吸性粉尘)粉尘浓度结果间有一致性;而粉尘浓度较高、且波动性较大、作业人员流动性较大时,个体TWA、定点TWA和短时定点采样采集的(总粉尘和呼吸性粉尘)粉尘浓度结果间存在显著性差异,后者宜使用个体采样器采集个体TWA以反映接尘工人的真实接尘水平。Airchek2000型个体采样器和FC-2型粉尘采样器在测定粉尘浓度较低(<3mg/m3)且比较稳定的场所时采样结果具有较好的一致性,但在粉尘浓度较高且变化较大的场所,二者测定的粉尘浓度结果偏差较大。
2.在粉尘浓度<10mg/m3时,流量为2L/min时,用Airchek2000型采样泵及其配套设备进行个体粉尘测定时可以连续有效采样8个小时;当粉尘浓度较高时,使用个体采样器进行个体粉尘浓度测定需要选择合理的采样周期,定期更换滤膜,以实现连续、有效的粉尘采样。
37mm滤膜的最大容尘量约为10mg,高于我国卫生标准规定37mm滤膜增重最大值5mg、NIOSH规定的2mg,如采样器流量稳定超过规定增量一定范围仍可保证采样的有效性。
3.电焊烟尘和炼铁厂总粉尘浓度与呼吸性粉尘浓度存在显著相关性,前者的比例可取1:1.5~1:2.0,后者可取1:3.0;总粉尘和呼吸性粉尘转换系数都按照统一的“1:3”似乎并不完全合适。
4.在粉尘浓度低且较稳定、工人的工作位置相对固定的工作场所,短时记录工时法能够较好的估测TWA,而在粉尘浓度较高且工人流动性较大的场所,估算的结果则存在一定的偏差。适宜使用个体采样器采集个体TWA以反映接尘工人的真实接尘水平。
5.电焊烟尘面罩内外测定的粉尘浓度不同,面罩外的粉尘浓度大于面罩内的浓度;不同采样高度的呼吸性粉尘浓度无统计学差异,但仍以呼吸带高度采样最能反映工人的真实接触水平。