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摘要:采用原子吸收法对工作场所空气中微量铜铅锌进行连测,重点对样品的前处理方法进行实验,拟定测试操作规程和仪器最佳条件。通过多次实验,可得出结论铜铅锌连测有效的提高了样品处理的效率,同时测定值结果误差符合国家相关标准。
关键词:原子吸收;火焰分光光度法;铜;铅;锌;职业卫生
目前,我国的职业危害的人数,职业病的发病人数和因职业病而死亡的人数都居世界的前列。我国职业病危害因素分布广泛。从传统工业,到新兴产业以及第三产业,都存在一定的职业病危害,
接触职业病危害因素人群数以亿计,职业病防治工作涉及三十多个行业,法定职业病名单达上百种。
接触职业危害人数、职业病患者累计数量、死亡数量及新发病人数量,都居世界首位。
据有关部门统计,我国现有1600万家企业存在着有毒有害的作业场所,不同程度危害的职工总数有2亿人。职业卫生评测行业的规模在近几年的发展下也越来越大,因此缩减检定开支,提高测定效率也成为提升企业竞争力不可忽视的因素之一。本文探讨的主要内容,便是通过在样品中处理阶段将互不干扰测定结果的铜、铅、锌同时处理,以缩短湿法消解处理样品的时间,以提高测定效率,提高企业竞争力。
一、方法原理
空气中铜烟、铜尘、气溶胶态锌、铅烟、铅尘及其化合物用微孔滤膜采集,样品经消解后,铜在324.7nm 波长下,锌在213.8nm 波长下,铅在283.3nm 波长下,用空气-乙炔火焰原子化,分别测定标准系列和样品溶液的吸光度。根据相应工作曲线得出样品浓度,并换算为空气中待测物浓度。
二、仪器
1.微孔滤膜,孔径0.8μm;
2.采样夹,滤料直径为40mm;
3.小型塑料采样夹,滤料直径为25mm;
4.空气采样器,流量 0~3L/min和0~10L/min;
5.电热板;
6.AA-6880原子吸收分光光度计,配备空气-乙炔火焰燃烧器和铜、铅、锌空心阴极灯
三、试剂
四、样品的采集、运输和保存
现场采样按照GBZ 159执行。
1、短时间采样:在采样点,将装好微孔滤膜的采样夹,以5L/min 流量采集15min空气样品。
2、长时间采样:在采样点,将装好微孔滤膜的小型塑料采样夹,以1L/min流量采集2~8h空气样品。
3、个体采样:将装好微孔滤膜的小型塑料采样夹佩戴在采样对象的前胸上部,进气口尽量接近呼吸带,以1L/min 流量采集2~8h空氣样品。
采样后,将滤膜的接尘面朝里对折2次,放入清洁塑料袋或纸袋内,置于清洁的容器内运输和保存。样品在室温下可长期保存。
五、分析步骤
采样后,将滤膜的接尘面朝里对折2次,放入清洁塑料袋或纸袋内,置于清洁的容器内运输和保存。样品在低温下至少可保存15d。
对照试验:将装好微孔滤膜的采样夹带至采样点,除不连接空气采样器采集空气样品外,其余操作同样品,作为样品的空白对照。
样品前处理:将采过样的滤膜分别放入25mL三角烧瓶中,加入5mL消化液;在电热板上加热消解,保持温度在200℃左右;消化液基本挥发干时,取下稍冷;用硝酸溶液溶解残渣并定容至25.0mL。现场空白样品和采集的样品同样处理。
各工作曲线按照下表绘制,处理方法同样品处理。
六、标准方法的性能指标
1.回归方程及检出限
(1)铜回归方程A=a+bρ=0.0044+0.1635ρ,相关系数 r=0.9984
吸光度A平均=0.0228,标准偏差s=0.0005,检出限=3s/b=3×0.0005/0.1635=0.009(?g/mL),最低检出浓度0.001mg/m3(以采集75L空气样品按铜计),满足GBZ 2.1-2007《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分:化学有害因素》中铜及其化合物时间加权平均容许浓度PC-TWA铜尘为1mg/m3 ,铜烟0.2mg/ m3的要求。
(2)铅回归方程A=a+bρ=0.0057+0.02167ρ,相关系数 r=0.9981
吸光度A平均=0.1082,标准偏差s=0.0026 检出限=3s/b=3×0.0026/0.1082=0.35(?g/mL),最低检出浓度0.023mg/m3(以采集75L空气样品按铅计),满足GBZ 2.1-2007《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分:化学有害因素》中铅及其化合物时间加权平均容许浓度PC-TWA铅尘为0.05mg/m3 ,铅烟0.03mg/ m3的要求。
(3)锌回归方程A=a+bρ=0.0087+0.6460ρ,相关系数r=0.9989
吸光度A平均=0.0334,标准偏差s=0.0007,检出限=3s/b=3×0.00067/0.6460=0.003(?g/mL),最低检出浓度0.001mg/m3(以采集75L空气样品,按锌计),0.001mg/m3(以采集75L空气样品,按氧化锌计),0.001mg/m3(以采集75L空气样品,按氯化锌计),满足GBZ 2.1-2007《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分:化学有害因素》中时间加权容许浓度氧化锌为3 mg/m3,氯化锌为1 mg/m3的要求。
2.精密度
铜精密度
(1)试验方法:连续 11 次测定低浓度的标准溶液,计算其相对标准偏差RSD。
(2)试验结果:吸光度A平均=0.0228,标准偏差s=0.0005,相对标准偏差RSD=s/A平均=0.0005/0.0228×100%=2.3%。 锌精密度
(1)试验方法:连续 11 次测定低浓度的标准溶液,计算其相对标准偏差RSD。
(2)试验结果:吸光度A平均=0.0334,标准偏差s=0.00067,相对标准偏差RSD=s/A平均=0.00067/0.0334×100%=2.0%。
铅精密度
(1)试验方法:连续 11 次测定低浓度的标准溶液,计算其相对标准偏差RSD。
(2)试验结果:试验结果:吸光度A平均=0.1082,标准偏差s=0.0026,相对标准偏差RSD=s/A平均=0.0026/0.1082×100%=2.4%。
3.准确度、加标回收率
铜准确度、回收率
(1)试验方法:
加标回收法:测定加标样品溶液,计算加标回收率。加标回收率应在95%~105%之间。
(2)试验及结果:
在微孔滤膜上加入铜标准工作液2.50mL,同样品消解处理,用硝酸溶液定容至10.0mL按实验步骤测定,共6份。
测定结果:0.499 0.479 0.478 0.459 0.476 0.473mg/mL,平均0.477?g/mL,加标回收率P=0.477/0.500×100%=95.4%
锌准确度、回收率
(1)试验方法:
加标回收法:测定加标样品溶液,计算加标回收率。加标回收率应在90%~105%之间。
(2)试验及结果:
在微孔滤膜上加入锌标准工作液0.5mL,同样品消解处理,用盐酸溶液定容至10.0mL按实验步骤测定,共6份。
测定结果: 0.044 0.045 0.047 0.046 0.046 0.046mg/mL,平均0.046?g/mL,加标回收率P=0.046/0.050×100%=92.8%
铅准确度、回收率
(1)试验方法:
加标回收法:测定加标样品溶液,计算加标回收率。加标回收率应在95%~105%之间。
(2)试验及结果:
在微孔滤膜上加入铅标准工作液2.0mL,同样品消解处理,用硝酸溶液定容至10.0mL按实验步骤测定,共6份。
测定结果:5.013 4.927 4.763 4.786 4.999 4.906?g/mL,平均4.900?g/mL,加标回收率P=4.900/5.000×100%=98.0%、
七、结论及总结
经多次试验认证,铜、铅、锌多元素连测的实验测定结果(回归方程的斜率、相关系数;方法的检出限;测定结果的准确度、精密度、回收率)誤差在可接受范围内,实验重复性体现良好,符合国家职业卫生相关技术要求。另一方面,多元素连测大大缩短了样品处理时的重复劳动及消耗时间,极大地提高了测定效率,有助于企业缩减成本,提高市场竞争力。
参考文献
[1] GBZ/T 160.9-2004. 工作场所空气有毒物质测定 铜及其化合物.
[2]GBZ/T 160.10-2004. 工作场所空气有毒物质测定 铅及其化合物.
[3] GBZ/T 160.25-2004. 工作场所空气有毒物质测定 锌及其化合物.
关键词:原子吸收;火焰分光光度法;铜;铅;锌;职业卫生
目前,我国的职业危害的人数,职业病的发病人数和因职业病而死亡的人数都居世界的前列。我国职业病危害因素分布广泛。从传统工业,到新兴产业以及第三产业,都存在一定的职业病危害,
接触职业病危害因素人群数以亿计,职业病防治工作涉及三十多个行业,法定职业病名单达上百种。
接触职业危害人数、职业病患者累计数量、死亡数量及新发病人数量,都居世界首位。
据有关部门统计,我国现有1600万家企业存在着有毒有害的作业场所,不同程度危害的职工总数有2亿人。职业卫生评测行业的规模在近几年的发展下也越来越大,因此缩减检定开支,提高测定效率也成为提升企业竞争力不可忽视的因素之一。本文探讨的主要内容,便是通过在样品中处理阶段将互不干扰测定结果的铜、铅、锌同时处理,以缩短湿法消解处理样品的时间,以提高测定效率,提高企业竞争力。
一、方法原理
空气中铜烟、铜尘、气溶胶态锌、铅烟、铅尘及其化合物用微孔滤膜采集,样品经消解后,铜在324.7nm 波长下,锌在213.8nm 波长下,铅在283.3nm 波长下,用空气-乙炔火焰原子化,分别测定标准系列和样品溶液的吸光度。根据相应工作曲线得出样品浓度,并换算为空气中待测物浓度。
二、仪器
1.微孔滤膜,孔径0.8μm;
2.采样夹,滤料直径为40mm;
3.小型塑料采样夹,滤料直径为25mm;
4.空气采样器,流量 0~3L/min和0~10L/min;
5.电热板;
6.AA-6880原子吸收分光光度计,配备空气-乙炔火焰燃烧器和铜、铅、锌空心阴极灯
三、试剂
四、样品的采集、运输和保存
现场采样按照GBZ 159执行。
1、短时间采样:在采样点,将装好微孔滤膜的采样夹,以5L/min 流量采集15min空气样品。
2、长时间采样:在采样点,将装好微孔滤膜的小型塑料采样夹,以1L/min流量采集2~8h空气样品。
3、个体采样:将装好微孔滤膜的小型塑料采样夹佩戴在采样对象的前胸上部,进气口尽量接近呼吸带,以1L/min 流量采集2~8h空氣样品。
采样后,将滤膜的接尘面朝里对折2次,放入清洁塑料袋或纸袋内,置于清洁的容器内运输和保存。样品在室温下可长期保存。
五、分析步骤
采样后,将滤膜的接尘面朝里对折2次,放入清洁塑料袋或纸袋内,置于清洁的容器内运输和保存。样品在低温下至少可保存15d。
对照试验:将装好微孔滤膜的采样夹带至采样点,除不连接空气采样器采集空气样品外,其余操作同样品,作为样品的空白对照。
样品前处理:将采过样的滤膜分别放入25mL三角烧瓶中,加入5mL消化液;在电热板上加热消解,保持温度在200℃左右;消化液基本挥发干时,取下稍冷;用硝酸溶液溶解残渣并定容至25.0mL。现场空白样品和采集的样品同样处理。
各工作曲线按照下表绘制,处理方法同样品处理。
六、标准方法的性能指标
1.回归方程及检出限
(1)铜回归方程A=a+bρ=0.0044+0.1635ρ,相关系数 r=0.9984
吸光度A平均=0.0228,标准偏差s=0.0005,检出限=3s/b=3×0.0005/0.1635=0.009(?g/mL),最低检出浓度0.001mg/m3(以采集75L空气样品按铜计),满足GBZ 2.1-2007《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分:化学有害因素》中铜及其化合物时间加权平均容许浓度PC-TWA铜尘为1mg/m3 ,铜烟0.2mg/ m3的要求。
(2)铅回归方程A=a+bρ=0.0057+0.02167ρ,相关系数 r=0.9981
吸光度A平均=0.1082,标准偏差s=0.0026 检出限=3s/b=3×0.0026/0.1082=0.35(?g/mL),最低检出浓度0.023mg/m3(以采集75L空气样品按铅计),满足GBZ 2.1-2007《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分:化学有害因素》中铅及其化合物时间加权平均容许浓度PC-TWA铅尘为0.05mg/m3 ,铅烟0.03mg/ m3的要求。
(3)锌回归方程A=a+bρ=0.0087+0.6460ρ,相关系数r=0.9989
吸光度A平均=0.0334,标准偏差s=0.0007,检出限=3s/b=3×0.00067/0.6460=0.003(?g/mL),最低检出浓度0.001mg/m3(以采集75L空气样品,按锌计),0.001mg/m3(以采集75L空气样品,按氧化锌计),0.001mg/m3(以采集75L空气样品,按氯化锌计),满足GBZ 2.1-2007《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分:化学有害因素》中时间加权容许浓度氧化锌为3 mg/m3,氯化锌为1 mg/m3的要求。
2.精密度
铜精密度
(1)试验方法:连续 11 次测定低浓度的标准溶液,计算其相对标准偏差RSD。
(2)试验结果:吸光度A平均=0.0228,标准偏差s=0.0005,相对标准偏差RSD=s/A平均=0.0005/0.0228×100%=2.3%。 锌精密度
(1)试验方法:连续 11 次测定低浓度的标准溶液,计算其相对标准偏差RSD。
(2)试验结果:吸光度A平均=0.0334,标准偏差s=0.00067,相对标准偏差RSD=s/A平均=0.00067/0.0334×100%=2.0%。
铅精密度
(1)试验方法:连续 11 次测定低浓度的标准溶液,计算其相对标准偏差RSD。
(2)试验结果:试验结果:吸光度A平均=0.1082,标准偏差s=0.0026,相对标准偏差RSD=s/A平均=0.0026/0.1082×100%=2.4%。
3.准确度、加标回收率
铜准确度、回收率
(1)试验方法:
加标回收法:测定加标样品溶液,计算加标回收率。加标回收率应在95%~105%之间。
(2)试验及结果:
在微孔滤膜上加入铜标准工作液2.50mL,同样品消解处理,用硝酸溶液定容至10.0mL按实验步骤测定,共6份。
测定结果:0.499 0.479 0.478 0.459 0.476 0.473mg/mL,平均0.477?g/mL,加标回收率P=0.477/0.500×100%=95.4%
锌准确度、回收率
(1)试验方法:
加标回收法:测定加标样品溶液,计算加标回收率。加标回收率应在90%~105%之间。
(2)试验及结果:
在微孔滤膜上加入锌标准工作液0.5mL,同样品消解处理,用盐酸溶液定容至10.0mL按实验步骤测定,共6份。
测定结果: 0.044 0.045 0.047 0.046 0.046 0.046mg/mL,平均0.046?g/mL,加标回收率P=0.046/0.050×100%=92.8%
铅准确度、回收率
(1)试验方法:
加标回收法:测定加标样品溶液,计算加标回收率。加标回收率应在95%~105%之间。
(2)试验及结果:
在微孔滤膜上加入铅标准工作液2.0mL,同样品消解处理,用硝酸溶液定容至10.0mL按实验步骤测定,共6份。
测定结果:5.013 4.927 4.763 4.786 4.999 4.906?g/mL,平均4.900?g/mL,加标回收率P=4.900/5.000×100%=98.0%、
七、结论及总结
经多次试验认证,铜、铅、锌多元素连测的实验测定结果(回归方程的斜率、相关系数;方法的检出限;测定结果的准确度、精密度、回收率)誤差在可接受范围内,实验重复性体现良好,符合国家职业卫生相关技术要求。另一方面,多元素连测大大缩短了样品处理时的重复劳动及消耗时间,极大地提高了测定效率,有助于企业缩减成本,提高市场竞争力。
参考文献
[1] GBZ/T 160.9-2004. 工作场所空气有毒物质测定 铜及其化合物.
[2]GBZ/T 160.10-2004. 工作场所空气有毒物质测定 铅及其化合物.
[3] GBZ/T 160.25-2004. 工作场所空气有毒物质测定 锌及其化合物.