中美粉塵采樣方法對比研究

曲敏彰 尉莉莉 王喆

摘 要：通過中美兩國粉塵采樣方法有關標準的對比研究，找出兩國在粉塵職業(yè)接觸限值、采樣設備及采樣策略等方面的異同，為我國粉塵采樣技術的發(fā)展提供一些規(guī)范方面的借鑒。

關鍵詞：粉塵采樣；職業(yè)接觸限值；采樣方法

1 背景分析

粉塵采樣是了解作業(yè)場所粉塵濃度和作業(yè)工人接塵水平的重要依據，也是粉塵治理和評價的關鍵因素。粉塵采樣是一項技術性比較強工作，其所采集的粉塵樣品必須準確、真實可靠，具有代表性[1]。

文章將會分別介紹中美兩國粉塵采樣方法并對比二者之間的異同，探索我國與美國在粉塵采樣方面的差距，為提高我國采樣技術水平提供借鑒。

2 中美粉塵采樣設備對比

2.1 粉塵采樣器

理想的粉塵采樣器僅采集那些可沉積在呼吸道某個部位的粉塵，而實際上采集的是可進入呼吸道某部位的粉塵，是否沉積和呼出不能區(qū)分。粉塵采樣器按照采塵粒徑范圍分類為總粉塵采樣器和呼吸性粉塵采樣器。

總粉塵采樣器不加區(qū)分地采集進入呼吸區(qū)的所有粉塵，我國標準將總粉塵采樣器按采樣夾類型分為兩類，一類是粉塵采樣夾，上面安裝40mm和75mm的濾膜，常用于定點采樣，另一類是小型塑料采樣夾，常用于個體采樣。采樣流量規(guī)定為（5～30）L/min、（30～80）L/min和80L/min以上[2]。美國NIOSH將總粉塵采樣器流量定為1～2L/min。目前，在總粉塵采樣器方面，美國常用閉口式、開口式濾膜盒，選用37mmPVC濾膜，個體采樣器約2L/min。

粉塵采樣器按照其預分離器不同主要分為三類：旋風式、淘析式、沖擊式。在美國，旋風式采樣器是主流，如尼龍旋風采樣器、HD旋風采樣器、AI旋風采樣器[3]，很多采樣標準都是以這三種采樣器為例。而在我國，沒有對呼吸性粉塵采樣器的種類進行限制，粉塵采樣器技術標準中只是要求采樣器的采樣效能應符合“BMRC”采樣曲線，同時GBZ/T192.2-2007《工作場所空氣中粉塵測定第2部分：呼吸性粉塵濃度》中，也并沒有對預分離器的種類做出要求。

2.2 分析天平感量

我國標準規(guī)定：總粉塵采樣濾膜增重≥1mg時，用感量為0.1mg的分析天平，否則用感量為0.01的分析天平；呼吸性粉塵采樣都采用0.01mg的分析天平。而美國NIOSH一律要求使用感量為0.001mg的分析天平。我國標準要求較低，易于推廣實行，但據我國學者采樣測定表明。感量為0.1mg的天平不再適用，0.01mg是一個基本要求，而且隨著我國工廠作業(yè)環(huán)境的改善，工作場合的粉塵濃度也得到了一定程度的下降。我們在一些工作環(huán)境良好的場合采樣時，采集的粉塵樣品，經常會因為感量過高達不到規(guī)定的要求而造成失敗。

2.3 濾膜增重（δm）

對于濾膜增重，我國標準規(guī)定：采集總粉塵時，直徑≤37mm的濾膜時，δm不得超過5mg；直徑為40mm的濾膜時，δm不得超過10mg；直徑為75mm時，δm不限。采集呼吸性粉塵時，δm的范圍為0.1mg～5mg，濾膜采集粉塵的最大容量，應根據濾膜的有效采集面積來調整。美國NIOSH規(guī)定濾膜增重不得小于0.1mg，不得超過2mg。總粉塵和呼吸性粉塵均是如此。

3 采樣策略對比

3.1 采樣對象選擇

個體采樣時，由于成本限制，不可能對接觸有害因素的所有職工進行采樣。中美的采樣標準都規(guī)定要對選取最大風險勞動者作為采樣檢測對象，如果最大風險勞動者不能確定，那就對一批勞動者進行隨機抽樣。至于采樣對象數量的確定，對比美國NIOSH標準與GBZ159-2004，可發(fā)現美國采樣對象要求的數量明顯高于我國。例如：當工作崗位勞動者有8名時，我國要求的采樣對象為6個，美國要求7個；當工作崗位勞動者有15個時，我國要求8個，美國要求12個。

3.2 采樣方法

我國粉塵采樣標準規(guī)定總粉塵和呼吸性粉塵采樣均按照GBZ 159-2004《工作場所空氣中有害物質監(jiān)測的采樣規(guī)范》執(zhí)行，此規(guī)范根據有害物質職業(yè)接觸限值的不同來區(qū)分采樣方法：（1）職業(yè)接觸限值為最高容許濃度的采樣，這種采樣時選取空氣中有害物質最高的地點在有害物質濃度最高的時段采用定點的、短時間采樣方法進行采樣，采樣時間一般不會超過15min。（2）職業(yè)接觸限值為短時間接觸容許濃度的采樣，它與最高容許濃度采樣大致相同，不同的是它的采樣時間為15min，采樣不足15min時可進行多次采樣。（3）職業(yè)接觸限值為時間加權平均容許濃度的采樣，根據有害物質濃度的存在情況、采樣器的操作性能等，這種采樣可選擇的采樣方法很多，有個體采樣或定點采樣，長時間采樣或短時間采樣，選擇時盡量以長時間采樣、個體采樣為主。

美國NIOSH發(fā)行的《Occupational Exposure Sampling Strategy Manual》，對職業(yè)接觸采樣方法做出了詳細的規(guī)范，在這部手冊中，將職業(yè)環(huán)境樣品采集技術分為三種基本類型：個體采樣、呼吸區(qū)采樣、區(qū)域采樣（定點采樣）。通常進行采樣時，只用個體采樣和呼吸區(qū)采樣，很少使用定點采樣。根據職業(yè)接觸限值將采樣方法分為兩種類型，職業(yè)接觸限值為TWA的采樣方法策略和職業(yè)接觸限值為閾限值上限的采樣方法，前者對應我國時間加權容許濃度的采樣。其中，8小時連續(xù)多樣品采樣測量是最佳選擇，因為連續(xù)兩個完整周期樣品提供足夠的準確度和精確度；其次，應當選擇滿期單樣品測量；部分周期連續(xù)采樣測量是下一個選擇，這種方法確定在于無法估測沒有采樣時段的接觸濃度，所以在手冊中不是很提倡這樣方法。抽樣采樣是最不建議選擇的方法，如選擇抽樣采樣，那必須要有足夠和持續(xù)的樣本收集時間。而職業(yè)接觸限值為閾限值上限的采樣方法與前者大致相同，區(qū)別在于上限標準采樣采取非隨機的方式、保證在最大濃度區(qū)域采樣，而且與TWA相比時間更短，一般為15min。

4 總結及借鑒

通過上述對中美兩國粉塵采樣的對比研究，總結一下我國當前粉塵采樣所存在的問題和可以向美國借鑒的經驗：

（1）我國呼吸性粉塵的職業(yè)接觸限值要比美國的標準低，呼吸性粉塵是導致塵肺的主要病因，我國需要對其要求提高標準。

（2）個體采樣執(zhí)行困難：定點采樣的時段和采樣點的選擇比較困難，且采樣現場中粉塵濃度會隨著時間變化而波動。而與之相比，個體采樣并不受以上變化的影響，同時也沒有采樣距離等人為因素的影響。我國標準GBZ 159-2004中也對個體采樣方法進行了詳細的描述。但是我國在實際的粉塵采樣當中，絕大多數仍然采用定點采樣，而且采樣時間不足。這主要是由于采樣設備的限制和技術人員水平參差不同所造成的。目前我國的個體采樣器還不能滿足長時間連續(xù)采樣的要求，所以我國應加緊在這方面采樣設備的研制。

（3）采集呼吸性粉塵時，BMRC曲線重點考慮進入肺泡引起塵肺病的那部分粉塵，這符合我國國情，但是ACGIH曲線更加符合上呼吸道沉積機理。在注意肺泡區(qū)粉塵所引起的塵肺病的同時，還反映了進入氣管、支氣管對人體的危害。ISO對著兩種曲線特性的采樣器都認可，所以我國沒有必要只認可BMRC曲線，可以兩者都認可。

參考文獻

[1]時延申，候傳之，韓增毅，等. 粉塵采樣過程應注意的問題[J].職業(yè)與健康，2009，25：477-479.

[2]AQ4217-2012. 粉塵采樣器技術條件[Z].

[3]NIOSH. Manual of analytical methods（HMAM）[Z].Fourth edition，1993.