卫生检验基础空气检验临床检验

1,空 气 检 验,公共卫生学院 练 玉 银 ,2,3,第一节：空气检验概论第二节：空气样品的采集第三节：空气中粉尘的测定 第四节：空气中有毒物质的检测,4,第一节：空气检验概论,一、空气简介,（一）空气的存在范围,5,海拔高度（km）80010080604020 -100 -50 0 50 100 temperature（ ）,对流层,最靠近地表且密度最大气象变化复杂和人类生命活动的关系最密切,平流层,臭氧层,空气以水平运动为主没有气象现象，利于高空飞行 有20km左右臭氧层,中间层,热层,外大气层,6,氩0.93%,CO20.03%,其它0.01%,氧20.93%,氮78.10%,（二）空气的组成,7,太阳辐射：是产生各种复杂天气现象的根本原因，是地球上光和热的源泉。,43到达地表,43折回宇宙空间,14被大气吸收,地 球,（三）空气的物理化学性状,8,太阳辐射光谱,波长,-射线,X-射线,紫外线,可见光,红外线,微 波,无线电波,9,2. 气象因素（meteorological factor）,天气：一定地区在一定时间内各种气象因素的综合表现，主要为气温、气湿、气压、风、云、雨、雪等大气状态在短时间内的变化。气候：某地区长期天气变化情况的概括。,10,对健康的影响与季节、气象有关的疾病：花粉症、枯草热、流感等天气变化加重的疾病：心肌梗死发作季节性发病的疾病：传染病、呼吸系统与心血管疾病、肌肉关节病秋季后异常可诱发的疾病：肺炎、哮喘,11,空气离子的发生:在外界理化因素作用下,3. 空气离子化(Air ionization),空气离子：空气中带有阳电或阴电荷的离子 空气离子化：产生空气正、负离子的过程,气体分子外层电子逸出：正离子中性分子结合电子：负离子,+中性分子 (10-15),轻离子 (n+/n-),灰尘、烟雾,+,重离子 (N+/N-),12,负离子的生物学作用,调节中枢神经的兴奋和抑制功能，缩短感觉时 值与运动时值刺激骨髓造血功能，使异常血液成分趋于正常降低血压改善肺的换气功能，促进气管纤毛颤动促进组织细胞生物氧化、还原过程,不同空气环境状况空气负离子浓度,14,1.空气污染的概念： 是指在空气的正常组成成分之外，又增加了新的成分，或原有成分骤然增加，破坏了大气的物理化学正常组成和生态平衡。从而对人体健康和动植物生长的造成危害。,（一)空气污染,二、空气污染及危害,15,2.空气污染指数（API）,空气污染指数是指根据空气中SO2 、NO2 和可吸入颗粒物等污染物的浓度计算出来的数值。,空气污染指数范围及相应的空气质量类别,1.大气污染物的来源,工业企业 燃料的燃烧 生产过程的排放生活性污染交通运输,(二) 空气污染物的来源与存在形态,生产废气,汽车尾气,生活炉灶,沙尘暴,人类活动,燃料燃烧,建筑和装饰材料,室外进入,家用电器,2.室内空气污染的来源,22,甲醛、苯,氡,氨,大理石、瓷砖、地基,混凝土、防火板,粘和剂、油漆、家具、杀虫剂,23,3.工作场所空气中污染物的来源,生产性毒物的来源生产性粉尘的来源 在生产过程中形成的并能较长时间漂浮在空气中的固体颗粒。,24,（三）空气污染物的分类,物理性污染物：噪声、电离辐射、电磁辐射等化学性污染物：SO2、H2S等生物性污染物：经空气传播的病原微生物和植物花粉等一次污染物二次污染物,25,气体：常温常压下以气体分子形式分散在空气 中。蒸气：常温常压下为固体或液体但具有挥发性 或升华性。气溶胶：以固体或液体的微小颗粒悬浮在空气 中形成的体系。如：烟、雾、尘等。,（四）空气污染物的存在状态,（ 颗粒物）,总悬浮颗粒物 Dp100m,total suspended particulates, TSP,可吸入颗粒物 Dp10m,inhalabal particulates, IP particulate matter, PM10,细粒子 Dp2.5m,fine particle particulate matter, PM2.5,包括液体、固体或者液体和固体结合 存在的，并悬浮在空气介质中的颗粒,能进入人体呼吸道 ，且能长期漂浮于空气中,在空气中悬浮的时间更长,对健康的危害更大,颗 粒 物,1.大气污染对健康的直接危害,急性危害直接危害 慢性危害 致癌作用,污染物浓度高，短时间内大量吸入所致,低浓度、长期、反复作用于机体所致,（五）大气污染对人体健康的危害,28,煤烟型烟雾事件 光化学型烟雾事件 生产事故,烟雾事件,急性中毒,29,急性中毒事件,由颗粒物和SO2协同作用引起的伦敦烟雾,煤烟型烟雾事件：由于煤烟和工业废气大量排入大气且得不到充分扩散而引起的,31,伦敦烟雾、SO2浓度和超死亡率变化趋势,光化学烟雾,阶段I污染物蓄积,阶段II氧化物形成,烟雾,光化学型烟雾事件：由于汽车尾气中NOx和烃类在强烈日光作用下经过一系列光化学反应产生的光化学烟雾而引起的,主要污染源：汽车尾气,浅蓝色混和烟雾,眼刺激作用：红肿、流泪 鼻、咽、喉、气管、肺刺激炎症肺水肿,33,酸雨温室效应臭氧层破坏,2.大气污染对健康的间接危害,温室效应（Greenhouse effect）,地球,对流层,温室效应,平流层,太阳,太阳辐射,大气,包括温室气体,太阳辐射通过气体,太阳辐射使地球表面升温并散热,一些热量穿过气体层,一些热量被吸收,留在大气层,35,温室效应对人类健康的影响,对发病率的影响对死亡率的影响,病原微生物繁殖,改变生物传媒和病原体的地理分布,原始病毒从冰川融化而进入环境,炎热地区、炎热季节：死亡率,寒冷地区、寒冷季节：死亡率,36,酸雨,pH值小于5.6 的降水,太阳能量启动光化学反应,氧化,二氧化硫,硫 酸,二氧化氮,硝 酸,酸雨,酸雨对人类已造成多种危害,SO2对全球酸沉降的贡献率为60%70%,酸雨的危害,树木被酸雨破坏,酸雨的危害,酸雨对石雕的损害,摄于1908年,摄于1968年,39,臭氧层破坏,指近几十年来，平流层中的臭氧层逐渐变薄，在南北极甚至出现臭氧空洞的现象氯氟烃（CFCs）、溴代氟烃臭氧几乎可全部吸收来自太阳的短波紫外线，使人类和其他生物免遭紫外线辐射的伤害,40,臭氧层空洞对人体健康的影响,皮肤癌增多 大气光化学氧化剂增加导致的健康危害 免疫系统抑制 白内障发病率增加,41,四、空气检验的意义,1.防止空气污染引起的急性中毒、慢性危害和远期作用2.评价环境空气质量状况，评价空气污染控制、管理效果3.为保护人体健康，治理空气污染提供科学依据,42,空气检验的主要内容,1.颗粒物的测定：生产性粉尘浓度、分散度的测定，IP（inhalable particle)的测定等2.无机污染物的测定：铅、汞、二氧化硫等3.有机污染物的测定：甲醛、农药等4.空气污染物的快速测定：处理突发事件5.气象参数的测定：气温、气压、风速等,43,空气检验的基本步骤,1.现场调查，收集资料，制定采样方案2.确定检验项目3.设计采样点、采样时间、采样频率和采样方法4.空气样品的保存与预处理5.样品的分析测定6.数据处理与结果报告,44,（一）集气法,集气法又称直接采样法。这种采样方法是将空气样品收集在合适的容器内，再带回实验室进行分析，对空气样品未加浓缩。,一、 采样方法,第二节 空气样品的采集,45,45,在实验室先抽真空，至P瓶内133 Pa，关闭活塞。现场慢慢打开活塞采气,1真空采样法（vacuum sampling method）,46,46,容器：采气管、采气瓶 采样动力：100ml注射器、真空泵 采样方法：送气置换、抽真空置换， V抽真空=(610)V集气瓶,2置换采样法（substitution sampling method）,47,3塑料袋采样法(sampling method using plastic bag),采样容器：塑料袋 容器要求：气密性好、死体积小于5%、 对样品不反应、不吸附、不渗漏 采气动力：注射器、手抽气筒 先清洗35次，再采样,48,48,4.注射器采样法（syringe sampling method）,再采集现场空气样品， 将进气口套上塑料帽 或橡皮帽密封。 运输、保存时，应始终保持进气端朝下，以防外界气体渗入,（二）浓缩采样法,1. 溶液吸收法 利用空气中被测物质能迅速溶解于吸收液中或能与吸收液及迅速发生化学反应生成稳定化合物对空气样品进行浓缩。,50,吸收液选择原则 ： 吸收液对被采集空气污染物有较大溶解度或反应速度快； 被采集污染物在吸收液中有足够长的稳定时间；（如SO2的吸收） 所用吸收液成分对分析测定无影响；（如酶法测有机磷农药不能用CH3OH） 价廉、易得、无毒。,2. 固体吸收剂采样 利用空气通过固体吸收剂时，由于固体吸附剂的吸附作用或阻留作用达到浓缩目的。 颗粒状吸附剂：硅胶、活性炭、高分子多孔微球 纤维状滤纸：定量滤纸、玻璃纤维滤纸、聚氯乙烯 筛孔状滤料：微孔滤膜、聚氨酯泡沫塑料,52,与溶液吸收法相比的优点：,（1）可长时间采样，适用于大气中微量至痕量组分的日 平均浓度的测定； （2）如果固体吸附剂选择恰当，对气体、蒸气和气溶胶 都有较高的采样效率； （3）浓缩在固体吸附剂上的待测污染物比在溶液中稳定 的多，可存放时间长； （4）固体吸附采样管便于携带。,53,二、 采样仪器,组成：采集器、气体流量计、采气动力,（一）采集器,1.吸收管 气泡吸收管（气体和蒸气） 多孔玻板吸收管（气体、蒸气、雾状、较小颗粒） 冲击式吸收管（气体、蒸气、烟、尘）,2.填充柱采样管,3.滤料采样夹,4.集气瓶,5.塑料袋,（二）采气动力,手抽气筒 水抽气瓶 电动抽气筒 压缩空气吸引器, 转子流量计,孔口流量计,皂膜流量计,（三）气体流量计,（四）专用采样器,将采集器、气体流量计、抽气动力组装成专用的 采样器。 粉尘采样器 气体采样器 个体采样器,各区域污染严重程度如何？,应在什么地点采样？,应用什么方法采样？,应在什么时候采样？,应该采多少体积？,采样效果好不好？,四、 采样点的选择,61,采样点选择的原则和要求1.采样点应设在整个监测区域的高、中、低三种不同污染物浓度的地方2.在污染源比较集中，主风向比较明显时，应将污染源的下风向作为主要监测范围，布设较多的采样点，在其上风向布设对照点。3.工业较密集的城区和工矿区，人口密度及污染物超标地区，要适当增设采样点；在郊区和农村，人口密度小及污染物浓度低的地区，可酌情少设采样点,62,4.采样点的周围应开阔。5.根据监测目的确定采样高度。 研究大气污染对人体健康的危害时，采样点应离地面1.52m 连续采样例行监测，采样口高度应离地面315m 若置于屋顶采样，采样点的相对高度在1.5m以上，以减小扬尘的影响,五、采样步骤,根据目的，选择采样点、采样方法、计算最小采气量 检查采样装置 记录气温、气压、气湿、气流 及时分析，计算浓度，平行样本偏差,64,尘肺：某些生产性粉尘所引起的以肺组织纤维化为主的全身性疾病。是一种对人体十分有害的职业病。,第三节 空气中的粉尘测定,粉尘是指能悬浮在空气中的粒径0.1 m的固体粒子。,65,一、卫生意义,1、粉尘的理化性质2、粉尘对人体健康的影响,化学组成和浓度、粉尘的分散度、粉尘的溶解度、粉尘的形状与硬度、粉尘的荷电性、粉尘的爆炸性,全身作用、局部作用、致癌作用、变态反应、光感作用、感染作用,66,化学组成和浓度和接触时间,化学组成和浓度是直接决定其对人体危害性质和严重程度的重要因素粉尘中游离二氧化硅含量越高，致纤维化作用越强，危害越大同一种粉尘，工作环境空气中浓度越高，暴露时间越长，对人体危害越严重,67,粉尘的分散度,分散度越高，粉尘在空气中浮游的时间越长，沉降速度越慢，被人体吸入的机会就越多分散度越高，比表面积越大，越易参与理化反应，对人体危害越大粉尘分散度对人群健康的影响与其在呼吸道中的阻留有关,68,粉尘的溶解度,对人体的危害关系，因其性质不同而各有差异有毒性粉尘的毒性随其溶解度增加而增大矿物性粉尘，虽在体内溶解度很小，但对人体的危害却比较严重无毒性粉尘，溶解度虽大，但对人体的危害较小,69,粉尘的形状与硬度,一定程度上影响稳定性，形状越接近球形，则越容易沉降坚硬的尘粒更强烈的刺激皮肤和粘膜，能引起呼吸道粘膜机械损伤,70,粉尘的荷电性,90%95%的尘粒带有电荷温度升高时，荷电量增加；湿度增大时，荷电量降低荷电尘粒在人体内易被阻留,71,粉尘的爆炸性,可氧化的粉尘，在适宜的浓度条件下，一旦遇到明火、电火花和放电时，即会发生爆炸面粉、铝、硫磺7g/m3糖10.3g/m3,72,二、 粉尘浓度的测定,粉尘浓度：是指单位体积空气中所含粉尘的量。在我国卫生标准中，粉尘的最高允许浓度是采用重量法，以mg/m3表示。测定方法为滤膜重量测定法。,原理,使一定量的含尘空气，通过已知重量的滤膜，将粉尘粒子阻留在滤膜上。根据采样前后滤膜的重量差和采样体积，即可计算出单位体积空气中粉尘粒子的重量。,C=W1-W2/V01000 C为空气中粉尘的浓度，mg/m3W1为采样前滤膜质量，mgW2为采样后滤膜与粉尘的质量，mgV0为换算成标准状态下的采样体积值，L,74,滤膜准备：称量后固定于采样夹采样：1.5m，流量1530L/min，估计滤膜上粉尘增重120mg时，停止采样记录气温和气压称重：采样后的滤膜称量计算,75,三、 粉尘分散度的测定,测量方法分类： 一、自然沉降法二、滤膜法,粉尘分散度：,76,1、原理,被测空气中的粉尘采集到格林氏沉降器的金属圆筒中，密闭静置一定的时间,尘粒由于本身的重力而沉降到圆筒底部的盖玻片上，在显微镜下用目镜测微尺，测量粉尘颗粒的大小，分组计算其百分率。,（一）沉降法,2、仪器,格林氏沉降器、载玻片、盖玻片、目镜测微尺、物镜测微尺。,77,77,测定分散度,光学条件 = 标定时光学条件 遇长径量长径， 遇短径量短径， 至少测定200个尘粒 计算分散度： X (%)= (Nx / N)100,采集粉尘后的滤膜，溶于有机溶剂中，形成粉尘颗粒的悬浮液。将此悬浮液制成涂片，在显微镜下测量每个粉尘粒子的大小。,（二）滤膜法,1、原理,2、操作,79,四、 粉尘中游离SiO2的测定,游离SiO2是指没有与金属及其氧化物结合的SiO2，常以结晶形态存在。,较稳定，在水中溶解度极小。具有良好的抗酸性一定条件下，可转变为可溶性硅酸盐,理化性质,80,测定方法,1、焦磷酸质量法 NaSiO32、碱熔钼蓝光度法,81,81,游离二氧化硅,硅酸盐及金属氧化物等,焦磷酸,245250 ,残渣,游离二氧化硅,焦磷酸质量法原理,粉尘样品,过滤称量,二氧化硅含量,82,2、碱熔钼蓝光度法,原理 将粉尘与混合熔剂（等量的碳酸氢钠与氯化钠）混匀，加热至800900时，碳酸钠选择性的与粉尘中的游离二氧化硅反应，生成水溶性硅酸钠。在酸性环境中，水溶性硅酸钠与钼酸铵作用形成配合物，用还原剂将其还原成钼蓝，比色测定。,83,SO2 性状：无色气体，易溶于水来源：含硫燃料的燃烧，废气SO3 健康影响：水溶性刺激气体,溶于水,H2SO4,眼、上呼吸道刺激,刺激上呼吸道平滑肌末梢神经感受器,喘息、气短,吸附SO2颗粒物变应原哮喘 促进B(a)P致癌性,第四节 空气中有害物质检验,二氧化硫与健康损害的剂量-效应关系,85,二氧化硫（ SO2 ）浓度的监测,目前测定大气中SO2的标准检验方法是盐酸副盐酸苯胺分光光度法 。居住区大气中SO2的最高容许浓度（一次）为0.5 mg/m3和日平均0.15 mg/m3。,86,2. NOx 性状：难溶于水，毒性：NO2NO来源：机车车辆；火力发电；石油化工；雷电或高温激活自