工作场所空气中粉尘测定第4部分：游离二氧化硅含量

工作场所空气中粉尘的测定第4部分：游离二氧化硅含量工作场所空气中粉尘的测定-第4:部分粉尘中游离二氧化硅的含量GBZ/T 192.4-2007中华人民共和国卫生部于2007年6月18日发布，2007年12月30日实施前言本标准根据中华人民共和国职业病防治法制定。根据工作场所空气中粉尘测定的特点，GBZ/T192分为以下五个部分：第1部分：总粉尘浓度；第2部分：呼吸尘埃浓度；第3部分：灰尘的扩散；第4部分：游离二氧化硅含量；第5部分：石棉纤维浓度。本部分是GBZ/T192的第4部分，并根据GB 5748-85 作业场所空气中粉尘测定方法、GB 16225-1996 车间空气中呼吸性矽尘卫生标准、附录B 粉尘游离二氧化硅X线衍射测定法和GB 16245-1996 作业场所呼吸性煤尘卫生标准、附录B 呼吸性煤尘中游离二氧化硅红外光谱测定法进行了修订。与GB 5748-85、GB16225-1996和GB 16245-1996相比，本部分修改了标准格式。自本部分实施之日起，GB5748-85、GB16225-1996和GB 16245-1996同时废止。这一部分由卫生部职业健康标准委员会提出。本部分经中华人民共和国卫生部批准。本部分起草人：华中科技大学同济医学院公共卫生学院；中国疾病预防控制中心职业健康与中毒控制研究所；东风汽车公司职业病防治研究所；和湖北疾病预防控制中心。本部分主要起草人：杨磊、彭、刘家发、杜协。本部分替换的标准的以前版本如下：GB 5748-85GB 16225-1996GB 16245-1996 .工作场所空气中粉尘的测定第4部分：游离二氧化硅含量1范围本部分规定了工作场所粉尘中游离二氧化硅含量的测定方法。本部分适用于工作场所粉尘中游离二氧化硅含量的测定。2规范性参考文件以下文件中的条款通过引用本标准而成为本标准的条款。对于注明日期的参考文件，其所有后续修订(不包括勘误)或修订版均不适用于本标准。但是，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可以使用这些文件的最新版本。对于未注明日期的参考文件，最新版本适用于本标准。GBZ 159工作场所空气中有害物质监测采样规范GBZ/T 192.1工作场所空气中粉尘的测定第1部分：总粉尘浓度GBZ/T 192.2工作场所空气中粉尘的测定第2部分：呼吸性粉尘浓度热解方法3.1原则粉尘中的硅酸盐和金属氧化物可溶于加热至245250的焦磷酸中，游离二氧化硅几乎不溶，从而实现分离。然后称量分离出的游离二氧化硅，并计算其在灰尘中的百分比。3.2仪器3.2.1取样器：与GBZ/T 192.1和GBZ/T 192.2相同。3.2.2恒温干燥箱。3.2.3干燥器：内部含有变色硅胶。3.2.4分析天平：电感为0.1毫克3.2.5锥形瓶：50毫升。3.2.6可调电炉。3.2.7高温电炉。3.2.8瓷坩埚或铂坩埚：25mL，带盖。3.2.9坩埚钳或铂尖坩埚钳。3.2.10玛瑙砂浆。3.2.11慢速定量滤纸。3.2.12玻璃漏斗及其架子。3.2.13温度计：0360。3.3试剂实验试剂是分析纯的。3.3.1焦磷酸盐：将85%(重量比)的磷酸加热至沸腾，直到其在250下不起泡，冷却并储存在试剂瓶中。3.3.2氢氟酸：40%。3.3.3硝酸铵：结晶。3.3.4盐酸溶液，0.1摩尔/升3.4样品收集现场取样应根据GBZ 159进行。该方法所需的粉尘样品量一般应大于0.1g。空气中的粉尘可以用大流量75毫米直径的滤膜收集，高呼吸带高度的新鲜沉降粉尘也可以在取样点收集，取样方法和样品来源可以记录。3.5确定步骤3.5.1收集的粉尘样品应在105和3的烘箱中干燥2h，稍加冷却，并存放在干燥器中备用。如果灰尘颗粒很大，用玛瑙研钵研磨，直到手感觉很滑。3.5.2在25mL锥形瓶中准确称量0.1000g0.2000g(m)粉尘样品，加入15mL焦磷酸并摇动，使样品湿润。将锥形瓶放在可调电炉上，快速加热至245250，同时用带温度计的玻璃棒搅拌15分钟。3.5.3如果粉尘样品含有煤、其他碳和有机物，应将其置于瓷坩埚或铂坩埚中，在800900下灰化30分钟以上，使碳和有机物完全灰化。取出并冷却后，将残余物洗涤到含有焦磷酸盐的锥形瓶中。如果它含有硫化物矿物(如黄铁矿、黄铜矿、黄铜矿等。)，应向锥形瓶中加入几毫克结晶硝酸铵。根据3.5.2加入焦磷酸盐进行热处理。3.5.4取出锥形瓶，室温下冷却至4050，加入5080的蒸馏水至40毫升 45毫升，边加入蒸馏水边搅拌均匀。小心地将锥形瓶的内容物转移到烧杯中，用热蒸馏水冲洗温度计、玻璃棒和锥形瓶，将洗涤液倒入烧杯中，并加入蒸馏水至约150毫升 200毫升。取慢速定量滤纸，折叠成漏斗状，放入漏斗中，用蒸馏水润湿。将烧杯放在电炉上煮沸内容物，静置一段时间，直到悬浮液稍微沉淀，趁热过滤，滤液不超过滤纸的2/3。过滤后，用0.1毫升/升盐酸溶液冲洗烧杯，将其移入漏斗，将滤纸上的沉淀物冲洗3-5次，然后用热蒸馏水冲洗，直至无酸反应(用酸碱度试纸测试)。如果使用铂坩埚，应将其清洗至无磷酸盐反应，然后清洗三次。上述过程应在同一天完成。3.5.5将带有沉淀物的滤纸折叠几次，放入已称重至恒量(m1)的瓷坩埚中，并在电炉上干燥和碳化。碳化时覆盖并留下一条小缝。然后放入高温电炉中，在800-900灰化30分钟；取出，在室温下稍微冷却，放入干燥器中，冷却1小时，在分析天平上称量至恒量(m2)，并记录。3.5.6结果计算粉尘中游离二氧化硅的含量根据公式(1)计算：w=(m2-m1)/m100(1)其中：W粉尘中游离二氧化硅含量，%;M1坩埚质量值，单位为克(g)；m2坩埚加上游离二氧化硅的质量值，单位为克(g)；m粉尘样品的质量值以克(g)表示。3.5.7焦磷酸不溶物的处理如果灰尘中含有焦磷酸不溶性物质，如碳化硅、绿柱石、电气石、黄玉等。铂坩埚中应使用氢氟酸。方法如下：将带有沉淀物的滤纸放入铂坩埚中，按照步骤3.5.5燃烧至恒量(m2)，然后加入几滴9摩尔/升的硫酸溶液以润湿所有沉淀物。向通风柜中加入5 ml 10 ml的40%氢氟酸，轻微加热以溶解沉淀物中的游离二氧化硅，并继续加热直至无白烟排出(以防止沸腾)。在900下燃烧，并称重至恒定体积(m3)。用氢氟酸处理的粉尘中游离二氧化硅的含量根据公式(2)计算：w=(m2-m3)/m100(2)式中：w粉尘中游离二氧化硅的含量，%;m2氢氟酸处理前加入坩埚的游离二氧化硅和焦磷酸不溶物的质量值，单位为克(g)；m3氢氟酸处理后加入坩埚的焦磷酸盐不溶物的质量值，单位为克；m粉尘样品的质量值以克(g)表示。3.6描述3.6.1焦磷酸溶解硅酸盐时，温度不得超过250，否则容易形成凝胶。3.6.2当酸与水混合时，应缓慢并充分搅拌，以避免形成凝胶状物质。3.6.3当样品中含有碳酸盐时，遇到酸会产生气泡。建议缓慢加热，以避免样品飞溅。3.6.4当氢氟酸用于治疗时，必须在通风橱中操作，以防止皮肤污染和吸入氢氟酸蒸汽。3.6.5当样品用铂坩埚处理时，必须清洗过滤的沉淀物，直到没有磷酸盐反应，否则铂坩埚将被损坏。磷酸盐的检验方法如下：原理：磷酸和钼酸铵在pH4.1时用抗坏血酸还原成蓝色试剂：乙酸缓冲液(ph 4.1): 0.025摩尔/升乙酸钠溶液与0.1摩尔/升等体积乙酸溶液混合；1%抗坏血酸溶液(4保存)；钼酸铵溶液：取2.5g钼酸铵溶于100毫升100.025毫升硫酸溶液中；试剂和稀释10倍在红外光谱中，-应时在12.5m(800cm-1)、12.8m(780cm-1)和14.4m(694cm-1)处有强的比吸收带。在一定范围内，其吸光度值与-应时质量呈线性关系。通过测量吸光度进行定量测定。4.2仪器4.2.1瓷坩埚和坩埚钳。4.2.2箱式电阻炉或低温灰化炉。4.2.3分析天平：电感为0.01毫克4.2.4干燥箱和干燥器。4.2.5玛瑙砂浆。4.2.6压片机和片剂模具。4.2.7200目防尘网。4.2.8红外分光光度计。在x轴横坐标上记录900cm-1600cm-1的谱图，在900cm-1处校正零点和100%，并在y轴纵坐标上表示吸光度。4.3试剂4.3.1溴化钾：高级纯度或光谱纯度。通过200目筛后，用湿法研磨。在150干燥后，储存在干燥器中备用。4.3.2无水乙醇：分析纯。4.3.3标准-应时粉尘：纯度99%以上，粒径5 m4.4样本收集现场采样按GBZ 159进行，总粉尘采样方法按GBZ/T 192.1进行，呼吸性粉尘采样方法按GBZ/T 192.2进行。当滤膜上收集的粉尘大于0.1毫克时，可直接用于本方法中游离二氧化硅含量的测定。4.5确定4.5.1样品处理：取样后准确称量滤膜上灰尘的质量(m)。然后放入瓷坩埚中，放入低温灰化炉或电阻炉(低于600)中进行灰化，冷却后放入干燥器中备用。称取250毫克溴化钾和灰粉样品，放入玛瑙研钵中，研磨混合均匀，然后连同压片模具一起放入干燥箱(110和5)中10分钟。将干燥的混合样品放入压片模具中，在25兆帕压力下加压3分钟，并将制备的锭用作测量样品。同时，取空白滤膜，如上处理，制备样品的空白锭。4.5.2应时标准曲线的绘制：准确称取不同质量(0.01毫克 1.00毫克)的标准-应时粉尘，分别加入250毫克溴化钾，置于玛瑙研钵中，充分研磨均匀，处理同一产品，制成标准系列锭。在样品室的光路中扫描标准系列的铸锭。分别以800cm-1、780cm-1和694cm-1处的吸光度值为纵坐标，以应时质量为横坐标。绘制了三条不同波长的-应时标准曲线，得到了标准曲线的回归方程。在无干扰的情况下，一般选择800cm-1标准曲线进行定量分析。4.5.3样品测定：分别在样品室的光路中扫描样品锭和空白锭，记录800cm-1(或694cm-1)处的吸光度值，重复扫描测定3次，测量样品的吸光度平均值减去空白样品的吸光度平均值，从-应时标准曲线获得样品中游离二氧化硅的质量。4.5.4结果计算粉尘中游离二氧化硅的含量根据公式(3)计算：w=m1/m100 (3)其中：w粉尘中游离二氧化硅(-应时)的含量，%;用m1测量的粉尘样品中游离二氧化硅的质量值，单位为毫克(mg)；m粉尘样品的质量值，单位为毫克(mg)。4.6描述4.6.1本方法中-应时的可检测量为0.01毫克；相对标准偏差为0.64%1.41%。平均回收率为96.0%99.8%。4.6.2粉尘的粒径对测定结果有一定影响。因此，在进行分析和测定之前，应充分研磨制作标准曲线的样品和应时粉尘，使小于5m的颗粒占95%以上。4.6.3灰化温度对煤矿粉尘样品的定量结果有一定影响。如果煤尘样品中含有大量高岭土成分，在600以上灰化时会分解，造成800cm-1附近的干扰。如果灰化温度低于600，该干扰区可以消除。4.6.4如果粉尘中含有粘土、云母、角闪石、长石等成分，在800cm-1附近会产生干扰，则可以用694cm-1的标准曲线进行定量分析。4.6.5为了减少测量的随机误差，实验室温度应控制在1824，相对湿度应小于50%。4.6.6制备分析条件当X射线照射游离二氧化硅晶体时，会发生X射线衍射。在某些条件下，衍射线的强度与照射的游离二氧化硅的质量成正比。通过测量衍射强度定性和定量测定粉尘中的游离二氧化硅。5.2仪器5.2.1粉尘测量滤膜。5.2.2粉尘采样器。5.2.3滤膜切割器。5.2.4样品板。5.2.5分析天平：电感为0.01毫克5.2.6镊子、尺子、秒表、圆规等。5.2.7玛瑙研钵或玛瑙球磨机。5.2.8X x射线衍射仪。5.3试剂实验用水是双蒸馏水。5.3.1盐酸溶液：6 mol/l5.3.2氢氧化钠溶液：100 g/l5.4样本收集根据测定目的，现场采样按GBZ 159进行，总粉尘采样方法按GBZ/T 192.1进行，呼吸性粉尘采样方法按GBZ/T 192.2进行。当滤膜上收集的粉尘大于0.1毫克时，可直接用于本方法中游离二氧化硅含量的测定。5.5确定步骤5.5.1样品处理：取样后准确称量滤膜上灰尘的质量(m)。根据旋转样品架的刻度，将滤膜切割成4-6个待测样品。5.5.2标准曲线5.5.2.1标准-应时粉尘的制备：高纯度-应时晶体粉碎后，先在盐酸溶液中浸泡2小时，除去铁等杂质，然后水洗干燥。然后用玛瑙研钵或玛瑙球磨机研磨至粒径小于10m，用氢氧化钠溶液浸泡4h，除去应时表面的无定形物质，用水冲洗至洗液呈中性(酸碱度=7)，干燥后备用。或者由符合本文要求的商业标准-应时粉尘制成