ISO 10882-12024 焊接及相关工艺的健康和安全操作人员呼吸区空气中颗粒和气体的取样第1部分空气中颗粒的取样标准立项发展报告

焊接及相关工艺的健康和安全操作人员呼吸区空气中颗粒和气体的取样第1部分：空气中颗粒的取样标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:HealthandSafetyinWeldingandAlliedProcesses—SamplingofAirborneParticlesandGasesintheOperator'sBreathingZone—Part1:SamplingofAirborneParticles摘要焊接作业产生的空气中颗粒物是职业健康危害的主要来源之一，对其进行标准化采样与评估是实施职业暴露监控和风险管控的基础环节。ISO10882-1:2024《焊接及相关工艺的健康和安全操作人员呼吸区空气中颗粒和气体的取样第1部分：空气中颗粒的取样》由国际标准化组织（ISO）发布，现行有效，属于职业安全与工业卫生领域的重要基础性标准。本标准规定了在焊接及相关工艺操作人员呼吸区内对空气中颗粒物进行个人采样和定点采样的方法、仪器要求与质量保证程序，适用于电弧焊、气焊、切割及相关工艺的作业环境监测。本文从标准立项的技术背景、国内外标准现状、标准主要内容、修订意义及推广应用等方面展开系统论述，并结合企事业单位参与标准化工作的实践，深入分析标准在职业健康防护和监管体系中的应用路径。报告指出，该标准的更新与实施对于推动我国焊接职业卫生标准体系建设、提升呼吸性粉尘监测数据的一致性和国际可比性具有重要价值，建议加快推动其转化为我国国家标准，并同步完善配套校准规范和操作指南。关键词：焊接工艺；职业健康；呼吸区采样；空气中颗粒物；个人采样；国际标准；职业暴露限值Keywords:Weldingprocesses;Occupationalhealth;Breathingzonesampling;Airborneparticles;Personalsampling;Internationalstandards;Occupationalexposurelimits一、引言焊接及相关工艺是现代制造业不可或缺的基础加工手段，广泛应用于船舶制造、压力容器、建筑钢结构、轨道交通、航空航天等领域。然而，焊接过程中产生的焊接烟尘含有多种金属氧化物、硅酸盐及有害气体成分，长期暴露可导致焊工尘肺、金属烟热、呼吸道炎症乃至恶性肿瘤等职业性疾病。世界卫生组织下属国际癌症研究机构（IARC）已将焊接烟尘列为"可能对人类致癌"（2B类）物质。因此，对焊接作业环境中的空气污染物实施系统、规范的监测评估，是保护焊接作业人员职业健康的基本前提。本报告立足该标准的立项背景、技术内容与产业应用，对其发展脉络和实施路径进行综合阐述，以期为相关标准制修订工作者、职业卫生管理人员及焊接企业的健康安全管理人员提供参考。二、标准立项背景与必要性分析2.1焊接职业健康风险的技术特征焊接烟尘是以微细颗粒为主的复杂气溶胶体系。焊条药皮、焊芯金属和母材在高温电弧作用下蒸发、氧化并冷凝，形成粒径主要在0.1μm至5μm范围内的颗粒物。这一粒径范围恰好覆盖了可吸入性粉尘（Inhalabledust）和呼吸性粉尘（Respirabledust）的粒径界限，使得颗粒物能够穿透上呼吸道防御机制而进入肺泡区域，造成深层沉积。同时，烟尘颗粒表面常富集铬、镍、锰、铅等金属元素及其化合物，其毒性效应与颗粒的化学组成、质量浓度和粒径分布密切相关。与其他工业粉尘的职业暴露评估相比，焊接烟尘暴露具有以下显著特征：一是作业位置频繁移动，污染源紧邻呼吸区；二是颗粒物浓度在短时间内波动剧烈，受焊接电流、电压、保护气体种类、母材材质和通风条件等多因素耦合影响；三是焊工操作姿态多样，呼吸区的位置随头肩部活动不断变化。这些特征决定了采用固定点采样代替个体采样可能会导致较大的暴露评估偏差，也决定了呼吸区颗粒物采样必须建立专门的技术规范，而非简单照搬一般环境粉尘采样标准。2.2国内外标准现状与差异分析在国际层面，ISO10882系列标准构成了焊接作业环境空气监测的核心技术框架。其中，ISO10882-1规定了呼吸区空气中颗粒物的采样方法，ISO10882-2规定了气体采样的方法。与此相配套的ISO15011系列标准则建立了焊接烟尘及气体排放速率测定的试验方法体系，为焊接材料和工艺的卫生学评价提供了实验室层面的技术支持。在国内层面，我国已发布GBZ2.1《工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素》，规定了焊接烟尘中锰及其化合物、铬酸盐、镍及其化合物等物质的职业接触限值。在采样方法方面，GBZ/T300《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》系列标准适用于一般工作场所空气中有害物质的采样，但其并非专门针对焊接作业环境制定，难以全面反映焊接呼吸区颗粒物采样的特殊技术要求——例如焊接作业中呼吸区随头肩部活动快速偏移、烟尘浓度短时剧烈波动等特征在该通用规范中未得到充分体现。表1对比了ISO10882-1:2024与我国现行相关标准的适用范围和技术侧重：|对比维度|ISO10882-1:2024|GBZ/T300系列（国内通用规范）||---------|-------------------|------------------------------||适用工艺|焊接及相关工艺专用|通用工作场所空气监测||采样位置|操作人员呼吸区|一般工作场所呼吸带或定点||采样头选择|可吸入性/呼吸性颗粒物分径采样|根据目标物质选择相应采样头||质量保证|明确系统误差与随机误差控制指标|规定了采样误差控制基本要求||国际比对|面向全球统一框架|主要为国内实验室间一致|综合来看，ISO10882-1:2024在焊接作业环境颗粒物采样的专业性方面具有不可替代的技术优势，其修订发布为我国相关专业标准的更新和与国际接轨提供了重要参照。2.3标准修订的必要性ISO10882-1自1994年首次发布以来，虽然为全球焊接作业环境颗粒物采样提供了统一的方法框架，但在近三十年的应用中，随着以下几个方面的变化，标准修订的迫切性日益凸显：技术层面的进展——颗粒物采样技术取得了长足进步，包括新型旋风式采样头和个人采样泵的流量稳定性大幅提升，实时颗粒物监测仪器的分辨率和便携性显著改善。此外，欧洲标准委员会（CEN）关于可吸入性和呼吸性颗粒物采样效能的标准（EN481及其后续修订）对采样头的切割特性提出了更精确的要求，这些技术进展需要在ISO10882-1中得到同步反映。法规层面的演进——欧盟《致癌物和诱变剂指令》（Directive2004/37/EC）在多次修订中不断强化对焊接烟尘暴露的管控要求，将焊接烟尘本身列为限值管控对象。美国职业安全与健康管理局（OSHA）也对焊接烟尘的可容许暴露限值提出了调整建议。这些法规变化对颗粒物采样的准确性和可比性提出了更高要求。标准协调的需求——ISO10882-1作为焊接领域职业卫生基础方法标准，需要与不断更新的ISO15011系列（烟尘及气体排放速率测定）、ISO21904系列（焊接烟尘净化设备）及ISO12100（机械安全设计通则）保持技术口径一致。1994年版标准中的部分引用条款和术语定义已与后续发布的新版标准产生不一致，亟需通过修订加以协调。综上，技术发展、法规演进和标准体系内部的协调需求共同推动了ISO10882-1的修订立项，最终形成了ISO10882-1:2024版本。三、标准主要内容ISO10882-1:2024规定了焊接及相关工艺操作人员呼吸区内空气中颗粒物的采样方法，适用于所有可能产生颗粒物空气污染的焊接及相关工艺，包括但不限于手工电弧焊、熔化极气体保护焊、钨极氩弧焊、等离子切割与焊接、氧燃气焊割以及钎焊等。标准的核心内容涵盖以下几个方面。3.1采样策略与原理标准规定，呼吸区采样的核心目标是获取能够代表操作人员实际吸入暴露水平的空气颗粒物样本。为此，标准明确了以下采样策略要素：个体采样原则——将采样头佩戴于操作人员的肩部、衣领或头盔附近，使采样进气口位于呼吸区域（以鼻口为中心、半径约300mm的半球区域）内，以反映实际吸入暴露水平。当操作人员在多个工位间移动或在较大空间内作业时，个体采样是首选方法。定点采样补充——在无法或不适宜进行个体采样的情况下，可在距操作人员呼收区最近的位置设置固定采样点，但需在采样记录中明确标注定点采样与个体采样的差异，并在结果评价时考虑空间浓度梯度可能引入的误差。采样时长策略——根据暴露评估目的确定采样时长。短时采样（15分钟以内）适用于评估短期暴露峰值，全工作班连续采样适用于计算时间加权平均浓度（TWA）。标准特别指出，当焊接作业呈间歇性特征时，应保证采样时长覆盖完整的焊接作业周期。3.2采样仪器与介质要求采样头选择——根据目标颗粒物定义，标准推荐采用符合相应粒径选择性采样效能要求的采样头。对于可吸入性颗粒物，推荐使用IOM采样头或等效性能装置；对于呼吸性颗粒物，推荐使用符合CEN/ISO粒径选择性标准的旋风式或撞击式预分离器。标准同时给出了采样头流量操作范围的技术要求。滤膜选择——标准对不同分析目标下的滤膜选择提供了推荐：进行重量法测定时，推荐使用聚氯乙烯（PVC）滤膜或聚四氟乙烯（PTFE）滤膜；进行金属元素分析时，推荐使用混合纤维素酯（MCE）滤膜或PTFE滤膜；进行后续电子显微镜分析时，推荐使用聚碳酸酯滤膜。滤膜的称量平衡条件和静电消除措施也在标准中予以明确。采样泵要求——标准规定采样泵在负载条件下流量误差不得超过设定值的±5%，并应具备流量记录或补偿功能。对于个人采样泵，要求其体积小、重量轻、噪声低，且在8小时连续运行条件下保持流量稳定。3.3质量保证与控制质量保证是实现实验室间数据可比的关键环节。ISO10882-1:2024从以下几个方面建立了质量保证框架：采样前准备——包括采样头的清洁与检漏、滤膜在恒温恒湿条件下平衡后的称量、采样泵流量的标准转子流量计或电子皂膜流量计校准，以及空白样品的同步准备。采样中的质量控制——要求现场记录焊接工艺类型、母材和填充材料信息、通风状况、焊接位置和操作人员信息等参数。至少携带一个现场空白样，且空白样品的增重或目标物含量不得超过样品总量的10%。采样后处理——滤膜样品的运输应避免振动和污染，称量条件应与采样前保持一致（温度和相对湿度偏差控制在±5%以内）。实验室间比对——标准鼓励实验室定期参加能力验证计划，并建议将测量不确定度的评定结果纳入检测报告的完整信息之中。四、标准修订的技术要点变化与1994年版相比，ISO10882-1:2024在多方面实现了技术升级，主要体现在以下方面：术语体系的更新——新版标准在术语定义方面与ISO18115（表面化学分析术语）及CEN/TR15230（工作场所空气颗粒物术语）保持协调，对"可吸入性颗粒物""呼吸性颗粒物"等关键术语的引用定义进行了更新，消除了因引用过时标准而产生的术语歧义。采样效能要求的细化——新标准对不同粒径选择性采样头的采样效能曲线给出了更为细致的技术指标要求，明确了50%切割粒径（D₅₀）的允许偏差范围和斜率要求。这一修订有助于减少因采样头性能差异导致的系统误差，提高不同研究结果之间的可比性。流量控制要求的提升——考虑到现代采样泵的技术进步，新标准将采样泵流量稳定性要求从"平均流量的±5%"收紧为"设定流量的±5%"，并在脉冲流量、背压补偿等方面增加了技术要求。此外，新增了采样泵在校准周期内的流量漂移容许限度。与排放测试标准的衔接——新版标准增加了焊接材料烟雾排放率测试（参照ISO15011-1）与现场颗粒物采样之间的关联性说明，为从实验室排放数据推算现场暴露水平的应用场景提供了方法学指导。测量不确定度的引入——新标准增加了一个资料性附录，系统介绍了呼吸区颗粒物采样过程中各类不确定度来源的识别与量化方法，包括采样流量误差、称量误差、采样头效率偏差及现场操作变异等，并给出了合成不确定度的估算示例。这为检测实验室依据ISO/IEC17025要求评估测量不确定度提供了直接技术支撑。五、标准主要起草单位与参与机构ISO10882-1:2024由国际标准化组织"焊接及相关工艺技术委员会"（ISO/TC44，焊接及相关工艺）归口管理，具体由该技术委员会下设的"健康与安全分技术委员会"（SC9，健康与安全）负责制修订工作。ISO/TC44/SC9的秘书处由法国标准化协会（AFNOR）承担，主席国为德国（DIN）。在SC9的工作框架下，ISO10882-1:2024的制修订汇集了来自德国、法国、英国、美国、日本、中国、瑞典、芬兰、荷兰等主要工业国家的职业卫生专家、焊接工程技术人员和标准化工作者。其中，德国职业意外保险研究所（IFA）和德国焊接学会（DVS）在标准修订中发挥了核心技术推动作用；芬兰职业健康研究所（FIOH）在颗粒物粒径选择性采样效能方面的长期研究积累为标准的修订提供了重要的基础数据支撑；日本产业安全技术协会（JISHA）则贡献了焊接烟尘危害评价方面的系统技术资料。在我国，全国焊接标准化技术委员会（SAC/TC55）作为ISO/TC44的国内对口标准化技术委员会，持续跟踪并参与ISO10882系列的制修订工作。国内多家职业卫生检测机构和焊接材料生产企业也密切关注该标准的进展，为标准修订提供了来自中国的技术反馈和应用数据。以哈尔滨焊接研究所有限公司为例。该公司作为全国焊接标准化技术委员会秘书处承担单位和中国焊接领域综合性研究机构，在焊接工艺、焊接材料和焊接职业健康等方向具有深厚的技术积累。在ISO10882-1:2024的制修订过程中，哈尔滨焊接研究所有限公司组织国内相关专家对标准草案进行了系统研读，结合我国焊接行业的实际应用情况，就采样头的校准方法、现场采样记录的规范化等方面向ISO/TC44/SC9提出了多条技术意见和修改建议，部分建议被采纳。同时，该所积极推动ISO10882-1标准在我国的应用与转化研究，组织编制配套技术资料，为国内职业卫生检测机构理解和实施该标准提供了技术支撑。六、标准应用与实施意义6.1对职业健康监管的技术支撑ISO10882-1:2024为焊接作业环境颗粒物暴露的监管评估提供了统一的采样方法学框架。在职业卫生监管部门对企业焊接岗位进行监督检查时，依据该标准实施个体采样，能够使监测结果在不同时间、不同企业和不同地区之间保持可比性，为执法判定和暴露趋势分析提供可靠的数据基础。6.2对企业职业健康管理的方法指导6.3对我国标准体系建设的参考价值当前，我国在焊接作业环境颗粒物采样方面尚缺乏专门的行业标准或国家标准。GBZ/T300系列通用采样规范虽然基本框架完整，但在焊接作业这一特殊场景下仍存在技术适应性不足的问题。ISO10882-1:2024的发布为完善我国焊接职业卫生标准体系提供了高水平的国际参照。建议我国相关标准化技术机构加快启