ISO 21438-22024 工作场所大气离子色谱法测定无机酸第2部分除氢氟酸（盐酸、氢溴酸和硝酸）外的挥发性酸标准立项发展报告

工作场所大气离子色谱法测定无机酸第2部分：除氢氟酸外的挥发性酸（盐酸、氢溴酸和硝酸）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:WorkplaceAtmospheres—DeterminationofInorganicAcidsbyIonChromatography—Part2:VolatileAcids,exceptHydrofluoricAcid(HydrochloricAcid,HydrobromicAcidandNitricAcid)摘要随着现代工业的快速发展，工作场所空气中无机酸蒸气的职业暴露风险日益受到国际社会的广泛关注。盐酸、氢溴酸和硝酸作为典型的挥发性无机酸，广泛应用于金属加工、半导体制造、化学合成及表面处理等行业，其气态或气溶胶形态对作业人员的呼吸系统、皮肤及黏膜具有显著的刺激性和腐蚀性危害。为确保职业健康安全监测数据的准确性和可比性，建立统一、高效的挥发性无机酸测定方法标准至关重要。ISO21438-2:2024《工作场所大气离子色谱法测定无机酸第2部分：除氢氟酸外的挥发性酸（盐酸、氢溴酸和硝酸）》由国际标准化组织（ISO）于2024年1月26日正式发布，系现行有效版本。该标准在ISO21438-1:2022（非挥发性酸测定）的基础上，针对挥发性酸的采样特性和离子色谱分析技术进行了系统规范，明确了采样介质选择、样品前处理流程、色谱分离条件及质量控制要求。本报告全面梳理了该标准的立项背景、技术内容、修订过程及预期应用价值，分析了其在职业卫生监测、合规性评价及国际比对中的重要作用，并对标准实施后的技术推广和未来发展方向进行了展望。该标准的发布实施对于推动我国职业卫生标准体系与国际接轨、提升工作场所空气中无机酸监测技术水平具有重要的参考价值和借鉴意义。关键词：工作场所大气；无机酸；离子色谱法；挥发性酸；职业暴露监测；国际标准Keywords:WorkplaceAtmospheres;InorganicAcids;IonChromatography;VolatileAcids;OccupationalExposureMonitoring;InternationalStandard1引言1.1研究背景无机酸蒸气是工业生产过程中常见的职业性有害因素之一。盐酸（HCl）、氢溴酸（HBr）和硝酸（HNO₃）在室温下具有较高的蒸气压，易以气体或气溶胶形态扩散至工作场所空气中。长期暴露于低浓度的上述酸性物质可导致慢性支气管炎、牙齿酸蚀症及皮肤损害，而短期高浓度暴露则可能引发急性呼吸道刺激、肺水肿等严重后果。世界卫生组织国际癌症研究机构（IARC）已将强无机酸雾列为1类致癌物（对人类致癌性证据充分），进一步凸显了工作场所空气中无机酸监测的重要性和紧迫性。各国职业卫生标准和暴露限值体系对挥发性无机酸均设定了严格的职业接触限值（OELs）。例如，美国职业安全与健康管理局（OSHA）规定的盐酸容许接触限值为5ppm（约7.5mg/m³），硝酸为2ppm（约5mg/m³）；我国《工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素》（GBZ2.1-2019）中规定盐酸PC-TWA为7.5mg/m³，硝酸PC-TWA为5mg/m³。然而，由于挥发性酸的采样过程易受环境温度、湿度及共存物质的干扰，且不同测定方法之间的结果可比性不足，亟需通过标准化手段统一技术路径。1.2标准体系框架ISO21438系列标准是国际标准化组织下设的“工作场所大气”技术委员会（ISO/TC146/SC2，工作场所大气质量分技术委员会）归口管理的专项标准，旨在为工作场所空气中无机酸的测定提供系统的技术规范。该系列标准分为以下两个部分：-ISO21438-1:2022：离子色谱法测定非挥发性酸（硫酸和磷酸）；-ISO21438-2:2024：离子色谱法测定除氢氟酸外的挥发性酸（盐酸、氢溴酸和硝酸）。两个标准在采样策略上进行了明确区分：非挥发性酸主要以颗粒物或气溶胶形式存在，采样时通常采用滤膜捕集；而挥发性酸则以气态形式为主，需采用吸附管或冲击式吸收瓶等介质进行捕集。ISO21438-2:2024的制定填补了挥发性无机酸国际标准测定方法的空白，与第1部分共同构成了覆盖工作场所空气中主要无机酸的完整标准检测体系。2标准技术内容概述2.1适用范围ISO21438-2:2024适用于工作场所空气中盐酸、氢溴酸和硝酸三种挥发性无机酸的测定。标准明确规定其不适用于氢氟酸（HF）的测定，原因是氢氟酸对玻璃器皿和部分色谱系统材料具有强腐蚀性且具有特殊的采样要求，需单独制定技术规范。此外，该标准明确排除了上述无机酸与氨反应生成的铵盐颗粒物，因该类颗粒物需采用ISO21438-1规定的方法进行测定。2.2方法原理该标准所规定的方法基于以下技术路线：采用装有碱性溶液（一般为碳酸钠/碳酸氢钠溶液或稀碱液）的冲击式吸收瓶或浸渍有碱液的固体吸附管，以设定的采样流量采集一定体积的工作场所空气。采样完成后，将吸收液或吸附管洗脱液经适当稀释和过滤处理后，注入离子色谱仪。样品溶液流经阴离子交换分离柱，目标阴离子（Cl⁻、Br⁻、NO₃⁻）依据与固定相之间的离子交换亲和力差异实现分离，随后通过抑制型电导检测器进行定量分析。2.3采样方法规范标准对采样装置、采样介质、采样流量、采样时间及样品保存条件作出了详细规定：-采样介质：推荐使用装有碱性吸收液（如0.1mmol/LNa₂CO₃/0.1mmol/LNaHCO₃溶液）的冲击式吸收瓶，或经碱液浸渍处理的石英纤维滤膜串联固体吸附管。标准对不同采样介质在实际应用中的优缺点进行了比较说明，引导使用者在不同作业场景中做出合理选择。-采样流量及时间：建议采样流量为0.5～2.0L/min，采样时间视空气中待测物浓度水平而定，一般不超过8小时。标准要求采样总体积应满足方法检出限和定量限的要求，确保检测结果的代表性。-样品保存和运输：采样后的样品应在4℃以下冷藏保存，并在7天内完成分析。标准同时规定了样品运输过程中的防泄漏、防污染操作要求，避免因保存不当导致测定结果偏差。2.4色谱分析条件标准推荐采用具有阴离子交换功能的离子色谱柱（如基于季铵盐官能团的固定相），以碳酸盐/碳酸氢盐缓冲液或氢氧化物溶液为淋洗液，采用抑制型电导检测器进行检测。标准对典型色谱条件、各待测离子的保留时间范围、分离度要求（相邻色谱峰分离度不低于1.5）等均作出了规定。方法检出限一般在0.005～0.02µg/mL（以溶液计），当采样体积为240L时，对应的空气检出限约为0.002～0.008mg/m³，可满足各国职业接触限值的监测要求。2.5质量保证与控制为确保测定结果的可靠性，标准规定了一系列质量保证措施：-每次分析需同步测定试剂空白，空白值不得高于方法检出限；-采用标准溶液绘制至少5个浓度水平的校准曲线，相关系数不低于0.995；-每批样品测定时需插入质控样，测定值应在参考值±10%范围内；-对高浓度样品进行适当稀释后复测，验证稀释倍数对结果的适用性。3标准修订进展及与相关标准的关系3.1标准研制历程ISO21438-2:2024是ISO/TC146/SC2框架下的国际标准制定项目，其研制过程经历了工作组草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等若干阶段。项目立项后，来自德国、美国、英国、法国、中国等成员国的专家共同参与了技术讨论和验证实验。各国专家在采样介质性能比较、色谱分离条件优化及方法适用性验证等方面开展了大量的实验室间比对研究，积累了丰富的技术数据，为标准的科学性和可操作性奠定了坚实基础。3.2与国内标准的衔接我国现行有效的职业卫生标准GBZ/T300.62-2017《工作场所空气有毒物质测定第62部分：盐酸》中规定了盐酸的测定方法（离子色谱法），在技术原理上与ISO21438-2:2024具有较高的一致性。然而，国内标准尚未系统涵盖氢溴酸和硝酸的离子色谱测定方法，且采样介质、样品前处理流程等关键环节与国际标准之间存在一定差异。ISO21438-2:2024的发布实施，有望为我国后续标准制修订提供重要的技术参考，推动国内标准与国际标准的技术衔接和协调发展。未来我国在开展相关标准修订工作过程中，可结合国内实验室条件和技术积累的实际，积极借鉴ISO21438-2:2024在方法学设计和质量控制方面的先进经验。4标准制定的主要参与单位4.1国际标准化组织（ISO）国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization，简称ISO）成立于1947年，总部位于瑞士日内瓦，是全球最大的非政府性国际标准化机构。截至目前，ISO拥有来自170余个国家（地区）的国家标准机构成员，共发布国际标准超过24000项，覆盖工业、农业、服务业、安全、健康、环境等诸多领域。ISO制定发布的标准以自愿采用为原则，但大量标准已被各国转化为国家标准或作为技术法规的引用依据，在全球贸易、技术交流和公共管理中发挥着极为重要的作用。4.2ISO/TC146/SC2工作场所大气质量分技术委员会ISO21438-2:2024由ISO/TC146（空气质量技术委员会）下属的SC2（工作场所大气质量分技术委员会）负责归口管理。SC2的秘书处由德国标准化学会（DIN）承担，主要负责工作场所空气质量的监测方法、采样策略及暴露评价等方面的国际标准化工作。该分技术委员会汇聚了全球职业卫生、分析化学、环境监测等领域的顶尖专家，在制定工作场所空气有害物质测定的国际标准方面具有深厚的学术积累和技术储备。SC2的工作成果广泛应用于职业卫生监管、工业卫生评价及科研领域，为全球数百万劳动者的职业健康提供技术保障。4.3标准制定的主要技术贡献单位在ISO21438-2:2024制定过程中，多个国家的标准化机构及研究机构发挥了重要的技术支撑作用。德国作为项目主导国，在方法开发与验证、实验室间比对试验的设计与实施等方面贡献了大量数据；美国国家职业安全与健康研究所（NIOSH）基于其成熟的挥发性无机酸监测手册方法（如NIOSHMethod7907），为采样装置选型和干扰消除提供了参考依据；英国健康与安全执行局（HSE）结合本国工作场所监测实践，在质量控制指标设定和质量保证体系构建方面提出了建设性意见。上述机构的多学科协同协作，有效保障了标准内容的科学性、严谨性和适用性。5标准实施的意义与应用前景5.1对职业健康监测的技术支撑ISO21438-2:2024的发布实施，为各国开展工作场所空气中盐酸、氢溴酸和硝酸的日常监测提供了统一的国际标准方法。该标准所规定的离子色谱法具有灵敏度高、选择性好、可同时测定多种组分、自动化程度高及绿色环保等优点，相较于传统的手工滴定法或分光光度法，在分析效率和准确性方面均有显著提升。标准的实施将有助于提高各实验室间监测数据的可比性，为用人单位开展职业病危害因素日常监测、职业卫生技术服务机构实施评价监测以及监管部门进行执法监测提供了可靠的技术依据。5.2对职业病危害防控与合规评价的支撑作用当前，各国对工作场所化学有害因素的监管日趋严格，企业须依法定期开展职业病危害因素检测，以评估和控制劳动者的职业暴露水平。ISO21438-2:2024所规定的采样和分析方法不仅适用于日常合规性监测，还可用于突发泄漏事故时的快速暴露评价以及职业病诊断中的回顾性暴露评估。测定结果可直接与各国职业接触限值进行比较，为判定作业场所是否合规提供依据。对于跨国企业和国际供应链中的职业卫生管理而言，采用统一的国际标准进行合规评价有助于消除不同国家（地区）检测方法差异导致的争议，提高评价结果的公正性和透明度。5.3对检测技术能力的提升和国际互认的促进随着国际贸易和技术交流的不断深化，职业卫生检测结果的国际互认需求日益凸显。ISO21438-2:2024作为国际标准化组织发布的方法标准，为各成员国实验室能力验证、认可评审和技术仲裁提供了统一的依据。采用该标准开展检测的实验室，其检测结果和实验室能力在国际互认框架下更容易获得国际同行的认可。与此同时，参与国际标准的制定和实施，也将促进国内相关检测机构对标国际先进技术水平，提升自身的检测能力、质量管控水平和国际竞争力。6结论与展望ISO21438-2:2024《工作场所大气离子色谱法测定无机酸第2部分：除氢氟酸外的挥发性酸（盐酸、氢溴酸和硝酸）》的发布，填补了国际标准体系中挥发性无机酸测定方法长期缺位的空白，是职业卫生监测领域标准化工作的一项重要成果。该标准在充分总结和借鉴各成员国先进技术经验的基础上，系统规定了从采样、样品前处理到色谱分析全流程的技术要求，构建了科学完善的质量控制体系，具有良好的准确度、精密度和适用性。展望未来，随着科学技术的持续进步和职业健康保护理念的不断深化，工作场所大气有害物质监测技术将朝着在线化、实时化、微型化的方向加快发展。便携式离子色谱仪、传感器阵列等新技术的日益成熟，有望为工作场所挥发性无机酸的现场快速检测提供更加高效便捷的技术手段。与此同时，ISO21438系列标准将继续发展和完善，未来可能拓展至更多种类的无机酸（如氢氟酸、乙酸等）以及更广泛的采样基质和分析场景。建议我国相关标准化技术委员会和技术机构密切关注ISO21438标准体系的后续进展，结合国内实际需求，适时推动该标准的转化采用和本土化修订工作，为中国职业健康监测技术体系的建设和完善提供借鉴和参考。同时，进一步加强与国际标准化组织的技术交流和合作，提升我国在国际职业卫生标准化领域的话语权和影响力，为保护广大劳动者的职业健康权益贡献中国智慧和力量。参考文献[1]ISO21438-2:2024,Workplaceatmospheres—Determinationofinorganicacidsbyionchromatography—Part2:Volatileacids,excepthydrofluoricacid(hydrochloricacid,hydrobromicacidandnitricacid)[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2024.[2]ISO21438-1:2022,Workplaceatmospheres—Determinationofinorganicacidsbyionchromatography—