粉尘浓度测定

9．1．1 概述

当前粉尘浓度测定方法较多，按不同的计量方法可分为：

质量法：以单位体积空气中粉尘质量表示（mg／m3）；

计数法：以单位体积空气中粉尘颗粒数表示（粒／cm3）。

根据测尘原理的不同可分为：

（1）过滤法

利用各种滤料的过滤效应捕集粉尘的方法。 如利用棉花、玻璃纤维、合成纤维等为滤料的集尘管法、滤纸法、滤膜法等。

（2）撞击法

利用粉尘在速度场的撞击效应捕集粉尘的方法。

（3）热沉淀法

利用热的扩散作用使采样空气中的粉尘沉淀在采样玻璃片上的方法。

（4）光吸收法测定粉尘浓度

包括β射线测尘仪测尘方法，压电晶体测尘仪侧尘方法等。

近几年又研制了专门测定可吸入性粉尘的个体采样器，以及既可测总粉尘浓度，又可测呼吸性粉尘的二段分级采样器。 我国最新颁布的《工作场所空气中粉尘测定》（GBZ／T192—2007）中规定采用质量浓度（mg／m3），主要是因为质量浓度测尘方法准确性较高，能真实地反应生产环境空气受粉尘污染的程度。 下面重点介绍质量浓度的测定方法——滤膜法。

9．1．2 滤膜法测定粉尘质量浓度

1．粉尘浓度测定原理

空气中的总粉尘用已知质量的滤膜采集，由滤膜的增量和采气量，计算出空气中总粉尘的浓度。

2．仪器及其使用方法和要求

（1）滤膜：过氯乙烯滤膜或其他测尘滤膜。

空气中粉尘浓度小于等于50mg／m3时，用直径37mm或40mm的滤膜；粉尘浓度大于50mg／m3时，用直径75mm的滤膜。滤头的结构图如图9．1所示。

图9．1 滤头结构图

（2）粉尘采样系统

包括采样装置和信息处理装置两部分，具体如图9．2所示。

（3）采样夹

应满足总粉尘采样效率的要求，要按照规范进行气密性检查：将滤膜夹上装有塑料薄膜的采样头放于盛水的烧杯中，向采样头内送气加压，当压差达到1000Pa时，水中应无气泡产生；或用手指完全堵住采样头的进气口，转子应迅速下降到流量计底部；自动控制流量的采样器，则进入停止运转状态。

①粉尘采样夹：可安装直径40mm和75mm的滤膜，用于定点采样；

②小型塑料采样夹：可安装直径小于等于37mm的滤膜，用于个体采样。

（4）采样器

需要防爆的工作场所应使用防爆型粉尘采样器。

图9．2 粉尘采集系统示意图

用于个体采样时，流量范围为1～5L／min；用于定点采样时，流量范围为5～80L／min。 用于长时间采样时，连续运转时间应大于等于8h。

（5）分析天平，感量0．1mg或0．01mg。

（6）其他仪器

秒表或其他计时器；干燥器，内装变色硅胶；镊子；除静电器。

3．样品的采集

（1）滤膜的准备

①干燥：称量前，将滤膜置于干燥器内2h以上。

②称量：用镊子取下滤膜的衬纸，将滤膜通过除静电器，除去滤膜的静电，在分析天平上准确称量。 在衬纸上和记录表上记录滤膜的质量和编号。 将滤膜和衬纸放入相应容器中备用，或将滤膜直接安装在采样头上。

③安装：滤膜毛面应朝进气方向，滤膜放置应平整，不能有裂隙或褶皱。 用直径75mm的滤膜时，做成漏斗状装入采样夹。

（2）采样。 现场采样按照GBZ159执行。

①定点采样：根据粉尘检测的目的和要求，可以采用短时间采样或长时间采样。

A．短时间采样

在采样点，将装好滤膜的粉尘采样夹，在呼吸带高度以15～40L／min流量采集15min空气样品。

B．长时间采样

在采样点，将装好滤膜的粉尘采样夹，在呼吸带高度以1～5L／min流量采集1～8h空气样品（由采样现场的粉尘浓度和采样器的性能等确定）。

②个体采样

将装好滤膜的小型塑料采样夹，佩戴在采样对象的前胸上部，进气口尽量接近呼吸带，以1～5L／min流量采集1～8h空气样品（由采样现场的粉尘浓度和采样器的性能等确定）。

③滤膜上总粉尘的增量（Δm）要求：

无论定点采样或个体采样，要根据现场空气中粉尘的浓度、使用采样夹的大小和采样流量及采样时间，估算滤膜上总粉尘的增量（Δm）。 使用直径小于等于37mm的滤膜时，Δm不得大于5mg；直径为40mm的滤膜时，Δm不得大于10mg；直径为75mm的滤膜时，Δm不限。

采样前，要通过调节使用的采样流量和采样时间，防止滤膜上粉尘增量超过上述要求（即过载）。 采样过程中，若有过载可能，应及时更换采样夹。

4．样品的运输和保存

采样后，取出滤膜，将滤膜的接尘面朝里对折两次，置于清洁容器内。 或将滤膜或滤膜夹取下，放入原来的滤膜盒中。室温下运输和保存。携带运输过程中应防止粉尘脱落或二次污染。

5．样品的称量

①称量前，将采样后的滤膜置于干燥器内2h以上，除静电后，在分析天平上准确称量。

②滤膜增量（Δm）≥1mg时，可用感量为0．1mg分析天平称量；滤膜增量（Δm）≤1mg时，应用感量为0．01mg分析天平称量。

6．浓度的计算

①按下式计算空气中总粉尘的浓度：

式中 C——空气中总粉尘的浓度，mg／m3；

m2——采样后的滤膜质量，mg；

m1——采样前的滤膜质量，mg；

Q——采样流量，L／min；

t——采样时间，min。

②空气中总粉尘时间加权平均浓度按GBZ159规定计算。

7．注意事项

①本法为基本方法，如果用其他仪器或方法测定粉尘质量浓度时，必须以本法为基准。

②本法的最低检出浓度为0．2mg／m3（以0．01mg天平，采集500L空气样品计）。

③当过氯乙烯滤膜不适用时（如在高温情况下采样），可用超细玻璃纤维滤纸。

④长时间采样和个体采样主要用于PC-TWA评价时采样。 短时间采样主要用于超限倍数评价时采样；也可在以下情况下，用于PC-TWA评价时采样：

（a）工作日内，空气中粉尘浓度比较稳定，没有大的浓度波动，可用短时间采样方法采集1个或数个样品；

（b）工作日内，空气中粉尘浓度变化有一定规律，即有几个浓度不同但稳定的时段时，可在不同浓度时段内，用短时间采样，并记录劳动者在此浓度下接触的时间。

⑤采样前后，滤膜称量应使用同一台分析天平。

⑥测尘滤膜通常带有静电，影响称量的准确性，因此，应在每次称量前除去静电。