工作场所采样技术du
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一、空气样品采集的重要性
工作场所空气中化学物质检测包括空气样品的 采集和实验室检测两部分，其中空气样品的采集既 是首要的也是十分重要的，它决定了检测结果的真 实性、准确性和可靠性。
检测结果的准确性不仅包括测定数据的准确可 靠，还包括所采样品的代表性和真实性。
2021/2/26
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“代表性”，一是要满足卫生标准的要求。按 照卫生标准的要求，必须选择在有害物质浓度最高 的工作地点及有害物质浓度最高的工作时段进行采 样检测，测得的有害物质浓度用于职业卫生状况的 评价，这样才符合卫生标准的要求；二是要满足检 测的目的。
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气溶胶对人体的危害程度与其粒径有关，粒径 大的颗粒既不能在空气中长期悬浮，也不易于被吸 人呼吸道。一般认为，5～15 µm的颗粒易被阻留在 上呼吸道，而无法进入体内，对人体危害较小；粒 径小于5µm 的颗粒则容易进入支气管和肺泡，被机 体吸收，危害较大。
由于气溶胶颗粒会受重力作用下沉，特别是密 度大、粒径大的颗粒，下沉速度会更快。因此，在 采样时，需要一定的采样流量，才能克服重力的影 响，有效地将气溶胶颗粒采入收集器内。
标准采样体积：气温20℃，大气压101.3 kPa
当空气温度低于5℃和高于35℃、大气压低于 98.8 kPa和高于103.4 kPa，在计算空气中有毒物质 浓度之前，必先将采集的空气体积换算为“标准采 样体积”。
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换算公式如下：
P0V0 PtVt
T0
Tt
V0
Vt
293 273 t
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3.影响空气中有害物质状况的因素多
气象因素对空气样品的影响比较显著。气温、 气压和湿度等气象因素不仅影响空气样品的体积， 而且影响有害物质在空气中的存在状态和扩散速度 。此外风向、风速等气象因素，工作现场的环境条 件、生产状况和人员行为等因素也均可以对作业场 所空气中有害因素的浓度或强度产生影响。
90 100
粒径 /μm 2.2 3.2 3.9 4.5 5 5.5 5.9 6.3 6.9 7.1
英国医学研究委员会规定的呼吸性粉尘标准的尘粒最大 空气动力学直径为7.07μm，5μm粉尘沉积效率为50%。
将呼吸性粉尘分离曲线作为采样标准曲线，BMRC曲线的理 论模型是以粉尘的肺部沉积的主要机理为分离基础，并确定这 是导致尘肺病发生的主要原因。1967年召开的国际卫生组织会 议通过了BMRC曲线。目前，世界各国采用BMRC标准曲线的较多， 我国选取这一曲线也是与国际接轨。
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2.气溶胶
以液体或固体为分散相，分散在气体介质中的 溶胶物质，称为气溶胶。
按气溶胶形成方式和方法的不同，可分成固态 分散性气溶胶、固态凝集性气溶胶、液态分散性气 溶胶和液态凝集性气溶胶4种类型。
按气溶胶存在的形式可分成雾、烟和粉尘。 (1)雾
分散在空气中的液体微滴，多由蒸气冷凝或液 体喷散形成（液态分散性气溶胶或液态凝集性气溶 胶）。雾的粒径通常较大，在10µm上下。
1.有害物质种类多
据统计，现有化学物质约1000万种。我国职业 卫生限值标准中的化学物质有339种，粉尘47种。
在职业活动中使用或产生的原料、辅料、中间 产物、成品和副产品等，不论是固体、液体和气体 ，都可能逸散到空气中来。
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2.空气中有害物质浓度变化大
我国制定的《工作场所有害因素职业接触限值 》标准中，70%以上的物质的接触限值≤10 mg/m3， 最低为0.0005 mg/m3，最高可达18 000 mg/m3。
解：根据公式(1)
V0
Vt
293 273 t
p 101.3
1.08 60 293 105.0 273 37 101.3
470.25(L)
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三、有害物质在空气中的存在状态
各种有害物质由于其理化性质不同，同时受职 业现场环境及职业活动条件的影响，在工作场所空 气中存在气体、蒸气和气溶胶三种状态。
p 101.3
（1）
式中
V0——标准采样体积，L； Vt——温度为t℃、大气压为p时的采样体积，L； t——采样点的气温，℃；
p——采样点的大气压，kPa。
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例题：某工作场所空气检测采样，温度37℃，气 压105.0 kPa，采样流量1.0 L/min，采样时间8h。 问标准采样体积是多少？
“真实性”，即采样检测结果反映的是工作场 所空气中待测物的“真实浓度”。“真实浓度”是 指在正常工作和生产条件下，在正常的气象条件和 生产环境下，存在于工作场所空气中待测物的浓度 ，是劳动者在正常工作和生产状况下经常接触的浓 度，而不是在特殊情况下的待测物浓度。
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二、工作场所空气样品的特征
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几种典型的呼吸性粉尘分离曲线
1—美国原子能委员会（AEC）曲线； 2—美国工业卫生学家协会
（ACGIH）曲线；3—英国医学委员会（BMRC）曲线；4—肺泡沉积
曲线。
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BMRC委员会不同空气动力学直径尘粒的沉积效率
捕集 率/%
10
20
30
40
50
60
70
80
1.气态和蒸气态
气态：常温下是气体的有害物质如氯气、一氧 化碳等，通常以气态存在于空气中。
蒸气态：常温下是液体的有害物质如苯、丙酮
等，以不同的挥发性呈蒸气态存在于空气中。常温
下是固体的有害物质如酚、三氧化二砷等，也有一
定的挥发性，特别在温度高的工作场所，也可以蒸
气状态存在。
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空气中的气态和蒸气态有害物质除汞以原子状 态存在外，都是以分子状态存在。空气中的原子和 分子能迅速扩散，其扩散情况与它们的密度和扩散 系数有关，密度小者（如甲烷等）向上飘浮，密度 大者（如汞蒸气）就向下沉降；扩散系数大的，能 迅速分散于空气中，基本上不受重力的影响，能随 气流以相等速度流动。
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(2)烟
烟属于固态凝集性气溶胶，同时含有固态和液 态两种粒子的凝聚性气溶胶ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ称为烟。如铅烟、铜 烟等。烟的粒径通常比雾小，在1µm以下。
(3)粉尘
能够较长时间悬浮于空气中的固体微粒。粉尘 属于固态分散性气溶胶，如铅尘等。尘的粒径范围 较大，从1µm到数十µm。
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工作场所空气中化学物质检测包括空气样品的 采集和实验室检测两部分，其中空气样品的采集既 是首要的也是十分重要的，它决定了检测结果的真 实性、准确性和可靠性。
检测结果的准确性不仅包括测定数据的准确可 靠，还包括所采样品的代表性和真实性。
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“代表性”，一是要满足卫生标准的要求。按 照卫生标准的要求，必须选择在有害物质浓度最高 的工作地点及有害物质浓度最高的工作时段进行采 样检测，测得的有害物质浓度用于职业卫生状况的 评价，这样才符合卫生标准的要求；二是要满足检 测的目的。
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气溶胶对人体的危害程度与其粒径有关，粒径 大的颗粒既不能在空气中长期悬浮，也不易于被吸 人呼吸道。一般认为，5～15 µm的颗粒易被阻留在 上呼吸道，而无法进入体内，对人体危害较小；粒 径小于5µm 的颗粒则容易进入支气管和肺泡，被机 体吸收，危害较大。
由于气溶胶颗粒会受重力作用下沉，特别是密 度大、粒径大的颗粒，下沉速度会更快。因此，在 采样时，需要一定的采样流量，才能克服重力的影 响，有效地将气溶胶颗粒采入收集器内。
标准采样体积：气温20℃，大气压101.3 kPa
当空气温度低于5℃和高于35℃、大气压低于 98.8 kPa和高于103.4 kPa，在计算空气中有毒物质 浓度之前，必先将采集的空气体积换算为“标准采 样体积”。
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换算公式如下：
P0V0 PtVt
T0
Tt
V0
Vt
293 273 t
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3.影响空气中有害物质状况的因素多
气象因素对空气样品的影响比较显著。气温、 气压和湿度等气象因素不仅影响空气样品的体积， 而且影响有害物质在空气中的存在状态和扩散速度 。此外风向、风速等气象因素，工作现场的环境条 件、生产状况和人员行为等因素也均可以对作业场 所空气中有害因素的浓度或强度产生影响。
90 100
粒径 /μm 2.2 3.2 3.9 4.5 5 5.5 5.9 6.3 6.9 7.1
英国医学研究委员会规定的呼吸性粉尘标准的尘粒最大 空气动力学直径为7.07μm，5μm粉尘沉积效率为50%。
将呼吸性粉尘分离曲线作为采样标准曲线，BMRC曲线的理 论模型是以粉尘的肺部沉积的主要机理为分离基础，并确定这 是导致尘肺病发生的主要原因。1967年召开的国际卫生组织会 议通过了BMRC曲线。目前，世界各国采用BMRC标准曲线的较多， 我国选取这一曲线也是与国际接轨。
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2.气溶胶
以液体或固体为分散相，分散在气体介质中的 溶胶物质，称为气溶胶。
按气溶胶形成方式和方法的不同，可分成固态 分散性气溶胶、固态凝集性气溶胶、液态分散性气 溶胶和液态凝集性气溶胶4种类型。
按气溶胶存在的形式可分成雾、烟和粉尘。 (1)雾
分散在空气中的液体微滴，多由蒸气冷凝或液 体喷散形成（液态分散性气溶胶或液态凝集性气溶 胶）。雾的粒径通常较大，在10µm上下。
1.有害物质种类多
据统计，现有化学物质约1000万种。我国职业 卫生限值标准中的化学物质有339种，粉尘47种。
在职业活动中使用或产生的原料、辅料、中间 产物、成品和副产品等，不论是固体、液体和气体 ，都可能逸散到空气中来。
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2.空气中有害物质浓度变化大
我国制定的《工作场所有害因素职业接触限值 》标准中，70%以上的物质的接触限值≤10 mg/m3， 最低为0.0005 mg/m3，最高可达18 000 mg/m3。
解：根据公式(1)
V0
Vt
293 273 t
p 101.3
1.08 60 293 105.0 273 37 101.3
470.25(L)
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三、有害物质在空气中的存在状态
各种有害物质由于其理化性质不同，同时受职 业现场环境及职业活动条件的影响，在工作场所空 气中存在气体、蒸气和气溶胶三种状态。
p 101.3
（1）
式中
V0——标准采样体积，L； Vt——温度为t℃、大气压为p时的采样体积，L； t——采样点的气温，℃；
p——采样点的大气压，kPa。
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例题：某工作场所空气检测采样，温度37℃，气 压105.0 kPa，采样流量1.0 L/min，采样时间8h。 问标准采样体积是多少？
“真实性”，即采样检测结果反映的是工作场 所空气中待测物的“真实浓度”。“真实浓度”是 指在正常工作和生产条件下，在正常的气象条件和 生产环境下，存在于工作场所空气中待测物的浓度 ，是劳动者在正常工作和生产状况下经常接触的浓 度，而不是在特殊情况下的待测物浓度。
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二、工作场所空气样品的特征
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几种典型的呼吸性粉尘分离曲线
1—美国原子能委员会（AEC）曲线； 2—美国工业卫生学家协会
（ACGIH）曲线；3—英国医学委员会（BMRC）曲线；4—肺泡沉积
曲线。
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BMRC委员会不同空气动力学直径尘粒的沉积效率
捕集 率/%
10
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40
50
60
70
80
1.气态和蒸气态
气态：常温下是气体的有害物质如氯气、一氧 化碳等，通常以气态存在于空气中。
蒸气态：常温下是液体的有害物质如苯、丙酮
等，以不同的挥发性呈蒸气态存在于空气中。常温
下是固体的有害物质如酚、三氧化二砷等，也有一
定的挥发性，特别在温度高的工作场所，也可以蒸
气状态存在。
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空气中的气态和蒸气态有害物质除汞以原子状 态存在外，都是以分子状态存在。空气中的原子和 分子能迅速扩散，其扩散情况与它们的密度和扩散 系数有关，密度小者（如甲烷等）向上飘浮，密度 大者（如汞蒸气）就向下沉降；扩散系数大的，能 迅速分散于空气中，基本上不受重力的影响，能随 气流以相等速度流动。
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(2)烟
烟属于固态凝集性气溶胶，同时含有固态和液 态两种粒子的凝聚性气溶胶ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ称为烟。如铅烟、铜 烟等。烟的粒径通常比雾小，在1µm以下。
(3)粉尘
能够较长时间悬浮于空气中的固体微粒。粉尘 属于固态分散性气溶胶，如铅尘等。尘的粒径范围 较大，从1µm到数十µm。
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