焦磷酸法测定粉尘中游离二氧化硅的含量

空气粉尘中游离二氧化硅含量仪器，用于工作场所空气中粉尘游离二氧化硅含量测定。仪器可大批量制备焦磷酸，缩短实验时间。整个过程可全程全自动无人值守，保护人员健康，操作便捷，降低劳动强度；完全按照国标方法执行。C52 GBZ/T 192.4一2007 中华人民共和国国家职业卫生标准 GBZ/T 192.4一2007 工作场所空气中粉尘测定第4部分：游离二氧化硅含量 Determination of dust in the air of workplace一Part 4： Content of free silica in dust 2007-06-18发布 2007-12-30实施 前 言 根据《中华人民共和国职业病防治法》制定本标准。 根据工作场所空气中粉尘测定的特点，GBZ/T 192分为以下五部分： ——第1部分：总粉尘浓度； ——第2部分：呼吸性粉尘浓度； ——第3部分：粉尘分散度； ——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/T 192的第4部分，是在 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》的附录B《粉尘游离二氧化硅X线衍射测定法》，GB 16245一1996《作业场所呼吸性煤尘卫生标准》的附录B《呼吸性煤尘中游离二氧化硅红外光谱测定法》基础上修订而成的。本部分与 GB 5748—85、GB 16225—1996、GB 16245—1996 相比，修改了标准格式。 本部分自实施之日起，GB 5748—85、GB16225—1996、GB 16245—1996同时废止。 本部分由卫生部职业卫生标准专业委员会提出。 本部分由中华人民共和国卫生部批准。 本部分起草单位：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卫生与中毒控制所、东风汽车公司职业病防治研究所、湖北省疾病预防控制中心。 本部分主要起草人：杨磊、李涛、祁成、陈卫红、彭开良、刘家发、张敏、杜燮祎。 本部分所代替标准的历次版本发布情况为： ——GB 5748—85； GB 16225—1996： -GB 16245—1996。 工作场所空气中粉尘测定第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 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其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的采样规范 GBZ/T 192.1 工作场所空气中粉尘测定 第1部分：总粉尘浓度 GBZ/T 192.2 工作场所空气中粉尘测定 第2部分：呼吸性粉尘浓度 3 焦磷酸法 3.1 原理 粉尘中的硅酸盐及金属氧化物能溶于加热到245℃~250℃的焦磷酸中，游离二氧化硅几乎不溶，而实现分离。然后称量分离出的游离二氧化硅，计算其在粉尘中的百分含量。 3.2 仪器 3.2.1 采样器：同GBZ/T 192.1和 GBZ/T 192.2。 3.2.2 恒温干燥箱。 3.2.3 干燥器：内盛变色硅胶。 3.2.4 分析天平：感量为0.1mg。 3.2.5 锥形瓶：50mL。 3.2.6 可调电炉。 3.2.7 高温电炉。 3.2.8 瓷埚或铂埚：25mL，带盖。 3.2.9 甘埚钳或铂尖埚钳。 3.2.10 玛瑙研钵。 3.2.1 慢速定量滤纸。 3.2.12 玻璃漏斗及其架子。 3.2.13 温度计：0℃~360℃。 3.3 试剂 实验用试剂为分析纯。 3.3.1 焦磷酸：将 85%(w/w)的磷酸加热到沸腾，至250℃不冒泡为止，放冷，贮存于试齐瓶中。 3.3.2 氢氟酸：40%。 3.3.3 硝酸铵：结晶。 3.3.4盐酸溶液：0.1mol/L。 3.4 样品的采集 现场采样按照 GBZ 159 执行。 本法需要的粉尘样品量一般应大于0.1g，可用直径 75mm 滤膜大流量采集空气中的粉尘，也可在采样点采集呼吸带高度的新鲜沉降尘，并记录采样方法和样品来源。 3.5 测定步骤 3.5.1 将采集的粉尘样品放在105℃±3℃的烘箱内干燥 2h，稍冷，贮于干燥器备用。如果粉尘粒子较大，需用玛瑙研钵研磨至手捻有滑感为止。 3.5.2准确称取 0. 1000g~0.2000g(m)粉尘样品于 25mL 锥形瓶中，加入15mL焦磷酸摇动，使样品全部湿润。将锥形瓶放在可调电炉上，迅速加热到245℃~250℃，同时用带有温度计的玻璃棒不断搅拌，保持 15min。 式中： w——粉尘中游离二氧化硅含量，%； m2——氢氟酸处理前甘埚加游离二氧化硅和焦磷酸难溶物质的质量数值，单位为克(g)； m3——氢氟酸处理后埚加焦磷酸难溶物质的质量数值，单位为克(g)； m——粉尘样品质量数值，单位为克(g)。 3.6 说明 3.6.1 焦磷酸溶解硅酸盐时温度不得超过250℃，否则容易形成胶状物。 3.6.2.酸与水混合时应缓慢并充分搅拌，避免形成胶状物。 3.6.3 样品中含有碳酸盐时，遇酸产生气泡，宜缓慢加热，以免样品溅失。 3.6.4 用氢氟酸处理时，必须在通风柜内操作，注意防止污染皮肤和吸入氢氟酸蒸气。 3.6.5 用铂埚处理样品时，过滤沉渣必须洗至无磷酸根反应，否则会损坏铂埚。 磷酸根检验方法如下： 原理：磷酸和钼酸铵在 pH4.1时，用抗坏血酸还原成蓝色。 4.5 测定 4.5.1 样品处理：准确称量采样后滤膜上粉尘的质量(m)。然后放在瓷埚内，置于低温灰化炉或电阻炉(低于600℃)内灰化，冷却后，放入干燥器内待用。称取 250mg 溴化钾和灰化后的粉尘样品一起放人玛瑙乳钵中研磨混匀后，连同压片模具一起放入干燥箱(110℃±5℃)中 10min。将干燥后的混合样品置于压片模具中，加压 25MPa，持续 3min，制备出的锭片作为测定样品。同时，取空白滤膜一张，同上处理，制成样品空白锭片。 4.5.2石英标准曲线的绘制：精确称取不同质量(0.01mg~1.00mg)的标准α-石英尘，分别加入250mg 溴化钾，置于玛瑙乳钵中充分研磨均匀，同样品处理，制成标准系列锭片。将标准系列锭片置于 样品室光路中进行扫描，分别以 800cm-1、780cm-和694cm三处的吸光度值为纵坐标，以石英质量为横坐标，绘制三条不同波长的α-石英标准曲线，并求出标准曲线的回归方程式。在无干扰的情况下，一般选用 800cm-标准曲线进行定量分析。 4.5.3 样品测定：分别将样品锭片与样品空白锭片置于样品室光路中进行扫描，记录 800cm-(或694cm)处的吸光度值，重复扫描测定3次，测定样品的吸光度均值减去样品空白的吸光度均值后，由α-石英标准曲线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按式(3)进行计算。 式中： w——粉尘中游离二氧化硅(α-石英)的含量，%； 774——测得的粉尘样品中游离二氧化硅(α-石英)的质量数值，单位为毫克(mg)； m——粉尘样品质量数值，单位为毫克(mg)。 4.6 说明 4.6.1 本法的α-石英检出量为 0.01mg；相对标准差(RSD)为 0.64%~1.41%。平均回收率为96.0%~99.8%。 4.6.2 粉尘粒度大小对测定结果有一定影响，因此，样品和制作标准曲线的石英尘应充分研磨，使其粒度小于 5um 者占95%以上，方可进行分析测定。 4.6.3 灰化温度对煤矿尘样品定量结果有一定影响，若煤尘样品中含有大量高岭土成分，在高于600℃灰化时发生分解，于800cm-附近产生干扰，如灰化温度小于600℃时，可消除此干扰带。 4.6.4 在粉尘中若含有粘土、云母、闪石、长石等成分时，可在800cm-1附近产生干扰，则可用694cm―的标准曲线进行定量分析。 4.6.5 为降低测量的随机误差，实验室温度应控制在18℃~24℃，相对湿度小于50%为宜。 4.6.6 制备石英标准曲线样品的分析条件应与被测样品的条件完全一致，以减少误差。 5 X线衍射法 5.1 原理 当X线照射游离二氧化硅结晶时，将产生X线衍射；在一定的条件下，衍射线的强度与被照射的游离二氧化硅的质量成正比。利用测量衍射线强度，对粉尘中游离二氧化硅进行定性和定量测定。 5.2 仪器 5.2.1 测尘滤膜。 5.2.2 粉尘采样器。 5.2.3 滤膜切取器。 5.2.4 样品板。 5.2.5 分析天平：感量为 0.01mg。 5.2.6 镊子、直尺、秒表、圆规等。 5.2.7 玛瑙乳钵或玛瑙球磨机。 5.2.8 X线衍射仪。 5.3 试剂 实验用水为双蒸馏水。 5.3.1 盐酸溶液：6mol/L。 5.3.2 氢氧化钠溶液：100g/L。 5.4 样品的采集 根据测定目的，现场样品采集按 GBZ 159 执行，总尘的采样方法按 GBZ/T 192.1执行，呼吸性粉尘的采样方法按 GBZ/T 192.2 执行。滤膜上采集的粉尘量大于0.1mg 时，可直接用于本法测定游离二氧化硅含量。 5.5 测定步骤 5.5.1 样品处理：准确称量采样后滤膜上粉尘的质量(m)。按旋转样架尺度将滤膜剪成待测样品4~6个。 5.5.2 标准曲线 5.5.2.1 标准α-石英粉尘制备：将高纯度的α-石英晶体粉碎后，首先用盐酸溶液浸泡 2h，除去铁等杂质，再用水洗净烘干。然后用玛瑙乳钵或玛瑙球磨机研磨，磨至粒度小于 10um 后，于氢氧化钠溶液中浸泡 4h，以除去石英表面的非晶形物质，用水充分冲洗，直到洗液呈中性(pH=7)，干燥备用。或用符合本条要求的市售标准α-石英粉尘制备。 5.5.2.2标准曲线的制作：将标准α-石英粉尘在发尘室中发尘，用与工作场所采样相同的方法，将标准石英粉尘采集在已知质量的滤膜上，采集量控制在 0.5mg~4.0mg 之间，在此范围内分别采集5~6个不同质量点，采尘后的滤膜称量后记下增量值，然后从每张滤膜上取5个标样，标样大小与旋转样台尺寸一致。在测定α-石英粉尘标样前，首先测定标准硅在(111)面网上的衍射强度(CPS)。然后分别测定每个标样的衍射强度(CPS)。计算每个点5个α-石英粉尘样的算术平均值，以衍射强度(CPS)均值对石英质量绘制标准曲线。 5.5.3 样品测定 5.5.3.1 定性分析在进行物相定量分析之前，首先对采集的样品进行定性分析，以确认样品中是否有α-石英存在。仪器操作参考条件： 靶：CuKa； 扫描速度：2°/min； 管 电 压 ： 3 0 k V ； 记录纸速度：2cm/min； 管电流：40mA； 发散狭缝：1； 量程：4000CPS； 接收狭缝：0.3mm； 时间常数：1s； 角度测量范围：10°≤20≤60° 物相鉴定：将待测样品置于X线衍射仪的样架上进行测定，将其衍射图谱与《粉末衍射标准联合委员会(JCPDS)》卡片中的α-石英图谱相比较，当其衍射图谱与α-石英图谱相一致时，表明粉尘中有α-石英存在。 5.5.3.2定量分析 X线衍射仪的测定条件与制作标准曲线的条件完全一致。 首先测定样品(101)面网的衍射强度，再测定标准硅(111)面网的衍射强度；测定结果按式(4)进行计算： 式中： IBB——粉尘中石英的衍射强度； I——采尘滤膜上石英的衍射强度； Is——在制定石英标准曲线时，标准硅(111)面网的衍射强度； I——在测定采尘滤膜上石英的衍射强度时，测得的标准硅(111)面网衍射强度。 如仪器配件没有配标准硅，可使用标准石英(101)面网的衍射强度表示Ⅰ值。 由计算得到的Ig值，从标准曲线查出滤膜上粉尘中α-石英的质量。 5.5.4结果计算 粉尘中游离二氧化硅(α-石英)含量按式(5)进行计算。 式中： w——粉尘中游离二氧化硅(α-石英)含量，%； 滤膜上粉尘中游离二氧化硅(α-石英)的质量数值，单位为毫克(mg)； m——粉尘样品质量数值，单位为毫克(mg)。 5.6 说明 5.6.11本法测定的粉尘中游离二氧化硅系指α-石英，其检出限受仪器性能和被测物的结晶状态影响较大；一般X线衍射仪中，当滤膜采尘量在 0.5mg时，α-石英含量的检出限可达1%。 中 华 人 民 共 和 国国家职业卫生标准 工作场所空气中粉尘测定 第4部分：游离二氧化硅含量 GBZ/T 192.4一2007 关 出版发行：人民卫生出版社(中继线010-67616688) 地址：北京市丰台区方庄芳群园3区3号楼 邮 编：100078 网 址： http：//www.pmph. com E - mail： pmph @ pmph. com 购书热线：010-67605754 010-65264830 印 刷：北京新丰印刷厂 经 销：新华书店 开本：880×1230 1/16 印张：0.75字版书定 数：16千字 次：2008年2月第1版 2008年2月第1版第1次印刷 号：14117·166 价：7.00元 版权所有，侵权必究，打击盗版举报电话：010-87613394 GBZ/T 192.4一2007 (凡属印装质量问题请与本社销售部联系退换)