中美两国粉尘采样方法及其差异

　　1、 背景分析

　　粉尘采样是了解作业场所粉尘浓度和作业工人接尘水平的重要依据，也是粉尘治理和评价的关键因素。粉尘采样是一项技术性比较强工作，其所采集的粉尘样品必须准确、真实可靠，具有代表性。文章将会分别介绍中美两国粉尘采样方法并对比二者之间的异同，探索我国与美国在粉尘采样方面的差距，为提高我国采样技术水平提供借鉴。

　　2、 中美粉尘采样设备对比

　　2.1 粉尘采样器

　　理想的粉尘采样器仅采集那些可沉积在呼吸道某个部位的粉尘，而实际上采集的是可进入呼吸道某部位的粉尘，是否沉积和呼出不能区分。粉尘采样器按照采尘粒径范围分类为总粉尘采样器和呼吸性粉尘采样器。

　　总粉尘采样器不加区分地采集进入呼吸区的所有粉尘，我国标准将总粉尘采样器按采样夹类型分为两类，一类是粉尘采样夹，上面安装 40mm 和 75mm 的滤膜，常用于定点采样，另一类是小型塑料采样夹，常用于个体采样。采样流量规定为（5~30）L/min、（30~80）L/min 和 80L/min 以上。美国 NIOSH 将总粉尘采样器流量定为 1～2L/min。目前，在总粉尘采样器方面，美国常用闭口式、开口式滤膜盒，选用 37mmPVC 滤膜，个体采样器约 2L/min。

　　粉尘采样器按照其预分离器不同主要分为三类：旋风式、淘析式、冲击式。在美国，旋风式采样器是主流，如尼龙旋风采样器、HD旋风采样器、AI 旋风采样器，很多采样标准都是以这三种采样器为例。而在我国，没有对呼吸性粉尘采样器的种类进行限制，粉尘采样器技术标准中只是要求采样器的采样效能应符合“BMRC”采样曲线，同时 GBZ/T192.2-2007《工作场所空气中粉尘测定第 2 部分：呼吸性粉尘浓度》中，也并没有对预分离器的种类做出要求。

　　2.2 分析天平感量

　　我国标准规定：总粉尘采样滤膜增重≥1mg 时，用感量为 0.1mg的分析天平，否则用感量为 0.01 的分析天平；呼吸性粉尘采样都采用 0.01mg 的分析天平。而美国 NIOSH 一律要求使用感量为0.001mg 的分析天平。我国标准要求较低，易于推广实行，但据我国学者采样测定表明。感量为 0.1mg 的天平不再适用，0.01mg 是一个基本要求，而且随着我国工厂作业环境的改善，工作场合的粉尘浓度也得到了一定程度的下降。我们在一些工作环境良好的场合采样时，采集的粉尘样品，经常会因为感量过高达不到规定的要求而造成失败。

　　2.3 滤膜增重（δm）

　　对于滤膜增重，我国标准规定：采集总粉尘时，直径≤37mm 的滤膜时，δm 不得超过 5mg；直径为 40mm 的滤膜时，δm 不得超过10mg；直径为 75mm 时，δm 不限。采集呼吸性粉尘时，δm 的范围为0.1mg~5mg，滤膜采集粉尘的最大容量，应根据滤膜的有效采集面积来调整。美国 NIOSH 规定滤膜增重不得小于 0.1mg，不得超过 2mg。

　　总粉尘和呼吸性粉尘均是如此。

　　3、 采样策略对比

　　3.1 采样对象选择

　　个体采样时，由于成本限制，不可能对接触有害因素的所有职工进行采样。中美的采样标准都规定要对选取最大风险劳动者作为采样检测对象，如果最大风险劳动者不能确定，那就对一批劳动者进行随机抽样。至于采样对象数量的确定，对比美国 NIOSH 标准与GBZ159-2004，可发现美国采样对象要求的数量明显高于我国。例如：当工作岗位劳动者有 8 名时，我国要求的采样对象为 6 个，美国要求 7 个；当工作岗位劳动者有 15 个时，我国要求 8 个，美国要求12 个。

　　3.2 采样方法

　　我国粉尘采样标准规定总粉尘和呼吸性粉尘采样均按照 GBZ159-2004《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》执行，此规范根据有害物质职业接触限值的不同来区分采样方法：（1） 职业接触限值为最高容许浓度的采样，这种采样时选取空气中有害物质最高的地点在有害物质浓度最高的时段采用定点的、短时间采样方法进行采样，采样时间一般不会超过 15min。（2）职业接触限值为短时间接触容许浓度的采样，它与最高容许浓度采样大致相同，不同的是它的采样时间为 15min，采样不足 15min 时可进行多次采样。（3）职业接触限值为时间加权平均容许浓度的采样，根据有害物质浓度的存在情况、采样器的操作性能等，这种采样可选择的采样方法很多，有个体采样或定点采样，长时间采样或短时间采样，选择时尽量以长时间采样、个体采样为主。

　　美国 NIOSH 发行的《Occupational Exposure Sampling StrategyManual》，对职业接触采样方法做出了详细的规范，在这部手册中，将职业环境样品采集技术分为三种基本类型：个体采样、呼吸区采样、区域采样（定点采样）。通常进行采样时，只用个体采样和呼吸区采样，很少使用定点采样。根据职业接触限值将采样方法分为两种类型，职业接触限值为 TWA 的采样方法策略和职业接触限值为阈限值上限的采样方法，前者对应我国时间加权容许浓度的采样。其中，8 小时连续多样品采样测量是最佳选择，因为连续两个完整周期样品提供足够的准确度和精确度；其次，应当选择满期单样品测量；部分周期连续采样测量是下一个选择，这种方法确定在于无法估测没有采样时段的接触浓度，所以在手册中不是很提倡这样方法。抽样采样是最不建议选择的方法，如选择抽样采样，那必须要有足够和持续的样本收集时间。而职业接触限值为阈限值上限的采样方法与前者大致相同，区别在于上限标准采样采取非随机的方式、保证在最大浓度区域采样，而且与 TWA 相比时间更短，一般为15min。

　　4、 总结及借鉴

　　通过上述对中美两国粉尘采样的对比研究，总结一下我国当前粉尘采样所存在的问题和可以向美国借鉴的经验：

　　（1）我国呼吸性粉尘的职业接触限值要比美国的标准低，呼吸性粉尘是导致尘肺的主要病因，我国需要对其要求提高标准。

　　（2）个体采样执行困难：定点采样的时段和采样点的选择比较困难，且采样现场中粉尘浓度会随着时间变化而波动。而与之相比，个体采样并不受以上变化的影响，同时也没有采样距离等人为因素的影响。我国标准 GBZ 159-2004 中也对个体采样方法进行了详细的描述。但是我国在实际的粉尘采样当中，绝大多数仍然采用定点采样，而且采样时间不足。这主要是由于采样设备的限制和技术人员水平参差不同所造成的。目前我国的个体采样器还不能满足长时间连续采样的要求，所以我国应加紧在这方面采样设备的研制。

　　（3） 采集呼吸性粉尘时，BMRC 曲线重点考虑进入肺泡引起尘肺病的那部分粉尘，这符合我国国情，但是 ACGIH 曲线更加符合上呼吸道沉积机理。在注意肺泡区粉尘所引起的尘肺病的同时，还反映了进入气管、支气管对人体的危害。ISO 对着两种曲线特性的采样器都认可，所以我国没有必要只认可 BMRC 曲线，可以两者都认可。

　　参考文献：
　　[1]时延申，候传之，韩增毅，等. 粉尘采样过程应注意的问题[J].职业与健康，2009,25:477-479.
　　[2]AQ4217-2012. 粉尘采样器技术条件[Z].
　　[3]NIOSH. Manual of analytical methods (HMAM)[Z].Fourth edition，1993.