江西有色金属  1993, Vol. 7 Issue (4): 155-159
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个体呼吸性粉尘与作业环境全尘两种测尘方法监测及述评[PDF全文]
郑继烈     
赣州有色冶金研究所, 赣州 341000
摘要:根据对西华山、铁山垄、盘古山和下垄四矿进行的个体呼吸性粉尘试点监测结果,阐述了采用个体呼吸性粉尘监测方法能进一步对防尘技术措施的效果作出科学评价,能引导防尘观念和防尘技术的转变以致最终取代环境全尘浓度监测等问埋。
关键词个体呼吸性粉尘采样    全尘采样    阈限值    
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0 前言

根据劳动部及江西省劳动厅的部署,1992年在江西省12个非煤矿种,23个金属和非金属矿山进行了个体呼吸性粉尘监测试点研究。通过一年试点实践,完成了试点工作,并于1993年2月15日通过了劳动部组织的专家鉴定。鉴定认为,该项成果具有较高的科研价值和实用价值,在我国非煤矿山尚属首次并居领先水平.本文就西华山、铁山垄、盘古山和下垄四矿的试点进行述评,其目的是对个体呼吸性粉尘监测(以下称呼尘监测)方法能否对防尘技术措施的效果作出科学评价,能否引导防尘观念转变,促进防尘技术发展,呼尘监测是否能取代作业环境全尘监测(以下称全尘监测)等进行评价。

1 监测概况

经过对四矿现场监测,其测定工种17个,风源点每矿各1个,所采集的有效样品共1 552个。其中个体呼尘样品579个,个体非呼尘样品579个,全尘样品270个,采用大流量监测作业环境呼尘样品62个和非呼尘样品62个。游离SiO2含量分析样112个。

试点采用的个体采样器为CXF—2F型。在个体采样过程中,对部分工种进行了同步全尘采样或大流量作业环境呼尘和非呼尘采样。在整个监测期间做到了跟踪与检査相结合观察记录。因此采样器佩戴基本上是正确的,监测数据基本反映了接尘工人实际接尘状况。

2 个体呼尘监测与全尘监测关系述评 2.1 两种测尘方法的同一性

全尘监测系短时随机定点采样,在我国矿山使用了30余年。实践证明,这种测尘方法所测得的粉尘浓度基本上能反映作业场所粉尘危害情况及综合防尘措施的实际效果,促进了矿山防尘的发展。

个体呼尘监测是采集操作工人活动范围内一个工班内的粉尘累积量,进而计算一个工班内平均呼尘浓度。实验测得的二者间的关系见表 1表 1表明,全尘浓度高的点个体采样浓度亦高。另外,从表 2可看出,两种监测方法测定的粉尘浓度高低与尘肺发病率高低趋势亦基本一致。

表 1 两种测尘方法测定的粉尘浓度比较
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表 2 某矿1958年后进矿并下接尘工种粉尘浓度与发病情况
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2.2 两种测尘方法对防尘工作的指导作用

根据国际《GB5748-85》规定,井下全尘浓度的测尘位置是在距接尘工人1.5~2m或3~6m下风侧或回风侧呼吸带,所测的粉尘浓度是各作业面的粉尘排放浓度,若测得浓度值均能达到国家卫生标准,说明通风防尘措施相当完善。但是,是否需要所有工作面排放浓度都要达到作业场所允许卫生标准?这是值得探讨的。因为井下作业面产尘和排尘情况是相当复杂的,当工作面的污风直接送到回风道或回风天井时,对作业人员影响很小,应当允许超标;当还要经过一段有人作业区或活动场所后排入回风道时,则必须要求达标。因此,对回风侧的粉尘浓度要求应根据实际情况而定。以下几个实例可说明个体呼尘采样比全尘采样对防尘工作更具有指导作用。

a. 巷道型采场凿岩。巷道型采场凿岩存在接尘浓度与排放浓度的测尘问题。几十年来,国家组织科研单位和矿山企业对巷道型采场的防尘问题进行了多项专题研究,应用了多种综合防尘措施,但粉尘浓度始终达不到2mg/m3要求。其原因是采场工作面狭窄,采用YSP-15型高频凿岩机上向凿岩,产尘强度高,同时岩浆雾化严重,所以粉尘、油雾、岩浆量都比较大。据1988年有色金属工业南昌公司组织的检测组对11个钨矿检测,其中以上四矿测定的采场平均浓度为3.9mg/m3, 最高达10.4mg/m3。这表明正常情况下,在回风侧测尘是难以达标的。

表 3列出用两种测尘方法在同一工作面、同时采样的粉尘浓度结果。数据说明个体呼尘采样比全尘采样所测粉尘浓度要低得多。用2mg/m3标准衡量,个体采样总尘浓度达标率为100%, 全尘采样达标率为0。结果表明后者不能反映作业工人实际接触粉尘情况,用它来评价昉尘措施就可能产生要求过高的偏向。

表 3 巷道型采场单机凿岩粉尘浓度值
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b. 普通支柱法掘进天井凿岩,天井测尘主要存在如何准确测定环境浓度问题。根据国标《GB5748-85》规定,普通支柱法掘进天井时,其采样位置设在安全棚下的回风流中。按此规定,测出的浓度是偏低的。据1992年7月在盘古山钨矿天井凿岩时测定,个体采样总尘平均值为2.45mg/m3, 而环境全尘采样平均浓度为1.18mg/m3, 个体呼尘采样合格率为20%, 全尘采样合格率为100 %。如按全尘测定结果去指导天井防尘工作,就会造成很大的失误。按个体采样所测结果,针对性地采取综合防尘措施,从加强通风和强化个体防护措施入手,天井防尘问题可较好地解决。

c. 掘进独头工作面测尘。平巷掘进凿岩,装岩等项工作,操作工人均在回风侧。因此全尘采样和个体采样都在回风方向。由于两种测尘方法的采样位置和方式不同,测得的结果在某些情况仍有较大差异。从监测试点分析,个体采样比全尘采样能更准确指导防尘工作。

独头掘进工作面一般多采用抽压混合式通风,若压入式风筒能及时接至工作面,新风冲洗工作面后折回,污风由抽出式风机排出,那么全尘采样和个体呼尘采样所处环境条件比较接近,测定值均可较准确地反映作业粉尘危害情况。若压入式风筒没有及时接至工作面,新风没有达到工作面或仅有一小部分到达时,工作面粉尘将会积聚,个体呼尘采样所测浓度将高于全尘采样所测浓度,实测数据列于表 4, 结果表明虽有抽压式通风措施,环境全尘浓度虽较低,但实际降尘效果并不好,按全尘采样结果指导防尘将会发生错误决策。

表 4 平巷凿岩粉尘浓度测定值
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综上所述,个体呼尘采样比全尘采样更能确切地测出工人操作带的实际粉尘浓度,评价防尘措施效果,指导防尘工作。

2.3 两种测尘方法测定结果的效果评价

个体呼尘采样所测得浓度是岗位粉尘瞬时浓度与时间的函数,并由它可得出工人在一个工作日内接触的平均呼尘和非呼尘浓度。因而,不但能反映作业场所粉尘治理的好坏,更能较准确地反映粉尘对人体的危害程度。如表 5示出的切割凿岩与通风工近于同一接尘浓度,但切割凿岩工的接尘时间是通风工的2倍,接尘量比通风工多1倍多,凿岩工受粉尘危害比通风工更大,若按全尘浓度考虑,它们的危害程度相同,出现评价失误。平巷凿岩工和天井支柱工实测接尘浓度相近,但凿岩工的作业时间长,受危害大,尘肺发病率高。支柱工发病率低于凿岩工。上两例说明用全尘浓度值来评价作业场所的粉尘治理效果是可行的,但用来衡量工人受危害程度就有可能出现差错。

表 5 不同工种接尘时间与接尘最关系比较
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2.4 两种测尘方法的适用范围

个体呼尘采样器由于佩戴在工人身上,因此对那些流动性作业的工种也可采样,测定其接尘量。如推车工、电机车司机、管道铺设工、爆破工、通风安装工、测尘工、安全工,井下维修工及值班长等。这些工种以前从未进行过正规粉尘浓度测定,他们的接尘浓度只能参照有关工种的粉尘浓度统计折算,误差较大。个体采样对井下所有工种都能进行呼尘浓度和总尘浓度监测,便于对整个矿井的粉尘治浬状况更准确评价,也便于对各工种的粉尘危害程度进行分级。

2.5 两种测尘方法的统计方法和卫生标准

全尘采样统计方法采用合格的实测作业点数与应测点数之百分比,即合格率作为衡量标准。我国现有的测尘规程和标准有《TJ36-76工业企业设计卫生标准》、《GB5748-85作业场所空气中粉尘测定方法》等。这些标准都比较笼统,不能满足粉尘监测工作的需要。个体呼尘监测规程将呼尘浓度标准与粉尘中游离SiO2含量更紧密地联系起来,能更准确地评价通风防尘的效果。如表 6所示,在本次测定的呼吸性粉尘量及其游离SiO2含量值按美国粉尘浓度标准计算阈限值(即按10/呼尘中游离SiO2 % + 2mg/m3计算),并以计算的阈限值衡量四矿的测定结果。由表 6可知,无论按接尘工种或受测人数计算,小于或等于阈限值均在60 %以下。根据当前矿山通风防尘水平下降及尘肺发病率有所上升的实际情况,用这种方法计算出的阈限值比笼统用全尘2mg/m3计算的各矿合格率均在86 %以上更接近实际、更合理。

表 6 各钨矿粉尘浓度阈限值
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2.6 两种测尘方法所测粉尘浓度关系

四矿所测的数据表明,个体呼尘采样的呼尘与总尘浓度,全尘采样的呼尘与全尘浓度,个体呼尘采样的呼尘与全尘采样的全尘浓度之间在量值上存在一定的比例关系。

a. 个体采样呼尘浓度与总尘浓度比例.四矿个体采样累计为45个工种群, 经相关分析,相关系数为0.92,在p=0.01水平上有显著意义,且呼尘与总尘之比为49.4:100。

b. 个体采样呼尘与对应全尘采样全尘浓度比例。四矿对27个工种群个体采样呼尘浓度与之对应的环境全尘采样全尘浓度之比平均为62.6:100, 在p=0.01水平上也有显著意义.

c. 对平巷掘进凿岩采用两种监测方法同步监测,分别测定个体采样的呼尘与总尘,全尘采样的呼尘与全尘,所测数据见表 7.由表 7知,平巷凿岩个体采样呼尘浓度与总尘浓度比值为48.7: 100, 全尘大流量环境浓度采样呼尘浓度与全尘浓度比值为50.5 : 100, 两者比值较接近。

表 7 平巷凿岩粉尘浓度监测结果比较
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3 个体呼尘监测对防尘技术进步的作用

全尘监测执行的卫生标准是卫生部1979年颁布的《工业企业设计卫生标准》 TJ-36-79。当游离SiO2含量在10%以上时,全尘浓度应小于2mg/m3因此矿山现行综合防尘措施都以此为标准进行.除了通风,主要防尘手段是用水控制粉尘产生和扩散.由于水的表面张力较大,一般清水表面张力为7.1Pa·m, 不易迅速湿润粉尘,致使一些以水为主的防尘措施效果受到限制,尤其对呼吸性粉尘的捕获率更低.由于过去用全尘采样,只要求达到2mg/m3为目的,对呼吸性粉尘捕获较少考虑.而个体采样主要测定呼尘浓度,用呼尘浓度标准评价防尘工作,因此,用过去的一些防尘技术来捕获呼吸性粉尘已经不能满足要求了,必将引导人们加强捕获呼尘的研究,促进防尘技术工作的提高。

4 呼尘监测存在的问题

个体呼尘监测虽然更具有科学性、先进性、准确性,但仍存在不少问题,主要有:

a. 个体采样器要佩戴在操作工人身上,增加一定负担,有的工人怕麻烦将采样器取下,挂在支柱上,因而影响采样准确性.

b. 个体采样原则是“矿山采样、集中分析”,采样后送到检测中心站分析.对我国目前不少交通不便,通讯条件落后的矿山较难做到及时反馈信息.

c. 个体采样器国产化在质量上还需进一步提高。

d. 推广个体采样需新增加一次性投资经费,对目前不少经济效益差的矿山应用有一定困难。

5 结语

a. 个体呼尘监测结果能真实地反映作业面(区)的粉尘浓度情况,较环境全尘采样更真实和准确,因此能较好地指导防尘工作和评价防尘技术措施实施效果。

b. 便于从劳动卫生学角度评价工人受粉尘危害的程度,因而能引导人们从传统的观念中转变出来,采取更有效的方法搞好防尘工作.

c. 以控制呼吸性粉尘为目标,必将促使矿山防尘技术进步。

d. 个体呼尘采样方法优于全尘采样方法,实行此监测方法是矿山防尘进步的标志,但根据目前我国矿山情况,提高个体呼尘监测还需要一个过程,可由现行的互补逐步转向取代。

参考文献  略