职业卫生与职业医学实验讲义文档格式.docx
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测定一般应在距离地面约1.5m处进行。
若工作地点热源分布不均匀时,则应在不同高度、不同方位分别进行热辐射强度的测定,如开炉门时,应在炉前工作地点于工人头部、胸部、腿部等不同水平上测定。
3.根据生产特点、劳动情况和调查目的选定测定时间。
①调查生产环境气象条件对人体的影响时,应于不同季节进行室内外气象条件的测定。
一般可在夏、冬两季进行测定。
如专门调查炎热季节高温作业对人体的影响时,则只需在夏季进行测定。
测定一般不应少于3天,并须注意测定日期的代表性。
②每天测定的时间和次数,按生产特点而定。
生产过程较均衡、气象条件较稳定的车间,可在一个班开始时测1次,中间测2次,下班前再测1次;
而生产活动、气象条件变化较大的车间,则应按生产活动多次测定。
若有条件最好于早、中、晚三班中每小时测1次,以便观察生产地点气象条件的变化规律。
4.测定生产环境气象条件时,需对室外气象条件进行测定,借以比较并评价室内、外气象条件的差别。
5.测定气温、气湿、风速、热辐射强度等应在同一时间、同一地点进行。
6.评定各工种工人工作时间的气象条件,以便改进劳动组织等,必须进行工时测定,记录他们在一个班中各项生产操作的时间,所受热辐射作用的时间、部位和强度,并计算加权平均值。
同时测定生理指标及询问主观感觉。
7.每次测定后,应将各项测定结果填入气象条件测定记录表内,注明当时的生产情况,周围环境的变动以及隔热、通风措施的使用情况,以便在分析、评价时有所依据。
(二)测定内容和方法
1.气温的测定通常采用普通干湿球温度计或通风温湿度计。
干球温度计所示温度即为气温。
通风温湿度计适用于有热辐射的车间。
为了连续观察气温变动规律,可使用自记温度计。
对多个地点同时测定时,可使用电偶温度计或电阻温度计。
(1)普通干湿球温度计:
【构造原理】湿球温度计的球部包有纱布,纱布下端浸泡在盛水杯中;
另一支为普通干球温度计。
【注意事项】
①有热辐射存在时,不宜使用本温度计。
②使用前须检查水银(酒精)柱有无间断,如有间断,可利用离心力、冷却或加热的方法使之连接起来。
③测定时,应将温度计悬挂,不要靠近冷、热物体表面,并避免水滴沾在温度计上,以免影响测定结果;
观察时,要避免接触球部和呼气对温度计的影响。
④温度计固定在测定地点,5分钟后进行读数。
读数时,眼必须与液柱顶端成水平位置,先读小数,后读整数。
(2)通风温湿度计:
【构造原理】温度计的球部(一为湿球,另一为干球)分别装在镀镍的双金属风筒内,可反射大部分的热辐射,外管以象牙环扣接温度计,以减少传导热的影响。
风筒与仪器上部的小风机相连,当小风机开动时,空气以一定的流速(一般为4m/s)自风筒下端进入,流经干、湿球温度计的球部,以消除外界风速变化而产生的影响。
【注意事项】除上述注意事项外,应用钥匙将小风机的发条旋紧,小风机开动后,将仪器悬挂在测定地点,3~5分钟后读数。
测毕,待风机停止转动后,仪器方能平放。
(3)TES温湿度计:
【构造原理】以精密电容式感测器测湿度,以半导体感测器检测温度。
【使用方法】将电源开关“POWER”推置“ON”位置上,将读数选择开关“FUHCT”推置“%RH”位置上液晶显示器可显示湿度读数,将读数选择开关“FUHCT”推置“℃”或“℉”位置上液晶显示器可显示温度读数(℃或℉),等待数分钟至显示器读数稳定,或将读数保持键“HOLD”推至“ON”位置,锁定稳定读数。
【注意事项】使用前检查电池,安装9V电池可工作,如显示屏示“BT”,则提示更换电池。
2.气湿的测定常用的仪器有普通干湿球温度计和通风温湿度计,也可用TES温湿度计。
测定注意事项如前,在向湿球加水(最好用蒸馏水)前,应检查纱布是否已太陈旧而影响其吸水性,如需更换时,应采用薄而稀的脱脂白纱布或棉线针织品。
纱布应紧贴温度计球部,以一层为宜,不可有皱折,加水后应手压气泡使充分湿润。
按规定时间测定后,先后记下湿球和干球温度数,查专用表(教材P528,实习表6—1)得所测的相对湿度。
当干、湿球温度计的读数超出专用表的数值时,可用计算方法得出相对湿度,公式如下:
R=
式中:
R——空气的相对湿度(%);
F——干球温度计所示温度时的饱和水蒸气张力kPa;
A——空气的绝对湿度(kPa)。
3.风速的测定常用的仪器有杯状风速计、翼状风速计、卡他温度计和热球式电风速计。
翼状和杯状风速计使用简便,但其惰性和机械磨擦阻力较大,只适用于测定较大的风速;
EM8型数字风速仪是一种能测低风速的仪器,其测定范围为0~10m/s。
(1)EM8型数字风速仪:
【构造原理】仪器的风速感应器为一套特制的套管型热风速计测头,与传感器垂直的各方向有相同的感应特性;
仪器主要用于测量微风,用数字直读显示,量值为风速瞬时值。
【使用方法】将风速传感器通过传感器插头连接,传感器垂直放置于被测环境里,打开电源开关预热0.5~1min至示值稳定后即可读数。
【注意事项】①电源为5号干电池6节,欠压指示灯亮红色时应更换电池或通过电源变换器外接交流电;
②风速仪不能沾水,不宜在雨水环境中使用;
③风速仪应与环境温度达到平衡后使用。
(2)AVM-01翼状风速计:
【构造原理】仪器的感受部分由轻质铝制翼片构成,翼片在风力作用下可以自由转动,风速愈大转动愈快,经动能与电能的转换器将数值直接从液晶显示器上显示出来。
测量范围:
0~45.0m/s,0~8800ft/min,0~140km/hr。
【使用方法】按下电源开关至“ON”,由功能键选择风速测量,由风速单位键选择单位;
手持翼状风速计感受器让风由后向前吹过,等约4s再读取风速值;
如要读取稳定读数,可按下读数保持键“HOLD”,再读取稳定数值。
【注意事项】①测量地点应远离建筑物、树或其它障碍物,以避免乱流产生;
②当显示屏上显示低电压符号时,应及时更换电池。
4.热辐射强度的测定热辐射强度是指单位时间内单位面积所受到的热辐射能量,其表示单位为J/cm2·
min。
生产场所中的热辐射可能来自一个方向,也可能来自几个方向。
因此,热辐射强度有定向辐射强度和平均辐射强度之分。
前者用MR-3A型辐射热计测定,后者用黑球温度计测定。
(1)MR-3A型辐射热计:
【构造原理】仪器由热电堆(数百对康铜丝热电偶上贴一层铝箔,在铝箔上与热电偶热端相应处涂一层烟黑形成的黑白相间小方块)、mv计电表、数显屏三部分构成;
当热辐射作用于热电堆部分时,由于烟黑和铝箔的辐射吸收率不同,在热电偶上产生一个热电动势,这个热电动势与辐射强度成正比,因此可用mv计测出热电动势并转换成热辐射强度。
MR-3A型辐射热计可直接测出辐射热强度、辐射热测头内表面温度、空气温度之外,还可以间接测出定向平均辐射温度,可近似代替黑球温度计来测量环境的平均辐射强度,避免了同时测量风速和气温的麻烦。
测量范围:
0~10kw/m2,0~100℃。
【使用方法】
①空气温度测量:
将选择开关置于“空气温度(ta)”档,电源开关至“ON”,手持测温杆来回晃动约5min,即可从显示屏读数。
②定向辐射强度测量:
将选择开关置于“E”档,电源开关至“ON”,打开辐射头保护盖,将辐射头对准被测方向,即可读出定向热辐射强度值。
③定向热辐射温度测量:
定向热辐射强度测量完毕后将选择开关置于“ts”档,即可读取测头温度。
④平均辐射温度(TDMRT)计算:
σ:
斯蒂芬波尔兹曼常数,为5.67×
10-8w/m2。
(2)黑球温度计:
【使用方法与计算)测定时,将黑球温度计悬挂于测定地点,经15分钟待温度计读稳定后记录结果。
并测定同一地点的气温和风速,再按下式计算平均热辐射强度。
Em=4.9
Em——平均热辐射强度(cal/cm2·
min)
tg—黑球温度(℃)
ta—气温(℃)
V——风速(m/s)
为了简化起见,可用线解图(图1)查得平均热辐射强度或平均热辐射温度。
使用方法如下。
例:
测定结果为,tg:
88℃,td=37℃,V=0.5m/s,求平均热辐射强度。
解:
tg—ta51℃,在1线上取51℃处,Ⅱ线上取0.5m/s处,连接并延长,使之与m钱相交;
并在Ⅳ线上取88℃处,,使与m线上的该点相连,此线与V所交之点即为所求之平均热辐射强度(2.1cal/cm2·
min)或平均热辐射温度(128℃)。
图1平均辐射强度线解图
5.气压的测定气压计有杯状水银气压计和空盒气压计。
杯状水银气压计携带不便,宜放在固定地点和作为空盒气压计较准之用。
空盒气压计携带方便,使用简单,适于现场应用。
(1)杯状水银气压计:
【构造原理】杯状水银气压计(图2)为一装有水银的直立玻璃管,其上端封闭并成真空状态,下端插入水银杯中。
当大气压力升高时,玻璃管上端的水银面随之升高;
气压下降时,水银面随之下降。
根据水银面的高度,利用固定的刻度尺和游标尺,即可读取所测的气压。
游标尺共刻成10格,其总长度为9mm,固定刻度尺每格的间距为lmm,亦即游标尺每一格比固定刻度尺的每一格小0.1mm。
【使用方法和注意事项】测定时,旋转仪器上调节旋钮,使水银杯内的液面刚好接触象牙指针的针尖。
移动游标尺,使其零点的刻度线与水银面相切。
由游标尺上零点的刻度线在固定刻度尺上所指的刻度,读出水银高度的整数(mm),再从游标尺上找出一根刻度线与固定刻度尺的刻度线相吻合处,读出一位小数。
如图2所示,游标尺的零点的刻线位于固定刻度尺上754与755刻度之间,而游标尺的第8根刻线恰与固定刻度尺上的一根刻度线相合,即超出固定刻度尺754mm刻线的部分水银柱高0.8mm。
此时的大气压力为754+0.8=754.8mmHg。
精确测量气压时,读数结果还需进行器差和气温订正。
器差订正是校正仪器本身的误差,附在仪器使用说明书上。
气压计需垂直悬挂,避免摇摆和日光直射,周围应无强大的热源。
不观察时,象牙指针应脱离水银面。
气压的表示单位现用帕(Pa),气象学上也曾用毫巴(mbar)。
图2杯状水银气压计
(2)空盒气压计:
空盒气压计由具有弹性的波状薄壁金属空盒构成,盒内有极稀薄的空气。
当气压增高时,盒壁内凹,气压降低时,盒壁隆起。
这种变化借助于杠杆及齿轮的转动以指针传递到刻度盘上即可直接读出大气压力(mmHg)。
使用前,需用水银气压计进行校正。
使用时,为防止机械摩擦的误差,须轻轻扣打2~3下,待指针稳定后,再记下读数,应精确到0.5mmHg。
在玻盖中央,有另一可转动的指针,将此指针与气压计指针对准后,可观察一定时间后的气压变化。
模拟车间气象条件测定的结果随即记录在表1上。
表1模拟车间气象条件测定记录
车间名:
测定日期:
年月日天气:
测定时间
测定地点
干球温度℃
湿球温度℃
风速m/s
黑球温度℃
平均辐射强度J/cm2·
min
单向辐射强度J/cm2·
备注
人体的热平衡受环境中诸因素(气温、气湿、风速、热辐射、以及劳动强度和衣着等)的综合影响,为了综合这些因素进行卫生学评价和制订气象条件卫生标准,20世纪20年代以来,提出了多种综合指标,如修正有效温度(CET)、热强度指数(HSI)、湿球黑球温度(WBGT)等。
采用前述各单一气象仪器(温度计、风速计等)测定就很不方便,因而研制多种气象参数的综合测定仪器,如三球温度计[包括干球温度计、普通(静态)湿球温度计和黑球温度计]、波球温度计(为湿润黑球温度计,它包括空气温度、湿度、风速和热辐射)、热环境综合测试仪(不仅可分别测定干球、湿球和黑球温度,同时还可用一个温度值反应出气温、气湿、风速和热辐射的平衡值)以及Comfy—TestEQ2测定仪(包括气温、风速、平均热辐射强度、水蒸气压力,人体劳动强度、衣着等6个因素的综合指标)。
其次,了解作业人员在每个工作日平均接触热的时间,测量作业人员的生理指标,然后,综合分析各种因素以评价气象条件是否合乎卫生标准,并提出相应的措施。
二、模拟现场空气采样
【原则】
(1)现场调查,选择合适的采样方法:
现场调查内容有一般的劳动卫生调查和了解有毒
物质的存在形态(气体、蒸气、气溶胶);
(2)监测点的选择:
a.原则上设在有代表性的工人接毒地点,尽可能靠近工人又不影响工人正常操作,收集器应在工人工作时的呼吸带,一般为距地面1.5m高度;
b.设点数目:
一个车间内有1~3台同类生产设备设一个监测点,4~10台设2个点,10台以上至少设3个点,仪表控制室和休息室内一般设1个点。
(3)采样频率:
经常性劳动卫生监督,每年至少监测1天,每天上下午各采样1次;
对
超过最高容许浓度的监测点每3个月要复查1次,直至浓度降至最高容许浓度;
对新建、改建和扩建的工矿企业进行验收或对劳动卫生防护的效果进行卫生学评价时要连续采样测定3天,每天上下午各1次。
(4)采样时间:
1次采样时间最短不小于5min,最长不应大于60min,一般为15min。
(5)采样数目和时机:
在每个监测点上,每个工作班内采样2次,每次同时采集2个样
品;
在浓度变化不大的监测点可在工作开始1h后的任何时间采样2次,在浓度变化大的监测点,2次采样应在浓度较高时进行,其中1次在浓度最大时进行。
(6)将空气样品体积换算成标准状态下的体积:
标准状态下的空气体积是指气温0℃、大气为101.3KPa(760mmHg)下采集的空气体积,
其换算公式为:
Vo=Vt×
×
Vo:
标准状态下的采气体积,L;
Vt:
实际采集的体积,L;
t:
采集地点的气温,℃;
P:
采集地点的气压,KPa。
【方法】
(1)富集法:
由于空气中有害物质的含量较低,为了达到分析方法灵敏度的要求,需将现场空气通过各种收集器,从大量空气样品中将有害物质吸收、吸附或阻留下来,使原来低浓度的物质得到浓缩。
根据收集器的不同可分为:
①液体吸收法:
用吸收液采集气态、蒸气态以及某些气溶胶态有害物质;
常用的吸收液有水、水溶液和有机溶液。
液体吸收管主要有气泡吸收管和多孔玻板吸收管。
②固体吸附法:
用固体吸附剂采集空气中有害物质。
a.颗粒状吸附剂:
硅胶、活性炭、高分子多孔微球;
b.纤维状滤料:
定量滤纸、玻璃纤维滤纸、过氯乙烯滤膜等,适用烟、粉尘采样;
c.筛孔状滤料:
微孔滤膜、聚氨酯泡沫塑料。
③冷冻浓缩法:
低沸点物质在常温下不易被采集,采用冷冻剂使收集器的温度降低,在低温下可以采集下来;
常用的冷冻剂有水、干冰和液氮。
④个体采样法:
适用于长时间、低流量采样,可较精确地测得一个工作日工人接触有害物质的日平均浓度,即时间加权平均容许浓度(TWA)。
a.有泵型个体采样器:
b.无泵型个体采样器:
分扩散型和渗透型。
⑤直读式检测仪:
应用化学和物理学原理制成的各种测定仪器和检测器,可在作业场所直接显示化学污染物的浓度,有的还有自动连续记录浓度变化装置和报警装置。
(2)集气法:
当空气中有害物质浓度较高、或测定方法灵敏度较高,只要采集少量空气
时,或在某些情况下不宜采用富集法采样时可使用集气法。
采样方法:
集气瓶、真空法、注射器法。
【器材】坩锅、坩锅钳、分析纯铅粒、电炉;
粉尘采样器、过氯乙烯纤维滤膜、滤膜夹、样品盒、镊子、秒表。
【操作步骤】
1.模拟现场准备约100克铅粒置于坩锅内,置电炉上加热至铅粒熔化。
2.滤膜准备用镊子取下滤膜两面的夹衬纸,将滤膜编号,打开滤膜夹,将直径40mm的滤膜平铺于锥形环上,旋紧固定环,务使滤膜无褶皱或裂隙,放入样品盒。
3.采样
(1)采样器架设于熔铅作业附近入员经常活动范围内的呼吸带。
有风流影响时,一般应选择在作业地点下风侧或回风侧。
(2)用一个装有滤膜的滤膜夹装入采样头中旋紧,开动采样器调节至所需流量。
(3)采样流量10~20L/min,采集100~150L空气。
(4)采样结束后,用镊子将滤膜从滤膜夹上取下,贮于样品盒中,或装入自备的样品夹中,带回实验室。
三、气铅检测(火焰原子吸收分光光度法)
【原理】铅及其化合物在火焰原子吸收分光光度仪中被高温离解成游离基态铅原子,于光路中吸收了铅空心阴极灯发射出来的283.3nm波长的特征谱线,使其强度减弱,根据能量吸收和浓度关系进行定量。
【器材和试剂】火焰原子吸收分光光度仪、铅空心阴极灯、水浴箱、25ml具塞比色管、双蒸水、硝酸铅(优级纯)、无铅水、3%硝酸溶液;
【操作步骤】
1.样品处理:
将样品滤膜剪碎放入25ml比色管中,加5ml3%硝酸溶液,置比色管于沸水浴中加热30min,并振摇2次,取出冷却后加3%硝酸溶液至10ml;
用同样方法处理未采样的滤膜作为空白对照。
2.铅标准溶液:
称取1.5984g硝酸铅(优级纯,105℃干燥2h),用少量无铅水溶解,倾入1000ml容量瓶中,加入10ml硝酸(优级纯P;
1.46g/ml),用无铅水稀释至刻度,此液为1mg/m1铅,将上述溶液用1+99硝酸稀释100倍,配成10μg/ml铅的标准溶液。
3.标准系列的制备:
取6支25ml比色管,按表2配制标准系列:
管号012345
铅标准溶液,ml00.10.20.40.60.8
3%硝酸,ml10.09.99.89.69.49.2
铅含量,μg
01.02.04.06.08.0
4.用双蒸水作参比液调节吸光度零点(A=0);
用微量注射器分别取各标准液20µ
l,注入火焰原子化器,测量吸光度值A。
5.以标准系列管的吸光度值对铅含量绘制标准曲线。
6.分别取20µ
l样品和空白对照液注入火焰原子化器,测量吸光度值A样、A对,查标准曲线得铅含量。
【计算】
空气中铅的浓度(mg/m3)=(a-b)/V0
a为样品液中铅含量(μg),b空白对照液中铅含量(μg),V0为换算成标准状态下的采样体积(L)。
四、尿铅检测(火焰原子吸收分光光度法)
【器材和试剂】火焰原子吸收分光光度仪、铅空心阴极灯、电炉、三角烧瓶、25ml具塞比色管、双蒸水、混合酸(硝酸、高氯酸及硫酸以10︰2︰1比例混合)、硝酸铅(优级纯)、无铅水、3%硝酸溶液。
1.样品处理:
取10ml尿样和2.5ml的混合酸置于三角烧瓶中,在电炉上加热近干并冒出大量白烟(样品液无色),加入10ml3%硝酸溶液倾入比色管中;
称取1.5984g硝酸铅(优级纯,105℃干燥2h),用少量无铅水溶解,倾入1000ml容量瓶中,加入10ml硝酸(优级纯P;
取6支25ml比色管,按表3配制标准系列:
5.以标准系列管的吸光度值对铅含量绘制标准曲线。
6.取20µ
l样品液注入火焰原子化器,测量吸光度值A样,查标准曲线得铅含量。
尿铅的浓度(mg/L)=a/10
式中a为查标准曲线得10ml样品中铅含量(μg)。
五、尿δ-氨基-γ酮戊酸(δ-ALA)检测
接触铅的生物监测指标较多,表示接触和负荷的常用尿铅和血铅,其效应指标有尿中δ-氨基乙酸丙酸(δ-ALA)与粪卟啉、血细胞中的游离原卟啉(FEP)与血中的锌原卟啉(ZPP)等。
【原理】尿中氨基乙酸丙酸(δ-ALA)与乙酰乙酸乙酯合成吡啶化合物。
此化合物可被乙酸乙酯萃取,并与对—二甲氨基苯甲醛反应生成红色化合物。
在波长554nm处比色定量。
【仪器】分光光度计,10mm比色杯;
10ml具塞比色管;
离心机:
100ml聚乙烯塑料瓶;
尿比重计。
【试剂】
1.缓冲溶液(pH=4.6):
于700ml水中加入57ml冰乙酸、82g无水乙酸钠,溶解后加水至1000ml,于冰箱中保存。
2.显色剂:
于50ml量筒中依次加入30ml冰乙酸,lg对—二甲氨基苯甲醛,5ml高氯酸和5ml水,溶解后用冰乙酸稀释至50ml,混匀,于冰箱中保存。
3.δ-ALA标准溶液:
称取0.01280gδ-ALA.HCl,用水溶解后,定量移入100ml容量瓶中,稀释至刻度。
此溶液1ml=0.10mgδ-ALA。
再用水稀释成1ml含10μg的δ-ALA标准应用液。
【采样、运输和保存】用塑料瓶收集铅作业工人尿样50ml,测比重后,于4℃冰箱保存,两周内分析完毕。
【分析步骤】
1.标准曲线的绘制取6支具塞比色