工作场所空气中二氧化锰含量应用原子吸收分光光度法检测效果及对空气污染的预防作用

许陆贵

岳池县疾病预防控制中心，四川广安 638300

工作场所的作业过程尤其是电焊操作容易产生烟尘，从而严重污染空气环境，给职工身体健康造成严重的不良影响，因此做好工作场所的空气污染预防有重要意义[1]。该研究应用原子吸收分光光度法检测工作场所空气当中的MnO2，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取某地区3家企业的9个车间作为空气质量检测对象，应用原子吸收分光光度法检测工作场所空气中二氧化锰含量。

1.2 方法

1.2.1 采集样品 在采样点使用装好滤膜的采样夹，以10 L/min的流量持续采集20 min的样品。

1.2.2 样品处理 将滤膜放入烧杯当中，添加10 mL的消化液使用电热板加热，维持150℃到消化液挥发，使用盐酸溶液溶解残渣之后，应用具塞比色管进行定容。

1.2.3 绘制标准曲线 使用标准吸管吸取5 mL的标准物到50 mL的容量瓶当中，稀释之后配制成为10 μg/mL的锰标液，在具塞比色管当中分别添加0 mL、0.20 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL 的锰工作液，添加盐酸溶液到20 mL，设置原子吸收分光光度计到理想条件，在280 nm波长下使用乙炔-火焰测定，每个浓度检测5次，以吸光度均值对比锰浓度（μg/mL）绘制曲线，测定样品溶液并读取浓度值[2]。

1.3 观察指标

在车间内外设置采样点，细菌采样时间3 min，其余指标20 min。其中细菌总数应用平皿法，采样之后使用培养箱持续培养2 d之后计算。

1.4 统计方法

数据应用SPSS 18.0统计学软件进行分析，其中计数资料进行χ2检验，用（%）表示，计量资料进行t检验，用（±s）表示，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 试样测定吸光度以及测定浓度

各个试样测定吸光度以及测定浓度见表1。

表1 试样结果

2.2 空置厂房同室外空气质量对比

空置时厂房同室外空气质量对比方面，厂房MnO2、SO2、CO2均高于室外，均未超标且差异无统计学意义（P＞0.05），具体见表2。

表2 空置厂房同室外空气质量对比（±s）

表2 空置厂房同室外空气质量对比（±s）

位置SO2（mg/m2）MnO2（mg/m2）CO2（%）空置厂房室外空气质量标准t值 P值0.121±0.012 0.126±0.013 0.15 1.658＞0.05 0.078±0.009 0.094±0.011 0.15 1.843＞0.05 0.062±0.013 0.041±0.012 0.15 1.225＞0.05

2.3 厂房使用状态对空气质量的影响

使用状态的厂房SO2、MnO2、CO2以及细菌总数显著高于无人状态，均已超标且差异有统计学意义（P＜0.05），具体见表3。

3 讨论

通过原子吸收光谱法对工作场所空气中的锰含量进行测定，通常要考虑标准溶液和配制产生的相对不确定度，在样品溶解过程中的定容操作是容易产生误差的一步，相对不确定度主要由此产生；另外还存在采集样品时体积相对不确定度和仪器测量过程中存在的相对不确定度[3-5]。基于以上3个方面对不确定度进行评定，采样是控制测定结果在较低不确定度的关键。在职业卫生领域，对样品检测的结果可靠性由样品采集过程决定，因此要求在采集过程中对于不确定度有充分而又全面的分析[6]。在常规操作中，如果想要获得理想的测定效果，就必须提高检测质量。这要求检测人员按照规定方法采集样品（该文仅考虑了由采样器的误差引入的不确定度），选取符合规格的标准物质，进行溶液配置时操作规范仔细，计量器具应当使用检定合格产品[7-9]。再者，消解样品时要尽可能避免污染样品，在保证样品纯度的前提下对样品进行回收处理以提高其回收率。最后一步则是选择稳定而又精密的实验仪器，注意使用仪器的规范操作[10]。

表3 厂房使用状态对空气质量的影响（±s）

表3 厂房使用状态对空气质量的影响（±s）

位置SO2（mg/m2）MnO2（mg/m2）CO2（%） 细菌总数（cfu/m2）空置厂房使用厂房t值P值0.101±0.012 0.136±0.013 1.896＞0.05 0.078±0.009 0.091±0.012 10.324＜0.05 0.062±0.013 0.064±0.015 1.553＞0.05 2668±646 4125±752 16.541＜0.05

对于工作场所的空气污染需要采取多方面措施，主要包括以下几方面内容：①局部范围内除烟尘。该文中报道了局部加吸烟罩的改动情况，采用局部通风除尘系统，通风管选择单双旋转和固定式吸罩，且填充层有过滤出尘以净化电焊烟尘。在使用局部内除烟尘后，车间的浓度为3.1 mg/m3，已符合国家标准规定[11]。企业使用两套局部罩式机械通风排烟系统，没有变频装置，将通风管道置于车间上方，并且风机含有净化系统[12]。通过对电焊烟尘浓度的测定发现，开启风机和关闭风机时浓度变化明显。当开启风机后排烟效果十分差，超标率可达75%；MnO2含量较不开机时超标率为60%。并且关于此方面有所报道，企业车间熔接工序电焊作业点上全部设置有吸式局部排风罩，当风罩运行时对10个采样点的TWA和STEL值进行测定，结果表明有6个不达标，即合格率为40%[13]。②将局部吸风和全面排风结合。某集装箱制造公司电焊烟尘防护设施在总成车间进行安装，拼焊工段采取此类措施，电扇吹风、顶板线采用局部抽风除尘排毒等；还有一部分电焊作业岗位设有通风除尘装备；在车间屋脊上安装自然通风装备。结果都表明总成车间电焊烟尘浓度仍处于较高水平，14个电焊作业岗位中有13个岗位的电焊烟尘浓度超过规定值。以电风扇吹风降低烟尘浓度效果最差。这是因为电风扇只是将电焊烟尘吹散，并不能真正送来风，即不是真正意义上的机械通风，因此车间工人仍处于高浓度烟尘环境中。③采用综合手段出烟尘。丘创逸[13]曾报道某企业电焊烟尘综合治疗控制效果的案例。该企业采用总体通风、局部罩式吸烟和局部新鲜空气送风相结合的技术，将总体通风利用自然风送入车间，而且车间外围两侧固定窗全部换为百叶窗以增加车间的自然通风量。另外，在焊接线上方安置无动力风机和屋顶轴流风机进行强制通风。不仅如此，采用吸烟罩达到局部排烟目的外，安装仅焊点移动式吸烟罩和上方式伞形吸烟罩，下送风式进行新鲜空气送风。④新技术除烟尘。首先是涡轮风机技术。有研究人员使用涡轮排风机进行通风，安装涡轮排风机在车间的顶部，特点是只需要微风或者是工作场作内外的温差超过1℃，就能够轻盈转动同时有效进行运作，在排出二氧化锰的过程当中，不会生成噪声产生，也无需额外的能源供应。有研究人员在工作场所安装涡轮排风机之后，检测空气质量并进行对比，结果提示二氧化锰的浓度显著下降。其次是等离子体及技术。等离子体除二氧化锰的基本原理是，电场作用之下生成高能电子，从而使得气体当中的电离形成正离子以及负离子，气体电离后电场分布不同引起离子浓度差，这样一来就使得离子扩散，从而将电荷传传递到粉尘粒子，粉尘颗粒能够电荷。大量的正离子以及负离子，在电场作用下向着相异电极的方向移动，因为含有二氧化锰的烟尘绝大部分的直径低于0.2 μm，所以对于扩散电荷有着重要的价值，电荷粉尘能够在脉冲电场作用下望着平行板状的电极移动从而捕集。研究人员报道除尘设计，在焊枪的头部添加使用等离子环，借助于尖板放电结构当中的电场不均匀，构造高强度电场，同时结构比较简单，能够持续生成等离子体，从而增加离子电荷数,使得离子以及尘粒彻底混合，加大尘粒以及离子碰撞的机会。再次是风幕集烟尘风机技术。除烟尘风幕集烟尘原理简而言之，是用风形成的气罩代替一般的固体吸尘罩。由于焊接烟尘属气熔胶状态，在空气中基本处于漂浮状态，随风飘动，不易沉降，集尘有一定困难。就除烟尘而言，首先是捕集烟尘，而后才是除烟尘的净化。风幕集烟尘着眼于此，改进传统的集尘方式。

综上所述，电焊烟尘对人体的危害不容小觑，它在潜移默化之中损害人的身体。这是因为MnO2超标，在此环境下工作的工人直接受到伤害；再者，为净化的烟尘如果向大气中排放，将会造成环境污染，间接对人体健康造成威胁。所以应当重视MnO2的防治和处理。对于MnO2的防治有不同的方法，因而取得不同效果，而且对于MnO2的防治技术不断发展，因此对于MnO2的处理就目前来看效果为不理想。由此看来，企业在有条件的情况下应当积极采取有效措施如，调整焊接工艺、使用低尘低毒焊接材料等，以便控制排放烟尘的量。一般建议采用综合通风净化手段，以局部通风为主，全部通风为辅为出发点，合理布置吸烟罩，因地制宜即可。

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