🌿 工作场所空气中气溶胶（粉尘）的呼吸性组分——重量法
三句话速览
使已知体积的空气通过带预分离器（如旋风分离器）的采样头，由预分离器截留粗颗粒，由滤膜采集呼吸性组分，在采样前后称量滤膜，并计算以mg/m³表示的浓度以与职业接触限值（NDS）比较。该检测依据 PN-Z-04508:2022-05 + Ap1:2022-08；所测定的量：气溶胶呼吸性组分的浓度X [mg/m³]。整个程序共 5 个步骤；主要用于：致尘肺粉尘接触的评定：采矿业、石材加工业、铸造厂、建筑材料和陶瓷生产、石材和混凝土的加工、卫生部长关于有害因素检测与测量的条例所要求的测量——与呼吸性组分的NDS比较、为测定结晶二氧化硅呼吸性组分采集样品（许多种粉尘都有同时测定的义务）。
要点速览
- 标准: PN-Z-04508:2022-05 + Ap1:2022-08
- 类别: 环境
- 操作步骤数: 5
- 所测定的量: 气溶胶呼吸性组分的浓度X [mg/m³]
- 呼吸性采样约定（EN 481）: 对数正态分布，中位数4.25 µm，GSD 1.5；D = 4 µm的颗粒采集50 %
- 公式: X = (m2 − m1 − B)/V；m以mg计，V以dm³计
概述
按照关于NDS和NDN的条例，呼吸性组分是指进入呼吸道、在气体交换区域沉积后对健康造成危害的气溶胶组分，按PN-EN 481标准确定。EN 481标准把呼吸性采样约定描述为可吸入采样约定中的一部分，由中位数4.25 µm、几何标准偏差1.5的累积对数正态分布给出；换算到全部悬浮颗粒，在空气动力学直径4 µm时采集50 %，在7 µm时约为9 %，在10 µm时约为1 %。这些是到达无纤毛呼吸道（肺泡）的颗粒——对尘肺风险最为重要。
PN-Z-04508:2022-05标准（含Ap1:2022-08号更正）给出了用重量法测定工作场所气溶胶呼吸性组分的方法，用于卫生条件的监督检查；它取代了关于“呼吸性粉尘”的PN-91/Z-04030/06标准。可以测定的最小浓度取决于采样头的类型、滤膜的种类和天平的准确度。对尘肺风险而言，最适宜的是在工作人员呼吸带内进行个体采样并测定呼吸性组分的浓度。对许多种粉尘，条例要求同时测定结晶二氧化硅呼吸性组分的浓度——接触结晶二氧化硅的作业属于具有致癌作用的过程。
方法原理
使被测空气以已知的体积流量在规定的时间内通过装有预分离器及其后的过滤隔层（滤膜）的采样头。粗颗粒组分——不能进入肺泡区域的组分——被截留在预分离器中，而呼吸性组分沉积在预分离器之后装于采样头中的滤膜上；体积流量必须符合预分离器实现呼吸性采样约定所对应的数值。所截留气溶胶的质量由采样后与采样前所称滤膜质量之差求出，浓度则按该质量与所通过空气体积之比计算：X = (m2 − m1 − B)/V [mg/m³]，其中计入空白试验质量变化的平均值B。滤膜的准备、采样、运输和保存与可吸入组分的做法相同。
应用领域
- 致尘肺粉尘接触的评定：采矿业、石材加工业、铸造厂、建筑材料和陶瓷生产、石材和混凝土的加工
- 卫生部长关于有害因素检测与测量的条例所要求的测量——与呼吸性组分的NDS比较
- 为测定结晶二氧化硅呼吸性组分采集样品（许多种粉尘都有同时测定的义务）
- 呼吸带内的个体采样——尘肺风险评定的依据
- 通风和抑尘措施效果的检查
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 所测定的量 | 气溶胶呼吸性组分的浓度X [mg/m³] |
| 呼吸性采样约定（EN 481） | 对数正态分布，中位数4.25 µm，GSD 1.5；D = 4 µm的颗粒采集50 % |
| 公式 | X = (m2 − m1 − B)/V；m以mg计，V以dm³计 |
| 定量限 | 取决于采样头、滤膜和天平的准确度 |
| 测量频次（卫生部条例） | 浓度 > 0.5 NDS时每年一次；浓度为0.1–0.5 NDS时每2年一次；致癌性粉尘（包括结晶二氧化硅）：浓度 > 0.5 NDS时每3个月一次，浓度为0.1–0.5 NDS时每6个月一次 |
| NDS浓度的参比条件 | 20 °C、101.3 kPa |
标准
- 标准编号
- PN-Z-04508:2022-05 + Ap1:2022-08
- 标准名称（波兰语）
- Ochrona czystości powietrza — Oznaczanie frakcji respirabilnej aerozolu na stanowiskach pracy metodą grawimetryczną
- 标准名称（英语）
- Air purity protection — Determination of the respirable aerosol fraction at workplaces by the gravimetric method
分步操作程序
-
滤膜和空白试验的准备
把滤膜（或滤膜连同滤膜盒）在干燥器中平衡处理并称量（m1）。准备用于确定B的空白试验。用质量标准件检查天平；每张滤膜称量两次。
-
采样系统的组装
把滤膜装在预分离器（旋风分离器）之后的滤膜盒中，连接抽气泵并设定所用预分离器相应的体积流量——所采组分是否符合呼吸性采样约定取决于它。开始前测量该流量。
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采样
把采样头置于工作人员的呼吸带内（个体采样）或定点位置；按测量策略和滤膜上所需粉尘质量确定的时间采样。结束后再次测量体积流量；记录环境条件。
-
运输、保存、称量
滤膜盒封闭运输，防止滤膜上的粉尘损失；在相同的条件下平衡处理并称量（m2）。
-
计算与评定
按X = (m2 − m1 − B)/V计算以mg/m³表示的结果，确定接触指标并与呼吸性组分的NDS比较；条例有要求时，把滤膜送去测定结晶二氧化硅。超过NDS时雇主应立即采取措施；对致癌因素，风险始终是高的（仅在浓度 ≤ 0.1 NDS时为中等）。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 分析天平 | 用于滤膜的差减称量；在一批称量中用质量标准件检查并检查漂移 | — |
| 抽气泵（个体采样泵或定点采样泵） | 体积流量恒定并与预分离器相匹配；采样前后检查 | — |
| 带呼吸性组分预分离器的采样头 | 带滤膜盒的呼吸性组分旋风分离器，固定在呼吸带内 | — |
| 滤膜 | 按后续分析选择——用于灰化和测定二氧化硅时不使用聚四氟乙烯滤膜和玻璃纤维滤膜 | — |
| 干燥器 | 称量前对滤膜进行平衡处理 | — |
| 测量体积流量、环境条件和时间的器具 | 流量校准器、温湿度气压计、秒表 | — |
职业健康与安全
- 结晶二氧化硅的呼吸性组分是致癌因素——采样和处理滤膜时应使用呼吸防护用品，不得二次扬尘
- 每次采样后清洁旋风分离器——粗颗粒的沉积物会改变它的特性并可能转移到滤膜上
- 个体采样泵的固定不得限制工作人员的活动，也不得造成被挂住的风险
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-Z-04508:2022-05 + Ap1:2022-08 — 《Air purity protection — Determination of the respirable aerosol fraction at workplaces by the gravimetric method》。
该方法的原理是什么？
使被测空气以已知的体积流量在规定的时间内通过装有预分离器及其后的过滤隔层（滤膜）的采样头。粗颗粒组分——不能进入肺泡区域的组分——被截留在预分离器中，而呼吸性组分沉积在预分离器之后装于采样头中的滤膜上；体积流量必须符合预分离器实现呼吸性采样约定所对应的数值。
测量范围和准确度是多少？
所测定的量：气溶胶呼吸性组分的浓度X [mg/m³]；呼吸性采样约定（EN 481）：对数正态分布，中位数4.25 µm，GSD 1.5；D = 4 µm的颗粒采集50 %；公式：X = (m2 − m1 − B)/V；m以mg计，V以dm³计；定量限：取决于采样头、滤膜和天平的准确度。
完成检测需要多长时间？
整个程序共 5 个步骤。标准未对每个步骤给出时长——实际用时取决于实验室自身的操作程序。
需要哪些设备？
分析天平、抽气泵（个体采样泵或定点采样泵）、带呼吸性组分预分离器的采样头、滤膜、干燥器、测量体积流量、环境条件和时间的器具。
该检测用于哪些场景？
致尘肺粉尘接触的评定：采矿业、石材加工业、铸造厂、建筑材料和陶瓷生产、石材和混凝土的加工；卫生部长关于有害因素检测与测量的条例所要求的测量——与呼吸性组分的NDS比较；为测定结晶二氧化硅呼吸性组分采集样品（许多种粉尘都有同时测定的义务）；呼吸带内的个体采样——尘肺风险评定的依据；通风和抑尘措施效果的检查。
需要采取哪些安全防护措施？
结晶二氧化硅的呼吸性组分是致癌因素——采样和处理滤膜时应使用呼吸防护用品，不得二次扬尘；每次采样后清洁旋风分离器——粗颗粒的沉积物会改变它的特性并可能转移到滤膜上；个体采样泵的固定不得限制工作人员的活动，也不得造成被挂住的风险。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-Z-04508。