روشها و تجهيزات نمونه برداري آلاينده هاي شيميايي هواي محيط كار

1. روشها و تجهيزات نمونه برداري آلاينده هاي شيميايي هواي محيط كار عليرضا ابراهيمي حريري كارشناس ارشد بهداشت حرفه اي

2. تقسیم بندی آلاینده های شیمیایی بر مبنای حالت فیزیکی • گاز: موادیبا دانسیته و ویسکوزیته پایین که در شرایط معمول محیطی دمای 25 درجه و فشار یک اتمسفر بالای درجه حرارت بحرانی قرار دارند و بطور یکنواخت در محیط پراکنده می شوند غلظت اغلب بر حسب PPM بیان می شود. هلیوم، منوکسید کربن، دی اکسید کربن، فرمالدئید، اتیلن اکساید • گازها می توانند دارای رنگ باشند مانند کلر سبز رنگ، اکسید ازت خرمایی رنگ و... یا بیرنگ باشند • برخی دارای بو هستند مانند فرمالدئید برخی بی بو مانند منوکسید کربن

3. تقسیم بندی آلاینده های شیمیایی بر مبنای حالت فیزیکی بخار: اگر فشار بخار یک مایع بیشتر از فشار اتمسفری بخار از سطح مایع و یا مستقیما از سطح مواد جامد وارد اتمسفر می شود. ترکیبات فرار فشار بخار بیشتر از 1 میلی متر جیوه دارند ترکیبات غیر فرار فشار بخاری در حدود107-و یک دارند ترکیبات غیر فرار فشار بخار کمتر از 107

4. تقسیم بندی آلاینده های شیمیایی بر مبنای حالت فیزیکی • مواد ذره ای: شامل اجزاء ریز مواد جامد یا مایع مانند گردو غبار، فیوم، میست، دود، دوده، که اگر در فاز گازی هوا قرار گیرند اصطلاح آئروسل به آنها اطلاق می گردد. • سمیت آنها به سایز، شکل، ساختار شیمیایی و ترکیب آنها ربط دارد. بر حسب میلی گرم بر متر مکعب، فیبر بر سی سی یا فیبر بر سانتی متر مکعب یا میکرو گرم بر متر مکعب بیان می گردند. • پاسخ بدن تابعی از ابعاد، غلظت، سطح، مورفولوژی، حلالیت، ترکیب شیمیایی ذره بستگی دارد. • در خصوص حلالیت مثلا نمک های معدنی سرب، سولفید سرب، و اکسید های آن کم محلول هستند در صورتی که نیترات، کلرات، کربنات و منوکسید سرب به سرعت در مجاری بینی جذب می گردند.

5. در خصوص کاهش قطر آئرودینامیک سمیت برخی مواد نظیر اکسید تیتانیوم که در حالت معمولی بی اثر است افزوده می شود • گردو غبار: • از ابعاد 0.1 میکرون تا 400 میکرون وجود دارد. به دو صورت پلی دیسپرس( منشاء مکانیکی) و منو دیسپرس( واکنش شیمیایی) در محیط کار می تواند پراکنده شود که اولی بیشتر دیده می شود. • تکنولوژی نانو و تشکیل هسته اتکین • ذرات تاری( 0.38-0.76)

6. اسموگ: ترکیبی از هیدرو کربن ها با اکسید نیتروژن، گوگرد و آب در حضور اشعه ماورا بنفش و جزء آلاینده های زیست محیطی است • فیوم: محصول فرایند های با انرژی کافی نظیر احتراق، تقطیر، کلسیناسیون، کندانسه شدن، تصعید و واکنش شیمیایی می باشد قطر 0.001-1 میکرون دارند.

7. میست: قطرات کروی که در اثر کندانسه شدن حالت گازی مواد در مایع یا در اثر انتشار به روش های اسپری، اتمایز، دمیدن گاز به مایع تولید می شود قطر 0.1-10 میکرون دارد. آبکاری ها، میست آب صابون، میست روغن • در محیط زیست هم میست اسیدی داریم • فاگ به غلظت بالای میست هوابرد اطلاق می گردد. • دود: • مخلوط پیچیده ای از ذرات جامد، مایع . گاز و بخار است ابعاد 0.01-1 میکرون در اثر احتراق ناقص ذغال سنگ، چوب، سیگار و...

8. انواع ارزيابي آلاينده هاي شيميايي • ارزيابي كيفي (Qualitative) • ارزيابي كمي ( Quantitative) تعريف نمونه برداري از هوا( Air sampling)

9. خصوصيت نمونه هوا • غلظت مواد شيميايي موجود در نمونه معادل غلظت مواد در هواي محيط كار باشد • دانسيته آن معادل دانسيته هواي محل نمونه برداري باشد • بدون ايجاد تغيير در شرايط طبيعي فرايند توليد جمع ْآوري شود • از زمان جمع آوري تا آناليز دچار تغييرات فيزيكي و شيميايي نشود

10. اهداف نمونه برداري • شناسايي شرايط نا ايمن(Unsafe condition) و غير قابل قبول (Unsatisfactory)و منابع آن( ارزشيابي دستگاهها از لحاظ ميزان توليد آلاينده) • كمك به طرح هاي كنترلي • فراهم آوردن تاريخچه اي از تغييرات در محيط كار • فراهم آوردن بستري جهت شناسايي ريسك ابتلا به بيماريهاي ناشي از كار و تعيين مواجهه شغلي با آلاينده هاي مختلف

11. تحقيق و پژوهش • رعايت استاندارد و قوانين بهداشتي • تعيين كارايي وسايل حفاظت فردي • Full facepieceAPF=50

12. محل هاي نمونه برداريLOCATION • محلي يا ناحيه اي ( Area monitoring) • فردي (monitoring Personnel) • منبع (Source moniroring)

13. Breathing Zone

14. از محيط كار چه كساني بايد نمونه برداري شود • كارگراني كه مستقيما در معرض آلاينده هستند • كارگرني كه در نزديكي منبع آلودگي قرار دارند • كارگراني كه در محل دورتري قرار دارند ولي شكايت دارند

15. مدت و زمان نمونه برداريDuration • حساسيت روش تجزيه • غلظت قابل قبول و قابل انتظار آلاينده در هوا • دبي نمونه برداري • تراكم پيش بيني شده آلاينده د رهواي محيط كار

16. دسته بندي زمان نمونه برداري • نمونه برداري 8 ساعته Fullday • نمونه برداري پي در پي با زمان مساوي يا نامساويMultiple

17. مزيتهاي نمونه برداريMultiple • كوتاه شدن دوره نمونه برداري • عدم از دست رفتن تمامي نمونه ها • كسب اطلاعات در خصوص ميزان آلاينده در ساعات مختلف شيفت كاري

18. تقسيم بندي زمان نمونه برداري • partial • Long term • Short term or Peak • Grab

19. چند نمونه مورد نياز است • تحقيقات و پژوهش • نمونه برداري جهت بررسي كيفيت كارهاي كنترلي • نمونه برداري جهت ارزيابي ميزان آلاينده در يك محيط • بسته به هدف،غلظت، نحوه انتشار آلاينده حداقل 5-2 نمونه بايد گرفته شود

20. چند نمونه مورد نياز است • با جمع آوري 10-6 نمونه در گام اول اگر نتايج حاصل از ارزيابي نمونه ها بسيار كمتر يا بيشتر ( كمتر از 10 درصد يا بيشتر از 100 درصد) حدود مجاز مواجهه شغلي بود نيازي به جمع آوري نمونه هاي بعدي نمي باشد. • N: تعداد نمونه • d: خطاي نمونه برداري • δانحراف معيار بررسي مقدماتي

21. درصد اطمينان و خطا

22. نمونه ها چگونه بايد گرفته شود • آساني كاربرد • راندمان وسيله يا روش • اعتبار وسيله اي كه تحت شرايط كاري مختلف و محل هايي كه استفاده مي شود(Reliability ) • نوع تجزيه • در دسترس بودن وسيله • تجربه فرد متخصص

23. Accuracy- Precision صحت : اختلاف بين معدل اندازه گيري هاي مكرربا معدل واقعي يك آزمايش صفر باشد. تفاوت بين مقدار اندازه گيري و مقدار واقعي دقت: قابليت اعتماد و تكرار اندازه گيري و تعداد ارقام معني دار آن اطلاق مي شود.

24. Errors Determine error In determine error انواع خطاهاي معين: 1-دستگاهي 2- مواد 3- محاسباتي خطا هاي نامعين يا تصادفي روی دقت تاثیر می گذارد و جهت گیری خاصی ندارد.

25. اجزا ست نمونه برداري • مكنده هوا يا پمپ • لوله هاي رابط • فلومتر • هد نمونه برداري(Head sampler & Media)

27. پمپ ها • پمپهاي نمونه بردار فردي • پمپهاي نمونه بردار محيطي

28. پمپهاي شركتSKC

29. پمپهاي شركت Sibata

30. پمپهاي شركت Gilian

31. پمپهاي شركتMSA

32. پمپهاي با دبي پايين (زير 0.5ليتر)

33. پمپ هاي محيطي

34. پمپ هاي دستي

35. پمپهاي ديافراگمي دراگر

36. كاليبراسيون • تعيين مقدار واقعي اشل قرائت، حجم يا هر ميزاني كه بوسيله سيستم قرائت يك دستگاه بدست مي آيد البته در حدود معين در مبحث نمونه برداري كاليبراسيون يعني قراردادن و تائيدميزان جريان هوا در واحد زمان در پمپ • قاعدة 1- قبل و بعد از استفاده از وسيله تا آنجائيكه امكان دارد كاليبراسيون را انجام دهيد. • قاعدة 2- سعي كنيد يك ميزان جريان ثابتي را در طول نمونه برداري داشته باشيد. • قاعدة 3- تا آنجائيكه امكان دارد كاليبراسيون را در همان دما وفشار محل آزمايش انجام دهيد.

37. كاليبراسيون پمپ ها • كاليبراتور هاي حجمي 1-بورت حباب صابون 2- گازمتر ها كاليبراتور هاي دبي( ميزان جريان) 1- روتامتر 2- اورفيس بحراني

38. مراحل كاليبراسيون پمپ نمونه بردار فردي با دستگاه حباب صابون • وسايل: • بورت 1 ليتري • بشر • محلول آب و صابون • كرنومتر • پمپ نمونه برداري با دبي 5 – 1 ليتر بر دقيقه. نمونه بردار

39. روش انجام آزمايش: 1- آماده سازي بورت 2- اتصال پمپ نمونه بردار به بورت 3- قرار دادن پمپ نمونه بر روي دبي مورد نظر در دامنة 5 – 1 ليتر بر دقيقه 4- تماس انتهاي بورت با محلول آب و صابون 5- ثبت زمان طي مسافت يك حبا ب از ابتدا تا انتهاي مدرج بورت (1 – 0 ليتر) براي پنج بار و سپس بدست آوردن ميانگين زمان هاي قرائت شده توسط كرنومتر و انحراف معيار در دبي هاي 1, 2, 3, 4 و 5 با توجه به دبي تعيين شده جهت نمونه برداري. 6- تقسيم نمودن ميانگين زمان هاي اندازه گيري در پنج بار در دبي مشخص بر حجم بورت براي بدست آوردن دبي واقعي پمپ. 7- ترسيم نمودار كاليبراسيون مطبق شكل.

40. نمودار كاليبراسيون پمپ نمونه برداري فردي 2/85 1/75 1/25 دبي واقعي (آنچه از كاليبراسيون بدست مي آيد) برحسب ليتر بر دقيقه 1 2 3 دبي ظاهري (آنچه پمپ نمونه بردار نشان ميدهد) برحسب ليتر بر دقيقه

41. وسايل كاليبراسيون • كاليبراسيون اوليه • بطري ماريوتيMariotte's Bottle- پيستون بدون اصطكاك

42. كاليبراتور حباب صابون

43. ست نمونه برداري در هنگام كاليبراسيون

44. محدوديت هاي وسايل استاندارد اوليه • كاربرد آنها محدود است به فشار معمولي جو • حجم آنها محدود است • براي دبي هاي پايين مناسبند • استفاده از آنها ورزيدگي مي خواهد

45. گاز متر ها

46. مزايا و معايب استفاده ازگاز متر خشك • از نظر مكانيكي ممكن است آسيب ببيند( افزايش حجم) • احتمال افت فشار • احتمال نشت گاز • مي توان آن را تحت فشار زياد بكار برد • مي توان حجم زيادي را با آن اندازه گيري نمود

47. لوله پيتو • لوله پيتو دستگاه استانداردي است كه براي اندازه گيري سرعت جريان هوا بكار مي رود اگر با دقت طراحي شود احتياج به كاليبره كردن مجدد ندارند • از دو لوله هم مركز تشكيل شده كه سوراخ لوله داخلي روبروي جريان هوا قرار مي گيرد. • لوله خارجي فشار استاتيك را اندازه گيري مي نمايد داراي سوراخ هايي در محيط است. اختلاف فشار بين لوله داخلي و خارجي مساوي فشار سرعت است

48. استاندارد مياني • گازمتر تر، خشك، لوله پيتو

49. كاليبراتور هاي خشكDefender Primary Standard Calibrator • در سه نوع • Defender Primary Standard Calibrator, 5 to 500 ml/min • Defender Primary Standard Calibrator, 50 to 5000 ml/min • Defender Primary Standard Calibrator, 300 to 30,000 ml/min

50. استانداردهاي ثانويه • روتامتر، وانتوري، اورفيس