مباني نمونه برداري از ذرات معلق و گردوغبارها آشنائي با نحوة نمونه برداري از بخش

1. مباني نمونه برداري از ذرات معلق و گردوغبارها • آشنائي با نحوة نمونه برداري از بخش قابل استنشاق با استفاده از نمونه بردار IOM

2. مباني نمونه برداري از ذرات معلق و گردوغبارها مقدمه: در بين مخاطرات بهداشتي ناشي از فرآيندهاي صنعتي مواجهة شغلي با هوابردهاي ذره اي (Airborne Particulate) از اهميت ويژه اي برخودار است زيرا ذرات معمولاً جزئي از محيط كار بوده و اثرات بيماريزائي آنها اغلب غافل گير كننده و بدون نشانه هاي مهم قبلي است. ذرات خود به زير گروههاي زير طبقه بندي مي شود:

3. طبقه بندي ذرات • گردوغبار Dust • دمه Fume • مه و يا ميست Fog or Mist • دود Smoke

4. طبقه بندي ذرات گردوغبار Dust: اين نوع از آلاينده هاي هوا در نتيجة تبديل مواد جامد به ذرات بسيار ريز توليد شده ودر هوا شناور مي گردند. گردوغبارها در بسياري از محيط هاي كار نظير كشاورزي،جنگلداري، معادن، ريخته گريها، كارخانه هاي نساجي و همچنين در عملياتي مانند سايش يا آسياب مواد يافت مي شوند. دمه Fume: در نتيجة فرآيندهائي نظير احتراق (Combustion)، تصعيد ( Sublimation) و تراكم (Condensation) ايجاد مي شود. دمه ها بسيار ريز بوده و قطر آنها بين 1 ميكرون تا 001/0 ميكرون متغير است. فيومها را مي توان در ريخته گريها، صنايع فلزي و مخصوصاً جوشكاري مشاهده نمود.

5. طبقه بندي ذرات مه و ميست Fog and Mist: مه به صورت ذرات و قطرات ريز آب و ميست بصورت قطرات مايع بغير از آب در هوا يافتمي شود. در اثر متراكم شدن بخار آب در شرايط خاص فيزيكي (حرارت و فشار) و انتشار مايعات در پي انجام عمليات مكانيكي توليد مي شود. همچنين دركشاورزي، صنايع فلزي، آبكاريها و بسياري از فرآيندهاي ديگر صنعتي نيز مه بطور عمده ميست يافت مي شود. دود Smoke: دود واژه اي است كه غالباً به هوابردهاي ذره اي كه در نتيجة احتراق مواد آلي(نظير چوب، مواد كربني) توليد مي شوند، اطلاق مي گردد. قطر ذرات حاصله معمولاً كمتر از 5/0 ميكرون است. اين نوع از آلاينده هاي هوا خطري جدي براي شروع آتش سوزي محسوب مي شوند و در عين حال سرطانزائي تعدادي از آنها به اثبات رسيده است.

6. رفتار ذرات در هوا و بدن انسان رفتار ذرات در هوا و همچنين در بدن انسان به خواص فيزيكي و شيميائي آنها بستگي دارد. ميزان ته نشيني ذرات كه تعيين كنندة مدت زماني است كه ذره مي تواند به شكل هوابرد باقي بماند تابعي از اندازه، دانسيته و شكل ذرات است و بر اساس همين ويژگي ها بر ميزان نفوذ و ته نشيني آنها در سيستم تنفسي انسان نيز مؤثرند. اثرات زيان آور ذرات به عوامل مختلفي از جمله تركيب شيميائي ذرات، حلاليت آنها و بستگي دارد.

7. اندزة نسبي برخي از آئروسل ها *تفكيك پذيري چشم انسان = 100 ميكرون

8. روشهاي جمع آوري و نمونه برداري از ذرات • هرچند كه نمونه برداري آني ذرات در مقايسه با نمونه برداري آني گازها • و بخارها از اعتبار كمتري برخوردار است، با وجود اين روشهائي براي اين • منظور پيشنهاد و وسائلي نيز طرح گرديده است كه از آنجمله مي توان به • كونيمتر (Konimeter) اشاره نمود. نمونه برداريهاي معتبر و با ارزش از • ذرات معمولاً به روشهاي طويل المدت و با استفاده از تكنيكهاي مختلف • صورت مي گيرد. متداولترين روشهاي مورد استفاده عبارتند از: • صاف كردن Filtration • برخورد • رسوب دادن ذرات با استفاده از نيروي الكترواستاتيك • رسوب دادن حرارتي • نيروي گريز از مركز • دالانهاي ته نشيني • روشهاي قرائت مستقيم

9. صاف كردن Filtration صاف كردن يا فيلتراسيون متداولترين روش جمع آوري هوابردهاي ذره اي است. اصول فيلتراسيون يك روش ساده براي تعيين تراكم وزني گردوغبارها، تجزية شيميائي هوابردها و بررسي هاي ميكروسكپي ذرات جمع آوري شده مي باشد هرميكرون برابر است با يكهزارم ميلي متر يا يك ميليونيم متر. براي انتخاب يك فيلتر نرمال دامنة اندازة ذره از 50-3/0 ميكرون متغير است. 50 ميكرون معادل اثر يك مداد توك تيز و بسيار ريز برروي كاغذ است. چشم غير مسلح قاد ر است ذرات با قطر 10 ميكرون به بالا را ببيند. همچنين لازم به ذكر است كه شكل تمام ذرات كروي نبوده و اكثر آنها داراي شكلي نامنظم و متغير بوده و بسياري از آنها رشته اي يا به صورت ليف هستند.

10. تئوري صاف كردن يا Filtration جريان هوا در اطراف ليف فيلتر ليز خورده و حتي هر ذره يا آئروسل بيولوژيكي در نتيجة اينرسي اي كه دارند نمي تواند جهتشان را به سرعت تغيير دهند وتمايل پيدا مي كنند كه به ليف فيلتر برخورد نمايند. اكثر ذراتي كه يك بار به فيلتر چسبيدند، ديگر قادر نيستند كه دوباره در مسير جريان هوا قرار گيرند صافي گردوغبار جريان هوا

11. مكانيسم هاي جدا سازي ذرات توسط صافي ها • جداكردن ذرات آلودگي توسط فيلترها به شدت جريان هوا، جنس فيلتر و • ماهيت آئروسلها بستگي داشته و بر طبق مكانيسم هاي زير انجام مي گيرد. • جلوگيري مستقيم • برخورد اينرسي • ديفيوژن يا حركت براونين • الكتريسيتة ساكن • قوة ثقل • نيروي چسبندگي • نيروي بين مولكولي • رطوبت محيط • درجة حرارت • الكتريسيتة ساكن • زمان تماس • سطح پوشيده شده با صافي

12. انتخاب صافي ها • با در نظر گرفتن مكانيسمهاي بالا فيلترها بصور مختلف وبا مشخصات مخصوص ساخته • شده و با دستگاههاي نمونه برداري از هوا تطبيق داده شده اند. هريك از فيلترها • كاربرد خاصي داشته بطوريكه نمي توان از يك فيلتر براي شرايط مختلف • جمع آوري و تجزيه استفاده نمود. انتخاب فيلتر مناسب به ماهيت فيزيكي و شيميائي • آئروسل، حجم نمونه و روش شيميائي مورد استفاده براي آماده سازي نمونه بستگي • دارد. • بطور كلي در انتخاب يك فيلتر بايد نكات زير مورد توجه قرار گيرد: • آئروسلي كه هدف جمع آوري آن است. • تركيب فيلتر. • اندازة خلل و فرج(منافذ) فيلتر. • حداكثر بار مجاز برروي فيلتر. • دماي هوائي كه از فيلتر عبور مي كند. • رطوبت هوائي كه بايد نمونه برداري شود. • افت فشار فيلتر () در سيستم نمونه برداري.

13. انواع صافي ها انوع مختلفي از فيلترها ساخته و به بازار عرضه شده است. رايجترين فيلترهائي كه در نمونه برداري از هوا مورد استفاده قرار مي گيرند عبارتند از: 1- صافي هاي سلولزي 2- صافي هاي فايبرگلاس 3- صافي هاي پلاستيكي 4- صافي هاي غشائي 5- صافي هاي غشائي نقره اي 6- صافي هاي نوكلئوپور 7- پيش فيلترها

14. كاربرد برخي از صافي هاي رايج در نمونه برداري

15. مثال هايي در خصوص صافي ها

16. آشنايي با نحوة نمونه برداري از بخش قابل تنفس با نمونه بردار IOM

17. نمونه بردار IOM گيرة نصب به يقه درپوش رسانا قسمت فوقاني كاست بدنة نمونه بردار حلقة لاستيكي O شكل حلقة لاستيكي O شكل صافي كف كاست درپوش كاست گيرة مخصوص كاست در مواقع جابجايي بويژه پس از نمونه برداري شكل 1

18. دستورالعمل استفاده از نمونه بردار IOM مشخصات: ميزان دبي:پمپ نمونه برداري در دبي 2 ليتر بر دقيقه تنظيم گردد. جنس:پلاستيك قالب ريزي شدة رسانا/ و يا از جنس فولاد زنگ نزن نوع صافي مورد استفاده:25 ميلي متري غشائي (Membrane) يا صافي ليفي نظير فايبرگلاس Cut-Point 50% : 100 ميكرون در دبي 2 ليتر بر دقيقه

19. تعريف: IOM يك نمونه بردار گردوغبار قابل استفادة مجددي است كه داراي يك كاست صافي 25 ميلي متري با يك سر (head) نمونه برداري است. اين نمونه بردار توسط J.H. Vincent and D. Markدر انستيتوي طب كار ادينبورو واقع در اسكاتلند انگلستان در سال 1986 براي بهبود جمع آوري و نمونه برداري گردوغبار قابل تنفس طراحي شده است. اين نمونه بردار معيارهاي لازم براي نمونه برداري از بخش قابل تنفس توصيه شده توسط ACGIH, روش NIOSH 5700 براي نمونه برداري از ذرات معلق فرم آلديئد را دارا بوده و همچنين در بسياري از استانداردهاي بين المللي نظير روش MHDS 14 بهداشت و ايمني انگلستان (HSE) براي نمونه برداري از بخش هاي قابل تنفس و قابل استنشاق و همچنين توسط ISO/CEN براي نمونه برداري از بيوآئروسل هاپذيرفته شده است. نمونه بردار IOM

20. معيار توافقي جهاني جهت نمونه برداري از ذرات معلّق مواديكه با cut-point 10 ميكرون در زمانيكه در مجاري ريه و ناحية تبادل گازجايگزين شوند زيان آور هستند Inhalable Thoracic مواديكه با cut-point 100 ميكرون در زمانيكه در هر قسمتي از سيستم دستگاه تنفسي فوقاني جايگزين گردند، زيان آور هستند. cut-point 50% عبارتست از اندازة آئروسلي كه وسيلة جمع آوري مي تواند با 50% راندمان جمع آوري كند. مواديكه با cut-point 4 ميكرون درزمانيكه در ناحية تبادل گاز ريه ها (حبابچه هاي ريوي) جايگزين گردند زيان آور هستند . Respirable

21. نمونه بردار IOM جابجايي زمانيكه كاست را جابجا مي كنيد دستگش دست كنيد و براي جلوگيري از انتقال رطوبت, گردوغبار بر روي محيط نمونه برداري (فوم يا صافي) از انبرك يا پنس مخصوص صافي استفاده كنيد احتياط: براي نمونه برداري از بيوآئروسل ها از دستكش پلاستيكي و انبرك استريل استفاده كنيد.

22. تميزكردن نمونه بردار: 1- مطابق شكل 1 قسمت هاي مختلف نمونه بر دار را از يكديگر جدا نمائيد. 2- قطعات جدا شده را در يك تميز كنندة مافوق صوت به همراه آب و يك عامل خيس كننده مانند صابون قرار دهيد. ميتوان قطعات نمونه بردار را همچنين توسط يك حلال نظير ايزوپروپيل الكل تميز نمود. توجهداشته باشيدكهحلقة O شكل را در مواقع استفاده از حلال فقط با آب تنها بشوئيد. نمونه بردار IOM • احتياط: • از تركيباتي با پاية CFC براي پاك كردن IOMپلاستيكي استفاده نكنيد • زمانيكه از حلال ها استفاده مي كنيد مواظب پاشيده شدن آنها به چشمها, تنفس • و شعله ور شدن باشيد. 3- با ستفااده از يك دستمال كاغذي يا پارچة بدون پرزقطعات را خشك و اجازه تا قطعات كاملاً خشك گردند.

23. نمونه بردار IOM قرار دادن صافي در داخل نمونه بردار 1- با واردن فشار آرامي دونيمة كاست را از يكديگر جدا كنيد (شكل 2) 2- صافي را در داخل كاست عقب قرار دهيد (بر روي شبكة پشتيبان) و سپس كاست جلو را بر روي كاست عقب ببنديد و از محكم بسته شده آنها مطمئن گرديد شكل 2

24. كاربرد نمونه بردار IOM به روش وزني • راهنماي كلي توزين كردن: • در طول مدت شب قبل از نمونه برداري بايد كاست پلاستيكي در اتاق ترازو تحت شرايط رطوبت كنترل شده قرار گرفته و وزن گردد. سعي كنيد سطج رطوبت در اتاق ترازو ثابت نگه داشته شود. در صورت استفاده از كاست از جنس فولاد زنگ نزن مي توان كاست و صافي را در جاي خشك نگه داري نمود. • توجه داشته باشيد كه مجموعة كاست و صافي را به عنوان يك واحد مستقل قبل و بعدا از نمونه برداري وزن نمائيد. قبل از پيش توز ين و پس توزين, سطح خارجي كاست را با يك دستمال كاغذي و يا پارچه اي بدون پرز كاملاّ خشك نمائيد. • بمنظور تصحيح وزنها, در مواقع استفاده از كاست هاي پلاستيكي همانند نمونه برداري, نمونة شاهد را تهيه (از نمونة شاهد نبايد هوا عبور داده شود) و آنرا وزن كرده و نمونه ها ي اصلي و شاهد را به آزمايشگاه بفرستيد.

25. راهنماي كلي توزين كردن (ادامه) • كلية توزين ها بايد با ترازوهاي پنج رقمي (با دقت 00001/0 گرم) انجام شود. بمنظور ثبوت بهتر نتايج قرائت هاي ترازو را پس از گذشت سه و نيم دقيقه انجام دهيد. شكل 3

26. حمل و نقل كاست هاي آماده و توزين شده: اگر بنا به دلائلي نمي خواهيد بلافاصله نمونه برداري كنيد و يا مكان نمونه برداري دور است, كلاهك كاست هاي آماده شده را روي آنها قرار داده و مجموعه را در گيرة مخصوص جابجايي (كه در شكل 1 نشان داده شده است) قرار دهيد و يا مطابق شكل 4 درپوش كاست را روي آن قرار داده و كاست را در داخل بدنة IOM قرار دهيد. شكل 4

27. كاليبراسيون پمپ نمونه بردار فردي پمپ نمونه بردار فردي را با استفاده از يك نمونه بردار IOM كه حاوي صافي مورد نظر براي نمونه برداري است به كمك آداپتور مخصوص مطابق شكل زير كاليبره نمائيد. لازم به ذكر است كه در صورت عدم وجود آداپتور و يا و يا كاليبراتور مي توانيد از دستگاه حباب صابون و قرار دادن نمونه بردار IOM با شرايط فوق در مدار, كاليبراسيون را انجام دهيد. مدار كاليبراسيون پمپ نمونه بردار فردي با استفاده از آداپتور مخصوص كاليبراسيون نمونه بردار IOM و كاليبراتور الكترونيكي نمونه بردار IOM كه بر روي آداپتور مخصوص بطور افقي قرار گرفته شده است كاليبراتور الكترونيكي آداپتور مخصوص كاليبراسيون نمونه بردار IOM

28. پس از نمونه برداري 1- پمپ نمونه برداري را خاموش و با احتساب زمان شروع و زمان خاتمه , مدت زمان كامل نمونه برداري را بدست آوريد. 2- نمونه بردار را از پمپ جدا كرده و در صورتيكه در محل توزين را انجام مي دهيدكاست پلاستيكي حاوي صافي را با ترازوي حساس كه قبل از نمونه برداري استفاده نموده ايد با همان شرايط وزن نمائيد و در صورتيكه لازم است در مكان ديگري عمل وزن كردن را انجام دهيد مطابق آنچه كه قبلاً شرح داده شد نمونه ها را با مراقبت هاي لازم به آزمايشگاه منتقل نمائيد. 3- پس از توزين نمونه ها, اختلاف وزن نمونه هاي قبل و بعدا از نمونه برداري را محاسبه كنيد. 4- با در دست داشتن دبي پمپ نمونه برداري و زمان نمونه برداري حجم كل هواي نمونه برداري شده را بدست آوريد و براي بدست آوردن غلظت كافي است كه اختلاف وزن نمونه قبل و بعد از نمونه برداري را بر حجم كل هواي نمونه برداري شده تقسيم نمائيد .

29. ملاحظات 1- پس از نمونه برداري مجدداً پمپ نمونه برداري را كاليبره و از درست كاركردن پمپ نمونه بردار اطمينان حاصل نمائيد. 2- بهتر است بمنظور جلوگيري از اثر رطوبت كاست حاوي صافي بمدت 24 ساعت در داخل دسيكاتور قرار داده شوند.