Методы наблюдения за опасностями и обследования
Производственный надзор включает в себя активные программы по прогнозированию, наблюдению, измерению, оценке и контролю воздействия потенциальных опасностей для здоровья на рабочем месте. В надзоре часто участвует группа людей, в которую входят специалист по гигиене труда, врач по гигиене труда, медсестра по гигиене труда, специалист по технике безопасности, токсиколог и инженер. В зависимости от производственной среды и проблемы могут использоваться три метода наблюдения: медицинский, экологический и биологический. Медицинское наблюдение используется для выявления наличия или отсутствия неблагоприятных последствий для здоровья человека в результате профессионального воздействия загрязняющих веществ путем проведения медицинских осмотров и соответствующих биологических тестов. Экологический надзор используется для документирования потенциального воздействия загрязняющих веществ на группу сотрудников путем измерения концентрации загрязняющих веществ в воздухе, в массовых образцах материалов и на поверхностях. Биологический надзор используется для документирования поступления загрязняющих веществ в организм и корреляции с уровнями загрязнения окружающей среды путем измерения концентрации опасных веществ или их метаболитов в крови, моче или выдыхаемом воздухе рабочих.
Медицинское наблюдение
Медицинское наблюдение проводится потому, что заболевания могут быть вызваны или усугублены воздействием опасных веществ. Это требует активной программы со специалистами, которые хорошо осведомлены о профессиональных заболеваниях, диагностике и лечении. Программы медицинского наблюдения предусматривают шаги по защите, обучению, мониторингу и, в некоторых случаях, компенсации работника. Это может включать программы проверки перед приемом на работу, периодические медицинские осмотры, специализированные тесты для выявления ранних изменений и нарушений здоровья, вызванных опасными веществами, медицинское лечение и обширное ведение документации. Скрининг перед приемом на работу включает в себя оценку анкет по профессиональной деятельности и истории болезни, а также результаты медицинских осмотров. Анкеты предоставляют информацию о прошлых заболеваниях и хронических заболеваниях (особенно астме, кожных, легочных и сердечных заболеваниях) и прошлых профессиональных воздействиях. Существуют этические и юридические последствия программ проверки перед приемом на работу, если они используются для определения права на работу. Тем не менее, они принципиально важны, когда используются для (1) предоставления сведений о предыдущей работе и связанных с ней воздействиях, (2) установления исходного состояния здоровья работника и (3) проверки на повышенную чувствительность. Медицинские осмотры могут включать аудиометрические тесты на потерю слуха, тесты зрения, тесты функции органов, оценку пригодности для ношения средств защиты органов дыхания, а также базовые анализы мочи и крови. Периодические медицинские осмотры необходимы для оценки и выявления тенденций возникновения неблагоприятных последствий для здоровья и могут включать биологический мониторинг конкретных загрязнителей и использование других биомаркеров.
Экологический и биологический надзор
Экологический и биологический надзор начинается с санитарно-гигиенического обследования рабочей среды для выявления потенциальных опасностей и источников загрязнения, а также определения необходимости мониторинга. Для химических агентов мониторинг может включать отбор проб воздуха, объемных, поверхностных и биологических проб. Для физических агентов мониторинг может включать измерения шума, температуры и радиации. Если показан мониторинг, специалист по гигиене труда должен разработать стратегию отбора проб, включающую информацию о сотрудниках, процессах, оборудовании или зонах для отбора проб, количестве проб, продолжительности отбора проб, частоте отбора проб и методе отбора проб. Обследования промышленной гигиены различаются по сложности и направленности в зависимости от цели исследования, типа и размера предприятия и характера проблемы.
Жестких формул проведения опросов не существует; однако тщательная подготовка перед инспекцией на месте значительно повышает эффективность и результативность. Расследования, мотивированные жалобами и болезнями сотрудников, имеют дополнительную направленность на выявление причин проблем со здоровьем. Обследования качества воздуха внутри помещений сосредоточены на внутренних и наружных источниках загрязнения. Независимо от профессиональных рисков общий подход к обследованию и отбору проб на рабочих местах одинаков; поэтому в этой главе в качестве модели методологии будут использоваться химические агенты.
Пути воздействия
Простое присутствие профессиональных стрессов на рабочем месте не означает автоматически, что существует значительный потенциал воздействия; агент должен добраться до работника. Для химических веществ жидкая или парообразная форма агента должна контактировать с телом и/или всасываться в него, чтобы вызвать неблагоприятное воздействие на здоровье. Если агент изолирован в закрытом помещении или уловлен местной системой вытяжной вентиляции, потенциал воздействия будет низким, независимо от присущей химическому веществу токсичности.
Путь воздействия может повлиять на тип проводимого мониторинга, а также на потенциальную опасность. Что касается химических и биологических агентов, то рабочие подвергаются воздействию при вдыхании, контакте с кожей, проглатывании и инъекциях; наиболее распространенными путями всасывания в производственной среде являются дыхательные пути и кожа. Чтобы оценить вдыхание, специалист по гигиене труда наблюдает за возможностью попадания химических веществ в воздух в виде газов, паров, пыли, дыма или тумана.
Поглощение химикатов кожей важно, прежде всего, при прямом контакте с кожей в результате разбрызгивания, разбрызгивания, смачивания или погружения в жирорастворимые углеводороды и другие органические растворители. Погружение включает контакт тела с загрязненной одеждой, контакт рук с загрязненными перчатками и контакт кистей и предплечий с нерасфасованными жидкостями. Для некоторых веществ, таких как амины и фенолы, абсорбция через кожу может быть такой же быстрой, как абсорбция через легкие для вдыхаемых веществ. Для некоторых загрязняющих веществ, таких как пестициды и бензидиновые красители, всасывание через кожу является основным путем всасывания, а вдыхание — второстепенным путем. Такие химические вещества могут легко проникать в организм через кожу, увеличивать нагрузку на организм и вызывать системные повреждения. Когда аллергические реакции или многократное мытье высыхает и трескается на коже, резко возрастает количество и тип химических веществ, которые могут всасываться в организм. Проглатывание, необычный путь поглощения газов и паров, может быть важным для твердых частиц, таких как свинец. Проглатывание может происходить при употреблении зараженной пищи, приеме пищи или курении загрязненными руками, а также при кашле и последующем проглатывании ранее вдыхаемых частиц.
Инъекция материалов непосредственно в кровоток может происходить из-за непреднамеренного прокола кожи медицинских работников в больницах иглами для подкожных инъекций, а также из-за высокоскоростных снарядов, выпущенных из источников высокого давления и непосредственно контактирующих с кожей. Безвоздушные распылители краски и гидравлические системы имеют достаточно высокое давление, чтобы проколоть кожу и ввести вещества непосредственно в тело.
Проходная инспекция
Цель начального осмотра, называемого сквозным осмотром, состоит в систематическом сборе информации для определения того, существует ли потенциально опасная ситуация и показан ли мониторинг. Специалист по гигиене труда начинает сквозной опрос с вводной встречи, в которой могут участвовать представители руководства, сотрудников, руководителей, медицинских сестер по гигиене труда и представителей профсоюзов. Специалист по гигиене труда может сильно повлиять на успех обследования и любых последующих инициатив по мониторингу, создав команду людей, которые открыто и честно общаются друг с другом и понимают цели и объем проверки. Рабочие должны быть вовлечены и проинформированы с самого начала, чтобы гарантировать, что сотрудничество, а не страх, доминирует в расследовании.
Во время встречи запрашиваются технологические схемы, чертежи установки, прошлые отчеты об экологических проверках, производственные графики, графики технического обслуживания оборудования, документация по программам индивидуальной защиты, а также статистические данные о количестве сотрудников, сменах и жалобах на здоровье. Все опасные материалы, используемые и производимые в ходе операции, идентифицируются и подсчитываются. Составляется химический перечень продуктов, побочных продуктов, промежуточных продуктов и примесей, а также получаются все соответствующие паспорта безопасности материалов. Графики технического обслуживания оборудования, его возраст и состояние документируются, поскольку использование старого оборудования может привести к более высокому уровню облучения из-за отсутствия средств контроля.
После встречи специалист по гигиене труда проводит визуальный обход рабочего места, тщательно изучает операции и методы работы с целью выявления потенциальных профессиональных стрессов, ранжирования потенциального воздействия, определения пути воздействия и оценки продолжительности и частота воздействия. Примеры профессиональных стрессов приведены на рисунке 1. Специалист по гигиене труда использует сквозной осмотр для наблюдения за рабочим местом и получения ответов на вопросы. Примеры наблюдений и вопросов приведены на рисунке 2.
Рисунок 1. Профессиональные стрессы.
Рисунок 2. Наблюдения и вопросы, которые следует задать во время сквозного опроса.
В дополнение к вопросам, показанным на рисунке 5, следует задавать вопросы, раскрывающие то, что не сразу очевидно. Вопросы могут касаться:
- нестандартные задачи и графики работ по техническому обслуживанию и очистке
- недавние технологические изменения и химические замены
- недавние физические изменения в рабочей среде
- изменения в должностных обязанностях
- свежий ремонт и ремонт.
Нестандартные задачи могут привести к значительному пиковому воздействию химических веществ, которое трудно предсказать и измерить в течение обычного рабочего дня. Изменения процесса и химические замены могут изменить выброс веществ в воздух и повлиять на последующее воздействие. Изменения в физической планировке рабочей зоны могут повлиять на эффективность существующей системы вентиляции. Изменения в рабочих функциях могут привести к тому, что задачи будут выполняться неопытными работниками, и к повышенному риску облучения. Ремонт и реконструкция могут привести к попаданию в рабочую среду новых материалов и химикатов, которые выделяют летучие органические химикаты или являются раздражителями.
Обследования качества воздуха в помещении
Обследования качества воздуха внутри помещений отличаются от традиционных обследований гигиены труда, поскольку они обычно проводятся на непромышленных рабочих местах и могут включать воздействие смесей следовых количеств химических веществ, ни один из которых сам по себе не способен вызвать заболевание (Ness 1991). Цель обследований качества воздуха в помещениях аналогична обследованиям гигиены труда с точки зрения выявления источников загрязнения и определения необходимости мониторинга. Тем не менее, исследования качества воздуха в помещениях всегда мотивированы жалобами сотрудников на здоровье. Во многих случаях у сотрудников отмечаются различные симптомы, включая головные боли, першение в горле, вялость, кашель, зуд, тошноту и неспецифические реакции гиперчувствительности, которые исчезают, когда они возвращаются домой. Если жалобы на здоровье не исчезают после ухода работников с работы, следует учитывать и непрофессиональные воздействия. Воздействие, не связанное с профессиональной деятельностью, включает хобби, другую работу, загрязнение воздуха в городах, пассивное курение и воздействие внутри помещений в доме. В обследованиях качества воздуха в помещениях часто используются анкеты для документирования симптомов и жалоб сотрудников и их привязки к месту работы или выполняемой работе в здании. Области с наибольшей частотой симптомов затем подлежат дальнейшему осмотру.
Источники загрязнителей воздуха внутри помещений, которые были задокументированы в ходе обследований качества воздуха внутри помещений, включают:
- недостаточная вентиляция (52%)
- загрязнение изнутри здания (17%)
- загрязнение снаружи здания (11%)
- микробное загрязнение (5%)
- загрязнение от строительных материалов (3%)
- неизвестные причины (12%).
Для исследований качества воздуха в помещении сквозная инспекция, по сути, представляет собой проверку здания и окружающей среды для определения потенциальных источников загрязнения как внутри, так и снаружи здания. Внутренние строительные источники включают:
- строительные материалы, такие как изоляция, ДСП, клеи и краски
- люди, которые могут выделять химические вещества в результате метаболической деятельности
- человеческая деятельность, такая как курение
- оборудование, такое как копировальные аппараты
- системы вентиляции, которые могут быть заражены микроорганизмами.
Наблюдения и вопросы, которые можно задать в ходе опроса, перечислены на рисунке 3.
Рисунок 3. Наблюдения и вопросы для сквозного обследования качества воздуха в помещении.
Стратегии отбора проб и измерения
Пределы воздействия на рабочем месте
После завершения сквозного осмотра специалист по гигиене труда должен определить, необходим ли отбор проб; выборку следует проводить только в том случае, если цель ясна. Специалист по гигиене труда должен задать вопрос: «Что будут делать с результатами отбора проб и на какие вопросы они ответят?» Относительно легко провести выборку и получить числа; интерпретировать их гораздо труднее.
Данные проб воздуха и биологических проб обычно сравнивают с рекомендуемыми или обязательными пределами профессионального воздействия (OELs). Пределы воздействия на рабочем месте были разработаны во многих странах для ингаляционного и биологического воздействия химических и физических агентов. На сегодняшний день из более чем 60,000 600 коммерчески используемых химических веществ около XNUMX прошли оценку различных организаций и стран. Философские основы ограничений определяются организациями, которые их разработали. Наиболее широко используемые предельные значения, называемые пороговыми предельными значениями (TLV), установлены в США Американской конференцией государственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH). Большинство OEL, используемых Управлением по безопасности и гигиене труда (OSHA) в США, основаны на TLV. Однако Национальный институт безопасности и гигиены труда (NIOSH) Министерства здравоохранения и социальных служб США предложил свои собственные пределы, называемые рекомендуемыми пределами воздействия (REL).
Для аэрозольного воздействия существует три типа TLV: восьмичасовое средневзвешенное по времени воздействие, TLV-TWA, для защиты от хронических последствий для здоровья; пятнадцатиминутный средний предел кратковременного воздействия, TLV-STEL, для защиты от острых последствий для здоровья; и мгновенное предельное значение, TLV-C, для защиты от удушающих веществ или химических веществ, вызывающих немедленное раздражение. Рекомендации по уровням биологического воздействия называются индексами биологического воздействия (BEI). Эти руководящие принципы представляют собой концентрацию химических веществ в организме, которая соответствует ингаляционному воздействию на здорового рабочего при определенной концентрации в воздухе. За пределами Соединенных Штатов до 50 стран или групп установили OEL, многие из которых идентичны TLV. В Великобритании предельные значения называются Стандартами воздействия на рабочем месте для руководителей по охране труда и технике безопасности (OES), а в Германии OEL называются максимальными концентрациями на рабочем месте (MAK).
OEL были установлены для воздействия газов, паров и твердых частиц в воздухе; они не существуют для переносимых по воздуху воздействий биологических агентов. Поэтому в большинстве исследований воздействия биоаэрозолей сравниваются концентрации внутри помещений и снаружи. Если профиль внутри/вне помещения и концентрация организмов различаются, может существовать проблема воздействия. OEL для проб кожи и поверхностей не существует, и каждый случай должен оцениваться отдельно. В случае поверхностного отбора проб концентрации обычно сравнивают с допустимыми фоновыми концентрациями, которые были измерены в других исследованиях или были определены в текущем исследовании. При отборе проб кожи допустимые концентрации рассчитываются на основе токсичности, скорости всасывания, абсорбированного количества и общей дозы. Кроме того, биологический мониторинг рабочего может быть использован для исследования поглощения через кожу.
Стратегия выборки
Стратегия экологического и биологического отбора проб представляет собой подход к получению измерений воздействия, который соответствует поставленной цели. Тщательно разработанная и эффективная стратегия научно обоснована, оптимизирует количество полученных образцов, экономически эффективна и определяет приоритеты потребностей. Цель стратегии отбора проб определяет решения относительно того, что брать (выбор химических агентов), где брать пробы (личная, районная или исходная), у кого брать пробы (какой работник или группа рабочих), продолжительность отбора проб (в режиме реального времени или в комплексный), как часто брать пробы (сколько дней), сколько проб и как брать пробы (аналитический метод). Традиционно отбор проб, выполняемый в целях регулирования, включает короткие кампании (один или два дня), которые концентрируются на наихудших случаях воздействия. Хотя эта стратегия требует минимальных затрат ресурсов и времени, она часто собирает наименьшее количество информации и мало применима для оценки долгосрочных профессиональных воздействий. Чтобы оценить хронические воздействия, чтобы они были полезны для профессиональных врачей и эпидемиологических исследований, стратегии выборки должны включать повторные выборки в течение долгого времени для большого числа рабочих.
Цель
Целью стратегий экологического и биологического отбора проб является либо оценка воздействия на отдельных сотрудников, либо оценка источников загрязнения. Мониторинг сотрудников может осуществляться для:
- оценить индивидуальное воздействие хронических или острых токсикантов
- реагировать на жалобы сотрудников на здоровье и запах
- создать базовый уровень воздействия для долгосрочной программы мониторинга
- определить, соответствуют ли воздействия государственным нормам
- оценить эффективность инженерных или технологических средств управления
- оценить острое облучение для аварийного реагирования
- оценить воздействие на полигоны с опасными отходами
- оценить влияние методов работы на воздействие
- оценить воздействие для отдельных рабочих задач
- исследовать хронические заболевания, такие как отравление свинцом и ртутью
- исследовать взаимосвязь между профессиональным облучением и заболеванием
- провести эпидемиологическое исследование.
Мониторинг источника и окружающего воздуха может выполняться для:
- установить потребность в технических средствах контроля, таких как местные системы вытяжной вентиляции и ограждения
- оценить влияние модификации оборудования или процесса
- оценить эффективность инженерных или технологических средств управления
- оценить выбросы от оборудования или процессов
- оценить соответствие требованиям после восстановительных работ, таких как удаление асбеста и свинца
- реагировать на воздух в помещении, общественные болезни и жалобы на запах
- оценить выбросы с объектов опасных отходов
- расследовать аварийное реагирование
- провести эпидемиологическое исследование.
При наблюдении за работниками отбор проб воздуха дает суррогатные показатели дозы в результате ингаляционного облучения. Биологический мониторинг может обеспечить фактическую дозу химического вещества, полученную при всех путях всасывания, включая вдыхание, проглатывание, инъекцию и попадание на кожу. Таким образом, биологический мониторинг может более точно отражать общую нагрузку на организм и дозу облучения человека, чем мониторинг воздуха. Когда связь между воздействием в воздухе и дозой внутреннего облучения известна, можно использовать биологический мониторинг для оценки прошлого и настоящего хронического облучения.
Цели биологического мониторинга перечислены на рисунке 4..
Рисунок 4. Цели биологического мониторинга.
Биологический мониторинг имеет свои ограничения и должен осуществляться только в том случае, если он решает задачи, которые не могут быть достигнуты с помощью одного лишь мониторинга воздуха (Фисерова-Бергова, 1987). Это инвазивный метод, требующий взятия образцов непосредственно у рабочих. Образцы крови обычно представляют собой наиболее полезную биологическую среду для мониторинга; однако кровь берут только в том случае, если неинвазивные тесты, такие как анализ мочи или выдыхаемого воздуха, неприменимы. Для большинства промышленных химикатов данные о поведении химических веществ, поглощаемых организмом, являются неполными или отсутствуют; поэтому доступно лишь ограниченное количество аналитических методов измерения, и многие из них не являются чувствительными или специфичными.
Результаты биологического мониторинга могут сильно различаться между людьми, подвергшимися воздействию одних и тех же концентраций химических веществ в воздухе; возраст, здоровье, вес, состояние питания, наркотики, курение, употребление алкоголя, лекарства и беременность могут влиять на поглощение, всасывание, распределение, метаболизм и выведение химических веществ.
Что попробовать
Большинство производственных сред подвергаются воздействию нескольких загрязняющих веществ. Отравляющие вещества оцениваются как по отдельности, так и при многократном одновременном воздействии на рабочих. Химические агенты могут действовать в организме самостоятельно или взаимодействовать таким образом, что усиливается токсический эффект. Вопрос о том, что измерять и как интерпретировать результаты, зависит от биологического механизма действия агентов, когда они находятся в организме. Агенты можно оценивать отдельно, если они действуют независимо на совершенно разные системы органов, например раздражитель глаз и нейротоксин. Если они воздействуют на одну и ту же систему органов, например два респираторных раздражителя, важно их комбинированное действие. Если токсическое действие смеси является суммой отдельных эффектов отдельных компонентов, оно называется аддитивным. Если токсический эффект смеси превышает сумму эффектов отдельных агентов, их совместное действие называется синергетическим. Воздействие курения сигарет и вдыхания асбестовых волокон приводит к гораздо большему риску рака легких, чем простой аддитивный эффект.Взять пробы всех химических веществ на рабочем месте было бы и дорого, и не всегда оправданно. Специалист по гигиене труда должен расставить приоритеты в списке потенциальных агентов по опасности или риску, чтобы определить, какие агенты получают основное внимание.
Факторы, участвующие в ранжировании химических веществ, включают:
- взаимодействуют ли агенты независимо, аддитивно или синергетически
- присущая химическому агенту токсичность
- использованные и произведенные количества
- количество людей, потенциально подвергающихся воздействию
- предполагаемая продолжительность и концентрация воздействия
- уверенность в инженерном управлении
- ожидаемые изменения в процессах или средствах контроля
- пределы воздействия на рабочем месте и руководящие принципы.
Чтобы обеспечить наилучшую оценку воздействия на работника, пробы воздуха берутся в зоне дыхания работника (в радиусе 30 см от головы) и называются личными пробами. Для получения проб зоны дыхания устройство для отбора проб помещается непосредственно на работника на время отбора проб. Если пробы воздуха берутся рядом с работником, за пределами зоны дыхания, они называются площадными пробами. Образцы местности, как правило, занижают индивидуальное воздействие и не дают точных оценок ингаляционного воздействия. Тем не менее, образцы местности полезны для оценки источников загрязнения и измерения уровней загрязнения окружающей среды. Пробы площадей можно брать во время обхода рабочего места с помощью портативного прибора или с помощью стационарных станций для отбора проб. Отбор проб на территории обычно используется на объектах по борьбе с асбестом для отбора проб на расчистке и для исследования воздуха внутри помещений.
Кого попробовать
В идеале для оценки профессионального воздействия у каждого работника должны браться индивидуальные пробы в течение нескольких дней в течение нескольких недель или месяцев. Однако, если рабочее место не является небольшим (менее 10 сотрудников), обычно невозможно провести выборку всех работников. Чтобы свести к минимуму бремя выборки с точки зрения оборудования и затрат и повысить эффективность программы выборки, отбирается подмножество сотрудников на рабочем месте, и результаты их мониторинга используются для представления воздействия на более широкую рабочую силу.
Один из подходов к выбору сотрудников, представляющих большую часть рабочей силы, состоит в том, чтобы разделить сотрудников на группы с одинаковым ожидаемым воздействием, называемые группами гомогенного воздействия (HEG) (Corn, 1985). После формирования ГЭГ из каждой группы случайным образом отбирается подмножество работников для выборки. Методы определения подходящего размера выборки предполагают логарифмически нормальное распределение воздействия, оценочное среднее значение воздействия и геометрическое стандартное отклонение от 2.2 до 2.5. Данные предыдущих выборок могут позволить использовать меньшее геометрическое стандартное отклонение. Чтобы классифицировать сотрудников по отдельным HEG, большинство специалистов по гигиене труда наблюдают за рабочими на их работе и качественно прогнозируют воздействие.
Существует множество подходов к формированию ГЭГ; как правило, работников можно классифицировать по сходству рабочих задач или по сходству рабочей области. Когда используется сходство как работы, так и рабочей области, метод классификации называется зонированием (см. рисунок 5). Оказавшись в воздухе, химические и биологические агенты могут иметь сложные и непредсказуемые пространственные и временные характеристики концентрации в рабочей среде. Следовательно, близость источника по отношению к работнику может быть не лучшим показателем схожести воздействия. Измерения воздействия, проведенные на рабочих, которые, как первоначально предполагалось, будут подвергаться аналогичному воздействию, могут показать, что различия между рабочими больше, чем предполагалось. В этих случаях группы облучения должны быть реконструированы в более мелкие группы рабочих, а выборка должна продолжаться для подтверждения того, что работники в каждой группе действительно подвергались одинаковым воздействиям (Rappaport 1995).
Рисунок 5. Факторы, влияющие на создание ГЭГ с использованием зонирования.
Воздействие можно оценить для всех сотрудников, независимо от должности или риска, или его можно оценить только для сотрудников, которые, как предполагается, подвергаются наибольшему воздействию; это называется выборкой наихудшего случая. Выбор сотрудников для отбора проб в наихудшем случае может основываться на производстве, близости к источнику, прошлых данных о пробах, инвентаризации и химической токсичности. Метод наихудшего случая используется для целей регулирования и не обеспечивает измерения долгосрочного среднего воздействия и ежедневной изменчивости. Выборка, связанная с задачами, включает в себя отбор работников с работами, которые имеют схожие задачи, которые выполняются реже, чем ежедневно.
Есть много факторов, которые влияют на воздействие и могут повлиять на успех классификации HEG, в том числе следующие:
- Сотрудники редко выполняют одну и ту же работу, даже если у них одинаковые должностные инструкции, и редко подвергаются одинаковым воздействиям.
- Методы работы сотрудников могут значительно изменить воздействие.
- Рабочие, которые перемещаются по рабочей зоне, могут непредсказуемо подвергаться воздействию нескольких источников загрязнения в течение дня.
- Движение воздуха на рабочем месте может непредсказуемо увеличить дозу облучения работников, находящихся на значительном расстоянии от источника.
- Воздействие может определяться не рабочими задачами, а рабочей средой.
Продолжительность выборки
Концентрации химических веществ в пробах воздуха либо измеряются непосредственно в полевых условиях с получением немедленных результатов (в режиме реального времени или с помощью захвата), либо собираются в течение определенного времени в полевых условиях на средах для отбора проб или в мешках для отбора проб и измеряются в лаборатории (интегрированные ) (Линч, 1995). Преимущество отбора проб в режиме реального времени заключается в том, что результаты получаются быстро на месте и могут фиксировать измерения кратковременных острых воздействий. Однако методы, работающие в режиме реального времени, ограничены, поскольку они доступны не для всех загрязняющих веществ, вызывающих озабоченность, и они могут быть недостаточно чувствительными или точными для количественного определения целевых загрязнителей. Отбор проб в режиме реального времени может быть неприменим, когда специалист по гигиене труда интересуется хроническими воздействиями и требует средневзвешенных по времени измерений для сравнения с OEL.Отбор проб в режиме реального времени используется для аварийной оценки, получения приблизительных оценок концентрации, обнаружения утечек, мониторинга окружающего воздуха и источника, оценки инженерных средств контроля, мониторинга кратковременных воздействий длительностью менее 15 минут, мониторинга эпизодических воздействий, мониторинга высокотоксичных химических веществ ( угарного газа), взрывоопасных смесей и контроля технологических процессов. Методы отбора проб в режиме реального времени могут фиксировать изменение концентрации с течением времени и предоставлять немедленную качественную и количественную информацию. Комплексный отбор проб воздуха обычно выполняется для индивидуального мониторинга, отбора проб местности и для сравнения концентраций со средневзвешенными по времени ПДК. Преимущества комплексного отбора проб заключаются в том, что методы доступны для широкого спектра загрязняющих веществ; его можно использовать для идентификации неизвестных; точность и специфичность высоки, а пределы обнаружения обычно очень низки. Объединенные пробы, которые анализируются в лаборатории, должны содержать достаточное количество загрязняющих веществ, чтобы соответствовать минимальным обнаруживаемым аналитическим требованиям; поэтому образцы собираются в течение заранее определенного периода времени.
В дополнение к аналитическим требованиям метода отбора проб продолжительность отбора проб должна соответствовать цели отбора проб. Для отбора проб из источника продолжительность зависит от времени процесса или цикла или от ожидаемых пиков концентраций. Для пикового отбора пробы следует собирать через равные промежутки времени в течение дня, чтобы свести к минимуму систематическую ошибку и выявить непредсказуемые пики. Период выборки должен быть достаточно коротким, чтобы идентифицировать пики, а также отражать фактический период воздействия.
Для личного отбора проб продолжительность соответствует пределу профессионального воздействия, продолжительности задачи или ожидаемому биологическому эффекту. Методы отбора проб в реальном времени используются для оценки острого воздействия раздражителей, удушающих средств, сенсибилизаторов и аллергенов. Хлор, угарный газ и сероводород являются примерами химических веществ, которые могут оказывать свое действие быстро и при относительно низких концентрациях.
Возбудители хронических заболеваний, такие как свинец и ртуть, обычно отбираются в течение всей смены (семь или более часов на образец) с использованием комплексных методов отбора проб. Для оценки экспозиции за всю смену специалист по гигиене труда использует либо одну пробу, либо серию последовательных проб, охватывающих всю смену. Продолжительность выборки для воздействий, которые происходят менее чем за полную смену, обычно связаны с конкретными задачами или процессами. Строительные рабочие, обслуживающий персонал внутри помещений и ремонтные дорожные бригады являются примерами рабочих мест, воздействие которых связано с выполняемыми задачами.
Сколько проб и как часто пробовать?
Концентрации загрязняющих веществ могут меняться от минуты к минуте, изо дня в день и от сезона к сезону, а изменчивость может происходить между отдельными людьми и внутри одного человека. Изменчивость экспозиции влияет как на количество образцов, так и на точность результатов. Различия в воздействии могут быть связаны с различными методами работы, изменениями в выбросах загрязняющих веществ, объемом используемых химикатов, производственными квотами, вентиляцией, изменениями температуры, мобильностью рабочих и распределением задач. Большинство кампаний по отбору проб проводятся пару дней в году; поэтому полученные измерения не являются репрезентативными для экспозиции. Период, в течение которого собираются образцы, очень короток по сравнению с периодом без отбора проб; специалист по гигиене труда должен провести экстраполяцию с периода, в который был отобран образец, на период, не включенный в образец. Для мониторинга долгосрочного воздействия у каждого рабочего, выбранного из группы HEG, следует брать пробы несколько раз в течение нескольких недель или месяцев, а воздействие должно быть охарактеризовано для всех смен. В то время как дневная смена может быть самой загруженной, ночная смена может иметь наименьший контроль и возможны упущения в методах работы.
Методы измерения
Активная и пассивная выборка
Загрязняющие вещества собираются на среде для отбора проб либо путем активного протягивания пробы воздуха через среду, либо путем пассивного пропускания воздуха к среде. При активном отборе проб используется насос с батарейным питанием, а при пассивном отборе проб используется диффузия или сила тяжести, чтобы доставить загрязняющие вещества в среду для отбора проб. Газы, пары, твердые частицы и биоаэрозоли собираются методами активного отбора проб; газы и пары также можно собирать методом пассивной диффузии.
Для газов, паров и большинства твердых частиц после отбора пробы измеряется масса загрязняющего вещества, а концентрация рассчитывается путем деления массы на объем отобранного воздуха. Для газов и паров концентрация выражается в частях на миллион (частей на миллион) или мг/м.3, а для твердых частиц выражается в мг/м3 (Динарди, 1995).
При комплексном отборе проб насосы для отбора проб воздуха являются критически важными компонентами системы отбора проб, поскольку для оценки концентрации необходимо знать объем проб воздуха. Насосы выбираются на основе требуемой производительности, простоты обслуживания и калибровки, размера, стоимости и пригодности для опасных сред. Основным критерием выбора является скорость потока: насосы с низким расходом (от 0.5 до 500 мл/мин) используются для отбора проб газов и паров; высокопроизводительные насосы (от 500 до 4,500 мл/мин) используются для отбора проб твердых частиц, биоаэрозолей, газов и паров. Чтобы обеспечить точные объемы проб, насосы должны быть точно откалиброваны. Калибровка выполняется с использованием первичных эталонов, таких как ручные или электронные измерители мыльных пузырей, которые непосредственно измеряют объем, или вторичных методов, таких как измерители влажных испытаний, измерители сухого газа и прецизионные ротаметры, которые калибруются по первичным методам.
Газы и пары: среда для отбора проб
Сбор газов и паров осуществляется с помощью пористых твердых сорбентных трубок, импинджеров, пассивных мониторов и мешков. Сорбирующие трубки представляют собой полые стеклянные трубки, заполненные гранулированным твердым веществом, позволяющим адсорбировать химические вещества в неизмененном виде на своей поверхности. Твердые сорбенты специфичны для групп соединений; обычно используемые сорбенты включают древесный уголь, силикагель и тенакс. Угольный сорбент, аморфная форма углерода, электрически неполярен и преимущественно адсорбирует органические газы и пары. Силикагель, аморфная форма кремнезема, используется для сбора полярных органических соединений, аминов и некоторых неорганических соединений. Из-за своего сродства к полярным соединениям он адсорбирует водяной пар; следовательно, при повышенной влажности вода может вытеснить интересующие менее полярные химические вещества из силикагеля. Tenax, пористый полимер, используется для отбора проб очень низких концентраций неполярных летучих органических соединений.
Способность точно улавливать загрязняющие вещества в воздухе и избегать потери загрязняющих веществ зависит от частоты отбора проб, объема отбора проб, а также летучести и концентрации переносимых по воздуху загрязняющих веществ. На эффективность сбора твердых сорбентов может отрицательно повлиять повышенная температура, влажность, скорость потока, концентрация, размер частиц сорбента и количество конкурирующих химических веществ. По мере снижения эффективности сбора химические вещества будут потеряны во время отбора проб, а концентрация будет занижена. Для обнаружения химических потерь или прорывов в трубках с твердым сорбентом есть две секции гранулированного материала, разделенные пенопластовой пробкой. Передняя часть используется для отбора проб, а задняя — для определения прорыва. Прорыв произошел, когда не менее 20-25% загрязнителя присутствует в задней части трубы. Анализ загрязнений с твердых сорбентов требует извлечения загрязнения из среды с помощью растворителя. Для каждой партии сорбентных трубок и собранных реагентов лаборатория должна определить эффективность десорбции, эффективность удаления реагентов с сорбента растворителем. Для древесного угля и силикагеля наиболее часто используемым растворителем является сероуглерод. Для Tenax химические вещества извлекаются с помощью термической десорбции непосредственно в газовом хроматографе.
Импинджеры обычно представляют собой стеклянные бутылки с впускной трубкой, которая позволяет втягивать воздух в бутылку через раствор, который собирает газы и пары путем абсорбции либо в неизменном виде в растворе, либо в результате химической реакции. Импинджеры все реже используются при мониторинге рабочих мест, особенно при личном отборе проб, поскольку они могут сломаться, и жидкая среда может пролиться на работника. Существует множество типов импинжеров, в том числе баллоны для промывки газа, спиральные поглотители, колонны из стеклянных шариков, миниатюрные импинджеры и барботеры из фритты. Все импинжеры могут использоваться для сбора проб местности; наиболее часто используемый импинджер, миниатюрный импинджер, также можно использовать для личного отбора проб.
Пассивные или диффузионные мониторы имеют небольшие размеры, не имеют движущихся частей и доступны как для органических, так и для неорганических загрязнителей. В большинстве органических варанов в качестве среды сбора используется активированный уголь. Теоретически любое соединение, пробу которого можно отобрать с помощью трубки с угольным сорбентом и насоса, можно отобрать с помощью пассивного монитора. Каждый монитор имеет уникальную геометрию, обеспечивающую эффективную частоту дискретизации. Отбор проб начинается, когда снимается крышка монитора, и заканчивается, когда крышка устанавливается на место. Большинство диффузионных мониторов точны для восьмичасового средневзвешенного по времени воздействия и не подходят для краткосрочного воздействия.
Пакеты для проб могут использоваться для сбора объединенных проб газов и паров. Обладают проницаемостью и адсорбционными свойствами, позволяющими хранить в течение суток с минимальными потерями. Мешки изготовлены из тефлона (политетрафторэтилена) и тедлара (поливинилфторида).
Среда для отбора проб: твердые частицы
Отбор проб твердых частиц или аэрозолей на рабочем месте в настоящее время находится в постоянном развитии; традиционные методы отбора проб в конечном итоге будут заменены методами отбора проб по размеру частиц (PSS). Сначала будут обсуждаться традиционные методы выборки, а затем методы PSS.
Наиболее часто для улавливания аэрозолей используются волокнистые или мембранные фильтры; Удаление аэрозоля из воздушного потока происходит за счет столкновения и прилипания частиц к поверхности фильтров. Выбор фильтрующего материала зависит от физических и химических свойств отбираемых аэрозолей, типа пробоотборника и типа анализа. При выборе фильтров их необходимо оценивать по эффективности улавливания, перепаду давления, гигроскопичности, фоновому загрязнению, прочности и размеру пор, который может составлять от 0.01 до 10 мкм. Мембранные фильтры производятся с различными размерами пор и обычно изготавливаются из сложного эфира целлюлозы, поливинилхлорида или политетрафторэтилена. Сбор частиц происходит на поверхности фильтра; поэтому мембранные фильтры обычно используются в приложениях, где будет выполняться микроскопия. Фильтры из смешанного эфира целлюлозы легко растворяются в кислоте и обычно используются для сбора металлов для анализа методом атомной абсорбции. Нуклеопоровые фильтры (поликарбонат) очень прочны и термостабильны и используются для отбора проб и анализа асбестовых волокон с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Волокнистые фильтры обычно изготавливаются из стекловолокна и используются для отбора проб аэрозолей, таких как пестициды и свинец.
Для профессионального воздействия аэрозолей можно отобрать через фильтры известный объем воздуха, измерить общее увеличение массы (гравиметрический анализ) (мг/м3 воздух), можно подсчитать общее количество частиц (волокон/смXNUMX) или идентифицировать аэрозоли (химический анализ). Для расчета массы можно измерить общее количество пыли, попадающей в пробоотборник, или только респирабельную фракцию. Для общей пыли увеличение массы представляет воздействие от осаждения во всех частях дыхательных путей. Пробоотборники общей пыли могут ошибаться из-за сильного ветра, проходящего через пробоотборник, и неправильной ориентации пробоотборника. Сильный ветер и фильтры, направленные вертикально, могут привести к сбору дополнительных частиц и завышению оценки воздействия.
При отборе проб респирабельной пыли увеличение массы представляет воздействие от осаждения в газообменной (альвеолярной) области дыхательных путей. Чтобы собрать только вдыхаемую фракцию, используется предварительный классификатор, называемый циклоном, для изменения распределения переносимой по воздуху пыли, попадающей на фильтр. Аэрозоли втягиваются в циклон, ускоряются и закручиваются, в результате чего более тяжелые частицы выбрасываются к краю воздушного потока и падают в секцию удаления на дне циклона. Вдыхаемые частицы размером менее 10 мкм остаются в воздушном потоке и собираются на фильтре для последующего гравиметрического анализа.
Ошибки отбора проб, возникающие при отборе проб общей и вдыхаемой пыли, приводят к результатам измерений, которые неточно отражают воздействие или связаны с неблагоприятными последствиями для здоровья. Таким образом, PSS был предложен для переопределения взаимосвязи между размером частиц, неблагоприятным воздействием на здоровье и методом отбора проб. При отборе проб PSS измерение частиц связано с размерами, которые связаны с конкретными последствиями для здоровья. Международная организация по стандартизации (ISO) и ACGIH предложили три массовые доли твердых частиц: вдыхаемая масса твердых частиц (IPM), грудная масса твердых частиц (TPM) и вдыхаемая масса твердых частиц (RPM). IPM относится к частицам, которые, как ожидается, попадут через нос и рот, и заменят традиционную общую массовую долю. TPM относится к частицам, которые могут проникать в верхние дыхательные пути мимо гортани. RPM относится к частицам, которые способны осаждаться в газообменной области легких и заменять текущую вдыхаемую массовую долю. Практическое внедрение отбора проб PSS требует разработки новых методов отбора проб аэрозолей и пределов воздействия на рабочем месте для конкретных PSS.
Среда для отбора проб: биологические материалы
Существует несколько стандартизированных методов отбора проб биологического материала или биоаэрозолей. Хотя методы отбора проб аналогичны методам, используемым для других взвешенных в воздухе частиц, жизнеспособность большинства биоаэрозолей должна быть сохранена, чтобы обеспечить возможность лабораторного культивирования. Поэтому их сложнее собирать, хранить и анализировать. Стратегия отбора проб биоаэрозолей включает сбор непосредственно на полутвердый питательный агар или посев после сбора в жидкости, инкубацию в течение нескольких дней, а также идентификацию и количественную оценку выросших клеток. Скопления клеток, размножившихся на агаре, можно считать колониеобразующими единицами (КОЕ) для жизнеспособных бактерий или грибов и бляшкообразующими единицами (БОЕ) для активных вирусов. За исключением спор, фильтры не рекомендуются для сбора биоаэрозолей, поскольку обезвоживание вызывает повреждение клеток.
Жизнеспособные аэрозольные микроорганизмы собирают с помощью цельностеклянных импинджеров (АГИ-30), щелевых пробоотборников и инерционных импакторов. Импинжеры собирают биоаэрозоли в жидкости, а щелевой пробоотборник собирает биоаэрозоли на предметных стеклах при больших объемах и скоростях потока. Импактор используется с одной до шести ступеней, каждая из которых содержит чашку Петри, чтобы можно было разделить частицы по размеру.
Интерпретация результатов отбора проб должна проводиться в каждом конкретном случае, поскольку пределов воздействия на рабочем месте не существует. Критерии оценки должны быть определены до отбора проб; для исследований воздуха внутри помещений в качестве фонового эталона используются, в частности, пробы, взятые вне здания. Эмпирическое правило заключается в том, что концентрация должна в десять раз превышать фоновую для подозрения на загрязнение. При использовании методов культурального посева концентрация, вероятно, занижается из-за потери жизнеспособности во время отбора проб и инкубации.
Пробы кожи и поверхности
Не существует стандартных методов оценки воздействия химических веществ на кожу и прогнозирования дозы. Отбор проб с поверхности выполняется в первую очередь для оценки методов работы и выявления потенциальных источников проникновения через кожу и проглатывания. Два типа методов отбора проб с поверхности используются для оценки кожного и проглатываемого потенциала: прямые методы, которые включают взятие проб кожи работника, и непрямые методы, которые включают взятие проб с поверхности протирания.
Прямой отбор проб кожи включает в себя наложение марлевых тампонов на кожу для поглощения химических веществ, ополаскивание кожи растворителями для удаления загрязнений и использование флуоресценции для выявления загрязнения кожи. Марлевые прокладки накладываются на разные части тела и либо оставляются открытыми, либо помещаются под средства индивидуальной защиты. В конце рабочего дня прокладки снимаются и анализируются в лаборатории; распределения концентраций от различных частей тела используются для определения областей воздействия на кожу. Этот метод недорогой и простой в исполнении; однако результаты ограничены, поскольку марлевые прокладки не являются хорошей физической моделью абсорбирующих и удерживающих свойств кожи, а измеренные концентрации не обязательно репрезентативны для всего тела.
Ополаскивание кожи включает протирание кожи растворителями или помещение рук в пластиковые пакеты, наполненные растворителями, для измерения концентрации химических веществ на поверхности. Этот метод может занижать дозу, поскольку собирается только неабсорбированная фракция химических веществ.
Мониторинг флуоресценции используется для выявления воздействия на кожу химических веществ, которые естественным образом флуоресцируют, таких как многоядерные ароматические соединения, а также для выявления воздействия химических веществ, в которые преднамеренно добавлены флуоресцентные соединения. Кожа сканируется ультрафиолетовым светом, чтобы визуализировать загрязнение. Эта визуализация предоставляет работникам доказательства влияния методов работы на воздействие; ведутся исследования по количественной оценке интенсивности флуоресценции и связи ее с дозой.
Косвенные методы отбора проб с помощью салфеток включают использование марли, фильтров из стекловолокна или фильтров из целлюлозной бумаги для протирания внутренней части перчаток или респираторов или верхней части поверхностей. Растворители могут быть добавлены для повышения эффективности сбора. Марля или фильтры затем анализируются в лаборатории. Для стандартизации результатов и обеспечения возможности сравнения между образцами используется квадратный шаблон для отбора проб длиной 100 см.2 области.
Биологические среды
Образцы крови, мочи и выдыхаемого воздуха являются наиболее подходящими образцами для рутинного биологического мониторинга, в то время как волосы, молоко, слюна и ногти используются реже. Биологический мониторинг осуществляется путем сбора объемных проб крови и мочи на рабочем месте и их анализа в лаборатории. Пробы выдыхаемого воздуха собираются в мешки из тедлара, специально разработанные стеклянные пипетки или пробирки с сорбентом и анализируются в полевых условиях с помощью приборов прямого считывания или в лаборатории. Образцы крови, мочи и выдыхаемого воздуха в основном используются для измерения неизмененного исходного соединения (то же химическое вещество, которое берется в пробах воздуха на рабочем месте), его метаболитов или биохимических изменений (промежуточных), которые были вызваны в организме. Например, исходное соединение свинец измеряется в крови для оценки воздействия свинца, метаболит миндальной кислоты измеряется в моче как для стирола, так и для этилбензола, а карбоксигемоглобин является промежуточным продуктом, измеряемым в крови для воздействия как угарного газа, так и метиленхлорида. Для мониторинга воздействия концентрация идеального детерминанта будет сильно коррелировать с интенсивностью воздействия. Для медицинского мониторинга концентрация идеальной детерминанты будет сильно коррелировать с концентрацией в органе-мишени.
Время сбора образцов может повлиять на полезность измерений; пробы следует брать в то время, которое наиболее точно отражает воздействие. Время связано с биологическим периодом полувыведения химического вещества, который отражает, насколько быстро химическое вещество выводится из организма; это может варьироваться от часов до лет. Концентрации химических веществ с коротким биологическим периодом полураспада в органах-мишенях точно соответствуют концентрации в окружающей среде; концентрации в органах-мишенях химических веществ с длительным биологическим периодом полураспада очень мало колеблются в ответ на воздействие окружающей среды. Для химических веществ с коротким биологическим периодом полураспада, менее трех часов, образец берется сразу в конце рабочего дня, до того, как концентрация быстро снизится, чтобы отразить воздействие в этот день. Пробы могут быть взяты в любое время для химических веществ с длительным периодом полураспада, таких как полихлорированные бифенилы и свинец.
Мониторы реального времени
Приборы прямого считывания обеспечивают количественную оценку загрязняющих веществ в реальном времени; проба анализируется внутри оборудования и не требует лабораторного анализа за пределами площадки (Масланский и Масланский, 1993). Соединения можно измерять, не собирая их сначала на отдельные носители, а затем отправляя, храня и анализируя. Концентрация считывается непосредственно с измерителя, дисплея, ленточного самописца и регистратора данных или по изменению цвета. Приборы прямого считывания в основном используются для газов и паров; имеется несколько инструментов для мониторинга твердых частиц. Инструменты различаются по стоимости, сложности, надежности, размеру, чувствительности и специфичности. К ним относятся простые устройства, такие как колориметрические трубки, которые используют изменение цвета для обозначения концентрации; специальные приборы, предназначенные для конкретных химических веществ, такие как индикаторы угарного газа, индикаторы горючих газов (взрывометры) и измерители паров ртути; и инструменты для исследования, такие как инфракрасные спектрометры, которые анализируют большие группы химических веществ. Приборы прямого считывания используют различные физические и химические методы для анализа газов и паров, включая электропроводность, ионизацию, потенциометрию, фотометрию, радиоактивные индикаторы и горение.
Обычно используемые портативные приборы прямого считывания включают газовые хроматографы с батарейным питанием, анализаторы органических паров и инфракрасные спектрометры. Газовые хроматографы и мониторы органических паров в основном используются для мониторинга окружающей среды на объектах с опасными отходами и для мониторинга атмосферного воздуха в населенных пунктах. Газовые хроматографы с соответствующими детекторами специфичны и чувствительны и могут количественно определять химические вещества в очень низких концентрациях. Анализаторы органических паров обычно используются для измерения классов соединений. Портативные инфракрасные спектрометры в основном используются для профессионального мониторинга и обнаружения утечек, поскольку они чувствительны и специфичны для широкого круга соединений.
Небольшие персональные мониторы прямого считывания доступны для нескольких распространенных газов (хлор, цианистый водород, сероводород, гидразин, кислород, фосген, диоксид серы, диоксид азота и оксид углерода). Они накапливают измерения концентрации в течение дня и могут обеспечивать прямое считывание средневзвешенной концентрации по времени, а также предоставлять подробный профиль загрязнения за день.
Колориметрические трубки (детекторные трубки) просты в использовании, дешевы и доступны для широкого спектра химических веществ. Их можно использовать для быстрой идентификации классов загрязнителей воздуха и получения приблизительных оценок концентраций, которые можно использовать при определении расхода и объемов насоса. Колориметрические пробирки представляют собой стеклянные пробирки, заполненные твердым гранулированным материалом, пропитанным химическим веществом, которое может вступать в реакцию с загрязнителем и вызывать изменение цвета. После того, как два запечатанных конца трубки вскрыты, один конец трубки помещается в ручной насос. Рекомендуемый объем загрязненного воздуха отбирается через трубку с использованием определенного количества ходов насоса для определенного химического вещества. Изменение цвета или появление пятна на пробирке обычно происходит в течение двух минут, а длина пятна пропорциональна концентрации. Некоторые колориметрические пробирки приспособлены для длительного отбора проб и используются с насосами с батарейным питанием, которые могут работать не менее восьми часов. Произведенное изменение цвета представляет собой средневзвешенную концентрацию по времени. Колориметрические пробирки хороши как для качественного, так и для количественного анализа; однако их специфичность и точность ограничены. Точность колориметрических трубок не так высока, как у лабораторных методов или многих других приборов реального времени. Существуют сотни трубок, многие из которых обладают перекрестной чувствительностью и могут обнаруживать более одного химического вещества. Это может привести к помехам, которые изменяют измеренные концентрации.
Мониторы аэрозолей с прямым считыванием не могут различать загрязняющие вещества, обычно используются для подсчета или определения размера частиц и в основном используются для скрининга, а не для определения TWA или острого воздействия. Приборы реального времени используют оптические или электрические свойства для определения общей и вдыхаемой массы, количества и размера частиц. Светорассеивающие аэрозольные мониторы или аэрозольные фотометры обнаруживают свет, рассеянный частицами, когда они проходят через объем в оборудовании. По мере увеличения числа частиц количество рассеянного света увеличивается и пропорционально массе. Светорассеивающие аэрозольные мониторы нельзя использовать для различения типов частиц; однако, если они используются на рабочем месте, где присутствует ограниченное количество пыли, массу можно отнести к конкретному материалу. Мониторы волокнистого аэрозоля используются для измерения концентрации в воздухе частиц, таких как асбест. Волокна выравниваются в колеблющемся электрическом поле и освещаются гелий-неоновым лазером; результирующие импульсы света обнаруживаются фотоумножителем. Фотометры с ослаблением света измеряют ослабление света частицами; отношение падающего света к измеренному свету пропорционально концентрации.
Аналитические методы
Существует множество доступных методов анализа лабораторных проб на наличие загрязнителей. Некоторые из наиболее часто используемых методов количественного определения газов и паров в воздухе включают газовую хроматографию, масс-спектрометрию, атомно-абсорбционную, инфракрасную и УФ-спектроскопию и полярографию.
Газовая хроматография — это метод, используемый для разделения и концентрирования химических веществ в смесях для последующего количественного анализа. Система состоит из трех основных компонентов: система ввода пробы, колонка и детектор. Жидкий или газообразный образец вводят с помощью шприца в поток воздуха, который переносит образец через колонку, в которой происходит разделение компонентов. Колонка заполнена материалами, которые по-разному взаимодействуют с различными химическими веществами и замедляют движение химических веществ. Дифференциальное взаимодействие заставляет каждое химическое вещество проходить через колонку с разной скоростью. После разделения химические вещества попадают непосредственно в детектор, такой как пламенно-ионизационный детектор (ПИД), фотоионизационный детектор (ФИД) или детектор электронного захвата (ЭЗД); на самописце регистрируется сигнал, пропорциональный концентрации. ПИД используется практически для всех органических соединений, включая ароматические соединения, углеводороды с прямой цепью, кетоны и некоторые хлорированные углеводороды. Концентрация измеряется увеличением количества ионов, образующихся при сгорании летучего углеводорода в водородном пламени. ФИД используется для органических и некоторых неорганических веществ; он особенно полезен для ароматических соединений, таких как бензол, и может обнаруживать алифатические, ароматические и галогенированные углеводороды. Концентрация измеряется увеличением количества ионов, образующихся при бомбардировке образца ультрафиолетовым излучением. ECD в основном используется для галогенсодержащих химических веществ; он дает минимальную реакцию на углеводороды, спирты и кетоны. Концентрация измеряется по протеканию тока между двумя электродами, вызванному ионизацией газа радиоактивностью.
Масс-спектрофотометр используется для анализа сложных смесей химических веществ, присутствующих в следовых количествах. Его часто сочетают с газовым хроматографом для разделения и количественного определения различных загрязняющих веществ.
Атомно-абсорбционная спектроскопия в основном используется для количественного определения металлов, таких как ртуть. Атомное поглощение — это поглощение света определенной длины волны свободным атомом в основном состоянии; количество поглощенного света связано с концентрацией. Этот метод является высокоспецифичным, чувствительным и быстрым и применим непосредственно примерно к 68 элементам. Пределы обнаружения находятся в диапазоне от субмиллионных до низких частей на миллион.
Инфракрасный анализ является мощным, чувствительным, специфичным и универсальным методом. Он использует поглощение инфракрасной энергии для измерения многих неорганических и органических химических веществ; количество поглощенного света пропорционально концентрации. Спектр поглощения соединения предоставляет информацию, позволяющую идентифицировать и количественно определить его.
УФ-абсорбционная спектроскопия используется для анализа ароматических углеводородов, когда известно, что интерференция низка. Величина поглощения УФ-света прямо пропорциональна концентрации.
Полярографические методы основаны на электролизе раствора пробы с использованием легко поляризующегося электрода и неполяризующегося электрода. Они используются для качественного и количественного анализа альдегидов, хлорированных углеводородов и металлов.