كنترل و كاهش مواجهه با گردوغبار سيليس در كارگاهها و كارخانجات داراي پتانسيل آلايندگي

كنترل و كاهش مواجهه با گردوغبار سيليس در كارگاهها و كارخانجات داراي پتانسيل آلايندگي

بیان مسئله

سيليس نام كلي از مواد معدني با تركيب شيميايي سيليسيوم و اكسيژن بوده كه بصورت اكسيد سيليسوم شصت در صد از لايه خاک را تشکيل می دهد و به دو شکل سيليس غير کريستالی[1]، سيليس كريستالي[2] با خصوصياتي از قبيل بدون بو، بدون رنگ، غير قابل تركيب( البته كوارتز اندكي در مايعات بدن بشكل اسيد سيليسيك حل مي شود و از طريق ادرار دفع مي گردد) مي باشد(1).

ساختار مولکولی سيليس آمورفوز بصورت غير منظم است ولی سيليس پلي مورف دارای ساختار مولکولی منظم و دارای استحکام مولکولی بيشتری است. سيليس كريستالي در قياس با سيليس آمورف داراي سميت بيشتري است و توان بيشتري را در ايجاد بيماري سيليكوزيس دارند.. در طبيعت شكل كوارتز الفا فراوانتر از بقيه ديده مي شود و بدليل فراواني آن در طبيعت، اصطلاح كوارتز اغلب بنام سيليس كريستالی بيان مي شود.

سيليس هاي كريستالي پلي مورف مي تواند طي فرايند هاي صنعتي تحت حرارت زياد از قبيل تكليس خاك دياتومه، ساختن سراميك، تامين ماسه ريخته گري،پروسه هاي ريخته گري، توليد كاربيد كلسيم توليد شوند. سیلیس هاي کریستال بطور طبیعی در بسیاری از مواد از قبیل گرانیت، فلد سپا و همچنین بعنوان یک ترکیب اصلی ازشن و ماسه موجود در زمین يافت مي شوند.

كارگران شاغل زيادي در صنايع از قبيل کار در تونل – معدن – تامين ماسه ريخته گري - ریخته گری مواد- سنگ کاری ساختمان- عمليات خاكي- تولید پلاستيك -صنايع شیشه گری – سند بلاست با ماسه پرانی- فعاليتهاي ساختمانی- معادن شن و ماسه- سفال گري- عمليات ساختماني- حفاري- كشاورزي-چكش كاري-سراميك و آجر سازي، برش كاري سنگ، توليد سیمان پورتلند، بتون ريزي، ساخت صابون، دترجنتها و... با سيليس کریستالی از طريق هواي تنفسي مواجهه دارند(2).

استنشاق گرد وغبار سيليس در يك دوره زماني و با غلظتهاي كافي مي تواند سبب شكل گرفتن آسيب بافتي گشتــه كه شكل ويژه آن در ريه بصورت نودولهاي اليافي بصورت مجزا يا مجتمع ديده مي شود. بيماري سيليكوزيس به سه نوع : حاد ؛ تحت حاد ومزمن دسته بندي شده و ميزان بروز آن به طول مدت تماس، غلظت گرد و غبار سيليس كريستالي، سايز ذرات و خصوصيات فردي بستگي دارد و ضمناً مواجهه با ذرات سيليس كريستالي قابل تنفس مي تواند سبب افزايش بروز بيماري توبركلوزيس (سل) شود.

در كشور امريكا بيش از 7/1 ميليون كارگر درصنايع با سيليس کریستالی تنفسي تماس دارند و هر سال بيش از 250 نفر از ميان كارگران ياد شده بدليل ابتلا به بيماري سيليكوزيس فوت مي نمايند.

در ايران آمار دقیقی از تعداد كارگران در مواجهه با سيليس كريستالي تنفسي، موجود نمي باشد ولي موارد بيماري نادر سيليكوزيس حاد در استانهاي غربــي كشور گزارش گرديده است كه نشان از مواجهه زياد كارگران با سيليس و وضعيت نامطلوب شرايط كار كارگران دارد.

مطالعات محدود انجام شده توسط وزارت بهداشت مرکز سلامت محیط و کار(در ملایر و قم) نشان میدهد بیش از 12 در صد کارگران در معرض در سنگ کوبیها در مراحل پیشرفته بیماری سیلیکوزیس بوده اند. تحقيقات بعمل آمده در صنعت شيشه‌سازي حاكي از بالا بودن مقدار ميانگين غلظت گردو غبار سيليس آزاد قابل استنشاق در قياس با معيار هاي [3]ACGIH و افزايش شيوع علائم اختلالات ريوي (سرفه، خروج خلط، رنگ خلط، احساس فشردگي در سينه، تنگي نفس و...) و در مواردي بيماري سيليكوز يس در كارگران تماس يافته مشاهده شده است.

هدف کلي:

v كنترل و كاهش مواجهه با گردوغبار سيليس در كارگاهها و كارخانجات داراي پتانسيل آلايندگي

اهداف اختصاصی:

v 100 در صد کارگاههای داراي گردوغبار سيليس تا پايان سال 1389 شناسايي و آمارهای مربوطه تهیه گردد.

v 40 درصد از كارگاهها و كارخانجات داراي پتانسيل آلايندگي سيليس تا پايان سال 1390 كنترل گردد

v 60 درصد از كارگاهها و كارخانجات داراي عامل آلاينده سيليس تا پايان سال 1391 كنترل شود.

v 100 درصد از كارگاهها و كارخانجات داراي عامل آلاينده سيليس تا پايان سال1392 كنترل شود

v 100درصد كارشناسان مسئول بهداشت حرفه اي دانشگاه / دانشكده هاي كشورآموزش هاي لازم را در ارتباط با اصول كلي كنترل آلاينده سيليس و اندازه گيري آن تا پايان سال 1389 دريافت نموده باشند.

v 100درصد كارفرمايان كارگاه هاي داراي آلاينده سيليس تا سه ماهه اول سال 1390 با خطرات آن آشنا و برنامه هاي كنترلي را اعلام وآغاز نمايند.

استراتژي ها :

· آموزش کارشناسان مسئول بهداشت حرفه ای در رابطه با سیلیکوزیس( جهت انتقال آموزش به کارشناسان، کارفرمایان و کارگران شاغل در کارگاههای دارای عامل زیان آور سیلیس

· اعلام برنامه عملياتي كنترل و كاهش مواجهه با گرد و غبار سيليس در كارگاهها و كارخانجات توسط كارشناسان مسئول بهداشت حرفه اي دانشگاه و دانشكده

· آموزش کارشناسان آزمایشگاه شاغل در معاونت هاي بهداشتي رابطه با نمونه برداری و آنالیز سیلیس

· اطلاع رساني درمورد جایگزینی سیلیس با مواد کم خطرتر

· ارائه روش های مناسب كاهش مواجهه با سیلیس درشرایط فعلی تا پايان فرايند كنترل

· تهیه و تدوین آئین نامه اجرایی کنترل سیلیس از کارگاهها و کارخانجات

فعالیتها:

· تشکیل کمیته تخصصي

· جمع آوری اطلاعات مرتبط با كارگاهها و كارخانجات داراي گردو غبار سيليس و تهیه بانک اطلاعاتی

· برگزاری کارگاه آموزشی كشوري کارشناسان مسئول بهداشت حرفه اي

· تعیین اولویتهای برنامه

· تهیه فرمهای گزارش دهی

· طراحي فرم ثبت اطلاعات

· تدوین آیین نامه و دستورالعمل اجرایی

· تهیه و تدوین مجموعه هاي آموزشی كنترل سیلیس در محیط کار

· برگزاری کارگاه آموزشی با موضوع روشهای اندازه گیری سیلیس در محیط کار برای کارشناسان آزمایشگاه های بهداشت حرفه ای

· تهیه فرمهای بازدید کارگاهی-ثبت و گزارش دهی

· ارزيابي و ارزشيابي برنامه به صورت 6 ماهه

شاخص ها :

· ميزان کاهش تراكم گردوغبار سيليس در کارگاههای شناسايي شده در مقايسه با حدود مجاز شغلي

· درصد كنترل گرد وغبار سيليس در كارگاهها و كارخانجات داراي عامل زيان آور سيليس

· درصد کارگران آموزش ديده در زمینه آشنايي با مخاطرات گردوغبار سيليس

· درصد تهیه مجموعه های آموزشی لازم برای گروههای هدف

جدول گانت برنامه عملیاتی (کنترل و کاهش مواجهه با گرد و غبار سیلیس سال های1389 و 1390)

ماه های سال

فعالیت ها

فروردین

اردیبهشت

خرداد

تیر

مرداد

شهریور

مهر

آبان

آذر

دی

بهمن

اسفند

فعالیت های 1389

سال 1389

تشکیل کمیته

جمع آوری اطلاعات

برگزاری کارگاه آموزشی

کارشناسان مسئول

تهیه بسته آموزشی

تعیین اولویتهای برنامه

تهیه فرمهای گزارش دهی

فعالیت های 1390

سال 1390

طراحي فرم ثبت اطلاعات

تهیه بانک اطلاعاتی سیلیس در کشور

تدوین آیین نامه و دستورالعمل اجرایی

(ادامه) ماه های سال

1390

(ادامه)

فعالیت های 1390

فروردین

اردیبهشت

خرداد

تیر

مرداد

شهریور

مهر

آبان

آذر

دی

بهمن

اسفند

اجراي برنامه هاي كنترلي

برنامه کنترل و کاهش سیلیس آزاد در محیط کار

سیلیس در طبیعت به صورت بلورین ( کوارتز ، کریستوبالیت و تریدیمیت ) نهان بلوری(chaledong) موجود می باشد. سیلیس یکی از بی واکنش ترین و حل نشدنی ترین مواد شیمیایی در طبیعت است و معمولاً بی رنگ و سفید می باشد.

سیلیس جزء اصلی شیشه های معمولی بوده در کارخانجات شیشه سازی کاربرد دارد در صنایع پتروشیمی ، در کارخانجات مختلف جهت سند بلاستیک( sand blasting) در تصفیه آب ، سیلیس در ریخته گری ، سفالگری، چینی سازی و غیره نیز کاربرد دارد. سیلیس یکی از مواد اولیه اصلی در صنایع کشور محسوب می گردد و اهمیت بسزایی در چرخه اقتصادی کشور دارد.

انتشار سیلیس در فرایند سیلیس کوبی

1- در کارگاههای سیلیس کوبی، سیلیس اولیه بصورت سنگ های بزرگ است در مرحله اول سنگهای بزرگ بوسیله کارگر با پتک شکسته می شود. و بعد به کارگاه حمل می گردد.

2- سنگ در داخل دستگاهی بنام فکی بصورت اجزای قلوه ای و کلوخه ای درآمده و به دستگاه دوم بنام کوبید حمل می گردد.

3- در دستگاه کوبید سنگها کوچک به ذرات بسیار کوچکی که در حد چند سانتیمتر یا چند میکرون کوبیده شده و جهت دانه بندی به دستگاههای سرند انتقال می یابد و در سرند 1 و 2 عمل دانه بندی انجام می گیرد.

چه نوع از ذرات سیلیس خطرناک است

در میان ترکیبات سیلیس ترکیب سیلیس آزاد SiO2)) خطرناک است سیلیس آزاد سیلیسی است که با هیچ عنصر ساده یا مرکب دیگری ترکیب نشده باشد استفاده از کلمه آزاد برای مشخص نمودن از لفظ مرکب است کوارتز، کریستوبالیت انواع سیلیس آزاد هستند بعنوان مثال سیلیس موجود در میکا و سیلیس های که با عناصر دیگر ترکیب شده اند مرکب هستند و خطر آنان اندک است.

مشاغل مواجهه با سیلیس

مشاغل با مواجهه بالا و ریسک خطرناک با امکان کنترل سیلیس به طرق مهندسی
مشاغل با مواجهه بالا و ریسک خطرناک با کنترل سیلیس به شیوه های فردی
مشاغل با مواجهه اندک و کنترل سیلیس به طرق اصول بهداشت اولیه، آموزش بهداشت و استفاده از وسایل حفاظت فردی

مشاغل با مواجهه بالا و ریسک خطرناک با امکان کنترل سیلیس به طرق مهندسی

· سیلیس کوبی و دانه بندی سیلیس

· شیشه سازی

· سندبلستینگ

· ظروف چینی

· ریخته گری

· موزائیک سازی و کاشی سازی

· معادن روبسته با سیلیس بیش از 10 درصد

· سیمان پورتلند بیش از 3 درصد و مواجهه بالا

مشاغل با مواجهه بالا و ریسک خطرناک با کنترل سیلیس با اصول اولیه بهداشت

· معادن رو باز سیلیس

· جابجایی سیلیس همراه با انتشار گرد و غبار

· راه سازی (شرایط تونل سازی با توجه به نوع خاک)

· معادن رو باز با مواجهه بالا

مشاغل با مواجهه اندک و کنترل سیلیس به طرق اصول بهداشت اولیه ، اموزش بهداشت و استفاده از وسایل حفاظت فردی

· کارخانجات سنگ بری به شیوه تر

· سفال گری و کوزه گری

· چینی سازی بهداشتی

· مصالح فروشی

· کارگران ساختمانی

· بلوک زنی

· ساب زنی به شیوه تر

اهداف وزارت بهداشت و درمان

· کنترل مواجهه در مشاغل با ریسک بالا در سال 1390و 91

· آموزش جهت مواجهه اصول اولیه بهداشتی در مشاغل با ریسک پایین از سال 90 تا 92

مراحل انجام کار

· شناسایی و آمار گیری تا پایان سال 1389

· اعلام به شرکتها و کارخانجات جهت کنترل تا پایان سال 89

· شروع پروتکل عملیاتی در کارگاهها در سال 1390

· گزارش پیشرفت کار در دوره های 6 ماهه

کنترل در مشاغل ریسک بالا داخل کارگاه ( وظایف کارفرمایان و مدیران)

· تهویه موضعی صنعتی

· تغییر در ماشین آلات و دستگاهها

مثال

· تغییر در ماشین فکی

· ایزوله نوار نقاله

· نشت گیری دستگاهها

کنترل در داخل و خارج کارگاه جزو وظایف صاحبان کار است

وظایف بازرسان بهداشت حرفه ای

· ارزیابی سیستم تهویه بعد از کنترل با بررسی مواجهه فردی

· بررسی مواجهه فردی با نمونه برداری

· ارزیابی در زمان نگهداری

فرایند نمونه برداری تا محاسبات

نمونه برداري
عمليات اوليه بر روي نمونه
عمليات اوليه آزمايشگاهي بر روي نمونه
تجزيه شيميايي آزمايشگاه
عمليات بر روي اطلاعات
انتقال نتايج

اهداف نمونه برداری

· انجام بررسي‌‌هاي تحقيقاتي

· ب) اندازه گيري و تعيين ميزان تماس كارگران با آلوده كننده‌‌هاي مختلف هوا اعم از فيزيكي، شيميايي و بيولوژيكي

· ج) بررسي و تعيين ميزان مؤثربودن روشهاي مختلف كنترل آلاينده‌‌هاي شيميايي درمحيط كار

· د) بررسي كمي و كيفي وسايل آزمايشگاهي نمونه‌‌گير

· ه) ارزشيابي دستگاههاي مورد استفاده در داخل كارخانه

· و) بررسي و رسيدگي به شكايات وارده از طرف كارگران

· ز) حسن اجراي قوانين بهداشتي در صنايع مختلف

· ح) تشخيص شرايط نامطلوب و غيرايمن و شناسايي منابع توليد آلودگي

· ط) تهيه اطلاعاتي در زمينه توزيع زماني تراكم آلاينده درحين فرايندهاي صنعتي

محل نمونه برداری

1- منطقه تنفسي كارگر: نمونه‌‌برداري از منطقه تنفسي پراهميت‌‌ترين روش نمونه‌‌برداري بوده چون آلاينده نمونه‌‌برداري شده در مجاورت منطقه تنفسي كارگر است.

2- نزديكترين نقطه به منبع توليد آلودگي: اين نمونه‌‌برداري جهت تعيين مقدار انتشار آلاينده درهواي محيط كار و همچنين جهت بررسي كيفيت دستگاه هاي كنترل آلودگي در داخل كارخانه مورد استفاده مي‌‌باشد.

3- نمونه‌‌برداري از هواي عمومي كارگاه

برنامه ریزی جهت نمونه برداری و تجزیه

الف)شروع كار

ب)تعيين محل نمونه‌‌برداري

ج) تعيين تعداد نمونه

د) نمونه‌‌برداري

ه) روش حمل نمونه

و) مدت زمان نگهداري نمونه

ز) روش آماده‌‌سازي نمونه جهت تجزيه

ح) تجزيه

ط)محاسبات

ي) مقايسه غلظت بدست آمده با مقادير پيش بيني شده

خطای ناشی از نمونه برداری و حمل نمونه

عواملي همچون عدم دقت در نمونه برداري، عدم تنظيم دبي در پمپ نمونه برداري در محيط كاري يا محيط بيرون، اشكال در وسيله نمونه بردار، عدم ثبات نمونه در طي نمونه برداري، خروج آلاينده از نمونه گير به دليل اشباع شدن، حمل نمونه در ظروف غير مجاز، تغيير در نمونه در طي حمل و غيره مي تواند باعث ايجاد خطا در نتيجه شده و مقادير اندازه گيري شده با مقدار واقعي متفاوت خواهد بود.

روشهای بررسی مواجهه فردی

اندازه گیری وزنی از ذرات استنشاقی و توجه به درصد سیلیس

اندازه گیری و نمونه برداری و تجزیه به روش XRD

نمونه برداری و تجزیه به روش اسپکتروفتومتر

اندازه گیری وزنی ذرات قابل استنشاق با توجه به درصد سیلیس

1- نمونه برداری با سیکلون

2- تعیین اختلاف وزن سیلیس

3- ضرب اختلاف وزن در درصد سیلیس آزاد

3- محاسبات نهایی

درصد سیلیس :

سیلیس کوبی و دانه بندی سیلیس

سیلیس درجه یک 99 درصد
سیلیس درجه دو 85 تا 95 درصد

شیشه سازی

درجه یک 99 درصد
درجه دو 85 درصد به بالا

سندبلستینگ 85 تا 90 درصد

ظروف چینی 85 درصد

ریخته گری 85 درصد

موزائیک سازی و کاشی سازی 10 تا 30 درصد

معادن روبسته با سیلیس بیش از 10 درصد

سیمان پورتلند حدود 3 درصد

روش کالیبراسیون

· روتامتر

· روش حباب صابون

نمونه برداری از ذرات سیلیس

1- فيلتر PVC (خلل و فرج 5 ميكرون )، قبل از نمونه برداري در دسيكاتور گذاشته و توزين مي گردد.

2 – فيلتر در نگهدارنده گذاشته شده و به يك طرف سيكلون نايلوني 10 ميلي متري وصل شده و از سوي ديگر با لوله هاي انعطاف پذير به پمپ نمونه برداري وصل مي گردد.

3 – نمونه گير (سيكلون نايلوني و فيلتر) به يقه كارگر در مجاورت محدودة تنفس وي وصل شده و عمل نمونه برداري با دبي 7/1 ليتر در دقيقه به منظور تهيه حجم هواي 408 تا 816 ليتر انجام مي گيرد. بايستي در طي نمونه برداري مواظب سيكلون بود تا وارونه نگردد.

در طي عمل نمونه برداري بايستي مواظب بود كه فيلتر بار اضافه به خود نگرفته و بيش از 3 ميلي گرم آلاينده بر روي فيلتر جمع نشود.

4 – پس از پايان نمونه برداري ، فيلتر را از نگهدارنده برداشته آنرا وزن نموده آنگاه آنرا مجدداً در نگهدارنده گذاشته تا عمل آماده سازي جهت تجزيه روي آن انجام گيرد.

هدف از نمونه برداری به منظور مقایسه با حدود مجاز

· مقادير حدتراكم مجاز برحسب ميانگين زمان مواجهه ( TLV-TWA)

-Threshold Limit Value - Time Weighted Average

· مقادیر حد تراکم مجازبر حسب میانگین زمانی TWA

مقاديري از مواد شيميايي كه كارگر مي‌‌تواند بمدت 8 ساعت كار در روز و يا 40 ساعت كار در هفته با آن در تماس بوده و هيچگونه اثرات زيان‌‌آوري در طول تماس مكرر در او ديده نشود.

خطاهای فاحش علمی

1- عدم آزادی کارگر در حین نمونه برداری

2- مقایسه نمونه برداری لحظه ای با TWA

3- مقایسه نمونه برداری محیطی با TWA

4- مقایسه ساعات مواجهه و صرف نظر از ساعات غیر مواجهه در محاسبات نهایی

5- عدم استفاده از نمونه شاهد

6- مقایسه ذرات کل با استاندارد تنفسی

روش ارزشیابی سیستم تهویه

Ò اندازه گیری کل ذرات سیلیس قبل از نصب سیستم تهویه

Ò اندازه گیری کل ذرات بعد از نصب سیستم تهویه

تعیین راندمان

طبقه بندی بر اساس توصیه EPA در خصوص ارزشیابی سیستم تهویه

· كمتر از 70 درصد غير قابل قبول

· 70 تا 90 درصد در حد متوسط

· 90 تا 95 درصد در حد خوب

· 95 تا 99 درصد در حد خيلي خوب

· 99 در صد به بالا عالي

-------------------- = PEL

2 + درصد سیلیس

روش هاي اندازه گيري سيليس آزاد كريستالي

روش نمونه برداري و اندازه گيري كل ذرات جهت بررسي روشهاي كنترلي مواجهه با سيليس آزاد كريستالي

1. پمپ نمونه برداري فردي با دبي 1.7 ليتر در دقيقه همراه با نگهدارنده و فيلتر pvc كاليبره شده و در حين نمونه برداري به آن روتا متر نصب شود.

2. حجم هواي نمونه برداري: 408 تا 816 ليتر

3. پمپ در ارتفاع 1.5 متري در فاصله 2 متري دستگاه انتشار ذرات در داخل كارگاه قرار داده شده و عمليات نمونه برداري انجام گيرد.

4. بايد مراقب بود كه در حين نمونه برداري فيلتر آورلود (OVER LOUDE) نگردد.

5. در نمونه برداري محيطي، زمان نمونه برداري بستگي به به غلظت محيط دارد و از آنجا كه هدف بررسي مواجهه فردي نيست، نمونه برداري به مدت 8 ساعت ضرورت ندارد.

6. قبل و بعد از نمونه برداري فيلتر را به مدت 24 ساعت در دسيكاتور قرار داده و وزن مي كنيم.

7. اختلاف بين وزن فيلتر قبل و بعد از نمونه برداري، وزن نمونه است كه با توجه به فرمولهاي مربوطه مقدار نمونه بر حسب ميلي گرم بر متر مكعب يا PPM به دست مي آيد.

روش نمونه برداري و اندازه گيري مواجهه با ذرات استنشاقي در افراد

1. پمپ نمونه برداري فردي با دبي 1.7 ليتر در دقيقه همراه با نگهدارنده و فيلتر pvc و سيكلون نايلوني كاليبره شده و در حين نمونه برداري به آن روتا متر نصب شود.

2. حجم هواي نمونه برداري:

3. نمونه گير (سيكلون نايلوني و فيلتر)به يقه كارگر در مجاورت محدودة تنفس وي وصل شده و عمل نمونه برداري با دبي 7/1 ليتر در دقيقه به منظور تهيه حجم هواي 408 تا 816 ليتر انجام مي گيرد. بايستي در طي نمونه برداري مواظب سيكلون بود تا وارونه نگردد

4. در نمونه برداري فردي، زمان نمونه به مدت 8 ساعت مي باشد.

5. قبل و بعد از نمونه برداري فيلتر را به مدت 24 ساعت در دسيكاتور قرار داده و وزن مي كنيم.

6. اختلاف بين وزن فيلتر وسيكلون قبل و بعد از نمونه برداري، وزن نمونه است كه با توجه به فرمولهاي مربوطه مقدار نمونه بر حسب ميلي گرم بر متر مكعب يا PPM به دست مي آيد.

روش نمونه برداري و اندازه گيري ذرات سيليس آزاد استنشاقي با توجه به درصد سيليس آزاد در نمونه هاي توده هوا (BULK SAMPLING)

2. حجم هواي نمونه برداري:

4. بايد مراقب بود كه در حين نمونه برداري فيلتر آورلود (OVER LOUDE) نگردد.

5. در نمونه برداري فردي، زمان نمونه به مدت 8 ساعت مي باشد.

6. قبل و بعد از نمونه برداري فيلتر را به مدت 24 ساعت در دسيكاتور قرار داده و وزن مي كنيم.

7. اختلاف بين وزن فيلتر وسيكلون قبل و بعد از نمونه برداري، وزن نمونه است.

8. وزن نمونه بدست آمده را در درصد سيليس آزاد توده مواد كه از قبل بايد داشته باشيم، ضرب نموده و ميزان سيليس آزاد در نمونه به دست مي آيد.

وزن نمونه سيليس كل = وزن فيلتر بعد از نمونه برداري - وزن فيلتر قبل از نمونه برداري

وزن سيليس آزاد = درصد سيليس آزاد توده سيليس X وزن نمونه سيليس آزاد

روش نمونه برداري و اندازه گيري ذرات سيليس آزاد استنشاقي به روش XRD

تركيبات سيليس

الف. كريستوباليت

خواص فيزيكي و شيميايي

فرمول مولكولي SiO2 ، اسامي مترادف: دياستوسيت كلسين، وزن مولكولي 08/60 شكل بلور: چهارگوش يا مكعب، وزن مخصوص 32/2، نقطه ذوب C° 1723 ، نقطه جوش C° 2230 حلاليت: محلول در اسيد هيدروفلوريك.

ب. كوارتز

فرمول مولكولي SiO2 ، اسامي مترادف: دي اسكيد سيلسيوم، پودر سيليس، سيليس بلوري آزاد

شكل بلورها: شش گوش، وزن مخصوص 660/2 – 6535/2 ، نقطه ذوب C° 1610، نقطه جوش C° 2230، حلاليت،: محلول در اسيد هيدروفلوريك تركيبات سيليس كاربرد زياد در توليد محصولات شيشه اي، سفالي، ريخته گري داشته و در صنايع سنگي، معادن توليد شيميايي و غيره در محيط كار پخش مي شوند تعيين تركيبات سيليس به روشهاي مختلف همچون وزني، ميكروسكوپي، اسپكتروفتومتري و روش پراش اشعه X است كه از ميان روشهاي فوق روش پراش X داراي كاربرد بسيار زياد و دقت بالايي مي باشد.

مزايا و معايب روش

1- اين روش مخصوص اندازه گيري كوارتز و كريستوباليت مي باشد.

2- آماده سازي نمونه ساده بوده و تجزيه مي تواند به طور خودكار يا توسط كامپيوتر صورت گيرد و نيز آماده سازي و تجزيه از هم مجزا بوده و نمونه ها را مي توان مجدداً و در زمانهاي بعدي تجزيه نمود.

3- كوارتز و كريستوباليت را مي توان در سه زاويه انكسار مشخص و تعيين مقدار نمود.

4- با كاربدر زاويه انكسار متناوب و نيز استفاده از كامپيوتر، اسيد شويي و تصوير برداري مي توان تداخل را به حداقل رسانيد.

5- اين روش نسبت به روشهاي قبلي از حساسيت و دقت بيشتري برخوردار است.

6- خريد دستگاه XRD گران بوده و نگهداري وسايل به افراد با تجربه بالا نياز دارد.

7- ديگر معايب عبارتند از نياز به خلوص ماده با يك لايه نازك و بعد ذرات پخش شده.

عوامل مداخله كننده

1. كليه تركيباتي كه پيك انكساري آنها نزديك كوارتز يا كريستوباليت است مي توانند در تعيين كيفي ايجاد تداخل نمايند.

2. بعضي از مواد همچون آهن مانعي براي پرتوهاي اشعه X بوده و در بعضي از طول موجها تداخل ايجاد مي كند.

3. چنانچه در پيك تجزيه اي اوليه تداخل رخ دهد نتايج را ميت وان براساس پيكهاي دوم و سوم گزارش نمود. كاهش حساسيت و دقت كه درنتيجه عدم خواندن پيك اوليه بوجود ميآيد را مي توان با افزايش زمان شمارش جبران نمود.

4. عوامل تداخل كننده بوسيله دستگاه آناليز XRD قابل تشخيص است با كمك شستن نمونه با اسيد بسياري از عوامل قابل حذف بوده و اخيراً نيز نرم افزارهايي جهت حذف عوامل مداخله كننده ساخته شده است.

5. اسكن در زاويه وسيع در تشخيص عوامل مداخله كننده و نيز تشخيص كوارتز و كريستوليت كمك مي نمايد. عمليات اسكن مي تواند حتي در يك حد خطي خاص انجام گرفته تا خطوط ديگر ناخواسته كه مورد نظر نيستند حذف گردند.

وسايل مورد نياز جهت نمونه برداري و تجزيه

1) پمپ نمونه برداري فردي با دبي 7/1 ليتر در دقيقه

2) سيكلون نايليوني 10 ميلي متري

3) پيستون بدون اصطكاك همراه با كرونومتر جهت كاليبراسيون پمپ

4) لوله هاي رابط قابل انعطاف

5) هلدر فيلتر با قطر 37 ميلي متر

6) فيلتر پلي وينيل كلرايد 37 ميلي متري با خلل و فرج 5 ميكرون جهت نمونه برداري

7) پمپ نمونه برداري محيطي با حجم بالا

8) ترازوي الكتريكي

9) دسيكاتور

10) دستگاه پراكنش اشعه X مجهز به دستگاه مولد اشعه X ، ديفراكتومتر اتوماتيكي، لوله پرتو X ، نمايانگر شمارنده، تجزيه كننده ارتفاع پالس، مونوكرونومتر گرافيت، سيستم خنك كننده، سيستم چرخشي لوله اشعه X

11) سيستم كامپيوتر سخت افزار و نرم افزار جهت نمايش اطلاعات

12) قيف بوخنز همراه با فيلتر

13) لوله سانتريفيوژ

14) اجاق هات پليت

15) دستكش لاستيكي مقاوم در برابر THF

16) فيلتر غشايي نقره اي با قطر mm25 و خلل و فرج 45/0 ميكرون

17) گيره

18) سيستم نيتروژن مايع جهت معلق نمودن ذرات در نمونه جمع آوري شده

19) پمپ خلاء

20) ظروف شيشه اي شامل بر قيف سيلندر مدرج، بالن ژوژه، پي پت، بشر

21) حمام اولتراسونيك

22) فريزر

23) هات پليت مغناطيسي

24) فيلتر پلي وينيل كلرايد با قطر 47 ميلي متر و خلل و فرج 6/0 ميكرون و 5/0 ميكرون

موادشيميايي مورد نياز

1- تتراهيدروفوران (THF)

2- پارلديون (پيروكسلين)

3- استات ايزوپنتيل

4- پارلديون در استات ايزوپنتيل 5/1% با حل كردن 5/1 گرم پارلديون در ايزوپنتيل استات در يك بالن ژوژه 100 ميلي ليتري و رساندن آن به حجم تهيه مي گردد.

5- كوارتز قابل استنشاق

6- كريستوليت قابل استنشاق

7- 2- پروپانل

8- درصورت اسيدشويي به محلولهاي اسيد نيتريك 69 تا 71% ، پركلريك اسيد 69 تا 72% ، اسيد فسفريك 85 تا 87% ، اسيد فلوئور بوريك 48 تا 50% آب دي يونيزه و هيدرواكسيد آمونيوم 30% مورد نياز مي باشد.

روش نمونه برداري

1. فيلتر PVC (خلل و فرج 5 ميكرون)، قبل از نمونه برداري در دسيكاتور گذاشته و توزين مي گردد.

2. فيلتر در نگهدارنده گذاشته شده و به يك طرف سيكلون نايلوني 10 ميلي متري وصل شده و از سوي ديگر با لوله هاي انعطاف پذير به پمپ نمونه برداري وصل مي گردد.

4. در طي عمل نمونه برداري بايستي مواظب بود كه فيتلتر بار اضافه به خود نگرفته و بيش از 3 ميلي گرم آلاينده بر روي فيلتر جمع نشود.

5. پس از پايان نمونه برداري، فيلتر را از نگهدارنده برداشته آنرا وزن نموده آنگاه آنرا مجدداً در نگهدارنده گذاشته تا عمل آماده سازي جهت تجزيه روي آن انجام گيرد.

6. يك نمونه بعنوان شاهد انتخاب كرده و كليه عملياتي كه بر روي نمونه اصلي انجام مي گيرد بر روي نمونه شاهد نيز انجام داده بجز آنكه هوا از روي آن عبور داده نمي شود.

تهيه توده نمونه

توده نمونه با يكي از شيوه هاي ذيل تهيه مي گردد.

الف. عبور هوا از فيلتر متصل به پمپ نمونه برداري بزرگ محيطي با حجم بالا

ب. تهيه توده از گرد و غبار

ج . عبور هوا از سيكلون متصل به فيلتر و پمپ نمونه برداري بزرگ جهت توده نمونه قابل استنشاق

موارد ايمني

1) تتراهيدروفوران نقطه اشتغال پايين دارد (C°14 يا F° 60) و به شدت قابل اشتغال است.تتراهيدروفوران را بايستي در زير هود مورد استفاده قرار داد در ضمن اين ماده در مجاورت هوا تبديل به يك پراكسيد قابل انفجار مي شود بنابراين بايستي در ظروف سربسته نگاهداري گردد در كار با تتراهيدروفوران بايد از دستكش هاي لاستيكي، لباس آزمايشگاه و عينك ايمني استفاده نمود.

2) در استفاده از استات ايزوپنتيل، پارلديون و اسيد پركلريك بايستي موارد ايمني را رعايت نمود چنانچه اسيد پركلريك به مواد آلي اضافه گردد توليد آتش يا انفجار مي نمايد.

3) هر چند كه دستگاه پراش اشعه X داراي وسايل پيشگيري در مواجهه با اشعه X هستند اما دستگاه نبايد به وسيله افراد غير مجاز تنظيم و يا مورد استفاده قرار گيرند.

روش تهيه محلولهاي استاندارد

تهيه محلول استاندارد مادر

الف. كوارتز خالص را در دماي °C 110 بمدت 2 ساعت گذاشته تا خشك گردد.

ب . مقادير 10 ، 50 و 200 ميلي گرم از كوارتز خالص را وزن نموده آنگاه به يك بالن ژوژه، يك ليتري منتقلنموده و تا نصف تقريبي بالن 2 پروپانول اضافه مي گردد.

ج . بمدت 10 دقيقه محلول در حمام اولتراسونيك گذاشته مي شود سپس از حمام برداشته تا خنك گردد سپس با محلول 2- پروپانول به حجم رسانده مي شود.

تهيه محلولهاي استاندارد كاربردي

الف. با استفاده از محلولهاي استاندارد مادر، محلولهاي استاندارد كاربردي در حدود متفاوت بشرح ذيل تهيه مي گردد.

محلول استاندارد كاربردي mg بر حسب

مقدار محلول برداشت شده ml بر حسب

محلول استاندارد مادر mg/ml

3000 و 2000 و 1000

500 و 250 و 100

50 و 20 و 10

15 و 10 و

10 و 5 و 2

5 و 2 و 1

200

ب . دستگاه فيلتراسيون را تهيه كرده و آنرا به پمپ خلاء وصل كرده اطراف بشر را مايع نيتروژن قرار داده تا بخارات به سمت پمپ نرود.

ج . فيلتر نقره اي را در قسمت قرينه شيشه اي دستگاه فيلتراسيون قرار داده قيف و بشر با گيره به هم متصل مي گردد.

د . در داخل محلولهاي استاندارد مادر يك همزن گذاشته محلولها را بر روي همزن مغناطيسي گذشته تا يك محلول يكنواخت سوسپانسيون توليد گردد.

ابتدا 2 ميلي ليتر از محلول 2- پروپانول از داخل فيلتر عبور داده و حجم بشر ظرف فيلتراسيون را به 20 ميلي ليتر رسانده سپس حجم محلول برداشت شده از محلول استاندارد از فيلتر عبور داده مي شود.

و . نبايستي بشر ظرف فيلتراسيون را آب كشي نموده چون در لايه نازك روي فيلتر غشايي آشفتگي ايجاد مي گردد.

ز . 2 قطره از محلول 5/1 درصد پارلدين بر روي لام ريخته شده و با استفاده از پنس فيلتر غشايي را برداشته و بر روي لام گذاشته مي شود. لام را به كمك يك هيتر كه بر روي آن صفحه تلفوني گذاشته شده خشك نموده آنگاه در يك صفحه جهت اندازه گيري با دستگاه گذاشته مي شود.

روش آماده سازي نمونه

1- فيلتر را قبل و بعد از نمونه برداري وزن نموده و بعد از تعيين وزن فيلتر در صورتيكه در حدود استاندارد باشد عمل آماده سازي را انجام داده و در غير اينصورت در زمان حل كردن در تتراهيدروفوران، نمونه بايستي رقيق گردد.

2- پد را نيز وزن نموده و در صورت بالا بودن وزن پد نسبت به قبل از نمونه برداري احتمال خروج نمونه از فيلتر وجود داشته كه در اينصورت بايستي عمل نمونه برداري مجدداً انجام پذيرد.

3- فيلتر را از داخل نگهدارنده برداشته و به يك لوله سانتريفيوژ 40 ميلي ليتر انتقال داده آنگاه 10 ميلي ليتر تتراهيدروفوران به آن اضافه نموده و بمدت 5 دقيقه تكام داده تا مواد روي فيلتر در داخل محلول معلق گردد.

4- دستگاه فيلتراسيون را تهيه نموده در قسمت فريتدگلس فيلتر نقره اي قرار داده آنگاه قيف و بشر را با گيره به هم اتصال داده مي شود.

5- محلول از داخل فيلتر عبور داده تا ذرات بر روي فيلتر نقره اي بماند فيلتر را خشك نموده تا با دستگاه XRD تجزيه گردد.

6- مواد داخل سيكلون كه ذرات غير قابل استنشاق هستند جداگانه در محلول تتراهيدروفوران معلق نموده و از دستگاه فيلتراسيون عبور داده و سپس فيلتر نقره اي را خشك كرده تا مشابه ذرات قابل استنشاق كه بر روي فيلتر جمع آوري شده اند تجزيه گردند.

7- فيلتري را بعنوان شاهد انتخاب نموده و تمام مراحل آماده سازي نمونه اصلي را روي آن انجام داده سعي گردد از يك دستگاه فيلتراسيون جداگانه استفاده شود و مانند نمونه اصلي تجزيه گردد.

تجزیه

1- تهيه منحني كاليبراسيون

2- گذاشتن نمونه هاي مجهول در دستگاه

3- محاسبات

روش تجزيه

1. ژنراتور اشعه X را در ولتاژ KV 40 و آمپراژ mA 40 تنظيم نموده با استفاده از پنس يك نمونه استاندارد را به نگهدارنده نمونه در دستگاه منتقل نموده و نگهدارنده داخل اتاقك گذاشته مي شود.

2. اطلاعات ذيل به دستگاه داده مي شود.

الف. مقادير حد θ2 با توجه به خط تجزيه

ب. حد زاويه θ4 ، جهت اسكن مجدد (0.02)

ج. زمان شمارش زمينه

د. خط كاليبراسيون ثانويه نقره (44.33)

ه. موقعيت فعلي θ2 در دستگاه X-Ray

پارامترهاي تجزيه اي نرمال بشرح ذيل هستند:

كوارتز	محدوده اسكن	راس پيك	محدوده پيك	فضاي D
اوليه	20/27-9/25	66/26	71/36-61/26	341/3
ثانويه	40/21-06/20	88/20	93/20-82/20	251/4
ثلاثه	70/50-40/49	18/50	23/50-13/50	817/1
رابعه	70/60-40/59	00/60	10/60-95/59	541/1

كوارتز	محدوده اسكن	راس پيك	محدوده پيك	فضاي D
اوليه	50/22-20/21	00/22	05/22-95/21	046/4
ثانويه	80/36-50/35	07/36	12/36-02/36	487/2
ثلاثه	06/32-76/30	42/31	47/31-37/31	845/2

3. براي هر نمونه استاندارد و يا اصلي با حداقل 3 خط عملي تجزيه انجام مي گيرد.

4. با توجه به پراش نمونه هاي استاندارد حداقل دو منحني كاليبراسيون تهيه مي گردد يك منحني از 0 تا 200 ميكروگرم منحني ديگر از 200 تا 1 ميلي گرم تهيه مي گردد.

5. در تجزيه نمونه ها موارد ذيل بايستي در نظر گرفته شود:

الف. يك خط كاليبراسيون نقره در زاويه θ2 ، در اسكن 3/44 قبل از تجزيه نمونه هاي اصلي يا استاندارد انجام پذيرد.

ب. نمونه هاي اصلي يا استاندارد در زاويه θ2 با افزايش 02/0 اسكن گردد.

ج. بعد از تجزيه هر 5 نمونه اصلي يا استاندارد يك نمونه شاهد تجزيه گردد.

د. بعد از تجزيه هر نمونه اصلي يا استاندارد موقعيت ديفراكسيون نقره بعنوان رفرانس اوليه تعيين مي گردد. شدت خط نقره بسيار كمتر از استاندارد است.

6. زمان شمارش به ازاي هر 02/0 افزايش، 1 ثانيه مي باشد. بايستي زمان را در دو خط اوليه و ثانويه تغيير داده تا حساسيت بهينه بوجود آيد. زمان شمارش در كوارتز بستگي به مقدار ماده دارد.

محاسبات:

باتوجه به منحني استاندارد و مقادير تعيين شده در هر نمونه اصلي فيلتر يا سيكلون محاسبات مربوط به مقدار غلظت در هوا و حد تماس مواجهه بصورت ذيل انجام مي گيرد.

:c غلظت بر حسب ميلي گرم در متر مكعب (جداگانه جهت فيلتر و سيكلون محاسبه مي گردد)

:m جرم ذرات نمونه گيري شده بر حسب mg (در فيلتر يا سيكلون)

:v حجم هواي نمونه برداري شده بر حسب متر مكعب

وزن هر آلاينده در فيلتر (قابل استنشاق) و يا سيكلون (غير قابل استنشاق) با مقايسه با منحني كاليبراسيون تعيين مي گردد. فاصله حدود تماس كوارتز و كريستوليت از فرمولهاي ذيل محاسبه مي گردند:

:PELA حد تماس مجاز كوارتز

:PELB حد تماس مجاز كريستوباليت

:A درصد كوارتز قابل استنشاق

:B درصد كريستوباليت قابل استنشاق

کاهش مواجهه سیلیس

Assess potential for exposure

Use engineering controls, such as:

Dust Collectors

Environmental cabs and booths

Water Sprays

HEPA Filters and Vacuum (Don’t cleanup with brooms/shovels)

انواع روشهای کنترل سیلیس

1- جمع آوري كننده هاي خشك گريز از مركز (جمع آوري كننده سيكلون)

2- اطاقكهاي ته نشيني

3- جمع آوري كننده های تر

3-1-محفظه يا برج اسپري

3-2- جمع آوري كننده هاي تر گريز از مركز

3-3-رسوب دهنده هاي تر ديناميكي

4- صافيهاي فابريك

5- رسوب دهنده الكتروستاتيك در سیمان

6- وانتوري

[1] Amorphous

[2] Polymorphous

[3] American Conference of Industrial Hygienists

كنترل و كاهش مواجهه با گردوغبار سيليس در كارگاهها و كارخانجات داراي پتانسيل آلايندگي

مطالب مشابه :

شکل شبکه ی کریستالی Bcc

پرسلن دنداني

بدون برق و باطری رادیو بسازید!

آ شناي با تر موستات و طرز كا رآن

انواع سنگ

گام به گام از خواستگاري تا پاتختي-تزيين نقل‌هاي يادبود

كنترل و كاهش مواجهه با گردوغبار سيليس در كارگاهها و كارخانجات داراي پتانسيل آلايندگي

بررسي اجمالي مواد آمورف مورد استفاده در هسته ترانسفورماتور توزيع (مقاله)

پارامتر شبکه در مواد