一种有机溶剂作业类比接触评估方法

技术领域

本发明涉及有机溶剂作业类比领域，具体为一种有机溶剂作业类比接触评估方法。

背景技术

职业接触水平是指从事职业活动的劳动者，在特定时间段接触某种或多种职业病危害因素的浓度或强度。有机溶剂是能溶解一些不溶于水的物质(如油脂、蜡、树脂、橡胶、染料等)的一类有机化合物。作为一种常见类型的职业病危害因素，由于其本身具有较大的挥发性，多数还具有较强毒性甚至致癌性，因此给从事接触有机溶剂作业的劳动者带来严重的健康威胁。为预防和控制其职业危害，国内外通常采取建立职业接触限值的方法进行风险管理，但是并非所有有机溶剂均制定有职业接触限值和建立检测方法，对于缺乏检测方法或作业岗位不具备检测条件的，就难以通过常规的采样分析方法来确定该岗位有机溶剂的浓度水平和实施准确的风险评估。已有研究提出的定性评估为主的模型，方法的适用性、可靠性和准确性等一直存在广泛争议。因此，建立更为准确的定量评估方法，对于科学实施有机溶剂作业的职业病危害风险评估具有较强的现实意义，为此，我们提出一种有机溶剂作业类比接触评估方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机溶剂作业类比接触评估方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种有机溶剂作业类比接触评估方法，包括如下步骤：

S1、开展作业岗位调查和资料收集，获取作业岗位劳动者作业条件、作业方式、作业时间、接触到的有机溶剂及其挥发物理性(沸点、饱和蒸汽压)等信息；

S2、进行浓度水平已知岗位和未知岗位作业条件、作业特征对比分析，包括作业方式、工作场所温度和湿度及工程防护状况等信息；

S3、已知岗位和未知岗位的劳动者作业方式和工程防护状况相同或相近、工作场所温度、湿度相同的条件下，按照以下公式进行有机溶剂作业浓度水平的定量类推：

①、时间加权平均浓度(C

个体及定点的长时间连续采样下C

式中

C

C

T

M

γ——Ⅰ、Ⅱ两个岗位之间扩散浓度比例系数。

②、短时间接触浓度(C

式中C

C

T

M

γ——Ⅰ、Ⅱ两个岗位之间扩散浓度比例系数。

优选的，两个岗位之间扩散浓度比例系数(γ)基于以下原理和方法：

①、有机溶剂的扩散体积浓度与有机溶剂的挥发物理性(沸点、饱和蒸汽压)等特性相关，因此选择沸点、饱和蒸气压作为评估指标，测定不同沸点和饱和蒸气压条件下的有机溶剂扩散浓度；

②、由于沸点过高不易挥发和沸点较低极易挥发，易导致检测结果不稳定，故选择沸点50℃-150℃的有机溶剂，并排除苯等毒性较大的有机溶剂以减少有机溶剂对实验人员的危害，选择以下4组、每组2种沸点相似的8种有机溶剂试剂进行实验：乙酸异戊酯、苯乙烯、4-甲基-2-戊酮、正丁醇、异丙醇、乙酸乙酯、丙酮、甲基叔丁基醚；

③、对不同沸点、饱和蒸气压的有机溶剂进行实验时，先将两台连接采样管的QT-2型大气采样器，固定在三脚架的上方位置，将活性炭管的后段连接采样泵，前段置于外侧空气中，进行有机溶剂样品采集；之后取有机溶剂分析纯50ml倒入200ml的烧杯中，并将其置于三脚架的下方，使活性炭管的前段与烧杯口径上方距离大概5厘米；最后打开采样器，以100ml/min的流速采集样品，一侧采样器进行短时间采样，每个样品采集15min，每组采集10个样品，每种有机溶剂持续采集三组，另一侧采样器同时进行2.5小时的长时间采样，其数据作为短时间采样数据有效性的依据，另取一活性炭管除不连接采样器采集空气样品外，其余操作同样品，作为样品的空白对照；

④、对样品进行解吸，先在实验室通风橱中将采样后的样品前后段中的活性炭，分别倒入2ml溶剂解吸瓶中，并标记好每个样品序号，后用取液器精准的量取1.0ml的二氧化硫解吸液加入到每个样品解吸瓶中，其中正丁醇每个样品解吸瓶中加入1.0ml配制的2％异丙醇-二硫化碳解吸液，异丙醇每个样品解吸瓶中加入1.0ml配制的1％异丁醇-二硫化碳解吸液，然后立即盖紧瓶盖，解吸30min，在此过程中并不时振摇，摇匀待测定；

⑤、使用气象色谱仪测定样品浓度，先取6支1ml溶剂解吸瓶，用10μl微量注射器量取将乙酸异戊酯5μl到5ml的容量瓶中，然后用二氧化硫解吸液(其中正丁醇用2％异丙醇-二硫化碳解吸液，用异丙醇1％异丁醇-二硫化碳解吸液)将其稀释到5ml，再用取液器将定容后溶液在解吸瓶中用解吸液稀释成0、50、100、200、500、1000的待测物标准系列。

优选的，两个岗位之间扩散浓度比例系数(γ)研究中所述步骤②中，有机溶剂试剂乙酸异戊酯、苯乙烯、4-甲基-2-戊酮、正丁醇、异丙醇、乙酸乙酯、丙酮、甲基叔丁基醚的纯度为大于等于99％，各500ml，溶解剂为二硫化碳(色谱纯)。

优选的，两个岗位之间扩散浓度比例系数(γ)研究所述步骤③中，苯乙烯、4-甲基-2-戊酮、正丁醇、异丙醇、乙酸乙酯、丙酮、甲基叔丁基醚，在验证沸点与扩散浓度相关性实验中的采样步骤与上述采样步骤相同。

优选的，两个岗位之间扩散浓度比例系数(γ)研究所述步骤⑤中，每种物质使用微量注射器量取后，需用二硫化碳进行洗针，同时取液器也要进行更换取液头，避免造成污染、色谱图中有杂峰。

优选的，两个岗位之间扩散浓度比例系数(γ)研究所述步骤⑤中，样品测定前，将气相色谱仪打开运行，对每种有机溶剂样品进行测定后，确定了仪器前检测器温度为200℃，后进样口温度为250℃；载气(氮气)柱流量9.3ml/min，分流比20：1；氢气：35ml/min，空气：300ml/min，尾吹气(氮气)：25ml/min，不同沸点的有机溶剂进气时设置不同柱箱温度。

优选的，两个岗位之间扩散浓度比例系数(γ)研究所述步骤⑤中，每测定一种有机溶剂样品之前，根据上述条件将气相色谱条件调整到最佳状态，进样1μl，测定标准系列，每个浓度重复测定3次，以测得的峰面积均值对应不同的有机溶剂浓度计算回归方程。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过有机溶剂分子量、沸点、饱和蒸气压、劳动者作业时间等评估指标，利用已知岗位有机溶剂的浓度水平类比推论未知岗位有机溶剂的浓度水平，即通过已知岗位有机溶剂的浓度水平，结合两个岗位的作业特征、有机溶剂的理化特性，来类推和定量评估另一岗位未知的劳动者有机溶剂职业接触水平，从而为实施有机溶剂作业的职业健康风险管理提供技术支持。

附图说明

图1为本发明相关实验有机溶剂碳管解吸效率表；

图2为本发明相关实验不同沸点有机溶剂的样品扩散体积浓度平均值表；

图3为本发明相关实验沸点、饱和蒸气压与扩散体积浓度之间的关系曲线图；

图4为本发明相关实验沸点、饱和蒸气压与扩散体积浓度函数拟合程度表。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案：一种有机溶剂作业类比接触评估方法，包括如下步骤：

S1、开展作业岗位调查和资料收集，获取作业岗位劳动者作业条件、作业方式、作业时间、接触到的有机溶剂及其挥发物理性(沸点、饱和蒸汽压)等信息；

S2、进行浓度水平已知岗位和未知岗位作业条件、作业特征对比分析，包括作业方式、工作场所温度和湿度及工程防护状况等信息；

S3、已知岗位和未知岗位的劳动者作业方式和工程防护状况相同或相近、工作场所温度、湿度相同的条件下，按照以下公式进行有机溶剂作业浓度水平的定量类推：

①、时间加权平均浓度(C

个体及定点的长时间连续采样下C

式中

C

C

T

M

γ——Ⅰ、Ⅱ两个岗位之间扩散浓度比例系数。

②、短时间接触浓度(C

式中C

C

T

M

γ——Ⅰ、Ⅱ两个岗位之间扩散浓度比例系数。

具体的，两个岗位之间扩散浓度比例系数(γ)基于以下原理和方法：

①、有机溶剂的扩散体积浓度与有机溶剂的挥发物理性(沸点、饱和蒸汽压)等特性相关，因此选择沸点、饱和蒸气压作为评估指标，测定不同沸点和饱和蒸气压条件下的有机溶剂扩散浓度；

②、由于沸点过高不易挥发和沸点较低极易挥发，易导致检测结果不稳定，故选择沸点50℃-150℃的有机溶剂，并排除苯等毒性较大的有机溶剂以减少有机溶剂对实验人员的危害，选择以下4组、每组2种沸点相似的8种有机溶剂试剂进行实验：乙酸异戊酯、苯乙烯、4-甲基-2-戊酮、正丁醇、异丙醇、乙酸乙酯、丙酮、甲基叔丁基醚；

③、对不同沸点、饱和蒸气压的有机溶剂进行实验时，先将两台连接采样管的QT-2型大气采样器，固定在三脚架的上方位置，将活性炭管的后段连接采样泵，前段置于外侧空气中，进行有机溶剂样品采集；之后取有机溶剂分析纯50ml倒入200ml的烧杯中，并将其置于三脚架的下方，使活性炭管的前段与烧杯口径上方距离大概5厘米；最后打开采样器，以100ml/min的流速采集样品，一侧采样器进行短时间采样，每个样品采集15min，每组采集10个样品，每种有机溶剂持续采集三组，另一侧采样器同时进行2.5小时的长时间采样，其数据作为短时间采样数据有效性的依据，另取一活性炭管除不连接采样器采集空气样品外，其余操作同样品，作为样品的空白对照；

④、对样品进行解吸，先在实验室通风橱中将采样后的样品前后段中的活性炭，分别倒入2ml溶剂解吸瓶中，并标记好每个样品序号，后用取液器精准的量取1.0ml的二氧化硫解吸液加入到每个样品解吸瓶中，其中正丁醇每个样品解吸瓶中加入1.0ml配制的2％异丙醇-二硫化碳解吸液，异丙醇每个样品解吸瓶中加入1.0ml配制的1％异丁醇-二硫化碳解吸液，然后立即盖紧瓶盖，解吸30min，在此过程中并不时振摇，摇匀待测定；

⑤、使用气象色谱仪测定样品浓度，先取6支1ml溶剂解吸瓶，用10μl微量注射器量取将乙酸异戊酯5μl到5ml的容量瓶中，然后用二氧化硫解吸液(其中正丁醇用2％异丙醇-二硫化碳解吸液，用异丙醇1％异丁醇-二硫化碳解吸液)将其稀释到5ml，再用取液器将定容后溶液在解吸瓶中用解吸液稀释成0、50、100、200、500、1000的待测物标准系列。

具体的，两个岗位之间扩散浓度比例系数(γ)研究中步骤②中，有机溶剂试剂乙酸异戊酯、苯乙烯、4-甲基-2-戊酮、正丁醇、异丙醇、乙酸乙酯、丙酮、甲基叔丁基醚的纯度为大于等于99％，各500ml，溶解剂为二硫化碳(色谱纯)。

具体的，两个岗位之间扩散浓度比例系数(γ)研究步骤③中，苯乙烯、4-甲基-2-戊酮、正丁醇、异丙醇、乙酸乙酯、丙酮、甲基叔丁基醚，在验证沸点与扩散浓度相关性实验中的采样步骤与上述采样步骤相同。

具体的，两个岗位之间扩散浓度比例系数(γ)研究步骤⑤中，每种物质使用微量注射器量取后，需用二硫化碳进行洗针，同时取液器也要进行更换取液头，避免造成污染、色谱图中有杂峰。

具体的，两个岗位之间扩散浓度比例系数(γ)研究步骤⑤中，样品测定前，将气相色谱仪打开运行，对每种有机溶剂样品进行测定后，确定了仪器前检测器温度为200℃，后进样口温度为250℃；载气(氮气)柱流量9.3ml/min，分流比20：1；氢气：35ml/min，空气：300ml/min，尾吹气(氮气)：25ml/min，不同沸点的有机溶剂进气时设置不同柱箱温度。

具体的，两个岗位之间扩散浓度比例系数(γ)研究步骤⑤中，每测定一种有机溶剂样品之前，根据上述条件将气相色谱条件调整到最佳状态，进样1μl，测定标准系列，每个浓度重复测定3次，以测得的峰面积均值对应不同的有机溶剂浓度计算回归方程。

本发明中，对样品扩散体积浓度计算：用测定标准系列的条件检测样品解吸液和空白样品解吸液，样品中质量浓度以测得的样品峰面积扣除空白样品峰面积后由回归方程计算，方程为

式中：C

V

V——解吸液的体积，ml；

D——解吸效率，％。

由于厂家不同，批次不同，不同活性炭管解吸效率每次都不一致，所以在计算时要测定碳管的解吸效率，取144支活性炭管，每种有机溶剂分成3组，每组6支，加入2、4、6号浓度标准溶液各1.0uL作为低、中、高水平浓度标准液，在室温密闭的环境中过夜，各加入1.0mL解吸液，解吸30min，测定每组碳管的待测含量，从而进行碳管解析效率的计算。

对扩散到空气中的有害气体，常用体积浓度和质量-体积浓度来表示其在空气中的含量。体积浓度是用每立方米大气中含有害物的体积数来表示(如cm

体积浓度与质量浓度之间的关系见式

式中C——扩散到空气中有机溶剂的质量浓度，mg/m

X——扩散到空气中有机溶剂的体积浓度，10

M——有机溶剂的摩尔质量；

22.4——在0℃和101.3kPa时，摩尔气体的体积。

由气相色谱仪测定出每个有机溶剂样品的峰面积，由峰面积结合各种有机溶剂的方程，结合式(1)和式(2)计算出每个样品对应的扩散体积浓度值(附图2)。

本发明中，对沸点、饱和蒸气压与有机溶剂扩散体积浓度关系值的计算：

根据前述实验研究结果(附图2)，使用Origin软件对沸点、饱和蒸气压与扩散体积浓度之间的关系进行拟合研究，在拟合过程中选用y＝a+b×x

式中x

x

本发明中，由已知岗位推算未知岗位有机溶剂职业接触水平的计算：根据式

①C

个体及定点的长时间连续采样下C

式中

C

C

T

M

γ——Ⅰ、Ⅱ两个岗位之间扩散浓度比例系数。

②C

式中C

C

T

M

γ——Ⅰ、Ⅱ两个岗位之间扩散浓度比例系数。

具体的，本发明类推评估模型适用于沸点在50℃-150℃之间的有机溶剂作业职业接触水平的类比接触评估。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。