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游离二氧化硅篇(1):游离二氧化硅的理解、应用及问题
文｜独行天涯
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1什么是游离二氧化硅 1.硅在自然界的存在形式
地球表面地壳中硅占21.2%，二氧化硅(SiO2)在自然界中亦广泛存在，大部分地表岩石中多含有二氧化硅或其他硅酸盐。
2非游离二氧化硅 指硅元素与氧元素以及其他元素结合形成硅酸盐类物质。天然的有云母，人造的包括硅酸盐水泥、玻璃、玻璃纤维等。
3游离二氧化硅及分类（1）定义：游离二氧化硅指岩石或矿物中没有同金属或金属氧化物结合的二氧化硅。
（2）分类：游离二氧化硅按晶体结构分为结晶型、隐晶型和无定型三种。
结晶型游离二氧化硅系指硅与氧原子在空间的连续排列上遵循一定的特征，每种原子之距离相等，有一定的晶体形状。如：石英、鳞石英，存在于石英石、花岗岩或夹杂于其他矿物内的硅石。
隐晶型游离二氧化硅（cryptocrystalline）：如石髓(chalcedony)，在显微镜下可见其石英微小晶粒，以X-射线衍射分析可显示其与石英结晶构造相同。如：石髓、玛瑙、石英玻璃等。
无定型游离二氧化硅则指二氧化硅分子之间并无一定之排列方式，原子间也无固定距离。如：硅藻土、硅胶和蛋白石、石英熔炼产生的二氧化硅蒸汽、沉淀二氧化硅、气相二氧化硅。
图1 二氧化硅关系图（3）致肺纤维化能力
通俗的说就是导致尘肺的能力。结晶型游离二氧化硅>隐晶型游离二氧化硅>不定型游离二氧化硅。
4GBZ 2.1的应用（1）白炭黑、气相二氧化硅
实际工作碰到的白碳黑（沉淀二氧化硅）、气相二氧化硅（包括纳米二氧化硅）中的游离二氧化硅属于无定型，由于无定型致肺纤维化能力弱，故GBZ 2.1制订的白炭黑的限值远没有矽尘严格。气相二氧化硅和沉淀二氧化硅的区别，只是生产工艺方法不同罢了。主要有沉淀法、气相法、解离法。
（2）凝聚二氧化硅
凝聚二氧化硅属于隐晶型游离二氧化硅，GBZ 2.1的限值较白炭黑严格。实际工作碰到石髓、玛瑙、石英玻璃粉尘等都直接按照凝聚二氧化硅的限值进行评估。
5GBZ 2.1的局限性 GBZ 2.1规定了“游离二氧化硅”含量大于10%为矽尘，严格来说这样的表述是有问题的。其实标准中的游离二氧化硅特指结晶型游离二氧化硅（导致肺纤维化能力强，限值也严）。结晶型游离二氧化硅与游离二氧化硅的意义并不完全相同，未来修订GBZ 2.1可以特别注明。题外话，如果能参考英国HSE WEL限值增加一个各类粉尘释义附件就更加，便于基层的码字工们更好的应用标准。
6实际工作的一些常见问题（1）太阳能多晶硅、单晶硅项目碰到硅粉投料产生的粉尘错误的识别为矽尘
其实多晶硅、单晶硅使用到的硅粉是纯度比较高的高单质Si，所以碰到硅粉尘识别为其他粉尘比较合理。
（2）查看玻璃微珠、玻纤、水玻璃等msds，码字和采样的小伙伴错误的把msds里标注的SiO2当成游离二氧化硅
确实许多矿物产品MSDS中常显示含高量SiO2，甚至在50%-70% 以上，但该数值所表示者并不一定为结晶型游离二氧化硅，实际上可能为硅酸盐（二氧化硅为结合态）。所以碰到玻璃粉尘直接识别为其他粉尘比较合理。
图2 玻璃制品MSDS图例
7焦磷酸法的局限性 由于焦磷酸本身无法溶解玻璃、游离二氧化硅（包括不定型和隐晶型），所以假定码字和采样的小伙伴一开始就错误的将玻璃粉尘、气相二氧化硅、石英玻璃粉尘、硅藻土粉尘识别矽尘，然后测定上述粉尘的游离二氧化硅，可能因为方法的盲区，导致游离二氧化硅测定结果远远大于实际含量，误判为矽尘。
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游离二氧化硅篇(2):生产性粉尘的性质与危害
生产性粉尘的性质与危害
一、粉尘的性质
为了有效的控制生产性粉尘的危害，必须掌握粉尘的性质，以便根据卫生的要求，结合产尘源特点和生产工艺，有针对性的采取防尘措施。
1、粉尘的分散度：粉尘是由粒径不同的尘粒组成，粉尘的分散度是指不同粒径的粉尘所占的重量百分比。粉尘中微细颗粒占的百分比大，表示分散度高，粗颗粒占的百分比大，表示分散度低，分散度高的粉尘不易被除尘器捕集。
2、粉尘的密度；指单位体积内粉尘的重量
3、粉尘的粘附性：指粉尘尘粒间相互凝聚的能力，粉尘的粒径越小，粘附性越强。
4、粉尘的荷电性：由于尘粒间的摩擦、碰撞和吸附使粉尘具有荷电性。
5、粉尘的湿润性：粉尘是否容易被水湿润，对除尘器的效能有很大影响
6、粉尘的燃暴性：有些粉尘（如镁粉、炭化钙粉）与水接触后会引起自燃或爆炸，有些粉尘在空气中达到一定浓度时，若存在着能量足够的火源，也会引起爆炸。
二、粉尘的危害
1、对人体的危害：生产过程中，有尘作业工人长时间吸入粉尘，能引起肺部组织纤维化病变，硬化，丧失正常的呼吸功能，导致尘肺病。尘肺病是无法痊愈的职业病。此外，部分粉尘还可以引发其他疾病，如造成刺激性疾病（沥青烟尘、石灰、皮毛引起的皮炎），急性中毒（如铅烟、锰尘等），致癌率增高（如石棉、放射性物质粉尘）。影响粉尘的致病因素：粉尘的沉积量、粉尘的致病性、吸入量。 1）、粉尘在肺泡里的沉积量是发生尘肺病的首要条件，粉尘粒径越小、表面活性越大、所带电荷越多、越容易在肺泡内沉积。 2）、粉尘中的游离二氧化硅（不与其他元素化合物结合在一起的二氧化硅）含量越高，发病时间越短，病变发展越快，危害越大。 3）、粉尘的吸入量，作业场所中粉尘的浓度越高、有尘作业的劳动强度越大、接触粉尘的时间越长，粉尘的吸入量就越多，越容易得尘肺病。
游离二氧化硅篇(3):生产性粉尘作业危害程度分级检测程度
前言
本标准是根据中华人民共和国劳动部要求，为贯彻执行GB5817—86而制订，在内容上与GB5817—86和GB5748—85保持一致。
通过制定本标准，使执行GB5817—86的现场操作具体化、科学化、规范化，并在全国范围内保持统一，以满足现场检测操作和数据对比交流的要求。
本标准在GB5817—86和GB5748—85的基本要求的框架内，提出按接尘动作设置采样点，并按各测点粉尘浓度超标倍数加权平均计算岗位浓度超标倍数，相信这样会更好地反映作业者接尘状况。
本标准的附录A、附录B、附录C都是标准的附录。
本标准由中华人民共和国劳动部提出。
本标准由全国防尘防毒工程标准化技术委员会归口并负责解释。
本标准由湖北省劳动保护科学研究所、襄樊市职业安全卫生检测站、黄石市职业安全卫生检测站负责起草。
本标准主要起草人：朱宝玉、汪召平、郑立海、邓文、程良平。
1 范围
本标准规定了生产性粉尘作业危害程度分级的测定内容及方法。
本标准适用于有生产性粉尘污染的作业危害程度分级测定。
2 引用标准
下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB5817—96 生产性粉尘作业危害程度分级
GB5748—85 作业生产空气中粉尘测定方法
GB934—89 高温作业环境气象条件测定方法
3 术语
接尘动作：在有生产性粉尘的作业中，作业者接触生产性粉尘的各种接尘作业活动（含接尘休息）或同类作业动作。
4 测定内容及方法
4．1 接尘时间肺总通气量的测定
4．1．1 原理：选择工种（岗位）代表性作业者2名以上（含2名），通过记录作业者的实际活动内容和接尘时间，在对接尘动作分类的基础上测定每类动作的肺通气量，通过计算求出该工种（岗位）一个工作日接尘时间肺总通气量L/（d·人）。
4．1．2 器材
4．1．2．1 呼气量测定仪：采用经过产品检验合格的肺通气量仪，在需防爆的作业场所测定时，用防爆型肺通气量仪。
4．1．2．2 通风干湿温度计：机械（电动）通风干湿温度度或数显自动综合温度测试仪，测量范围0℃~50℃。
4．1．2．3 热球式电风速仪：测量范围0.05m/s~30m/s。
4．1．2．4 秒表或具有相同精度、功能的计时器。
4．1．2．5 空盒气压表。
4．1．3 接尘时间测定。
4．1．3．1 按下列原则选择测定对象：
a． 本工种（岗位）工龄在1年以上；
b． 年龄在20岁~45岁之间；
c． 身体状况能胜任本职工作；
d． 若无作业者能满足上述条件时，可据实际情况确定；
e． 在对未成年工或女工进行检测时，未成年工年龄要求按法定要求划分；女工年龄仍按本条b执行。
4．1．3．2 准备记录表格（见附录A）及记录工具。
4．1．3．3 检查、准备计时器。
4．1．3．4 在生产正常情况下，每个跟踪测定对象，连续记录一个工作日，连纪记录2天以上（含2天），在每工种（岗位）记录的工作日数不得少于4人·日，具体记录要求如下（记录表见附录A）：
a． 记录测定对象各类动作的持续时间，接尘时间及作业场所；
b． 一般情况下，超过一分钟的动作应单独列项记录持续时间、接尘时间及作业场所；
c． 若某一动作在持续过程中改变了作业场所（或作业性质），应另列一项作业记录。
4．1．3．5 将接尘动作进行归类，并按要求统计。
4．1．3．6 接尘时间按（1）式计算：
式中：tm——m类接尘动作一个工作日平均时间，min/d；
ti——记录日内第i次接尘动作持续时间，min；
D——记录日天数，d。
4．1．4 接尘动作肺通气量测定
4．1．4．1 测定对象选择原则见4.1.3.1。测定对象与接尘时间测定对象为同一人，也可不同。
4．1．4．2 准备记录表格（见附录B）及记录工具。
4．1．4．3 肺通气量仪使用前检查内容：
a． 检查整机，检查各项功能开关是否正常，数据显示是否正常，电是否充足；
b． 检查传感器：传感器与主机连接后，各种数据显示正常；
c． 检查呼吸面具阀门是否齐全，是否活络。
4．1．4．4 通风干湿温度计按GB934要求检查和准备。
4．1．4．5 热球式电风速仪按GB934要求检查与调整。
4．1．4．6 气温和气湿的测定：
a． 测定地点，选择测定作业者接尘动作通气量相应的作业场所（操作地点）
b． 测定高度为立位作业1.5m高；坐位作业1.1m高；
c． 测定方法按GB934中7.1.3~7.1.8进行。并将数据记录于附录B表中。
4．1．4．7 风速的测定：具体方法按GB934中要求执行。
4．1．4．8 大气压力的测定：
a． 气压表必须放置于相应的气温、气湿测定点；
b． 其他要求按GB934中规定执行。
4．1．4．9 接尘动作肺通气量的测定：
a． 测定动作接尘动作内容（含接尘休息）分类的各类接尘动作；
b． 戴好面具，检查面具四周是否紧贴面部，如有漏气，应调整部位和橡皮带，要确保测定过程中不漏气；
c． 测定现场气象参数后，一般情况在每次测定气象条件后，即开始测量肺通气量。若气象条件无显著变化不必每次测定前测定气象，一般情况要求现场风速≤4m/s；
d． 原则上采用定时测定工作方式，在正式测定前拨好相应键位，然后将启动开关拨到启动位；
e． 停止测量时应将启动开关拨到暂停位，这一点要从人体上卸下面具和仪器前完成，以保证测定结果的可靠性。以定时工作时，在定时范围内启动开关有效，过了预定时间数据自动冻结，此开关不再起作用。
f． 测定应在同类动作中进行，跨类测定无效，应对每类动作的开始、中间、结尾阶段分别测定，尽量避免同类或不同类动作的连续测定；
g． 每次测定时间不得少于2min，每类动作的测定次数不得少于8次；
h． 测定时要注意观察作业者，操作不正常，如故意深呼吸或仪器不正常时不作记录，重新测定；
i． 测定应在生产（作业）正常情况下进行，每次测定结束时应及时记录数据于附录B；
j． 接尘动作肺通气量按（2）或（3）式计算：
若m类动作各次测定时间相等时，即t1=t2=…tm；
式中：υm——m类接尘动作标准状态下平均肺通气量，L/min；
υj——m类接尘动作j次测定标准状态下肺通气量，L/min：
tj——m类接尘动作第j次测定的测定时间；min；
n——m类接尘动作肺通气量测定次数。
（注：若肺通气量测定仪无气体体积标化功能则标化计算方式按GB3869中要求执行）
4．1．5 接尘时间肺总通气量按（4）计算
式中：L——一个工作日接尘时间肺总气量L/（d·人）。
4．2 生产性粉尘浓度超标倍数的测定
4．2．1 原理：以工种（岗位）工作中实现测定的生产性粉尘浓度为依据，计算工作地点空气中生产性粉尘浓度超标倍数。
4．2．2 生产性粉尘浓度的测定
4．2．2．1 采样点的选择原则一般应按划分的接尘动作，在归类的基础上设立采样点（每类动作设点参数GB5748中2执行，具体应符合GB5748附录B、C、D、E要求）
4．2．2．2 粉尘浓度的测定方不按GB5748中3执行，每个接尘动作样品不得少于5份，每采样点应采平行样不少于1份，分2天测定，并将现场数据记录于附录C中。
4．2．2．3 生产性粉尘浓度按（5）和（6）式计算
式中：Cm——m类接尘动作测点粉尘平均浓度，mg/m3；Ck——m类接尘动作测点第k次测定粉尘浓度，mg/m3；
N——m类接尘动作测点测定次数；
Qk——m类接尘动作测点第k次测定采样流量，L/min；
tk——m类接尘动作测点第k次测定采样时间，min；
W1——m类接尘动作测点第k次测定前滤膜质量，mg；
W2——m类测点第k次测定后滤膜质量，mg。
4．2．3 各类接尘动作生产性粉尘超标倍数（Bm）及生产性粉尘浓度超标倍数（B）按（7）和8）式计算：
式中：B——某工种（岗位）生产性粉尘浓度平均超标倍数；
Bm——m类接尘动作测点粉尘浓度超标倍数；
Cs——m类接尘动作测点粉尘国家标准最高容许浓度，mg/m3。
4．3 生产性粉尘中游离二氧化硅含量的测定
4．3．1 生产性粉尘的采样方法、样品数及分析方法，按GB5817 中附录A执行。
4．3．2 生产性粉法中游离二氧化硅含量SiO2（F）按（9）式计算：
式中：SiO2（F）——某工种（岗位）接触生产性粉尘游离二氧化硅含量，%
SiO2（F）i——第i个样品粉尘游离二氧化硅含量，%
N——分析样品数。
5 生产性粉尘作业危害程度分级
5．1 按4.1~4.3方法测定，并用测定结果查表1，所得级别为该工种（岗位）级别。
表1
注：跨两级区方格级别：
1． 以“Ⅱ”为界，当L＞6000L/（d·人）时，取右侧级别，L≤6000L/（d·人）时，取左侧级别；
2． 以“Ⅰ”为界，当L＞4000L/（d·人）时，取右侧级别，当L≤4000L/（d·人）时，取左侧级别。
5．2 本方法将石棉粉尘列入SiO2（F）＞70%一类。
6 分级和检测机构
生产性粉尘作业危害程度分级和测定由劳动行政部门认可的检测机构进行。
附录A （标准的附录）
工时记录表
（补充件）
单位____________________车间_____________（岗位）工种__________姓名___________性别____________年龄_______________记录时间____________属何种分级_____________
记录者：
附录B（标准的附录）
肺通气量测定记录
（补充件）
单位_______________工种（岗位）______________姓名__-__________身高（cm）________体重（kg）________体表面积（m2）_______气温（℃）______气压（kPa）_________气湿（%）____________风速（m/s）
____________
记录： 测定： 年 月 日
附录C（标准的附录）
粉尘作业危害程度分级粉尘测定记录
（补充件）
单位_______________车间______________工种（岗位）___________________人数_________测定日期________年____月____日气温（℃）_______气湿（%）_______气压（kPa）________
测定单位： 采样者： 检验者：
