显微摄像法快速测定工作场所空气中的粉尘分散度

范鹏飞，张 鑫，吴 亮

（核工业230研究所，湖南 长沙 410007）

显微摄像法快速测定工作场所空气中的粉尘分散度

范鹏飞，张 鑫，吴 亮

（核工业230研究所，湖南 长沙 410007）

介绍了显微摄像法测定粉尘分散度的采样、样品处理、显微镜测量等基本步骤，通过与国标GBZ／T192.3－2007介绍的方法的比较，证明显微摄像法在测定粉尘分散度的准确性、快速性以及保护视力等方面具有一定的优越性。

粉尘分散度；粉尘粒径；显微电子摄像；保护视力

随着社会经济发展，市场对有色金属的需求越来越大。在有色金属的开采、选矿、冶炼、加工等生产工艺过程中，不可避免地会产生粉尘，工作场所或车间中生产性粉尘的危害是影响作业人员身体健康的主要因素之一［1］，所以我国有色金属行业尘肺病患病人数总量也在增大。生产性粉尘由不同粒径的粉尘颗粒组成，而不同粒径的颗粒对人体危害也不同。

粒径较小的粉尘在空气中漂浮的时间较长、沉降速度较慢，不容易降落，降落之后又很容易再次被扬起，所以粒径较小的粉尘更容易进入人的肺部。根据死于矽肺者的肺部解剖，有85%～99%的尘粒小于5μm，5～10μm的粉尘全部滞留在上呼吸道有绒毛的表面［2］。再者，对硫化矿尘、煤矿尘来说，粉尘粒径越小，吸氧能力越强，发生爆炸的可能性就越大。因此，测定工作场所中的粉尘分散度有非常重要的意义。

粉尘分散度是指粉尘的粉碎程度，粉尘的分散度越高，说明粉尘粒径的颗粒越多，对作业人员的危害就越大［3］。GBZ／T192.3－2007中介绍的肉眼直接在显微镜下测定的方法（滤膜镜检法），目前在试验、测量或生产中应用比较广泛，但是该方法容易引起眼睛疲劳，损害测量者视力，而且测量效率较低，精度不够。本文介绍的测定粉尘分散度的方法是在国标方法的基础上，采用显微摄像系统测量粉尘分散度，达到快速测定的目的。

1 试验部分

1.1 仪器设备和试剂

测量仪器：Carl ZeissAxio Imager A2m Po研究级显微镜及其摄像系统，B302型普通显微镜。

物镜测微尺：印在载玻片上的标准尺度，总长为1 mm，分成100等分刻度，每刻度0.01 mm。

采样仪器：AKFC－92A矿用粉尘仪、测尘虑膜、手套、镊子等。

样品前处理器具、试剂：烧杯、载物玻片、玻璃棒、吸管、乙酸丁酯（分析纯）等。

1.2 采样

试验样品是在某铅锌矿业有限公司的铅、锌采选、加工车间采集的粉尘样品。采样时该公司生产设备正常生产，工人穿戴防护用具，工况条件正常。在工作场所中寻找到合适的点位，将装好滤膜的采样夹置于呼吸带高度［4］，按照 GBZ／T192.1－2007的采样方法，设定合适的采样时间进行采样。采集完后，用镊子取下滤膜，并且对折两次，将滤膜置于清洁容器内立即送回实验室，在运送滤膜过程中，未发生粉尘脱落或滤膜污染现象。

1.3 样品前处理

将采集有粉尘的测尘滤膜放入干净的烧杯中，用吸管吸入1～2 mL乙酸丁酯，用玻璃棒充分搅拌，待滤膜溶解，制成均匀的粉尘混悬液，立即用吸管吸取1滴，滴在载玻片上，用另外一块干净的载玻片成45°角推片［5］，使液体均匀分布在载玻片上，用干净的玻璃罩罩住，待乙酸丁酯自然挥发干，制成粉尘薄片标本，贴上样片标签，置于干净的玻璃培养皿中，准备测量。滤膜溶解后，镜检时，如果发现粉尘薄片上粉尘过于密集，影响测量，可向粉尘悬浮液中再加入乙酸丁酯，稀释后再重新制作粉尘标本。

1.4 显微摄像系统的标定

选择蔡司公司的scope.A1型显微镜来测量，该显微镜有六个物镜，放大倍数分别为2.5×、5×、10×、20×、50×、63×，目镜放大倍数为10×。开启显微镜及显微摄像系统，在低倍镜下找到物镜测微尺，将看到的肉眼所见视野调节至最清晰，并将电脑所见影像调节至最清晰。若肉眼所见视野与电脑影像不同时清晰，可略微调节目镜，使肉眼所见和电脑影像同时最清晰。

转换要标定的物镜，稍微调节细准焦螺旋使物象最清晰，将物镜测微尺置于载物台中心，移到肉眼所见视野的中央附近，该型显微镜目镜中有目镜十字丝，可将肉眼所见标尺的刻度移到目镜十字丝中心。标定该物镜放大倍数的显微摄像系统，如图1所示。图1为标定50倍物镜时的照片，成竖列的物镜测微尺的标准刻度线，每刻度为0.01 mm，标尺下方横线为测量长度，从图中可以看出，显微摄像系统测量长度很精确。依此类推，分别标定每一个物镜。

图1 显微摄像系统的标定

1.5 显微镜测量

取下测微尺，将粉尘薄片放在载物台上，用低倍镜找到粉尘颗粒，然后调整放大倍数，选择合适视野，调节电脑影像至最清晰，对所选视野进行拍照，拍照后储存照片。紧接着对所拍照片的粉尘进行测量，随机地依次测量每个粉尘的粒径，遇长径测长径，遇短径测短径，测量200个或以上个数的尘粒。

显微摄像系统的测定如图2所示，放大倍数为500倍，可以用平行于图像边缘的线测量粉尘粒径，每张粉尘图片可以从上往下、从左到右依次测量。测量人员还可根据照片中的粉尘粒径的大小，灵活转换物镜。在400～600倍放大倍数之间，测量人员可以适当增加放大倍数，更精确地测量粒径较小的粉尘。

图2 显微摄像系统拍摄的粉尘

2 试验结果

2.1 测量结果统计

显微摄像法测定某单位样品处理间的粉尘分散度的结果见表1。

表1 粉尘分散度测量记录表

2.2 测量结果影响因素分析

1.粉尘采集前，要对生产性粉尘进行详细的研究，可溶于乙酸丁酯的粉尘，因溶解无法观察到，对测量结果有较大影响。

2.图像分析、结果统计时，要甄别颗粒团聚现象，要把团聚的颗粒分开、分别测量粒径。

3.由于粉尘图像像素的原因，对于个别粒径极小粉尘，识别程度不够高，其粒径难以统计。

3 结 论

1.采用GBZ／T192.3－2007中肉眼直接测量的方法，每测一个尘粒，需要稍微移动薄片，让目镜测微尺的刻度和尘粒的一边重合，然后读刻度数。测量一般持续几个小时，测量效率较低，测量过程存在个人视觉差异、视觉疲劳等因素，测量精度不够，测量完后人眼明显感觉比较累，长期测量损害视力。

2.显微摄像法测量用时30 min左右，测量方式简便，测量效率高，而且不用人眼直接观察显微镜，有效地保护了测量者的视力，并为生产任务节约时间成本。

3.显微摄像系统能显著提高测量粉尘粒径、粉尘分散度数据的准确性，并满足一些试验工作需要，如需要测量同一粉尘的长径、短径等。

［1］ 吴超，李晓艳.有色金属矿区典型尘源污染机制与研究策略［J］.西安科技大学学报，2015，35（6）：695－701.

［2］ 李烈勋.粉尘分散度的测定［J］.工业安全与环保，1974，（1）：26－30.

［3］ 国家安全生产监督管理局职业安全健康监督管理司，中国安全生产科学研究院.职业病危害因素检测［M］.北京：煤炭工业出版社，2013.

［4］ GBZ／T192.3－2007，工作场所空气中粉尘测定［S］.

［5］ GBZ／T159－2004，工作场所中有害物质监测的采样规范［S］.

Rapid Determination of Dust Dispersion in Air of Workplace by Microscopic Photography

FAN Peng-fei，ZAHNG Xin，WU Liang
（Research Institute No.230，CNNC，Changsha 410007，China）

In this paper，the basic steps of sampling，sample processing and microscopic measurement of dust dispersion by microscopic photography were introduced.The superiority of accuracy，rapidity and eyesight protection of determination of dust dispersion by microscopic photography were clarified by compared with the method introduced by the national standard GBZ／T192.3－2007.

dust paticle size；dust dispersion；micro electron photography；preservation of eyesight

X758

A

1003－5540（2017）05－0062－03

范鹏飞（1989－），男，助理工程师，主要从事岩矿、分析检测、环境监测等方面的工作。

2017－05－18