ارزیابی و اندازه گیری عوامل شیمیایی

ارزیابی و اندازه گیری عوامل شیمیایی

اسلاید 1: Evaluation and Measurement chemical agentsFor MSPHBy:H Kakooei2006

اسلاید 2: Occupational Hygiene model of actionAnticipationIdentificationEvaluationControls

اسلاید 3: تقسیم بندی عوامل شیمیاییالف – برمبنای حالت فیزیکی 1- گازها . موادی هستتد که در دمای 25 درجه سانتی گراد و فشار سطح دریا حالت گازی دارند.بعضی ها داری بو و برخی فاقد آن اند مانند مونواکسید کربن .گاز کلر سبز- اکسید ازت خرمائی – بخار برم قهوه ای 2- بخارها . محصول تبخیر مواد ی هستند که در دمای اتاق و فشار اتاق حالت مایع یا جامد دارند.مثل اسید کلریدریک که در منفی 83 درجه سانتی گراد می جوشد.3- مواد معلق .انتشار و پراکنندگی ذرات جامد یا مایع در فاز گازی خاص یا هوا آئروسل نامیده می شود . ابعادشان بین 001/0 تا 100 میکرون متغیر است . این مواد شامل :گردوغبار . ذرات نامنظم آلی و معدنی در فرایند مکانیکی و طبیعی هستند- از 1 تا 100 میکرون قطر دارند. شکل آنها متفاوت است : کروی مانند کربن بلاک – اکسید آهن – گرده گلمنشوری : آهن و کوارتز . – لیفی : آزبست و پنبه . – فلسی : میکا و تنباکو.فیوم یا دمه . ذرات فلزی خارج شده از سطح فلز مذاب اند . کمتر از 1 میکرون قطر دارند. مثل فیوم های جوشکاری – اسفالت – سرب و کادمیوم .

اسلاید 4: الیاف . ذراتی هستند که طولشان بیش از عرض آنها ست . از الیاف معد نی مانند : پشم شیشه – آزبست – فایبر گلاس – کنف و پشم حیواناتب – بر پایه ترکیب شیمیایی . این طبقه بندی بسیار مفصل است . مانند فلزات – مواد معدنی – مواد آلی – حلا ل ها – هیدروکربنها . غیره ج – بر پایه اثر های فیزیولوژیک . اثر فیزیولوژیک در گازها و بخار ها به تراکم ماده بستگی دارد لذا مشکل است که بر پایه این اثر تقسیم بندی موثری داشته باشیم . اما به طور عام :مواد خفگی آور و محرک . آمونیا ک – اسید کرومیک مواد خفگی آور . مانند دی اکسید کربن – مونو اکسید کربن مواد بیهوشی آور . مانند هیدروکربنها سموم سیستمیک . بنزن – فلزات سنگین –و شبه فلزات مانند آرسنیک و فسفر مواد فیبروز دهنده یا حساسیت زا . مانند سیلیس – آزبست و گر ده گیا هان

اسلاید 5: کلیات - درحدود 3000000 میلیون ترکیب شیمیایی تا کنون ثبت شده است . که در حدود 60000 ماده از آنها ارزش اقتصادی دارند. در هر سال تقریبا چیزی در حدود 1000 – 700 ماده شیمیایی جدید وارد بازار کار می شود . برای حدود 500 ماده شیمیایی مهم تاکنون استاندارد تماس حرفه ای تهیه شده است.- براي نمونه سازمان OSHA استاندارد هايي را براي نظارت پزشكي اجباري براي 34 ماده شيميايي وضع نموده است . - در ايران نيز براي اولين بار از سوي گروه ليست عوامل شيميايي در رابطه با مواجهات بيماريزا ي شغلي را در قالب يك جدول با 41 ماده شيميايي به سفارش سازمان تامين اجتماعي تعيين ومشخص نموده است . اين لسيت بخوبي مي تواند براي ما نشانه اي از اولويت ها در مسير تحقيقات و نظارت بر عوامل آسيب زاي محيط كار باشد .

اسلاید 6: - چگونه می توان بر روی اثرات موادشیمیایی تحقیق کرد :قدم اول . ملاحضات سم شناسی – تما س بسیار شدید – ارتباط سم شناسی و غیره قدم دوم . چک کردن منابع اطلاعاتی موسسات؛اوشا و نایوش – مشاهده در محیط کار – تماس با مراکز کنترل سموم و....قدم سوم . تفسیر داده ها و اطلاعات ملی و خارجی Sources of Information: Niosh , Osha, www.nicem.com- www.os.dhhs.gov- www.cdc.gov- www.cdc.gov/niosh/pubs-

اسلاید 7: مقدمه ای بر هواشناسی آلودگی هوا1- هوای اطراف کره زمین تا ارتفاع 1000 کیلومتر تخمین زده می شود 2- 95 % کل توده هوا تنها در 5/3 کیلومتری سطح زمین لایه ترو پوسفر* قرار دارد لایه های مختلف هوا : 0 تروپو سفر . بین 6 تا 18 کیلومتری زمین که تمام انقلابات جوی در آن صورت می گیرد0 تروپوپوز . بین طبقه تروپوسفر و استراتسفر قرار دارد 0 استراتسفر . بعد از تروپوپوز شروع می شود تا ارتفاع 80 کیلومتری ادامه دارد.هوا رقیق است0 یونسفر . در ان طبقه فاصله ملکول های گاز در هوا کمتر شده و گازها اتمی می شوند 0 اگزوسفر . بالای 1000 کیلومتر ی است و این طبقه از الکترونها و پروتون ها است 3- وزن بخار آب همراه هوا 146 میلیون تن یا 6/2 در صد وزن کل هواست 4- غلظت آلاینده ها تحت تاثیر انتشار آتمسفری ( افقی و عمودی ) رقیق می شوند .

اسلاید 8: 5- انتشار افقی الاینده ها- زمین یک تبدیل کننده امواج است و فرکانس زیاد انرژی خورشید را به فرکانس کم ( گرمایی )تبدیل می کند.- انتقال گرما از زمین به فضا بوسیله کنوکسیون و تشعشع انجام می شود .- اگر زمین نمی چرخید هوای نزدیک استوا گرم می شد و بالا می رفت و به قطب ها می رسید ,اما زمین می چرخد و مناطق جدیدی برای تابش بوجود می آید , این چرخش یک الگواز باد ها را در اطراف جهان پدید می آورد . بادها برخی فصلی ( گردباد ) و برخی دائمی هستند.حرکت افقی باد به نام سرعت باد است و به صورت یک گلباد رسم می شود .6- انتشار عمودی آلاینده ها توده هوا که در آتمسفر بالا می رود فشار کمتری را تحمل می کند ,منبسط شده و سرد می شود.در شرایط مساعد یک توده هوا در هر 1000 فوت ( 3300 متر ) حدود 7/14(4/5 فارنهایت ) درجه سانتی گراد سرد تر می شود , اگر به طرف پائین بیاید به همین مقدار گرمتر می شود . این گرم و سرد شدن را میزان بارند گی آدیابا تیک می گویند , که مستقل از دمای آتمسفر است .-

اسلاید 9: ادامه :- نسبت 4/5 به 1000 فوت همیشه وجود دارد - یک میزان بارند گی سوپرآدیاباتیک را میزان بارند گی قوی می گویند دمای آتمسفر از نسبت فوق بیشتر پائین می آید .- بارندگی ساب آدیاباتیک میزان بارندگی ضعیف است .حالت خاص از بارندگی ضعیف را اینورژن می گویند, که هوای گرم بالای هوای سردتر قرار می گیرد, این پدیده یک آتمسفر پایدار ایجاد می کند , مانند اینورژن تشعشعی که به هنگام شب وقتیکه زمین سرد می شود پدید می آید و هوای گرمتر در بالای هوای سرد قرار می گیرد.7- پایداری آتمسفر را می توان به شکل ستون دود مشاهده کرد. در اینورژن حرکت دود افقی است .8- عواملی که باعث تغییر درجه حرارت , رطوبت , فشار و سایر پدیده های جوی می شود :الف . حرکت وضعی زمین (27 کیلومتر در دقیقه ) شب وروز را پدید می آورد ب . حرکت انتقالی با سرعت 29 کیلومتر در ثانیه دور خورشید که سال پدید می ایدج . جنس زمین . که به خاطر متفاوت بودن گرمای ویژه پوسته زمین و بالا تر بودن آن از دمای ویژه آب در صبحها ابتدا خشکی ها گرم می شوند بعد آب اما در شب ابتدا زمین سرد می شود بعد آب معمولا باد از سوی منطقه سرد به طرف منطقه گرم می وزد . پایان

اسلاید 10: Sampling StrategiesThe actual measurement is a holistic approach to prevention & reduction of ill health at work .Questions to address: Way sample ; what to measure ; How to sample;Whose exposure should be measured; Where to collect; When to measure; How long to sample for; How many measurement /reading; How often to sample; What to do with the data; What to record.1- چرا نمونه برداری . یک سوال اساسی است ؛ برای ارزیابی قبول نمونه برداری؛ مطالعه اپیدمیو لوژیک ؛ برای ارزیابی کنترل ؛ اعتراضات و.....میزان تماس . برای تعیین میزان تماس و تعیین نیاز : بررسی ها در بهداشت حرفه ای در 4 سطح انجام می شود: - ارزیابی اولیه ؛ ارزیابی مقدماتی ؛ بررسی عمیق و پایش عادی - فلوچارت تصمیم سازی منطقی .............

اسلاید 11: 2- چه چیز اندازه کیری شود ؟ در صنعت معمولا یک ماده استفاده نمی شود؛ برای این موضوع باید تمام آلاینده ها ؛ مخلوط آنها به عنوان کل و مواد اصلی یا جانشینی .3- چگونه نمونه برداری کنیم . همه روش ها ی اندازه گیری همراه با خطاهای تصادفی و سیستماتیک است .برای به حداقل رساندن آنها به مواد زیر توجه کرد : - وسیله نمونه برداری ؛ محیط واسط نمونه برداری ( جذب سطحی و فیلتر ) ؛ پمپ نمونه برداری ؛ و روش تجزیه ........4- از چه کسی باید اندازه گیری شود . 5- نمونه را از کجا جمع آوری کنیم . کارشناسان و متخصصین بهداشت حرفه ای برای نصب وسیله نمونه برداری از دو موقعیت استفاده مکنند: الف – در هر قسمت از بدن ( نمونه برداری فردی ) ب- ثابت نمودن وسیله و قرار دادن در یک محل ثابت ( استاتیک ) - نمونه برداری فردی در محیط میکرو در منطقه تنفسی ودر فاصله 20-30 سانتی متری از دهان و بینی فرد است .

اسلاید 12: 6- چه موقع اندازه گیری کنیم . در یک روز یا شیفت کاری ؟ فرایند ها کلا 3 نوع هستند : مداوم ؛ چرخه ای و تصادفی 7- چه مدت نمونه برداری کنیم . این متغیر در استاندارد ها ذکر شده است .بر اساس حدود تماس مجاز و متوسط غلظت زمانی در 8 ساعت کار و تماس کوتاه مدت این پروتکل تعیین می شود (براي نمونه درمورد بخارات آلوده كننده و ساير مواد خطر ناك حداقل 4 ساعت زمان براي نمونه برداري نياز است.8- چه مقدار اندازه گیری و قرائت لازم است . 9- اغلب چگونه نمونه برداری کنیم . با توجه به تخمین متوسط افراد و وجود یک سطح اطمینان و حدود خطای مشخص از رابطه tcv/e)2)= n میتوان تعداد روزهای لازم جهت نمونه برداری را بدست آورد. 10 - با داده ها چه باید کرد . پایان

اسلاید 13: وسایل اندازه گیری فلو یا حجم : به سه دسته تقسیم می شوند.1- integrated volume meters (total)2- flow rate meters3- velocity metersدر گروه اول ؛ اسپیرومتر ؛ بطری ماریوتی , پیستون بدون اصطکاک و گاز مترترو خشک قرار دارند.در گروه دوم ؛ دو نوع وسایل یافت می شوند. 1- variable area meter2- variable heat meterدر دسته 1 روتامتر ها قرار دارند و در دسته 2 روزنه بحرانی یااورفیس قرار دارد.- در گروه سوم ؛ لوله پیتو و آنومتر ها قرار دارند.

اسلاید 14: وسایل اندازه گیری حجم :1- اسپیرو متر یک استاندارد اولیه است ؛ حجم را با روابط هندسی اندازه می گیرد v=a.hکالیبراسیون نیاز ندارد ؛ و بین 9 تا 560 لیتر متغیر است , دوکار کالیبراسیون و اسپیرومتری را انجام می دهد .2- بطری ماریوتی ؛ ساده و ارزان و یک استاندارد اولیه است . همان مقدار که هوا وارد می شود آب از آن خارج میگردد ؛ v=a.h 3- پیستون بدون اصطکاک یا بورت حباب صابون ؛ یک استانداد اولیه است ؛ v=a.dh برای حجم های کم کاربرد دارد 1تا 3 لیتر .4- گازمتر تر ؛ یک استاندارد میانی است و از یک محفظه چهار قسمتی درست شده است . قبل از استفاده باید تراز شده و کالیبره شود . k=v ( H2O ) /A 5- گاز متر خشک ؛ هم یک استاندارد میانی است ؛ شبیه یک کنتور گاز ؛ و باید کالیبره شود. k= ( second N – first N ) = ( second N of gas meter – first N gas meter)x6- روتامتر ها ؛برای سنجش دبی به کار میروند؛ افت فشار کم و قرائت مستقیم است . قطر این وسیله در حدود 12/0 تا 16 اینچ است ؛ q=(second reading- first reading/ t)k7- روزنه بحرانی ؛ بر اساس اصل برنولی و تبدیل انرژی پتانسیل به سینیتیک کار می کند . 8- وانتوری ؛ گذر جریان را اندازه می کیرد. تغییر سطح مقطع در آن بتدریج است .9- لوله پیتو و آنومومتر ها سرعت را اندازه می گیرند.

اسلاید 15: تعیین میزان جریان : نگاهی به یک مثال برای نمونه فرض کنید یک مدار نمونه برداری شامل 1- بورت واژگون 2- فیلتر هولدر 3- پمپ نمونه برداری فردی , باشد. یک کارشناس بهداشت حرفه ای زمان حرکت حباب صابون را از 500 میلی لیتر به صفر به صورت زیر تعیین می کند : 1-زمان تعیین شده برای حجم 500 میلی لیتر :بار اول : 42/13 ثانیه – بار دوم : 50/13 ثانیه و بار سوم : 49/13 ثانیه با جمع دوره های زمانی سه بار آزما یش و تقسیم آن بر 3 , میانگین زمان حرکت 500 میلی لیتر هوا برابر می شود با 47/13 ثانیه .2- تعیین میزان جریان پس از تبدیل میلی لیتر بر ثانیه به لیتر بر دقیقه میزان جریان بدست می آید . 500ml/13.47s×1liter/1000ml×60sec/1min=2.22lpmپس میزان جریان برای مدار نمونه برداری 22/2 لیتر بر دقیقه محایبه می شود.

اسلاید 16: تکنیک های نمونه برداری از هوا دو روش عمومی برای نمونه برداری از هوا( گازها و بخارات ) وجود دارد :1- روش قرائت مستقیم یا نمونه برداری آنی Direct –reading or Real –timeدر این روش نتایج در کم ترین زمان ارائه میشود2- روش مداوم یا نمونه بر داری جامع Integrated Sampling این نمونه ها از طریق مکش هوا به درون یک جمع آوری کننده Sampling medium مانند فیلتر , محلول های جاذب و لوله های جاذب گرفته می شود .معمولا برای تجزیه نمونه ها از روش نمونه برداری جامع استفاده می شود.مدار نمونه برداری در این روش شا مل : 1- collection device 2- sampling medium 3- suction pumpروش نمونه برداری آنی : در شرایطی به کارمی رود که تراکم آلاینده بسیار بالا باشد . البته در این روش بدلیل کم بودن حجم هوای نمونه برداری شده باید تراکم در طول زمان یکنواخت باشد.نمونه برداری آنی در موارد زیر توصیه نمی شود : 1- متغیر بودن تراکم آلاینده در طول زمان 2- کم بودن تراکم الاینده در محیط 3- تعیین میانگین زمانی تراکم مورد نظر باشد.انواع نمونه بردارهای آنی : 1- فلاسک ها و حباب های خلا با گنجایش 200 تا 1000 میلی لیتر 2- ظروف جابجایی گاز یا مایع 250 تا 300 میلی لیتر 3- کیسه های نمونه برداری 15 تا 250 لیتری با جنس پلی استر ,تفلون و فلوروکربن

اسلاید 17: روش های نمونه برداری مداوم :اگر در محیطی تراکم گازها و بخارها مقادیر بالایی نباشد لازم است حجم زیادی از هوا از درون یک ماده و یا یک محلول جاذب عبور داده شود تا با جمع آوری مقدار قابل قبولی از آلاینده , امکان تجزیه شیمیایی و تعیین مقدار آلودگی فراهم آید .پدیده های مورد استفاده در ابزار های جمع آوری مداوم شامل :1- جذب Absorption 2- جذب سطحی Adsorptionدر پدیده جذب برای جمع آوری گاز ها و بخارات از انواع جاذب ها استفاده می شود. آلاینده ها با عبور از درون جاذب مایع در آن کاملا حل شده و یا با آن وارد واکنش مشوند وماده باقی مانده در آزمایشگاه تعیین مقدار میشود. راندمان این روش کمتر از صد در صد است و کارایی جمع آوری گازها و بخارات با این پدیده به عوامل زیر بسگی دارد : حجم هوا – حجم مایع جاذب و فرار بودن آلاینده مورد نظر وسایل مورد استفاده در روش جذب بطریهای گاز شوی ساده ( ایمپینجرها ) : از پر مصرفترین وسایل نمونه برداری از هوا محسوب می شود. داری ظرفیت های مختلف است , و میزان جذب در این ظروف به عوامل چندی مانند ارتفاع مایع جذب , قطر بطری بستگی دارد . سری آنها راندمان بهتری دارند. انواع آنها شامل : گرین بورگ اسمیت , نوع متوسط یا میدجت ایمپینجر و نوع کوچک یا میکرو 2. نمونه گیرهای متخلخل ( بابلرهای متخلخل ) : از جنس شیشه بوده و لوله ورودی هوا در آن به شیشه ای متخلخل منتهی می شود . 3. بطری های نمونه گیر با لوله مارپیچ 4. ستونهای حاوی گوی های شیشه ای

اسلاید 18: 2- جذب سطحی بسیاری از جامدات می توانند مقدار قابل توجه ای از گازها را با کمک پدیده ای کاملا فیزیکی در سطح خود جذب نمایند . از این روش برای جمع آوری گازها و بخارات نامحلول و واکنش ناپذیر استفاده می شود. تمرکز يک ماده روی سطح جامد يا مايع پديده جذب ناميده می شود . نيروی عملکرد در جذب بر دو نوع است : 1- فيزيکی يا واندروالسی 2- شيميايی يا جذب فعال از معمولی ترین جاذب های سطحی می توان به : Activated charcoal , Silica Gel , Chromosorb and Tenax اشاره کرد .عوامل موثر در جذب سطحی : سطح ماده , ماده جاذب , ساختمان ملکولی , فشار وگرما و .....نحوه استفاده از جاذب های سطحی : برای جمع آوری گازها و بخارات از لوله های جاذب استفاده می کنند. Sorbent tubes لوله های شیشه ای کوچک هستند که محتوی واسطه نمونه برداری اند . واسطه می تواند یک جاذب مثل کربن فعال باشد. بازیافت این لوله ها به دو روش : بازیافت حرارتی و شیمیایی انجام می گیرد.توجه : در برخی از موارد برای نمونه برداری بخارات آلی از فیلتر آغشته به مواد شیمیایی هم استفاده می شود . برای نمونه می توان به نمونه برداری از گلوترآلد ئید ها نام برد. البته بخارات و آئروسل های ترکیباتی مانند : 4-4 متیلن دی آنیلین , بنزیدین 3-3 دی کلروبنزیدین , 6,2 تولوئن دی آمین ها هم با همین روش نمونه برداری می شوند .

اسلاید 19: آشکارسازها یا دتکتورتیوب ها :برای تعیین غلظت آلاینده های آتمسفری از سه نوع دستگاه قرائت مستقیم استفاده می گردد. 1- معرفهای مایع 2- کاغذهای حاوی مایع 3- لوله های آشکار سازمعرفهای مایع آمپولهای حاوی موادی مانند معرف اکسید نیتروژن هستند که مستقیما رنگ ایجاد می کنند . کاغذ های معرف هم برای گا زها بکار می رود . مثل نوار معرف سیانید هیدروژن . اما دتکتور تیوب ها برای ارزیابی کمی و کیفی مواد مخاطره آمیز در هوای صنایع تولید شدند. با توجه به روش کاروسایل اخیر به 2 نوع تقسیم می شوند : 1- آشکار ساز سریع 2- آشکار ساز طولانی مدت در اشکار ساز سریع با توجه به غلظت آلاینده در زمانی در حدود 2-5 دقیقه می توان به جواب رسید . نوع دوم برای محل های است که غلظت الاینده کم باشد . روش کار :استفاده از این وسایل بسیار آسان است .دو سر تیوپ شکسته شده و به پمپ پیستونی متصل می شود . جهت اندازه گیری یک نوع گاز خاص نیاز به استفاده از اشکارساز مخصوص همان گار است . پمپ ها باید کالیبره شوند .

اسلاید 20: استفاده درست از گازیابها :1- برای دقت کار باید به دستورالعمل های سازندگان توجه کر د .2- قبل استفاده به تاریخ انقضا ء توجه شود .3- لوله ها در محیطی خنک نگهداری شوند ؛ 25 درجه سانتی گراد کوتاه مدت .4- چون تغییر رنگ سریع است باید قرائت سریع انجام شود . 5- بهتر است لوله ها در شرایط کالیبره شده استفاده شوند .تاثیر ضریب تصحیح فشار در گازیاب ها : F=1013/PA =F برابر است با ضریب تصحیح فشار = PA فشار جو بر حسب میلی بار C = تراکم واقعی گاز = R تراکم قرائت شده C= R×F تراکم واقعی گاز ار این رابطه بدست می اید

اسلاید 21: ارزيابي در بهداشت حرفه اي : ارزيابي شامل بررسي مقدماتي و پايش هاي كاربردي براي جمع آوري داده ها و اطلاعات است . البته اطلاعات به دودسته كمي و كيفي تقسيم مي شود. پايش محيط كار شامل نمونه برداري ، تشخيص و آشكار سازي ، شناسايي و اندازه گيري مخاطرات شيميايي است . در ارزيابي مواجهه شغلي نمونه برداري و تجزيه عبارتست از : جمع آوري – كشف و آشكارسازي – شناسايي و اندازه گيري عوامل مورد نظر محيط از قبيل هوا ، خاك ، آب ، و عوامل شيميايي و غيره اطلاعات جمع آوري شده پس از تجزيه و تحليل براي ارزيابي مواجهه بلقوه و با لفعل شاغلين در مواجهه استفاده مي شود . معمولا مقادير بدست آمده با حدود تماس شغلي مقايسه خواهد شد .

اسلاید 22: چارچوب ارزيابي مواجهه در بهداشت حرفه اي Framework for Occupational Exposure Assessmentچهارچوب ارزيابي و يا ارزشيابي در بهداشت حرفه اي شامل اقدامات زير است : ارزيابي مواجهه اپيدميولوژي حرفه اي تعيين مشخصات منبع و ارزيابي كنترل اهداف نظارت و تنظيم از سوي موسسات بيروني تعيين تغييرات در مواجهه Exposure Variabilityتعريف مواجهه تعريف دز Dose

اسلاید 23: عدم قطعيت در اندازه گيري هاي فيزيكي Uncertainties in Physical Measurementsاندازه گيري چيست ؟ كميت هاي فيزيكي مانند دما ، جريان هوا و غلظت آلاينده ها اجزاي سامانه اندازي گيري : مانند سنسور ، سيگنال ها و خروجي ها كاليبراسيون خطا هاي اتفاقي و سيستميك عدم قطعيت انتشار Propagation of Uncertainties عدم قطعيت كمي هيستوگرام توزيع پيوسته توزيع نرمال يا طبيعي ضريب تغييرات CVاندازه گيري صحت روش حد شناسايي يا Limit of Detection Limit of Quantitation

اسلاید 24: Evaluation of Exposure to Airborne Particles in the Work Environment تماس حرفه ای با هوابردها و ائروسل ها در محیط کارو تاثیر آنها بر سلامتی انسان بسیار معمولی و از بدیهیات است . آئروسل ها ما نند گردوغبار – دود های فلزی – میست ها و دودها معمولا در یک گستره ابعادی از خیلی ریزfine تا درشت قابل روئت coarse قرار دارند . رفتار هوا بردها در هوا وبدن انسان به عواملی مانند مشخصات فیزیکی و شیمیایی آنها بستگی دارد . اندازه ؛ دانسیته و شکل هوابردها از متغیر هایی هستند که بر استقرار آنها در بد ن انسان و هوای محیط کار تاثیر بسزایی دارند . برای نمونه ذراتی که فقط دارای اثرات بیرونی مانند اثربر روی پوست هستند اندازه آنها بسیار بی اهمیت است . اما در آلاینده ها ذره ای که پس از ورود به بدن و جریان خون اثرات سیستمیک بجا می گذارند مانند سرب ؛ منگنز و غیره اندازه ذره بسیار مهم است . اثرات خورندگی هوابرد ها بر سیستم تنفسی انسان به عواملی مانند حلالیت ؛ اندازه ؛ شکل ذرات و خصوصیات ویژه سیستم تنفسی بستگی دارد .

اسلاید 25: Particle size اندازه ذره معمولی ترین مشخصه فیزیکی مواد معلق در هوا است . اندازه ذرات به طور معمول توسط قطر آن بیان می شود ؛ مگر شکل هندسی ذره مشخص باشد . اگر ذره گرد با شد قطر آن در واقع شاخص اندازه خواهد بود ؛ اما اگر ذره گرد نباشد قرارداد های معمولی دیگر باید اندازه ذره را توجیح کند . این قراردادهای معمولی شامل :- حجم ذره - توده ذره - سرعت رسوب ذره - قطر بعنوان بعد آن گسترده ترین مفهوم مورد استفاده در ارز شیابی بهداشتی هوابرد ها سرعت سقوط ذرات در هوا ست . تعادل بین دو نیرو ی سقوط و شناوری منجر به سرعت نهایی یا سرعت سقوط ذرات در هوا ست . تعادل بین دو نیرو ی سقوط و شناوری منجر به سرعت نهایی یا terminal velocity می شود . قطر معادل آئرودینامیک Aerodynamic equivalent diameter به طور واقعی قادر به اندازه گیری خطی ذرات نیست اما برای قطر دایره ای فرضی با دانسیته 1 گرم بر سانتی متر مکعب سرعت نهایی ته نشینی را در هوا بدون در نظر گرفتن اندازه هند سی ؛ شکل و دانسیته درست توجیح می کند .پس قطر آئروديناميکی يک ذره معادل با قطر يک ذره کروی مبنا با واحد چگالی يک ؛ که همان سرعت ته نشينی ذره را دارد ؛ در نظر گرفته می شود .

اسلاید 26: در شق دیگر از قطر معادل استوکس Stokes equivalent diameter برای بیان قطر فیزیکی ذرات گرد دارای دانسیته متوسط و سرعت سقوط مشابه استفاده می شود. مطابق با این توصیف از سرعت نهایی سقوط ذرات گرد در رنج 50-1 میکرو متر متناسب است با دانسیته و مربع قطر شان . البته ذرات بدون شکل گرد از این قانون پیروی نمی کنند .ذرات با قطر 05 /0 – 005 /0 میکرو متر به شکل بخارات کندانسه شده در فرایند های دارای دمای بالا و شیمیایی تولید می شوند.ذرات در رنح 05 /0– 2 میکرومتر معمولا به شکل کواگوله شده در کندانسه شدن بخار تولید می شوند .ذرات بزرکتر یا coarse particles در فرایندهای مکانیکی همچون پاشش مواد سا ینده تولید می شوند. قطر آنها کمتر از 100 میکرو متر است .دود های فلزی دارای متوسط قطر کمتر از 1 میکرومتر تا 01 /0 ؛ میست ها دارای متوسط قطر کمتر از 5/.میکرومتر دارند . در مجموع گردو غبار Dust معمولا قطری کمتر از 100 میکرون دارند .

اسلاید 27: ذرات هوابرد برای ورود به آلوئول های ریوی باید دارای سرعتی کمتر از متر بر ثانیه که معادل 7 میکرومتر دانسیته واحد ذره کروی است باشد. ذرات با قطر ائرودینامیکی بالا تر از 10 میکرومتر نمی توانند به درون نازوفارنکس نفوذ کنند و سرنوشت ذرات بزرکتر از 50 میکرومتر هم سد شدن توسط بینی و دهان است . بسیاری از گردوغبار هوابرد دارای شکلی بی قاعده و متراکم هستند . رفتار ذرات متراکم بستگی به خصوصیات آئرودینامیک انها مانند اندازه و شکل دارد ؛ و اندازه میکروسکی آنها توجیح کننده آنها نیست . برای نمونه یک ذره ذغال سنگ را در نظر بگیریم که دارای قطر در حدود 15 میکرومتر است ؛ اما این ذره مشابه یک ذره با قطر گرد معادل آئرودینامیک 7 میکرومتر سقوط می کند . بنابراین ؛ اندازه آئرودینامیک ذرات مهمترین عامل در ارزشیابی آنهاست . قطر آئروديناميک به اندازه ذره کروی با دانسيته 1 ؛ راديکال دانسيته و راديکال ضريب کانيگهام بستگی دارد . ذرات همگن يا مونو ديسپرس دارای انحراف معيار هندسی کمتر از 1/2 هستند ؛ اما ذرات پلی ديسپرس يا غير همگن انحراف معيار هندسی بزکتر از 1/2 دارند.

اسلاید 28: شکل ذرات هوابرد Shape of particles اندازه ذرات به تنهایی قادر به نشان دادن اثرات بیولوژیک هوابردها نیست ؛ مشخصات فیزیکی از قبیل شکل Shape؛ خلل وفرج Porosityو زبری Roughnessنیز همچنین در بروز و تشدیداین اثرات تاثیر دارند .شکل ذرات به طور کلی به طبیعت آنها بستگی دارد ؛ در این رابطه به چند نمونه اشاره می شود : ذرات گرد spherical مانند کربن بلاک ؛ اکسید آهن ؛ پولن ها ذرات به شکل منشوری Prism مانند آهن و کوارتز ذرات فیبری شکل Fibre مانند آسبستوز ؛ پنبه ؛ پشم سنگ و فیبر شیشه ای ذرات به شکل ورقه Flake مانند ذرات چای ؛ میکا و تنباکو شکل ذرات در هوابردهای رشته ای مانند آزبست بسیار مهم است . فیبر ها ذراتی هستند که در آنها نسبت طول به عرض در حدود 3 است . این نسبت یک عامل بحرانی در اثر گذاری الیاف ها بر روی انسان هستند .

اسلاید 29: پس خطر ذرات هوابرد در نتيجه ورود آنها به بافت ريه است .ذرات کوچکتر از 10 ميکرون به قسمت های عميق ريه نفوذ می کنند چون ذرات ناشی از فعاليت های صنعتی؛ پلی ديسپرس هستند لذا تعيين قطر آنها بسيار مهم است . در اندازه گيری قطر ذرات هوابرد 3 حالت ممکن است : 1- قطر سطح معادل projected area diameter ؛ که قطر دايره ای است برابر با مساحت ذره مورد نظر . 2- قطر فرت Feret diameter ؛ که فاصله بين دو خط منتهی اليه ذره است . البته به شرطی که همه اندازه گيری ها در يک راستا باشد . 3- قطر ما ر تين Martin diameter طول خطی است که ذره را به دو قسمت مساوی تقسیم می کند . اين خط را می توان در هر راستا کشيد .واضح است که نه بزرگترين و نه کوچکترين قطر ذرات نخواهد توانست جرم ذرات اندازه گيری شده را به ما بدهد . فقط اندازه کوچکترين قطر ممکن است اطلاعاتی از رفتار آئروديناميکی فيبرها و ذرات به ما بدهد .قطر فرت برآوردی کمتر از حد انتظار دارد ؛ بر عکس قطر مارتين متوسط قطری بيش از حد حقيقی نشان می دهد ؛ اما قطر سطح معادل بهترين براورد است.

اسلاید 30: سطح و حجم در ذرات Surface area and volume همانگونه که قبلا گفته شد ؛ شکل ذرات تعیین کننده نسبت بین سطح و حجم ذرات است . کل سطح ذرات یا سطح جذب سطحي آنها به کل سطح ایجاد شده توسط آنها بستگی دارد .قابلیت حل شدن یا solubility یکی دیگر از خصوصیاتی است که در اثر گذاری بیولوژیک ذرات تاثیر به سزایی دارد . این اثر در نمونه برداری و تجزیه نیز قابل توجه است . ترکیب هوابرد ها Composition تاثیر مستقیمی در نتایج سلامتی افراد در مواجهه شغلی و غیر شغلی دارد . آنا لیز ترکیبات یک آلاینده ذره ای برای تعیین اثرات آن مهم است . پس نمونه بردای بدون تعیین مقدار Bulk sample قادر به شناسایی ترکیب گردو غبار هوابرد نخواهد بود .

اسلاید 31: Sampling for total and respirable Dustسازمان ISO گردوغبار را بر اساس چگونگی ته نشینی در دستگاه تنفس به 3 دسته تقسیم می کند : الف – آنهایی که در ناحیه راههای هوایی سر ته نشین میشوند.ب - آنهایی که در نای و نا یژه نشست می کند .ج- آنهایی که در ناحیه تبادل گاز های تنفسی رسوب می کنند. سازمان ACGIH گردو غبار ها را به صورت زیر تقسیم بندی کرده است : - IPM گردوغبار قابل تنفس inhalable ؛ که در هر نقطه از دستگاه تنفسی ته نشین شوند مخاطره آمیز هستند . قطر آنها بزرکتر از10 ميکرون است . - TPMيا توراسيک به ذراتی گفته می شوند که در ناحیه نای و نایژه و ناحیه قفسه سيينه ایجاد آسیب می کنند , قطر آئرودینامیکی آنها 1 ± 10 میکرون است . - RPM ذرات قابل استنشاقRespirable در ناحیه تبادل گازهای تنفسی یا کیسه های هوایی نفوذ کرده و ایحاد مزاحمت می کند .قطر آئرودینامیکی آنها در حدود 0/3 ± 3/5 ميکرون است .

اسلاید 32: تعداد زیادی از گردوغبارها بدون تاثیر بیولوژیک قلمداد می شوند ؛ به این دسته گردوغبار آزار دهنده یا Nuisance اطلاق می شود . از این نمونه می توان به سلولز ؛ کوراندوم؛ گچ ؛ مرمر ؛ گل ؛ تالک و غیره اشاره کرد . حد مجاز تماس با این ذرات در حدود 5 میلی گرم بر متر مکعب است . روش نمونه برداری معمولا مبتنی بر متغییر هایی ما نند هدف از نمونه برداری , مشخصات ماده نمونه برداری شده ؛و روش تجزیه می باشد . در این رابطه نموگرام اصلاح شده آقای Corn به این موضوع اشاره دارد . برای نمونه حدود مجاز تماس با گردوغبار کریستالین آزاد سیلیکا SILICA برای دو منظور ارائه می شود : 1- کل مواد معلق TSPM 2 – ذرات قابل استنشاق در این رابطه می توان به جداول استاندارد حدود مجاز تماس مراجعه کرد . استراتژی نمونه برداری و نمونه برداری فردی از هوابرد ها : نمونه برداری در محیط کار برای تعیین تماس حرفه ای انسان با ذرات هوابرد در محیط کار است . در نمونه برداری فردی پس از نصب نمونه بردار در فضای تنفسی کارگر در حدود 30 سا نتی متری جلوی صورت آن متوسط تماس کارگر از طریق محاسبه ارزش تراکمی غلظت ذرات بدست می آید . نتایج آنگاه با متوسط غلظت زمانی یا TWA مقایسه می شود .

اسلاید 33: راهبرد نمونه برداری از ذرات ؟ یک راهبرد مناسب باید متناسب با ارزشیابی تماس حرفه ای؛ اقتصادی و مبتنی بر اهداف باشد .در اين رابطه بايد به نقش تحليل های آماری بپردازِم . توجهات آماری در نمونه برداری از هوابرد ها : صحت اندازه گيری ها ی ذرات هوابرد بستگی به ظرفیت نمونه فردی با توجه به متوسط آلاينده در نمونه ها دارد . دقت اندازه گيری غلظت آلاينده در هوا هم به اجرای صحيح اندازه گيری بستگی دارد . صحت و دقت نمونه برداری و تجزيه مواد بايد در آزمايشگاه و با روش ديگری نيز تعیین شود. انحرف نسبی ازيک توزيع نرمال می تواند توسط ضريب انحراف coefficient of variation (cv) همچون Relative standard deviation مشخص شود . Cv همچون يک روش به عنوان شاخص پراکنندگی برای ارزش های صحيح است .در عمل cv=sd/mean . کل ضريب انحراف cvT يک ترم آماری مورد استفاده برای توصيف بررسی مجدد روش در آزمايشگاه است . اين ضريب بين چندين منابع خطا شامل انحراف از جريان و خطای اندازه گيری مشترک است .

اسلاید 34: تفسير رابطه غلظت هوابردهای ذره ای و محل نمونه برداری (تماس) : بعد از اندازه گيری فردی در ناحيه تنفسی پارامترهای آماری برای توصيف تما س در آن ناحيه به کمک گرفته می شود .با توجه به توزيع غير نرمال اندازه هوابردها در محيط کار ؛ از دو پارامتر توصيفی ميا نگين هندسی و انحراف معيار هندسی استفاده می شود .برای مثال در يک محيط کار 7 کارگر؛ نمونه برداری فردی انجام شده است و غلظت های زير بدست آمده است : 7/0 ؛ 4/5 ؛ 1/9 ؛ 0/12 ؛ 5/3 ؛ 20 و 18 ميلی گرم بر متر مکعب سوالات مطرح : 1- 95 درصد کارگران دراين حالت در مواجهه با چه غلظتی هستند . 2- چه احتمالاتی از نظر تماس ممکن است برای کارگران بوجود آيد . با توجه به توزِيع نرمال لوگاريتمی فراوانی تجمعی و در صد فراوانی تجمعی کمتر از غلظت اندازه گيری شده را بدست آورده و منحنی مربوطه رسم می شود . نتايج : - 95 % کارگران با 75/1 تا 38 ميلی گرم بر متر مکعب مواجهه دارند. - 5 % کارگران با بيش از 30 ميلی گرم .... در تماس هستن . - 10 % با 22 و 50 % با 8 و 90 % با 9/2 ميلی گرم بر متر مکعب در تماس هستند .

اسلاید 35: اصول نمونه برداری از ذرا ت هوابرد Principles of particle collection نمونه برداری از پلی ديسپرس ها در وحله اول به انتخاب مناسب وسيله نمونه برداری دارد. بطور کلی نمونه برداری از ذرات معلق به دو صورت آنی و مداوم امکان پذير است . وسايل نمونه برداری از ذرات معلق براساس يک يا چند اصل زير است : 1- ته نشينی ذرات Particle settlement 1-1 ته نشينی ثقلی Gravitational settlement نيروی وزن عامل مهمی در در سقوط ذرات معلق در هواست البته ذرات بسیار ريز مدتها در هوا باقی می مانند . Elutriation يا خالص کردن فرايندی است که ذرات می توانند مطابق با سرعت رسوبشان جداشوند. خا لص کردن يا الوترياسیون روشی است که به ذ رات موجود در هوا اجازه داده می شود تا همراه جريان هوا از مجاورت سطحی عبور نموده و آنقدر به راه خود ادامه دهند تا بواسطه نيروی ثقل خود ته نشين گشته و از جريان هوا جدا شوند. اين شيوه برای ذرات درشتر موثرتر است . از جمله وسايلی که بر اين اساس ساخته شده ؛ الوترياتورها Elutriatorsهستند. اين وسايل شامل يک دسته صفحات بسيار نازک آلومينيمی می باشند که با فواصل مساوی و معينی به صورت افقی و عمودی در يک مجرای چهار گوش قرار گرفته و هوا با سرعتی مشخص از درون آن عبور می کند . نمونه ديگر هگز لت Hexlet است. اين وسيله برای جمع آوری ذرات قابل استنشاق بکارمی رود. 2-1 ته نشينی با نيروی گريز از مرکز Centrifugal settlement در روش اخير ذرات درشت بدليل نيروی گريز از مرکز از جريان هوا جدا شده ودر قسمت پايين دسگاه جمع آوری جمع می شوند , اما ذرات ريزتر يا قابل استنشاق همراه جريان هوا به طرف خروجی حرکت کرده و قابل صاف شدن خواهد بود .بر اين اساس وسيله ای ساخته شد بنام سيکلون Cyclone که بر اساس خاصيت گريز از مرکز به جمع آوری ذرات می پردازد . اين وسيله علاوه بر نمونه برداری ذرات قابل استنشاق در مقياس بزرکتر برای کنترل نيز قابل استفاده است .

اسلاید 36: 2- صا ف کردن Filtration صاف کردن يکی از متداول ترين روش ها برای نمونه برداری از آئروسل ها به شمار می رود . دلايل آن هم روشن است ؛ هزينه کم ؛ سهولت کار و قابليت نگهداری نمونه برای مدتها ی طولانی . جمع آوری ذرات در اين روش چند مکانیسم دخالت دارند مانند : تماس مستقيم Interception ؛ انتشار Diffusion ؛ جذب الکتريکی Electrical attraction ؛ برخورد Impaction و ...... فيلتراسيون ذرات هوابرد به پارامتر های زير بستگی دارد : اندازه ذرات ؛ شکل آنها ؛ وزن مخصوص ؛ مشخصات سطح ذرات ؛ مقدار آن ؛ دانسيته , رطوبت و سرعت گاز . 1-2محيط واسط يا فيلتر ها فيلتر مورد استفاده در روش صاف کردن به عواملی مانند نوع آلاينده و روش نمونه برداری بستگی دارد . معمولی ترين آنها عبارتند از : - فيلتر سلولزی cellulose filter - فيلتر غشائی Membrane filter - فيلتر الياف شيشه ای Glass fibre filter - فيلتر نقره ای silver - فيلتر الياف پلاستيکی Plastic fibre filter - فيلتر نوکلپور Nucleopre

اسلاید 37: 3- رسوب گير الکترواستاتيکی Electrostatic precipition اساس روش بدين صورت است که گاز حاوی ذرات از مجرايی با اختلاف پتانسيل 10 – 25 کيلو وات عبور کرده و باردار می شود ؛ و ذرات باردار شده برروی سطح الکترود جمع آوری بدام می افتند . دراين دسته رسوبگيرهای الترواستاتيکی قرار دارند . البته برای محيط های دارای گردوغبار قابل انفجار مناسب نيست . 4-روش حرارتی : اين روش بر اساس عبور هوا ی حامل ذرات از درون مسير باريکی که اختلاف دمای بسيار زيادی بين سطوح گرم و سرد آن بر قرار است ؛ استوار است .بدين ترتيب که وجود گراديان دمايي بالا و عمود بر جهت جريان موجب جذب ذرات به سطح سرد مس شود. پديده اخير را ترموفورزيس Thermophoresis می نامند .

اسلاید 38: نمونه برداری برای گردوغبار کل و قابل تنفس Total and Respirable هدف از نمونه برداری کل نشان دادن نمونه ای از کل ذرات معلق در هوا ست .و اما هدف از نمونه برداری ذرات قابل تنفس بدام انداختن آن دسته از ذراتی است که می توانند به آلوئول های ريوی برسند .برای ا نجام اين مهم راهبرد نمونه برداری به دو صورت است : 1- نمونه برداری فردی 2- نمونه برداری ثابت و در محل توليد آلاينده نمونه برداری فردی برای گردوغبار کل 1- کا ليبراسيون پمپ فردی و انتخاب هولدر مناسب 2- آماده سازی فيلترها و کا ست ها ( وزن کردن ؛ سرهم کردن کاست ها ؛ سازمان دهی نمونه بلا نک ....) 3- اجرای نمونه برداری نمونه برداری فردی برای گردوغبار قابل تنفس 1- انتخا ب پمپ و کا ليبره کردا آن 2- آماده سازی فيلتر و هو لدر ها 3- انتخاب سيکلون ده ميلی متری مانند دور اوليور 4- وز ن کردت فيلترها در قبل 4- توزين فيلتر ها بعد از نمونه برداری 5- تعيين غلظت از رابطه مورد نظر

اسلاید 39: Sizing Methodology مشخصات ذرات معلق يا هوابردها در جلسات گذشته در اين مورد کمی صحبت شد ؛ گفتيم که مهمترين عامل در شناسايی و بررسی رفتار ذرات بحث در موردSize اندازه آنهاست . اندازه ذرات ممکن است در يک رنجی از 10به توان منفی 7 سانتی متر تا ذرات کندانسه شده با قطری معادل 10 به توان منفی 3 ساتتی متر باشد . در مجموع جهت توضيح رفتار ذرات هوابرد توصيف اندازه آنها مهم است . زيرا بسياری از خصوصيات ابرهای ذرات معلق مانند ميزان رسوب کردن ؛ اکوموله شدن ؛ حرکت براونين و انتشار به اندازه ذرات بستگی دارد . در اين رابطه به موضوع شکل و ديسپرسيتی ذرات اشاره کرديم ودر اين راستا به قطر آئروديناميک ؛ سطح معا د ل ؛ فرت و مارتين هم اشاره ای شد . ضمنا برای درک بهتر موضوع بايد به فاکتور شکل ديناميک ذرات هم اشاره ای کنيم ؛ اين فاکتور از خا رج قسمت قطر معادل به قطر رسوبی به توان 2 بد ست می آيد . توجها ت آماری Statistical considerations دانستيم که درجه ديسپرسيتی ذرات هوابرد بسيار مهمتر از شکل ذرات و حتی دانسيته آنهاست . پس يک متوسط قطر ذرات برای توجيح آنها مهم نيست . با توجه به توزيع غير نرمال ذرات هوابرد می توان از تکنيک های قوی آماری استفاده کرد . بنا براين ما می توانيم بگويم که : 67% اين ذرات دارای اندازه ای بين1 ± انحراف معيار از ميانکين ؛ 95% آنها بين ±2 انحراف معيار و 7/99 % بين ±3 انحراف معيار هستند .پس متوسط توزيع اندازه ذرات می شود : d = ni di /ni ؛ d بار متوسط توزيع ذرات و ni تعداد ذرات با قطر di است .

اسلاید 40: انحراف معيارحسابی هم از رابطه معمولی بدست می آيد .متاسفانه اندازه ذرات بسياری از آئروسل ها از توزيع نرمال پيروی نمی کنند ؛ بلکه توزيع منحنی آنها بصورت زنگی خواهد بود . تکنيک های اندازه گيری ذرات هوابرد Measurement Techniques در آئروسل ها هوا, فاز پيوسته و ذرات جامد فاز پراکنده آنها را تشکيل می دهند. اين ذرات وقتی که به ذرات کوچکتری تقسيم شوند سطح کل آنها افزايش می يا بد ؛ برای نمونه اگر يک قطره آب با قطر 1 سانتی متر و سطح خارجی 3 ضرب در 10 به توان منهای 4 متر مربع به ذراتی به قطر يک ميکرون تقسيم شود ؛ ذراتی با سطح کل 30 متر مربع ايجاد می کند . پس نمونه برداری در شناخت ترکيبات هوا و تجزيه و تحليل کمی و کيفی آلاينده های هوابرد از اهميت ويژه ای برخوردار است . يکی از روش های نمونه برداری ذرات معلق در هوا استفاده از روش تر و با بطری های گاز شوی مانند ايمپينجر است . شما رش ذرات هوابرد با ديسپرسيتی بالا غالبا با ميکروسکپ نوری انجام می شود . برای نمونه در سال 1932 برای اولين با آقای گرين بورگ بوسيله گراتيکول ويپل Whipple اقدام به شمارش ذرات پلی ديسپرس نمود .البته در سال 1942 اين روش توسط سازمان ACGIH مورد تا ييد قرار گرفت و به يک روش استاندارد تبديل شد . ميکروسکپ نوری Optical Microscopyميکروسکپ نوری شامل 5 قسمت است : 1- منبع نور 2- عدسی های کندانسور 3- قطعات لام 4- عدسی ها ی شئی 5- عدسی چشم يا اکولر

اسلاید 41: کيفيت تصوير نهائي توسط عدسی بهبود می يابد ؛ و همچنين اين کيفيت به نور بستگی دارد . حد رزولوشن در ميکروسپ ها ی نوری با رابطه زير نشان داده می شود : d= 0.61λ/η sin α در اين رابطه d کمترين فاصله دو خطی است که بطور مجزا از هم تشخيص داده می شود. λ طول موج نور مود استفاده و η شاخص رفراکسيون نور بين محور سيستم نوری لام و عدسی می باشد . و α هم نيم زاويه ای است که شامل زاويه بين محور لام و عدسی است . حداکثر زاويه ای که عدسی می تواند نور را از لام درژافت کند 90 درجه است ؛ در اين صورت لام کنار عدسی قرار دارد . Sin α می تواند نزديک به 1 و برخی اوقات 94 /0 برای بزرگنمايی عدسی باشد . شاخص پراکندگی نور در اجسام مختلف متفاوت است ؛ برای هوا 1 ؛ برای آب 33/1 و برای روغن های امولسيون معمولی 55/1 است . حاصل شاخص پراکندگی و sinα عدد گشادگی numerical aperture است . اين عدد برای بزرگنمايی زياد ( 97x) 25/1 خواهد بود البته اگر از روغن امرسون استفاده شود . حد تئوريکی طول موج برای عدسی های نوری در فرمول فوق تقريبا 200 ميلی ميکرون يا 0.2 μm می باشد . با اين حساب بايد از عدسی با بيشترين عدد بزرگنما يي استفاغده نمود .

اسلاید 42: حدود تشخيص چشم انسان 1/0 ميلی متر است ؛ يعنی اگر کوچکترين ذره در لام به اندازه 1/0 ميلی متر ديده شود ؛ توسط چشم قابل تشخيص است . بنا براين ريزترين جز و قابل رويت بوسيله عدسی شيئی ( 0.2 μm) با يد 500 برابر بزرکتر شود تا بوسيله چشم قابل رويت گردد . اگر بزرگ کننده شيئی ( 46x) مورد استفاده قرار گيرد ؛ يک اکولر 10x با يد استفاده شود ؛ که در اين صورت بزرگنمايی بيشترين مقدار خواهد بود يعنی 46 در 10 می شود 460 برابر . آماده کردن لام و نحوه شمارش آماده سازی نمونه ها در روش تر و يا فيلتر در روش تر از سلول شمارش مانن دان استفاده می شود اما در روش فيلتر نمونه ها بايد شفاف شوند . برای جلوگيری از تجمع ذرات روی لام بايد از يک مولد اولتراسونيک استفاده کرد . استفاده مناسب از شبکه های مدرج چشمی . اين گراتيکول ها پس از کاليبره شدن در قسمت عدسی چشمی قرار می گيرند . مانند : porton , new porton , walton beckett , whipple grids, british standard graticule.

اسلاید 43: روش نمونه برداری و شمارش الياف آزبست Asbestos count طبقه بندی آزبست : آزبست به گروهی از سيليکاتهای معدنی از جمله سيليکاتهای آهن و منيزيم اطلاق می شوند که در يک ترکيب زنجيری به صورت الياف در طبيعت يافت می شوند . انواع آزبست : الف - گروه آزبستهای مارپيچی يا سرپا نتين تنها نمونه معروف اين گروه پنبه نسوز يا کرايزوتايل chtysotile است . 90 % توليد جهانی به اين نوع اختصاص دارد . ب – گروه آزبستهای دو شاخه ای يا آمفيبول . اين گروه 5 نوع آزبست دارد . 1- کر و سيدوليت يا آزبست آبی 2- آموزيت يا آزبست قهوه ای 3- آنتوفيلات 4- تريميو لیت 5- آکتينولا يت مقدمه ارزيا بی کمی و کيفی آزبست با استفاده از روش PCM يا استفاده از ميکروسکپ نوری و فيلتر ممبران امروزه در اغلب کشور ها گسترش يافته است . کميسيون جامعه اروپا C.E.C؛ اداره ايمنی و بهداشت آمريکا OSHA ؛ سازمان استاندارد بين المللی ISO؛ جامعه تست مواد آمريکا ASTM؛ موسسه ايمنی و بهداشت حرفه ای NIOSH و انجمن بين المللی آزبست AIA هر کدام با اختلافا تی در جزئيات روش هایی را برای اندازه گيری غلظت الياف آزبست ارائه داد ه اند .

اسلاید 44: ااختلاف اين سازمانها بيشتر در استفاده از مواد شفاف کننده و نوع گراتيکول است . در اين حال حدود مجاز TLV تماس با الياف آزبست در کشورهای مختلف صنعتی کمی با هم اختلاف دارند . برای نمونه : OSHA : 0.1 ASBESTOS FIBER ( < 5 Μm long/cc ) NIOSH : 0.1 F/CC ( F >5 Μm long ) ACGIH : 0.2 crocidolite; 0.5 amosite ; 2 chrysotile and other asbestos , fibers / cc تاريخچه شمارش الياف اولين کاست در سال 1950 استفاده شد توسط کاخانه ميلی پور استفاده از ممبران فيلتر در سال 1964 در سال 1971 ACGIH وAIA روشی برای شمارش الياف آزبست ارائه کردند.در سال 1977 NIOSH قانون شمارش توجه به طول آزبست را ارائه کرد.در سال 1978 Bougit & Reist قوانينی برای شمارش اليا ف آزبست بر اساس ميدانهای شمارش ارائه کردند .در سال 1978 Walton &Backet گراتيکول جديدی را برای آزبست طراحی کردند . روش شمارش الياف آزبست روشهای قابل استفاده می توان به روش 7400 Niosh که مورد تائيد AIA هم است اشاره کرد . اين روش به PCM هم معروف است . وسايل مورد استفاده در اين روش 1- استن برای شفاف کردن نمونه 2- پمپ نمونه برداری 3- ممبران فيلتر 8/0 – 2/1 ميکرومتر با هلدر مناسب

اسلاید 45: 4- لام ( کا ست ) ؛ لامل 5- ميکروسکپ نوری ( فازکنتراست ) 6- گراتيکول ترجيحا Walton-Backet 7- سرنگ هيپو درميک و قيچی و غيره 8- ميکرومتر نمونه برداری Sample 1- نمونه بردار : فيلتر 0.45 –to 1.2 μm ,ester membrane ,25mm 2- جريان عبوری هوا : 0.5 to 16 l /min 3- نمونه شاهد : 2 to 10 field blanks per set 4- Accuracy : 80 to 100 fibers counted روش آ زمايش Method 1- کاليبره کردن پمپ 2- نمونه برداری بر اساس روش استاندارد 3- جدا کردن هلدر و نگهداری مناسب نمونه 4- وزن کردن نمونه ها 4- شفاف کردن نمونه ها با بخار استن 5- شمارش الياف در يک ميدان 25 ميلی متری

اسلاید 46: راهبرد نمونه برداری در داخل کانال ها : گازها و بخارات در داخل کانالهای خروجی در صنايع بعلت دمای بالای آنها از مشخصات ويژه ای برخوردار هستند . درجه حرارت رابطه مستقيمی با فيلتر و مقاومت آن دارد . برای نمونه در دمای 800 درجه فيلتر ممبران کارائی ندارد اما بجای آن فيلتر فايبر گلاس از کارائی خوبی برخوردار است . مشخصات اتصلات ؛ واگرا و همگرا بودت آنها آشفتگی در داخل کانال ايجاد می کند ؛ اين آشفتگی برای گازها مشکل ساز نيست چون آنها را يکنواخت می کند اما برای ذرات مشکل ايجاد می شود . در مورد ذرات بايد نمونهای گرفت که نماينده تراکم اصلی باشد . نمونه برداری در داخل کانال : وقتی نمونه بردار را داخل کانال می گذاريم در اصل بخشی از خطوط جريان را جدا می کنيم ؛ در اين حالت با وسيله ای باشد که هوا را به سمت نمونه بردار ما هدايت کند . اين کار را sampling probe انجام می دهد . در حقيقت با تغيير probe می توان سرعت را با هم برابر کرد . يعنی برای استفاده از يک فيلتر با قطر استاندارد در سرعتهای مختلف بايد تغييری در probe داشته باشيم . در مجمو ع در شرايطی با يد نمونه برداری کنيم که سرعت داخل کانال با نمونه بردار برابر باشد .

اسلاید 47: حالات سرعت در پراب و کانال : سه حالت در اين رابطه داريم : 1- ايزوکنتيک isokinetic سرعت در پراب و کانال برابر است . 2- ساب کنتيک subkinetic سرعت پراب کمتر از سرعت کانال است . 3- سوپر کنتيک superkinetic که سرعت پراب بيشتر از سرعت کانال است . اگر سرعت در پراب بيشتر از کانال باشد ؛ تراکمی که جمع می شود کمتر از تراکم واقعی است . چون اينرسی باعث می شود ذرات بزرکتر وارد پراب نشوند .اگر سرعت در پراب کمتر باشد ؛ ذرات بزرکتر وارد پراب می شوند و ذرات کوچکتر باقی می مانند . نسبت سرعت داخل نمونه بردار به داخل کانال حائز اهميت است و هر چه به يک نزديک باشد بهتر است . البته اگر نسبت 2/1 – 8/0 باشد يعنی 20% ± باشد نمونه را قابل قبول وپمی دانند و اگر در اين رنج نباشد مورد قبول نيست .

اسلاید 48: روش ها ی اندازه گيری گازها و بخارات 1- تجزيه ترکيبات شيميايی در هوا توسط دستگاه گازکروما توگرافی (GC ) - کاربرد اين دستگاه جهت تجزيه گازها در هوا روزافزون است . قدرت جداسازی ستونها ی کروما توگرافی به همراه حساسيت و گزينش پذيری آشکارسازها ی آن اين دستگاه را روشی ايده آل برای تعيين بسياری از ترکيبات شيميايی در هوای محيط کار نموده است . NIOSH and OSHA تجزيه صدها هيدروکربنها را در هوا بوسيله GC توصيه نموده است . - اساس جداسازی در اين دستگاه بر پايه انتشار نمونه بين دو فاز استوار است . يکی از اين فازها عبارت است از فاز ساکن ( شامل کستره وسيع ذرات با سطح بسيار زياد ) و فاز متحرک يا فاز گازی است که از ميان اين بستر ساکن عبور می کند . GC روشی برای جدا سازی ترکيبات آلی با گذراندن يک جريان گازی از روی فاز ساکن است . چنانچه فاز ساکن جامد باشد آن را کروما توگرافی گاز جامد (G.S.C) و اگر فاز ساکن مايع باشد آن را کروما توگرافی گاز ما يع (G.L.C)می نا مند . - اجزا ی دستگاه GC : استوانه گاز حامل ؛ کنترل کننده سرعت جريان گاز و کنترل کننده فشار آن ؛ محل تزريق نمونه ؛ ستونهای پرشده و مويين ؛ آشکارسازها ؛ نرم افزار و تنظيم کننده دمای محل تزريق

اسلاید 49: الف : ترکيباتی که توسط ذغال فعال نمونه برداری می شود و با GC تجزيه می شوند : - مشخصات ترکيبات شيميايي : متوکسی اتا نول ؛ متوکسی اتيل استات ؛ اتوکسی اتانل ؛ دی پروپيلن ؛ گليکول متيل اتر ؛ هيدروکبنهای هالوژنه ( بنزيل کلرايد ؛ بروموفرم ؛ کلروبنزن ؛ کلروفرم ؛ ارتودی کلروبنزن ؛ هگزا کلرواتان ؛ وينيل برومايد ؛ متيل کلرايد و غيره ) ؛ پروپيلن اکسايد ؛ تترا هيدروفوران ؛ فرمالدئيد ؛ اسيد استيک ؛ فورفورال و غيره ؛ - اصول نمونه برداری : استفاده از لوله ذغال فعال ( دارای طول 7 سانتی متر ؛ قطر داخلی 4 ميلی متر ؛ قطر خارجی 6 ميلی متر ؛ مش 20 -40 ؛ بخش جلويي 100 ميلی گرم و بخش عقبی 50 ميلی گرم ذغال فعال ) برای نمونه برداری . البته از لوله ذغال فعال بزرکتر حاوی 600 ميلی گرم ( 400 ميلی گرم در جلو و 200 ميلی گرم در عقب ) هم استفاده می شود . روش کار روش استاندارد است و نمونه بردار بايد در مسير جريان هوا قرار گيرد ؛ ضمنا ارزيابی امکان خروج نمونه از قسمت جلوئي هم انجام می شود ؛ بعد با روش کروما توگرافی عمل تجزيه انجام می شود .

اسلاید 50: ب : ترکيباتی که توسط سيليکاژل نمونه برداری می شود : - گروه آمين های آليفاتيک ( دی اتيل آمين ؛ دی متيل آمين ) ؛ گروه آمين های آروماتيک ( آنيلين ؛ ارتوتو ليدين ؛ 2و4 گزيليدين ؛ ان ان دی متيل آنيلين ) ؛ ترکيبات آمينو اتانل ؛ دی متيل فرم آميد ؛ متانول ؛ نيترو بنزنها ؛ کلرو استالد ئيد ؛ کلرو استيک اسيد ؛ دی متيل استاميد ؛ متيل اتيل کتون و .... - اصول نمونه برداری : استفاده از لوله سيليکاژل برای نمونه برداری . بعد از آماده سازی پمپ لوله نمونه گير ساخته می شود ( لوله سيليکاژل به طول 7 سانتی متر ؛ قطر داخلی 4 ميليمتر و قر خارجی 6 ميلي متر که از دو بخش جلوئی 150 ميلی گرم و پسين 75 ميلی گرمی در ست شده است ) . ج : ترکيباتی که با فيلتر نمونه برداری و توسط GC تجزيه می شوند : - انتشار بسياری از هيدروکربن ها مانند آفت کشها و سموم ارگانوفسفره در محيط کار به صورت آئروسل بوده که جهت جمع آوری آنها از فيلتر استفاده می شود . - ترکيبات آلی شامل : 4- تری مليتيک آن هيدرايد ؛ 5- تری ارتوکرزيل فسفا ت ؛ دی بوتيل فتالات ؛ دی فتالات ؛ 2- دی بوتيل فسفا ت ؛ کلر نيتيد ترفنيل ؛ آلفا ويتا نفتيل آمين ؛ ارتوترفنيل ؛ پلی کلرو بنزن ؛ تری بوتيل فسفات ؛ اسيد آزلئيک ؛ آندرين ؛ ترکيبات گليکول ها ؛ ...

اسلاید 51: - روش نمونه برداری و تجزيه : وسايل مورد نظر ؛ پمپ نمونه برداری ؛ فيلتر مثلا استرسلولز ؛ ستون مورد نظر ؛ سرنگ ميکرو متری ؛ ظزف اولتراسونيک ؛ ترازو و غيره د - ترکيباتی که با بطريهای گازشو ی جمع آوری می شود : اين ترکيبات شامل ؛ آلدرين ؛ کپون ؛ منومتيل انيلين ؛ ليندان ؛ کلرومتيل اتر ؛ و غيره نمونه برداری و تجزيه : وسايل مورد نياز شامل پمپ نمونه برداری ؛ ستون مناسب برای گازکروما توگرافی ؛ سرنگ ؛ پی پت ؛ ترازو و غيره روش نمونه برداری؛ هم استفاده از لوله گازشوی حاوی جاذب است . البته برای نمونه برداری از برخی مواد مانند آلدرين ؛ کپون و ليندين بطری بع همراه فيلتر استفاده می شود . روش آماده سازی نمونه بر اساس روش های استاندارد است . برای مثال ؛ برای آلدرين محلول نمونه برداری شده داخل يک ويال يا بالن ريخته شده و بوسيله محلول ايزواکتان به حجم 15 ميلی ليتر رسانده تا جهت تزريق به گاز کروما توگرافی آماده شود .

اسلاید 52: د- تجزيه ترکيبات نمونه برداری شده با فيلتر آغشته : مقدمه : اساس نمونه برداری در تعداد قابل توجه ای از ترکيبات شيميايی چون : 4-4 دی متيلن دی آنيلين ؛ بنزيدين ؛ 2-4 تولوئن دی آمين ؛ ارتوتولای داين ؛ ارتو- متا – پرا – تولوئيدين با استفاده از فيلتر فايبر گلاس آماده شده با اسيد سولفوريک است . در نتيجه عبور هوا همراه با آلاينده مورد نظر از فيلتر ؛ توليد يک ماده ثانويه بنام هپتا فلوئورو بوتيريک اسيد آن هيدرايد HFAA می نمايد . ماده مورد نظر بوسيله دستگاه گاز کرو ما توگراف مجهز به آشکار ساز الکترونی تجزيه می گردد. ترکيبات شيميا يی : 1-4 ؛ 4 متيلن دی آنيلين ؛ 2-3؛ 3 – دی کلروبنزيدين ؛ 5-ارتودياسيندين ؛ 3-2؛4- تولوئن دی آمين ؛ ارتومتيل آنيلين ؛ امينو تولوئن ؛ متيل اتيل و بوتيل مرکپتا ؛ بنزيد ين و غيره آماده سازی نمونه ها : برای مثال ؛ جهت نمونه برداری از ترکيبات مرکپتان فيلتر فايبر گلاس بايد از استات جيوه اشباع شود . بدين منظور فيلتر داخل محلول 5 % وزنی استات جيوه گذاشته می شود و در هوا خشک می کنند . در پايان کار ؛ رنگ زرد روی فيلتر نشان دهنده آمادگی جهت نمونه برداری است . مثال ديگر نمونه برداری از گلوترآلدئيد در هوا است :

اسلاید 53: برای نمونه برداری از گلوتر آلدئيد روش استاندارد فيلتر آغشته را پيشنهاد می کند . نمونه گير از يک کاست فيلتر روبز و دو فيلتر پشم شيشه آغشته به دی نيتروفنيل هيدرازين و اسيد فسفريک تشکيل شده است . محلول 2و4 دی نيترو هيدازين و اسيد فسفريک با حل کردن يک گرم از DNPH ؛ 5 ميلی ليتر اسيد فسفريک و استو نيتريل در يک بالن 250 ميلی ليتری تهيه می شود . فيلتر را در دهانه بشر 30 ميلی ليتری به نحوی قرار می دهيم که قسمت رويی آن به طرف بيرون باشد ؛ با استفاده از پی پت 5/0 ميلی ليتری محلول دی نيترو فنيل هيدازين ؛ اسيد فسفريک را قطره قطره بر روی فيلتر می چکانيم به طوريکه تما م سطح فيلتر آغشته شود . 2- تجزيه آلا يند ه های هوا با استفاده از کروماتوگرافی مايع HPLC در ميان روش های تجزيه ای کروما توگرافی ؛ بعد از GC گاز کر وما توگرافی مايع با کار کرد عالی High performance liquid chromatography بيشترين استفاده را در تجزيه هيدروکربنهای منتشره در هوا دارد . بيشترين نمونه هايی که به روش بطر ی های گازشوی ؛ فيلتر و لوله ذغال فعال از تر کيبات شيميايی منتشر شده در هوا با روش HPLC تجزيه می شوند . اين روش بر اساس انواع فازهای متحرک و ساکن است ؛ در ا ين روش فاز متحرک يک مايع بوده و فاز ساکن يک مايع يا يک جامد خواهد بود .

اسلاید 54: ادامه ..... اگر فاز ساکن مايع باشد ؛ کروماتوگرافی مايع – مايع است و در حالت دوم مايع – جامد ناميده می شود . يک دستگاه HPLC دارای اجزای زيراست . 1- فاز متحرک 2- منا بع ذخيره فاز متحرک 3- سيستم کنترل فاز متحرک 4- سيستم پمپ کننده 5- قسمت تزريق نمونه 6- ستون 7- آشکار ساز ها از عوامل مهم در تعيين فاز متحرک پلا ريته يا قطبيت حلا ل است . قطبيت بدين معنی است که مولکول دارای دو مرکز مثبت و منفی بوده و لذا توسط مولکول های ديگر که دارای اين خاصيت می باشند جذب می شوند . قطبيت آب بالا بوده اما ترکيبا ت اکسيژن دار آلی مانند الکل ها ؛ کتون ها ؛ استر ها دارای خاصيت دو قطبی کمتری بوده و لذا پلا ريته آنها از آب کمتر است . ترکيبات شيميايی : الف – ترکيباتی که با فيلتر نمونه برداری و با HPLC تجزيه می شوند : - پيرو تم ؛ ريبا ويرين ؛ استر يکتين ؛ پاراکوات ؛ ترکيبات چند حلقه ای آروما تيک ؛ بروموکسی نيل ؛ اسيد سيا ندريک ؛ وارفارين ؛ گلوتر آلدييد؛ آسپارتام ؛ .....آماده سازی فيلتر : برای نمونه ها ی مورد نظر از 4-4 متيلن دی آنيلين برای آغشته سازی فيلتر استفاده می شود ؛ آنگاه فيلتر فايبر گلاس را در يک ظرف شيشه ای پهن گذاشته و 5/0 ميلی ليتر اسيد سولفوريک 26/0 نرمال به آن اضافه می کنيم و سپس به مدت يک ساعت در دمای 100 درجه حرارت داده تا خشک شود . و پس از خشک شدن قابل استفاده خواهد بود . ب- ترکيباتی که با جاذب سطحی نمونه برداری می شوند : آنسايدين ؛ اتيلن دی آمين ؛ تری اتيلن تترا آمين ؛ گلو تر آلدئيد ؛ پارا کلروفنل ؛ کارباديل ؛ فنل ؛ دی متيل آمين ؛ اسيد آکر يليک ؛ متيل اتيل کتون ؛ متيل 2- سيا نو آکروليت ؛ ....

اسلاید 55: ج – ترکيباتی که توسط بطری های گاز شوی نمونه برداری می شوند : 2-4 تولوئن دی آمين ؛ 2-6 تولوئن دی آمين ؛ استالدئيد ؛ اتيلن ايمين ؛ ايزوسيا نات ها ؛ پنتا کلو فنا ؛ دی آمين و ............ 3- جذب اتمی امروزه کاربرد دستگاه جذب اتمی جهت تجزيه ترکيبات فلزی در هوا بر کسی پو شيده نيست . دقت اين دستگاه همراه با کوره آن ؛ آنرا روشی ايده آل برای تعيين بسياری از ترکيبات شيميايی فلزی در هوا قرار داده است . موسسه ها ی NIOSH , OSHA تجزيه ده ها ترکيب شيميايی فلزی با اين دستگاه را توصيه نموده اند . طيف سنجی اتمی تحت عناوين نشر اتمی ؛ جذب اتمی و فلوئورسانس اتمی مور د بررسی قرار می گيرند . اجزای دستگاه جذب اتمی : 1- منبع تابش 2- اتم ساز 3- تکفام کننده و شکاف 4- آشکارساز ها - با اين روش نمی توان ترکيبات يک فلز را از هم تفکيک کرد ؛ مقدار و شکل ذرات را مشخص نمی کند و اما روش نمونه برداری بسيار ساده است . - برای نمونه : ترکيبات آلومينيوم با فيلتر استر سلولز غشايی با خلل و فرج 8/0 و قطر 37 ميلی متر نمونه برداری می شود . بعد از نمونه برداری با يک پنس فيلتر را داخل يک بشر قرار می دهيم ؛ 6 ميلی ليتر اسيد نيتر يک بر روی آن می ريزيم ؛ و روی آن را برای مدتی می پوشانيم . نمونه را بر روی اجاقی با دما ی 140 درجه حرارت داده تا کل نمونه حل شود و يک رنگ زرد پديد آيد . بعد محلول استاندار را تهيه می کنيم و با روش استاندار مطابق با دستورالعمل کا رخانه سازنده عمل اندازه گيری را انجام می دهيم .

اسلاید 56: 4- دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه گيری کمی در روش های طيف سنجی جذبی بر اساس تابش يک دسته پرتو نورانی تکفام يا مونو کروماتيک به نمونه و اندازه گيری مقدار نور جذب شده توسط محلول قرار دارد . کليه مواد آلی و اکثر مواد معدنی قادر به جذب تابش الترومغنا طيس می باشند . زيرا تمام آنها الترون های والانس ( ظرفيتی ) دارند که می توانند به ترازهای با انرژی بالاتر ارتقا يابند . در اين رابطه قانون بير توانايی جذب يک تابش را تفسير می کند . قانون بير در شرح رفتار جذبی تنها برای محلول های رقيق موفقيت دارد . در غلظت های بالا متوسط فاصله بين گونه های چذب کننده کاهش می يابد . در اين موارد قانون بير لامبرت بخوبی صادق است . - اجزای يک دستگاه اسپکترو فتومتر شامل : 1- منبع انرژی تابشی 2- تکفام ساز 3- کنترل کننده شدت نور 4- سلول ها ی شفاف برای نگهداری نمونه ها 5- ردياب 6- ثبات - ترکيبات زير بخوبی با اين روش اندازه گيری می شوند : دمتيل هيدرازين ؛ کرم ؛ آهن ؛ فرم آلدئيد ؛ سيانيد هيدروژن ؛ ميست های نفت ؛ اکسيد سيليس ؛ آمونياک ؛ و.............