مبانی نمونه برداری از ذرات معلق و گرد و غبارها

مبانی نمونه برداری از ذرات معلق و گرد و غبارها

اسلاید 1: مباني نمونه برداري از ذرات معلق و گردوغبارهاآشنائي با نحوة نمونه برداري از بخش قابل استنشاق با استفاده از نمونه بردار IOM

اسلاید 2: مباني نمونه برداري از ذرات معلق و گردوغبارهامقدمه: در بين مخاطرات بهداشتي ناشي از فرآيندهاي صنعتي مواجهةشغلي با هوابردهاي ذره اي (Airborne Particulate) از اهميت ويژه اي برخودار است زيرا ذرات معمولاً جزئي از محيط كار بوده و اثرات بيماريزائي آنها اغلب غافل گير كننده و بدون نشانه هايمهم قبلي است. ذرات خود به زير گروههاي زير طبقه بندي مي شود:

اسلاید 3: طبقه بندي ذراتگردوغبار Dust دمه Fume مه و يا ميست Fog or Mist دود Smoke

اسلاید 4: گردوغبار Dust:اين نوع از آلاينده هاي هوا در نتيجة تبديل مواد جامد به ذرات بسيار ريز توليدشده ودر هوا شناور مي گردند. گردوغبارها در بسياري از محيط هاي كار نظير كشاورزي،جنگلداري، معادن، ريخته گريها، كارخانه هاي نساجي و همچنين درعملياتي مانند سايش يا آسياب مواد يافت مي شوند. دمه Fume: در نتيجة فرآيندهائي نظير احتراق (Combustion)، تصعيد ( Sublimation) و تراكم (Condensation) ايجاد مي شود. دمه ها بسيار ريز بوده و قطر آنها بين 1 ميكرون تا 001/0 ميكرون متغير است. فيومها را مي توان در ريخته گريها، صنايع فلزي و مخصوصاً جوشكاري مشاهده نمود.طبقه بندي ذرات

اسلاید 5: طبقه بندي ذرات مه و ميست Fog and Mist:مه به صورت ذرات و قطرات ريز آب و ميست بصورت قطرات مايع بغير از آبدر هوا يافت مي شود. در اثر متراكم شدن بخار آب در شرايط خاص فيزيكي(حرارت و فشار) و انتشار مايعات در پي انجام عمليات مكانيكي توليد مي شود. همچنين دركشاورزي، صنايع فلزي، آبكاريها و بسياري از فرآيندهاي ديگرصنعتي نيز مه بطور عمده ميست يافت مي شود. دود Smoke:دود واژه اي است كه غالباً به هوابردهاي ذره اي كه در نتيجة احتراق موادآلي (نظير چوب، مواد كربني) توليد مي شوند، اطلاق مي گردد. قطر ذراتحاصله معمولاً كمتر از 5/0 ميكرون است. اين نوع از آلاينده هاي هوا خطري جدي براي شروع آتش سوزي محسوب مي شوند و در عين حال سرطانزائيتعدادي از آنها به اثبات رسيده است.

اسلاید 6: رفتار ذرات در هوا و بدن انسانرفتار ذرات در هوا و همچنين در بدن انسان به خواص فيزيكيو شيميائي آنها بستگي دارد. ميزان ته نشيني ذرات كه تعيين كنندة مدت زماني است كه ذرهمي تواند به شكل هوابرد باقي بماند تابعي از اندازه، دانسيته وشكل ذرات است و بر اساس همين ويژگي ها بر ميزان نفوذ و تهنشيني آنها در سيستم تنفسي انسان نيز مؤثرند. اثرات زيان آورذرات به عوامل مختلفي از جمله تركيب شيميائي ذرات،حلاليت آنها و بستگي دارد.

اسلاید 7: اندزة نسبي برخي از آئروسل ها*تفكيك پذيري چشم انسان = 100 ميكروناندازه برحسب ميكرونشكل0005/0 - 0003/0گازها و بخارات01/0دمه هاي فلزي2دود ها50 - 5/0گردوغبارها100 - 50ميست ها

اسلاید 8: روشهاي جمع آوري و نمونه برداري از ذراتهرچند كه نمونه برداري آني ذرات در مقايسه با نمونه برداري آني گازها و بخارها از اعتبار كمتري برخوردار است، با وجود اين روشهائي براي اين منظور پيشنهاد و وسائلي نيز طرح گرديده است كه از آنجمله مي توان به كونيمتر (Konimeter) اشاره نمود. نمونه برداريهاي معتبر و با ارزش ازذرات معمولاً به روشهاي طويل المدت و با استفاده از تكنيكهاي مختلفصورت مي گيرد. متداولترين روشهاي مورد استفاده عبارتند از: صاف كردن Filtration برخورد رسوب دادن ذرات با استفاده از نيروي الكترواستاتيك رسوب دادن حرارتي نيروي گريز از مركز دالانهاي ته نشيني روشهاي قرائت مستقيم

اسلاید 9: صاف كردن Filtrationصاف كردن يا فيلتراسيون متداولترين روش جمع آوري هوابردهاي ذره اي است. اصول فيلتراسيون يك روش ساده براي تعيين تراكم وزني گردوغبارها، تجزية شيميائي هوابردها و بررسي هاي ميكروسكپي ذرات جمع آوري شده مي باشد هرميكرون برابر است با يكهزارم ميلي متر يا يك ميليونيم متر. براي انتخاب يك فيلتر نرمال دامنة اندازة ذره از 50-3/0 ميكرون متغير است. 50 ميكرون معادل اثر يك مداد توك تيز و بسيار ريز برروي كاغذ است. چشم غير مسلح قاد ر است ذرات با قطر 10 ميكرون به بالا را ببيند. همچنين لازم به ذكر است كه شكل تمام ذرات كروي نبوده و اكثر آنها داراي شكلي نامنظم و متغير بوده و بسياري از آنها رشته اي يا به صورت ليف هستند.

اسلاید 10: تئوري صاف كردن يا Filtrationجريان هوا در اطراف ليف فيلتر ليز خورده و حتي هر ذره يا آئروسلبيولوژيكي در نتيجة اينرسي اي كه دارند نمي تواند جهتشان را به سرعتتغيير دهند وتمايل پيدا مي كنند كه به ليف فيلتر برخورد نمايند. اكثر ذراتي كه يك بار به فيلتر چسبيدند، ديگر قادر نيستند كه دوباره در مسير جريان هوا قرار گيرند جريان هواصافيگردوغبار

اسلاید 11: مكانيسم هاي جدا سازي ذرات توسط صافي هاجداكردن ذرات آلودگي توسط فيلترها به شدت جريان هوا، جنس فيلتر وماهيت آئروسلها بستگي داشته و بر طبق مكانيسم هاي زير انجام مي گيرد.جلوگيري مستقيم برخورد اينرسي ديفيوژن يا حركت براونين الكتريسيتة ساكن قوة ثقل نيروي چسبندگينيروي بين مولكوليرطوبت محيطدرجة حرارتالكتريسيتة ساكنزمان تماسسطح پوشيده شده با صافي

اسلاید 12: انتخاب صافي هابا در نظر گرفتن مكانيسمهاي بالا فيلترها بصور مختلف و با مشخصات مخصوص ساختهشده و با دستگاههاي نمونه برداري از هوا تطبيق داده شده اند. هريك از فيلترها كاربرد خاصي داشته بطوريكه نمي توان از يك فيلتر براي شرايط مختلف جمع آوري و تجزيه استفاده نمود. انتخاب فيلتر مناسب به ماهيت فيزيكي و شيميائي آئروسل، حجم نمونه و روش شيميائي مورد استفاده براي آماده سازي نمونه بستگي دارد.بطور كلي در انتخاب يك فيلتر بايد نكات زير مورد توجه قرار گيرد: آئروسلي كه هدف جمع آوري آن است. تركيب فيلتر. اندازة خلل و فرج(منافذ) فيلتر. حداكثر بار مجاز برروي فيلتر. دماي هوائي كه از فيلتر عبور مي كند. رطوبت هوائي كه بايد نمونه برداري شود. افت فشار فيلتر ( ) در سيستم نمونه برداري.

اسلاید 13: انواع صافي هاانوع مختلفي از فيلترها ساخته و به بازار عرضه شده است. رايجترين فيلترهائيكه در نمونه برداري از هوا مورد استفاده قرار مي گيرند عبارتند از:1- صافي هاي سلولزي 2- صافي هاي فايبرگلاس3- صافي هاي پلاستيكي4- صافي هاي غشائي5- صافي هاي غشائي نقره اي6- صافي هاي نوكلئوپور7- پيش فيلترها

اسلاید 14: كاربرد برخي از صافي هاي رايج در نمونه برداريكاربردنوع صافيبرم, كلر و demeton مامبران نقره اي تجزية وزني آفت كش ها, ايزوسيانات ها و آلاينده هاي هوا (در آلودگي هواي بيرون) فايبرگلاس برداشت ناخالصي هاي آلي جزئي جهت پايش سطوح جزئي آلاينده هاي آلي (در آلودگي هواي بيرون). كوارتز از نوع heat-treated براي فلزات, دمه هاي جوشكاري, آزبست و ساير الياف MCE سيليس, كروماتها و روش تجزية وزني گردوغبارهاي قابل تنفس و قابل استنشاق PVCبراي نمونه برداري از PM10 , آفت كش ها, آئروسل هاي اسيدي و حلال ها تفلوني PTFE يا Polytetrafluorethylene

اسلاید 15: مثال هايي در خصوص صافي هااندازة روزنه و قطر صافينوع صافينوع ائروسل8/0 ميكرون (37 ميلي متر و 25 ميلي متر)MCEدمة فلزي8/0 ميكرون (37 ميلي متر)PVCسيليس2/1-1/0 ميكرون (25 ميلي متر)MCEآزبستاغلب 5 ميكرون (37 ميلي متر)PVCگردوغبارهاي آزاردهنده

اسلاید 16: آشنايي با نحوة نمونه برداري از بخش قابل تنفس با نمونه بردار IOM

اسلاید 17: نمونه بردار IOMگيرة نصب به يقهبدنة نمونه بردارحلقة لاستيكي O شكلكف كاستصافيقسمت فوقاني كاستحلقة لاستيكي O شكلگيرة مخصوص كاست در مواقع جابجايي بويژه پس از نمونه برداريدرپوش كاستدرپوش رساناشكل 1

اسلاید 18: دستورالعمل استفاده از نمونه بردار IOMمشخصات: ميزان دبي: پمپ نمونه برداري در دبي 2 ليتر بر دقيقه تنظيم گردد.جنس: پلاستيك قالب ريزي شدة رسانا/ و يا از جنس فولاد زنگ نزننوع صافي مورد استفاده: 25 ميلي متري غشائي (Membrane) يا صافي ليفي نظير فايبرگلاسCut-Point 50% : 100 ميكرون در دبي 2 ليتر بر دقيقه

اسلاید 19: نمونه بردار IOMتعريف:IOM يك نمونه بردار گردوغبار قابل استفادة مجددي است كه داراي يككاست صافي 25 ميلي متري با يك سر (head) نمونه برداري است. ايننمونه بردار توسط J.H. Vincent and D. Mark در انستيتوي طب كارادينبورو واقع در اسكاتلند انگلستان در سال 1986 براي بهبود جمع آوريو نمونه برداري گردوغبار قابل تنفس طراحي شده است. اين نمونه بردار معيارهاي لازم براي نمونه برداري از بخش قابل تنفس توصيه شده توسط ACGIH, روش NIOSH 5700 براي نمونه برداري از ذرات معلق فرم آلديئد را دارا بوده و همچنين در بسياري از استانداردهاي بين المللي نظير روش MHDS 14 بهداشت و ايمني انگلستان (HSE) براي نمونه برداري از بخش هاي قابل تنفس و قابل استنشاق و همچنين توسط ISO/CEN براي نمونه برداري از بيوآئروسل ها پذيرفته شده است.

اسلاید 20: Inhalableمواديكه با cut-point 100 ميكرون در زمانيكه در هر قسمتي از سيستم دستگاه تنفسي فوقاني جايگزين گردند، زيان آور هستند.Thoracicمواديكه با cut-point 10 ميكرون در زمانيكهدر مجاري ريه و ناحية تبادل گازجايگزين شوند زيان آور هستند Respirableمواديكه با cut-point 4 ميكرون درزمانيكه در ناحية تبادل گاز ريه ها (حبابچه هاي ريوي) جايگزين گردند زيان آور هستند .معيار توافقي جهاني جهت نمونه برداري از ذرات معلّقcut-point 50% عبارتست از اندازة آئروسلي كه وسيلة جمع آوري مي تواند با 50% راندمان جمع آوري كند.

اسلاید 21: نمونه بردار IOMاحتياط:براي نمونه برداري از بيوآئروسل ها از دستكش پلاستيكي و انبرك استريلاستفاده كنيد.جابجاييزمانيكه كاست را جابجا مي كنيد دستگش دست كنيد و براي جلوگيري از انتقال رطوبت, گردوغبار بر روي محيط نمونه برداري (فوم يا صافي) از انبرك يا پنس مخصوص صافي استفاده كنيد

اسلاید 22: نمونه بردار IOMتميزكردن نمونه بردار:1- مطابق شكل 1 قسمت هاي مختلف نمونه بر دار را از يكديگر جدا نمائيد.2- قطعات جدا شده را در يك تميز كنندة مافوق صوت به همراه آب و يك عامل خيس كننده مانند صابون قرار دهيد. ميتوان قطعات نمونه بردار را همچنين توسط يك حلال نظير ايزوپروپيل الكل تميز نمود. توجه داشته باشيدكه حلقة O شكل را در مواقع استفاده از حلال فقط با آب تنها بشوئيد.احتياط: از تركيباتي با پاية CFC براي پاك كردن IOMپلاستيكي استفاده نكنيد زمانيكه از حلال ها استفاده مي كنيد مواظب پاشيده شدن آنها به چشمها, تنفس و شعله ور شدن باشيد.3- با ستفااده از يك دستمال كاغذي يا پارچة بدون پرزقطعات را خشك و اجازه تا قطعات كاملاً خشك گردند.

اسلاید 23: نمونه بردار IOMقرار دادن صافي در داخل نمونه بردار1- با واردن فشار آرامي دونيمة كاست را از يكديگر جدا كنيد (شكل 2)2- صافي را در داخل كاست عقب قرار دهيد (بر روي شبكة پشتيبان) و سپس كاست جلو را بر روي كاست عقب ببنديد و از محكم بسته شده آنها مطمئن گرديدشكل 2

اسلاید 24: كاربرد نمونه بردار IOM به روش وزنيراهنماي كلي توزين كردن: در طول مدت شب قبل از نمونه برداري بايد كاست پلاستيكي در اتاق ترازو تحت شرايط رطوبت كنترل شده قرار گرفته و وزن گردد. سعي كنيد سطج رطوبت در اتاق ترازو ثابت نگه داشته شود. در صورت استفاده از كاست از جنس فولاد زنگ نزن مي توان كاست و صافي را در جاي خشك نگه داري نمود. توجه داشته باشيد كه مجموعة كاست و صافي را به عنوان يك واحد مستقل قبل و بعدا از نمونه برداري وزن نمائيد. قبل از پيش توز ين و پس توزين, سطح خارجي كاست را با يك دستمال كاغذي و يا پارچه اي بدون پرز كاملاّ خشك نمائيد. بمنظور تصحيح وزنها, در مواقع استفاده از كاست هاي پلاستيكي همانند نمونه برداري, نمونة شاهد را تهيه (از نمونة شاهد نبايد هوا عبور داده شود) و آنرا وزن كرده و نمونه ها ي اصلي و شاهد را به آزمايشگاه بفرستيد.

اسلاید 25: راهنماي كلي توزين كردن (ادامه) كلية توزين ها بايد با ترازوهاي پنج رقمي (با دقت 00001/0 گرم) انجام شود. بمنظور ثبوت بهتر نتايج قرائت هاي ترازو را پس از گذشت سه و نيم دقيقه انجام دهيد. شكل 3

اسلاید 26: حمل و نقل كاست هاي آماده و توزين شده:اگر بنا به دلائلي نمي خواهيد بلافاصله نمونه برداري كنيد و يا مكاننمونه برداري دور است, كلاهك كاست هاي آماده شده را روي آنها قرارداده و مجموعه را در گيرة مخصوص جابجايي (كه در شكل 1 نشان دادهشده است) قرار دهيد و يا مطابق شكل 4 درپوش كاست را روي آن قرارداده و كاست را در داخل بدنة IOM قرار دهيد.شكل 4

اسلاید 27: كاليبراسيون پمپ نمونه بردار فرديپمپ نمونه بردار فردي را با استفاده از يك نمونه بردار IOM كه حاوي صافيمورد نظر براي نمونه برداري است به كمك آداپتور مخصوص مطابق شكلزير كاليبره نمائيد. لازم به ذكر است كه در صورت عدم وجود آداپتور و ياو يا كاليبراتور مي توانيد از دستگاه حباب صابون و قرار دادن نمونه بردار IOMبا شرايط فوق در مدار, كاليبراسيون را انجام دهيد.آداپتور مخصوص كاليبراسيون نمونه بردار IOM مدار كاليبراسيون پمپ نمونه بردار فردي با استفاده از آداپتور مخصوص كاليبراسيون نمونه بردار IOM و كاليبراتور الكترونيكينمونه بردار IOM كه بر روي آداپتور مخصوص بطور افقي قرار گرفته شده استكاليبراتور الكترونيكي

اسلاید 28: پس از نمونه برداري1- پمپ نمونه برداري را خاموش و با احتساب زمان شروع و زمان خاتمه , مدت زمان كامل نمونه برداري را بدست آوريد.2- نمونه بردار را از پمپ جدا كرده و در صورتيكه در محل توزين را انجام مي دهيدكاست پلاستيكي حاوي صافي را با ترازوي حساس كه قبل از نمونه برداري استفاده نموده ايد با همان شرايط وزن نمائيد و در صورتيكه لازم است در مكان ديگري عمل وزن كردن را انجام دهيد مطابق آنچه كه قبلاً شرح داده شد نمونه ها را با مراقبت هاي لازم به آزمايشگاه منتقل نمائيد.3- پس از توزين نمونه ها, اختلاف وزن نمونه هاي قبل و بعدا از نمونه برداري را محاسبه كنيد.4- با در دست داشتن دبي پمپ نمونه برداري و زمان نمونه برداري حجم كل هواي نمونه برداري شده را بدست آوريد و براي بدست آوردن غلظت كافي است كه اختلاف وزن نمونه قبل و بعد از نمونه برداري را بر حجم كل هواي نمونه برداري شده تقسيم نمائيد .

اسلاید 29: ملاحظات1- پس از نمونه برداري مجدداً پمپ نمونه برداري را كاليبره و از درست كاركردن پمپ نمونه بردار اطمينان حاصل نمائيد.2- بهتر است بمنظور جلوگيري از اثر رطوبت كاست حاوي صافي بمدت 24 ساعت در داخل دسيكاتور قرار داده شوند.