紅外光譜儀助力游離二氧化硅檢測

日期：2025-05-07 17:10

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摘要：根據(jù)中華人民共和國國家職業(yè)衛(wèi)生標準GBZ/T 192.4 2007《工作場所空氣中粉塵測定第 4 部分：游離二氧化硅含量》，工作場所空氣中粉塵游離二氧化硅含量的測定方法有三種，**法是焦磷酸法，**法是紅外光譜法，第三法是X線衍射法

塵肺病又稱肺塵埃沉著病，是由于在職業(yè)活動中長期吸入生產(chǎn)性粉塵（灰塵），并在肺內(nèi)潴留而引起的以肺組織彌漫性纖維化（瘢痕）為主的全身性**。矽肺(silicosis)是塵肺中*為嚴重的一種類型，由于長期吸入含有游離二氧化硅(SiO₂)的粉塵所引起。肺部有廣泛的結節(jié)性纖維化，嚴重時影響肺功能，喪失勞動能力。

據(jù)2006年衛(wèi)生統(tǒng)計報告，我國累積矽肺患者約為塵肺的半數(shù)，大約30余萬例。矽肺是塵肺中*嚴重、*多見、報告*早、研究*多、病理改變基本清楚的一種塵肺，而且也是我國乃至全球發(fā)病率和死亡率*高的一種塵肺病。矽塵的準確識別和檢測是矽肺病預防與控制的重中之重。因此，分析粉塵中的游離二氧化硅含量成為**預防與職業(yè)衛(wèi)生監(jiān)測工作的重要工作內(nèi)容之一。

游離二氧化硅是指沒有與金屬或金屬氧化物結合而呈游離狀態(tài)的二氧化硅。游離二氧化硅按晶體結構分為結晶型(crystalline) ,隱晶型(crypto crystalline)和無定型(amorphous)三種。結晶二氧化硅的硅氧四面體排列規(guī)則,如石英、鱗石英,存在于石英石、花崗巖或夾雜于其他礦物內(nèi)的硅石;隱晶型二氧化硅的硅氧四面體排列不規(guī)則,主要有瑪瑙、火石和石英玻璃;無定型二氧化硅主要存在于硅藻土、硅膠和蛋白石、石英熔煉產(chǎn)生的二氧化硅蒸氣和在空氣中凝結的氣溶膠中。晶體結構不同,致纖維化能力各異,依次為結晶型>隱晶型>無定型。

根據(jù)中華人民共和國國家職業(yè)衛(wèi)生標準GBZ/T 192.4 2007《工作場所空氣中粉塵測定第 4 部分：游離二氧化硅含量》，工作場所空氣中粉塵游離二氧化硅含量的測定方法有三種，**法是焦磷酸法，**法是紅外光譜法，第三法是X線衍射法。

**法焦磷酸法為手工稱重操作，對實驗人員的操作水平要求較高，且實驗繁瑣。

其原理是粉塵中的硅酸鹽及金屬氧化物能溶于加熱到245℃~250℃的焦磷酸中，游離二氧化硅幾乎不溶，而實現(xiàn)分離。然后稱量分離出的游離二氧化硅，計算其在粉塵中的百分含量。

**法是紅外光譜法，其原理是a -石英在紅外光譜中于12.5um ( 800cm -1) 、12.8um (780cm-1)及14.4um(694cm-1)處出現(xiàn)特異性強的吸收帶，在一定范圍內(nèi)，其吸光度值與α -石英質(zhì)量成線性關系。通過測量吸光度，進行定量測定。

當使用紅外光譜法與焦磷酸消化法測定時，其游離二氧化硅含量值差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),游離二氧化硅含量在0～100.03 mg范圍內(nèi)與吸光度值有良好的線性關系,相關系數(shù)r=0.9996。樣品加標回收率為93.08%～95.01%,測定結果的相對標準偏差不大于5.21%(n=5)。結論紅外光譜法可以實現(xiàn)高精度快速批量檢測,可以逐步取代焦磷酸消化法。

第三法是X線衍射法，其原理是當X線照射游離二氧化硅結晶時，將產(chǎn)生X線衍射;在一定的條件下，衍射線的強度與被照射的游離二氧化硅的質(zhì)量成正比。利用測量衍射線強度，對粉塵中游離二氧化硅進行定性和定量測定。

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