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Airtec监测仪是轻便的而且携带非常方便的元素碳监测仪,专用于测定地下矿井中的工人接触柴油粒子材料(DPM)的程度。 Airtec利用实时粒子捕捉和光透射方法生成元素碳值(这些值与NIOSH 5040测试结果高度一致),从而完成地下矿井中EC和TC水平的测量。
柴油粒子主要由元素碳和有机碳组成,经证明会对人体健康造成危害。 使用柴油设备的工作场所DPM含量可能很高;特别是在地下矿井这类封闭的工作场所。
Airtec设计用于确保操作人员和管理层能够立刻采取补救措施,解决矿井中的相关问题。 可以根据时间追踪DPM含量,以确定是否存在长期健康危害的可能性并协助消除过度曝露相关的危险。
Airtec可以利用锂离子电池运行超过一整个轮班时间,也可以通过适配器连接交流电源运行。 带用户可选背光的LCD屏幕显示读数;通过USB连接配备的软件,可以下载数据,实现监测延时审查。 本仪表配有集成式气泵和亚微粒子大小选择器;可即时使用。
现有空气粒子实时测量仪表通常价格较贵、耗电高而且笨重(例如凝聚粒子计数器和许多光散射装置)。 即便是满足了以上条件后,这些仪表仍然不能检测危害最大的粒子(直径小于100nm;大多数光散射装置),而且还会受到经常在矿井空气中发现的非碳粒子的严重干扰,比如油雾、水滴、灰尘和花粉等(空气流速低而且不具备粒子大小选择器的任何装置)。 因此,大部分粒子空气污染研究都使用空气采样器,将粒子采集到滤片上;然后将滤片送往分析实验室进行后续分析。
MSHA规定了矿井中DPM测量用的NIOSH 5040方法。 这一方法利用泵抽来抽取空气,让空气通过粒子大小选择器,最后将粒子收集到石英滤片上。 经过规定采样时间后(一般为八小时),将滤片送往分析实验室进行热光分析,从而得出TC、EC和OC值。
NIOSH 5040方法虽然准确、可靠,但是具有严重的缺陷。 这些缺陷包括获得结果时间滞后,所用仪表不方便携带,而且该方法结合了整个采样期间的粒子曝露读数,因而无法安排工作人员修改粒子含量的工作时间。
这阻碍了对矿井通风情况、人员位置或者DPM曝露值修改设备使用的实时调整。 因此,利用5040方法可以检测在DPM下的过度曝露情况,但是无法预防这种情况。 采样器方法可以用于燃烧粒子生成或者现场通风情况的有效控制,以减少人类与粒子含量有害的环境接触。
ICx Airtec实时DPM监测仪以美国国家职业安全与卫生研究院(NIOSH)匹兹堡研究实验室呼吸危害控制分部开发的技术为基础(Noll et al.,2007;Noll & Janisko,2007);该技术随后被授权给ICx。
采用流量受控的隔膜泵抽取矿井空气,使其通过粒子大小选择器(该选择器仅允许亚微粒子通过)。 这些粒子被采集到滤片上。 然后,用激光照亮滤片并通过仪表实施测量激光束的透射比。 随着DPM粒子在滤片上积聚,激光的透射比会降低。 仪表利用NIOSH实验室通过NIOSH 5040方法获得的校准数据,将降低的透射比转换为空气中元素碳的实时浓度。
当收集粒子的滤片上装满炭黑时,可以手动更换滤片(这只需要数秒时间)。 即使在污染非常严重的环境中,它的容量也足以支撑至少一个轮班(12小时)。 如果超负荷,仪表会发出滤片饱和警报。 但是,滤片成本较低,因此可以每个轮班更换一次。
本装置在LCD显示屏上显示实时EC水平,还可以显示TC水平(利用用户提供的特定矿井换算因数(见MSHA出版物),从EC数据换算得来)。 EC还可以被显示为八小时时间加权平均浓度。 除实时显示之外,EC数据还可以被记录在仪表内部并通过USB端口下载到个人电脑中。
根据矿井工程师选择使用Airtec DPM监测仪的方式,该装置可以生成数十种、成百上千种甚至更多的值,其成本仅相当于NIOSH 5040方法的一部分。 不管以什么标准来衡量,DPM监测的成本都大幅度降低。 这一成本降低,应该可以相应增加EC采样。
这里描述的实时Airtec DPM监测仪可以精确复制地下矿井中采用NIOSH 5040方法进行EC和TC测量的结果。 本监测仪完成此类测量时,取得实验室分析方法相关结果无任何延迟。 Airtec监测仪能够以较低的成本提供大量的实时数据,是矿井通风工程师和保健专家的实用工具,可以有效降低DPM浓度。