【学习目标】

     掌握 职业环境监测的概念、目的、监测对象确定的原则；

          个体采样、定点区域采样的概念、测定方式。

      熟悉 空气样品采集、监测策略(个体采样、定点区域采样和长期监测)。

第二节 职业环境监测 电子教材

第二节 职业环境监测 授课视频

第二节 职业环境监测 教学课件

一、概述

职业环境监测（occupational environmental monitoring）是对作业者作业环境进行有计划、系统的检测，分析作业环境中有毒有害因素的性质、强度及其在时间、空间的分布及消长规律。职业环境监测是职业卫生的重要常规工作，按照《职业病防治法》要求，企业应根据职业卫生工作规范，定时地监测作业环境中有毒有害因素。通过职业环境监测，既可以评价作业环境的卫生质量，判断是否符合职业卫生标准的要求，也可以估计在此环境下劳动的接触水平，为研究接触-反应或效应关系提供基础数据。

在《职业病防治法》配套规章中，国家已经明确规定需要监测的各种因素。凡存在国家有关法规列出的必须监测项目的企业，应向监督管理机构申报，并建立监测制度。对规章中未列出的项目，特别是对一些用量或产量较大的化学物和一些正常环境不存在或强度较大的物理因素，且作业者接触人数又较多时，企业应本着对社会负责的态度，建立自检制度，以避免发生意外。

二、监测对象的确定

有的企业用料单一、生产过程简单，通过查阅生产工艺过程、检查原料使用清单，从原材料到成品之间的所有工艺和化学物，核实每一处理或加工步骤，就可知道企业内可能存在哪些化学性危害因素。有的企业用料繁多、生产工艺复杂，存在多种化学物的反应，则识别需要一定水平的科学判断和一定的过程。从对工人健康危害角度而言，关键是要了解化学物是否容易释放，是否有工人接触。因此，最基本的识别内容是在熟悉生产工艺基础上，掌握化学物的品名、种类、数量、反应中间体、最终产物和残留物质，以及它们的物理化学特性和毒性等一系列参数。化学物料安全清单（material safety data sheet，MSDS）上的内容基本能提供上述信息。不少厂家以技术保密为由，在产品中化学成分以代号表示或含糊其辞，往往掩盖一些毒性较大的化学物带来的隐患。

不同的作业环境，有毒有害的因素是完全不同的。对一个企业而言，并不是他们所使用的全部化学品、生产过程中的中间产物、产品或废弃物都要检测。一些化学品属实际无毒或工作环境中浓度肯定很低不会引起明显的工人健康损害，就不一定要花很大精力探究其在作业环境中的确切浓度。

三、空气样品采集

化学物质在空气中以不同形态存在，它们在空气中的飘浮、扩散的规律各不相同，需要选用不同的采样方法和采样仪器。

作业场所空气中的化学物质，大多来源于工业生产过程中逸出的废气和烟尘，一舣以气体、蒸气和雾、烟、尘等不同形态存在，有时则以多种形态同时存在于空气中。依据车间空气中有害物存在形式，可以分为气体（蒸气）和颗粒物两类采集方式。如车间空气中两种形式的有害物同时存在时，可以用串联方式，或对采集颗粒物的滤膜进行特别处理，增加其吸附、吸收气体或蒸气中有害物质的功能。

此外，在一些特定情况下，可以对车间中某一个区域表面的污染程度进行分析，如分析残留物、浮灰中某一化学物含量，进而评价污染源的污染性质和范围，评价作业环境质量和工人可能接触状况。有时这方法非常实用。

1．主动采集  通过动力系统，主动收集一定量空气样，富集其中污染物。应用动力系统的主动采集，可以从大量空气样品中，将有害物质吸收、吸附或阻留下来，使原来低浓度的物质得到浓缩，适合于检测空气中含量一般较低的有害物质。由于车间空气中有害物浓度通常都较低，其是一种主要采集方式。

现场空气通过各种收集器将化学物吸收、吸附或阻留下来。采样装置一般由采集器、流量汁和采气动力三部分组成。采气动力设备吸引现场空气使之通过采样器，有手抽桶、离心泵、薄膜泵等多种；流量计按采样所需空气流速和采气量选用适当的设备装置，多采用转子流量计，需先校正。不同采样方法主要是采集器不同，有以下一些种类。

（1）液体吸收法：用液体吸收、溶解或过滤被测物质，用于气体、蒸气和部分气溶胶采集。因携带不便，主要用于定点采样。用于采集被测物的液体称为吸收液，依被测物的理化性质选择有良好吸收效果的液体，同时适合分析方法的要求。常用的有水、有机溶剂和易与被测物结合、反应的试剂溶液。吸收液被装入吸收管中。

常用的吸收管有气泡吸收管和多孔玻板吸收管两种(图4-1和图4-2)。气泡吸收管只适用于采集气态、蒸气态物质，有大小两型，大型气泡吸收管可盛5～10ml吸收液，采样气体流量一般为0.5L／min。小型气泡吸收管可盛3m1吸收液，采样气体流量一般为0.3L／min。通常将同样两支吸收管串联，保证被测物完全吸收。多孔玻板吸收管是U型吸收管，可用于采集烟雾状气溶胶物质。其粗管底部有一片玻砂烧结的滤板，可盛5～l0ml吸收液，采样气体流景一般为0.5L／min。 

（2）固体吸收法：将固体吸附物装入一定粗细和长短的玻管中，使现场空气通过玻管时，被测物质吸附阻留，适于于气体、蒸气物质采集。常用的吸附物质有颗粒状吸附剂、纤维状滤料和筛孔状滤料。

颗粒状吸附剂为多孔性物质，不仅有大的外表面积，而且有更大的内表面积，各种颗粒吸附剂由于表面积极性不同，吸附能力和吸附物质也不同。常用的有硅胶、活性炭和高分子多孔微球。

常用的纤维状滤料有定量滤纸、玻璃纤维状滤纸、过氯乙烯滤膜等，装入采样夹中主要用于烟和粉尘状气溶胶颗粒的采集。

现用的筛孔状滤料包括微孔滤膜和聚氨酯泡沫塑料。微孔滤膜孔径均匀，常用0.8μm孔径的微孔滤膜，适用于采集和分析金属类气溶胶。聚氨酯泡沫塑料表面积大，通气阻力小，适用于较大采气流量采集某些分子量较大的有机化合物，如有机磷农药。

颗粒状吸附剂、纤维状滤料和筛孔状滤料均可涂以某种化学试剂，以提高采样效率。将固体吸附剂管与纤维状滤料采集器串联，可同时采集气体、蒸气和气溶胶，通常称两级采样。

（3）冷冻浓缩法：又称冷阱。低佛点、易挥发物质，在常温下不易采集，将采集器置于冷冻剂中，在低温下采样。常用的冷冻剂有冰水、干冰、液氮等。

2.被动采集

有扩散（利用被测物分子扩散作用，达到采样目的）和渗透（利用物质分子的渗透作用达到采样目的）两种原理类型。被动采集方法不需要抽气泵和流量计，依靠被测气体分子扩散采集到样品，有徽章式和笔式两种（图4-3）。体积小，重量仅几克到30g，可佩戴于作业人员领口或胸前，适合于个体采样，可以采集一个工作日的样品。 

扩散型利用被测物分子扩散作用，达到采样的目的。根据Fick’s第一扩散定律，物质分子在空气中沿着浓度梯度运动，由高浓度向低浓度方向扩散，在采样器中，扩散到吸附剂上的总量与物质的浓度梯度、该物质的分子扩散系数以及采样器的开口面积（扩散带开口截面积）和采样时间成正比，与采样器高度（扩散带的长度）成反比。

渗透型利用物质分子的渗透作用达到采样目的。因一种化学物对某一薄膜的渗透常数是单一性的，且只能通过实验求得，因此应用不多。某一种气体渗入某一特定聚合物薄膜的渗透率为一固定值，即渗透常数，气体透过薄膜的总量是空气中该气体浓度和接触时间的函数。将一种吸附剂置于薄膜内侧，则渗入薄膜的气体分子直接转入吸附剂中。采样后测得吸附剂中被测物的量和采样时间、渗透常数有关系。

3．集气法  当空气中被测物浓度较高，或测定方法的灵敏度较高，或采集不易被吸收液及同体吸附剂吸附的化学物，可采用集气法。集气法是将被测空气收集在一特定容器（如大容量注射器）中带回实验室进行分析。一般用于采集气体或蒸气态物质。可用集气瓶置换或真空采样，也可用大注射器、铝箔袋、球胆和输液袋作采样容器。在实际使用时要注意采样容器内壁的吸附或吸收影响。

4．直读式检测仪  应用化学和物理学原理制成的各种测定仪器和检测器，可在作业场所直接显示空气中被测化学物浓度，有的还有自动记录浓度变化和报警装置。根据测试原理可分为以下几种：①光学气体检测仪，如CO检测仪；②热化学气体检测仪，如可燃气体甲烷、乙炔、汽油等测爆仪；③电化学气体检测仪，如SO₂检测仪；④检气管和比色试纸，利用空气中被测物与某种化学试剂反应产生颜色的原理制作而成。

目前，直读式检测仪应用日益广泛。实时测量可以迅速知晓作业现场，如狭窄性空间，是否存在可疑的有害物，以便立即采取措施。一些直读式检测仪比较小，携带非常方便，但往往只能检测一种有害气体，如一氧化碳或硫化氢。一些直读式检测仪比较复杂，可以同时检测几种有害气体。通常，这些仪器的检测灵敏度低于实验室检测，但已经足够识别能引起任何急性危害的水平，在预防急性中毒方面非常有效。

所有采样的准备工作应在无污染区进行，原则上不应在采样现场灌装吸收液、吸附剂或装滤料，特别是采样时间非常短的时候。在现场采样前，应检查采样用的收集器是否被污染，整套采样装置连接是否漏气以及流量计的流量是否准确。用注射器或采气袋采样时，应先用样品气置换3～4次后再采样。至少带2个空白样品。注意采样流量不能随意改变，采样过程中注意保持恒定。使用挥发性大的吸收藏采样时，应避免吸收液挥发太多（必要时，应加以冷却）。

样品采集后，要妥善保存。样品在运输和保存过程中，应防止样品的污染、变质和损失。滤膜样品应将滤膜的接尘面朝里对折两次，放入清洁纸袋中；含油样品应放人铝箔袋内，再置于塑料袋中；用滤膜盒的则装在盒内保存。采样后的注射器和吸收管密封开口后，直立放在采样架上，防止破损。采样后的固体吸附剂管应密封两端；无泵型采样器则应将吸附炭片取出保存在原小塑料袋中。送交实验室检测时要认真交接，避免差错。

四、采样方式

目前，常用的采样方式有个体采样（personal sampling）和定点区域采样（area sampling）两种（图4-4）。

个体采样（personal sampling）是将样品采集头置于作业者呼吸带内，可以用采样动力或不用采样动力（被动扩散）。通常采样仪直接佩戴在作业者身上。如采样仪器由检测人员携带，则应与作业者同行，此方法又名呼吸带跟踪采样（breathingzone sampling）。个体采样紧紧围绕作业工人，是反映工人接触水平的最佳方式——可较精确地测量一个工作日工人接触有害物质的日平均浓度，即时间加权平均容许浓度（TWA）。个体采样对采样动力要求较高，需要能较长时间工作且流量要非常稳定的个体采定点区域采样（area sampling）是将采样仪固定在工作场所某一区域，是该区域环境质量的直接反映。由于采样系统固定，未考虑作业者的流行性，定点区域采样难以反映作业者的真实接触水平。以往经验表明，定点区域采样结果与个体采样结果并不一致，两者之间并无明显的联系。但可以结合工时法，记录作业者在每一采样区域的停留时间，再结合定点区域采样结果，估算作业者接触水平。

采样方式决定后，还要考虑每一工作班次如何测定问题。目前常用的有4种测定方式（图4-5）。测定方式的选择，应从实际工作条件、样品分析方法等可能性来考虑。①全天一个样品测量，即采样从工作开始至工作结束，采样管只有一个。最好的采样方式是个体采样。②全天连续多个样品测量，在一天采集多个样品，每一个样品的采样时间不一定相同，但采样时间总和应等于作业者一天工作时间。③部分时间连续多个样品测量，采样与全天连续多个样品测量相同，采样总时间未达到整个工作日时数。④瞬（短）多个样品测量，每一样品采样时间都在0.5小时以内。

从理论上讲，样品数量多，对统计学分析有利。全天连续多个样品测量是最佳的测量策略，以此所得的接触水平或浓度变化的估计可信限范围窄。结合实际工作情况，目前最多采用的是全天两个样品。

部分时间连续多个样品测量，主要问题是对未采取的时间怎样处理，严格讲测得的结果仅代表采样时间的浓度水平。尽管通过统计学处理方法推断非采样时间的浓度变化，但要保证这一推断恰当合理，采样时间应超过工作时间的70%~80%，例如每天工作8h，采样至少需要6h。

瞬（短）多个样品测量，在4种测量方式中最差，是测量时间加权平均浓度（TWA）的最低要求。若作业操作点基本固定，一天至少要采8~11样品，若作业者有多个操作占，则每一操作点要采8~11样品，并记录在此点工作时间；若作业者在某一操作点时间很短，未采到8~11样品，那最长时间的操作点应多采。采样时间应随机地选择，不能带有主观性。

五、监测策略

为全面了解同一车间内工人接触水平或者同一车间内不同工作区域的环境质量，必须要考虑环境监测的策略问题。

1．个体采样（personal sampling）  同一车间若有许多工种，则每一工种的操作工都要监测。作业者使在同一个班组或工种作业，受作业者作业习惯、不同作业点停留时间等影响，不同个体间接触水平差异仍然较大。为了能代表一个班组的作业者的接触水平，同一工种若有许多作业者，应随机地选择部分作业者作为采样对象，最好是全部作业者。若班组人数少于8人，应每人都要采样；若班组人数多于8人，则根据下表确定应采样人数（表4-1）。如遵照执行，从数理统计角度考虑可保证能检出最高水平接触。表4-1要求较国家颁布的《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》更加严格。规范根据实际工作情形，依据简单、可行的原则，要求的采样人数没有如此多。

2．定点区域采样（area sampling） 一个工作班次内的定点区域采样的监测非常复杂，涉及采样位置、采样时间频段以及采样频度的设计，理论上最好能涵盖工人在每一工作岗位上的全部时间，事实上因为技术难以达到和实际工作量非常大，往往会做一些简单化。简单化后的监测策略可以参照《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》。

通常监测点应设在有代表性的作业者接触有害物地点，尽可能靠近作业者，又不影响作业者的正常操作。在监测点上设置的采集头应在作业者工作时的呼吸带——以两耳连线中点为中心，从劳动者面部向前延伸750px半球形空间，一般情况下距地面1.5m。一般可根据产品的工艺过程、没同操作岗位和工序，凡有待测物质逸散的作业点，都应分别设点。一个车间若有1~3台同类生产设备，设1个监测点，4~10台设2个点，10台以上则至少设3个点。仪表控制室和作业者休息室内一般设1个点。

定点区域一次采样时间一般为15~60分钟。最短采样时间不应小于5分钟；一次采样时间不足5分钟，可在15分钟内采样3次，每次采集所需空气样品体积的1/3。

在每个监测点上，每个工作班次（8小时）内，可采样2次，每次同时采集2个样品。在整个工作班次内浓度变化不大的监测点，可在工作开始1小时后的任何时间采样2次。在浓度变化大的监测点，2次采样应在浓度较高时进行，其中1次在浓度最大时进行。

根据定点区域采样结果，应用工时法估算作业者接触水平，除了要记录好作业者在每一岗位（应都是监测点）停留时间外，还要作好该监测点的浓度检测工作。此时上述的简单策略不再适用，最好能全班次监测，取得能代表该点有害物浓度的数值。

3．长期监测  生产环境中有毒、有害因素的强度及其在时间、空间的分布，会随着着生产工艺过程、劳动过程及外界环境条件的变化而变动，在不同时间环境监测的数据可以变化很大。因此，简单地用一天（个）数据说明问题是不够的，应尽量符合统计学上的最低样本要求。

国家已经规定了对作业环境进行监测的频度。经常性卫生监督，最少每年监测1次。对不符合标准的，每3个月监测1次，直至车间空气中浓度符合国家标准的要求。对新建、改建和扩建的工矿企业进行验收或对劳动卫生防护的效果进行卫生学评价时，要连续采样测定3次。

对于车间若空气中有害物质浓度数据

（2）工作场所空气中有害物浓度数据，根据个体采样或定点区域采样的不同，可以分别个体计算、比较。个体采样结果可以与国家规定的TWA比较，定点区域采样结果与MAC或STEL比较；总的说来，对于一组长期监测数据，可根据它们的分布特点，用适当的模型描述其集中趋势和离散程度。经验表明，这些数据分布肯定不符合正太分布，因此简单算术均数和标准差表示不合适。若数据不多，可以用中用中位数和百分位数表示。

对于区域监测数据不主张不同监测点合并表示。因为监测点的选择至关重要，如浓度低的监测点数据多，会掩盖问题的严重性。如浓度高的监测数据多，往往夸大问题严重性，对每一个监测点可以计算平均水平和离散程度。进一步可结合工时法估计车间作业者的接触水平，利用相似接触组（similarexposure group）的概念，估算出整个班组每一位作业者接触水平。