Kỹ thuật giám sát yếu tố hóa học trong môi trường lao động, phương pháp lẫy mẫu, phân tích và đánh giá hóa chất độc trong không khí

KĨ THUẬT GIÁM SÁT YẾU TỐ
HÓA HỌC TRONG MÔI TRƯỜNG
LAO ĐỘNG
PHƯƠNG PHÁP LẤY MẬU, PHÂN
TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ HÓA CHẤT
ĐỘC TRONG KHÔNG KHÍ

1


1.PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU HƠI KHÍ ĐỘC:

Có hai phương pháp.
a) Phương pháp 1: bơm (hút) không khí có chất độc tại
hiện trường vào trong một dụng cụ chứa có thể tích
nhất định. Đây là kó thuật đơn giản
Dụng cụ chứa : - Gaz pipet (Anpoule)
- Chai
- Boùng cao su (coù van)
- Túi polyetylen
Bơm: - Máy hút chân không.
- Bơm bóp tay hay dụng cụ bơm đẩy khí.

2


b) Phương pháp 2: Hút không khí có chất độc tại hiện
trường qua một dụng cụ giữ lại, phần không khí sạch đi
qua phần không khí độc được giữ lại ở dung dịch hấp
thu.
Dụng cụ giữ lại: - Ống hấp thu hay phin lọc.

Máy hút khí: máy chuyên dùng có lưu lượng kế và lấy
mẫu được trong thời gian dài.
Lưu lượng kế: chỉnh vận tốc khí.
Dung dịch hấp thu: tùy vào loại hơi khí độc.

3


* Vận tốc hút :
- Đối với hơi khí dễ hấp thu: tốc độ hút trung bình từ
0,25 – 0,5 lít/phút, như các hơi axít, các hơi khí gây kích
ứng mạnh.
- Đối với khí dung hoặc bụi: tốc độ hút trung bình từ 1 –
10 lít/phút trở lên.
- Đối với các dung môi hữu cơ: tốc độ hút từ 0,1 – 0,25
lít/phút.

4


Thể tích không khí cần lấy: tùy thuộc vào thiết bị,
phương pháp phân tích chất độc và khoảng cách giữa vị
trí lấy mẫu với nguồn phát sinh.
-Nguyên tắc chung:

Tùy vào vận tốc và thời gian hút để đạt thể tích cần lấy:
V=v× t
v: vận tốc hút
t: thời gian hút

5


+ Vị trí lấy mẫu:
* Lấy ngang tầm hô hấp của người tiếp xúc (đứng, ngồi)
- Đặt máy hút theo chiều hô hấp của công nhân hoặc
thẳng góc với hướng chất độc bay ra.
* Lấy mẫu tại vị trí làm việc, giữa khu vực chất độc bay
ra hoặc bên cạnh nơi đi lại của công nhân. Tránh hệ
thống thông hơi, cửa sổ.
- Nếu cần xác định mức độ ô nhiễm, lấy mẫu cách
nguồn ô nhiễm chính 10m, 50m, 100m …
* Mỗi nơi lấy mẫu: nên lấy 2 mẫu song song, cách nhau
20 cm, đồng thời đo vi khí hậu trong thời gian lấy mẫu
(nhiệt độ, áp suất không khí, vận tốc gió, độ ẩm) để tính
kết quả và giúp cho việc xác định kết luận được chính
xác.
6


Lấy mẫu cá nhân để đánh giá mức độ tiếp xúc.
Lấy mẫu môi trường để đánh giá mức độ ô nhiễm.
4.5. Bảo quản vận chuyển mẫu :
-Lấy mẫu bằng dụng cụ chứa : dụng cụ được giữ trong
các hộp gỗ hoặc có lót các chất xốp tránh bể vỡ, mang
về phòng thí nghiệm phân tích.
-Lấy mẫu bằng ống hấp thu : rót dung dịch đã hấp thu
vào chai thủy tinh nút mài hoặc ống thủy tinh có nắp
vặn chặt, giữ trong giá hoặc hộp cố định, tránh bể vỡ.
-Mẫu mang về phòng thí nghiệm bảo quản ngăn mát tủ

lạnh, phân tích càng sớm càng tốt.

7


2. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CHẤT ĐỘC
TRONG KHÔNG KHÍ
2.1. Phương pháp phân tích trong phịng thí nghiệm
Không khí tại hiện trường thường chứa nhiều chất độc khác nhau,
lại luôn khuếch tán và hàm lượng rất nhỏ (ở mức microgram) vì
vậy cần phải có phương pháp phân tích phù hợp về độ nhạy và độ
chính xác. Uu điểm nhất của phương pháp này là có khả năng phát
hiện các loại hơi khí ở nồng độ thấp, độ chính xác cao nhưng khá
phức tạp, khơng cho kết quả ngay, chi phí thường cao

2.1.1 Phương pháp chuẩn độ
- Phương pháp chuẩn độ là phương pháp phân tích thể
tích dựa trên sự tác dụng hoá học của các chất bằng
đương lượng của chúng.
- Hoá chất, dụng cụ: - Dung dịch chuẩn thường ở nồng
độ 0,1N.
- Chất chỉ thị màu.
- Buret, bình tam giác và pipet có bầu.
8


2.1.2. Phương pháp so màu bằng máy quang phổ hấp thụ
khả kiến
a)Nguyên tắc: Phương pháp dựa trên sự tác dụng của
dung dịch phân tích với thuốc thử trong điều kiện nhất

định tạo ra một màu. Cường độ màu tạo ra tỉ lệ với
lượng chất có mặt trong dung dịch, sau khi màu ổn định
ống dung dịch phân tích đem so sánh với ống dung dịch
chất chuẩn bằng máy quang phổ hấp thu khả kiến.
b) Cơ sở của phương pháp:
+ Bảy màu nằm trong vùng ánh sáng thấy được (có
bước sóng 380nm – 780nm) đỏ, vàng, da cam, lục, lam,
chàm, tím đều có thể đo bằng máy quang phổ vùng
trông thấy.

9


Ngoài ra còn có quang phổ hấp thụ vùng tử ngoại ( có
bước sóng từ 200nm – 380nm) và hồng ngoại (có bước
sóng lớn hơn 780nm – 1000nm).
+ Phương pháp quang phổ hấp thụ dựa trên định luật
Lamber – Beer:
“Các photon được hấp thụ tỉ lệ thuận với số phân tử
chất phân tích có trong dung dịch”
I = I0 ⋅ 10- KCL
(1).
Trong đó:
- I: là cường độ ánh sáng ra sau khi
qua cốc (cuvert) chứa dung dịch.

10


- I0: là cường độ ánh sáng ban đầu.

- K: là hằng số đặc trưng cho dung dịch và
tần số năng lượng phát ra.
- C: là nồng độ chất phân tích (mol/lít).
- L: là chiều dày của cốc đo.
Biến đổi công thức (1): độ truyền sáng (độ thấu quang –
Transmittance)
(mật độ quang học)
Vậy mật độ quang học D tỉ lệ trực tiếp với chiều dày
của cốc đo L và nồng độ chất phân tích trong dung dịch
→ D chỉ tùy thuộc vào nồng độ C khi L không đổi.

11


c)Ứng dụng:
+ Ứng với bước sóng phát ra của tia phát xạ hợp với
màu dung dịch phân tích đo mật độ quang học. Đo mật
độ quang học của thang mẫu chuẩn có lượng chất chuẩn
biết trước, của ống mẫu cần phân tích, so với mẫu
chuẩn biết được hàm lượng chất cần phân tích trong
mẫu.
+ Có thể so màu bằng mắt thường nhưng các ống thủy
tinh so màu phải chứa cùng một thể tích mẫu, có độ
trong suốt như nhau và kích thước như nhau (ống cùng
độ dày và chiều dài), có thể mở rộng phương pháp này
để so độ đục trắng trên nền đen.

12

2.1.3. Phương pháp sắc kí khí
a)Nguyên lý: Sắc kí khí (GC) là phương pháp tách và
phân tích dựa trên 2 quá trình hấp thụ (hoặc hấp phụ)
và giải hấp liên tục giữa hai pha: một pha rắn hoặc lỏng
(pha tónh) và một pha khí (pha động). Pha động là khí
mang (thường được dùng Hêli, Nitơ, Hydro, Argon – là
khí trơ) vận chuyển chất phân tích dọc theo cột sắc kí,
nơi đây quá trình tách chất được diễn ra.
Sau khi được phân tách, các cấu tử ra khỏi cột và được
detector ghi lại bằng các tín hiệu điện và chuyển qua bộ
ghi như một hàm của thời gian hay sắc kí đồ – sắc kí đồ
cung cấp cho chúng ta hai thoâng tin:

13


- Thời gian lưu của các cấu tử trong cột đặc trưng cho
tương tác của các cấu tử với pha tónh là các thông tin
cho phép định tính.
- Các tín hiệu của detector tỉ lệ thuận với lượng chất
được đưa vào cột do đó dùng làm cơ sở cho phép định
lượng.
b) Ứng dụng: Hiện nay sắc kí khí là một trong những
phương pháp phân tích quan trọng và có tính hoàn
thiện, kinh tế cao, khả năng phân tích của phương pháp
rất rộng, có thể phân tích khí trơ, khí tự nhiên cho tới
các sản phẩm của dầu khí có phân tử lượng lớn (130
nguyên tử Cacbon), chất béo, tinh dầu ...

14

2.2. Phương pháp phát hiện nhanh hơi khí độc
ngồi hiện trường
Có ưu điểm là cho kết quả nhanh, đơn giản, dễ thực hiện ,
chi phí thấp nhưng kết quả thường có độ chính xác khơng
cao bằng phương pháp phân tích trong phịng thí nghiệm
2.2.1. Phương pháp ống phát hiện
a) Cấu tạo ống: Ống phát hiện là ống thủy tinh có
đường kính trong không thay đổi. Bên trong chứa vật
liệu trơ (là các gel vô cơ) có tẩm thuốc thử hóa học gọi
là gel phản ứng. Khi chất ô nhiễm trong không khí tác
dụng với gel phản ứng hay gel chỉ thị sẽ tạo ra hợp chất
màu, căn cứ vào sự đổi màu ứng với thang chuẩn trên
ống biết được nồng độ chất ô nhiễm.
Sử dụng ống kèm theo một dụng cu, thiết bịï bơm hút
không khí qua ống.
15


b) Cách thể hiện màu theo:
Chiều dài cột màu, đọc nồng độ trên thang đo dán trên
ống.
So sánh màu với thang mẫu chuẩn kèm theo ống phát
hiện.
Vòng màu xuất hiện phải tương ứng với vòng in trên
ống chuẩn.
c) Đơn vị tính:
ppm với ống qui định thể tích (ml, lít) khí hút qua ống.
µl tương ứng với số lít khí hút qua ống.

Sau đó chuyển đổi về đơn vị mg/m3 để đánh giá.
Chú ý: cách sử dụng ống, số thể tích khí hút theo hướng
dẫn và thời hạn sử dụng
16


2.2.2. Phương pháp dùng máy đo và phát hiệ nhanh hóa chất
và hơi khí độc ngồi hiện trường bằng thiết bị điện tử tự động
Có nhiều loại thiết bị khác nhau, ưu điểm nhất của phương
pháp này là đo rất nhanh va cho kết quả tức thì, chi phí thấp
tuy nhiên nhiều thiết bị khơng có khả năng phát hiện các loại
hơi khí ở nồng độ thấp, độ chính xác khơng cao bằng các máy
phân tích độc chất hiện đại trong các Lab.
-Thiết bị hiện đại, phát hiện được nhiều loại hơi khí độc khác
nhau (máy GC xách tay, máy quang phổ hồng ngoại xách
tay…) những thiết bị này đắt tiền nhưng có độ chính xác khá
cao va rất tiện dụng
-Thiết bị chỉ phát hiện được 1 hay vài loại hơi khí độc bằng
các bộ cảm biến khác nhau.

17


6. TÍNH KẾT QUẢ VÀ BÁO CÁO
KẾT QUẢ
6.1. Cách tính
Nồng độ hơi khí độc trong không khí:

Lấy mẫu bằng phương pháp hấp thu:

18


6. TÍNH KẾT QUẢ VÀ BÁO CÁO
KẾT QUẢ
Trong đó:
a: Hàm lượng của mẫu tương ứng với ống thang mẫu
(mg).
b: Tổng thể tích dung dịch hấp thu (ml).
c: Thể tích dung dịch hấp thu lấy ra phân tích
(ml).
V0: Thể tích không khí đã hút đưa về điều
kiện chuẩn (lít).
Tính V0: Theo định luật về các chất khí Boyle –
Mariotte và Gay Luyssac
19


6. TÍNH KẾT QUẢ VÀ BÁO CÁO
KẾT QUẢ

20


6. TÍNH KẾT QUẢ VÀ BÁO CÁO
KẾT QUẢ
6.2 Tiêu chuẩn áp dụng:
Tiêu chuẩn Vệ sinh lao động: Quyết định số 3733/2002/
QĐ – BYT:
Giá trị giới hạn các hóa chất trong không khí vùng làm

việc
* Trung bình 8 giờ (TWA – Time Weighted Average) –
giá trị tiếp xúc trung bình trong một ca làm việc 8 giờ.
* Từng lần tối đa (STEL – Short Term Exposure Limit)
– Giá trị tiếp xúc được xác định /15 phút mỗi lần và
không tiếp xúc quá 4 lần trong 1 ca làm việc 8 giờ.
21


6. TÍNH KẾT QUẢ VÀ BÁO CÁO
KẾT QUẢ
Lưu ý:
Trong không khí nơi làm việc có mặt cùng lúc từ 2 chất
độc trở lên thì nồng độ các chất độc đó trong không khí
phải bảo đảm công thức sau:

Trong đó:
- C1 , C2 … Cn : Nồng độ chất độc
trong không khí (mg/m3).
- MAC1, MAC2 … MACn : Nồng độ tối đa
cho phép của chất độc trong không khí.
- HS : Hệ số ô nhiễm phải ≤ 1
22


6. TÍNH KẾT QUẢ VÀ BÁO CÁO
KẾT QUẢ

23

THANK
YOU !

24