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Study on the stardard method of laser method analysis of inhaling particles in the room-air
Xu Yeling，Zhang Huailing，Jiang Jialin，et al.
An’hui Provinical Center for Preventing and Controlling Diseases，An’hui230061.
【Abstract】 Objective To develop stardard method of laser method analysis of inhaling partides in the room-air.Methods Laser method was combined with on-site monistoring，its results mere compared with ones of insituˉtional weighting method.Results The relative standard deviations of two experiment reults by laser method were5.45%，3.54%respectively.By calculating with US NIOSH criterion，total exactness of this method by these experiˉment results are18.80%，23.00%，21.22%respectively.Compared with weighting method there is no statistical sigˉnificance between these two methods（P>0.05）.These show that laser method head equals to weighting method in terms of efficacy.Conclusion Laser method is suitable to aralysis of inhaling partides in the room-air.
Key words inhaling partides laaser method weighting method
测定室内空气中可吸入颗粒物污染浓度，目前国家标准的检验方法为称重法，鉴于称重法操作麻烦、费时（采样时间长）、费力等缺点，实际监督监测很难做到。为此，早在20世纪50年代国内许多学者就已开始研究快速、准确，能直接给出可吸入颗粒物污染浓度新方法增补。本科研协作组选择激光法作为室内空气中可吸入颗粒物检验标准方法，现将结果报告如下。
1 仪器与方法
1.1 测定原理 使一定体积的空气进入激光测量区，空气中的颗粒物在激光照射下产生散射光，通过光电转换器使颗粒物信号转换成相应的电信号，测量颗粒物电信号，并经过数学模型转换，得出颗粒物质量浓度。
1.2 仪器 采用袖珍式激光可吸入粉尘连续测试仪。检测灵敏度0.001mg/m 3 ，测定范围0.001～10mg/m 3 ，该仪器具有现场质量浓度显示、存贮、打印和交、直流两用等功能。
1.3 测定方法与步骤
1.3.1 测定高度 公共场所按GB/T17220规定执行，卧室仪器采样口距地1.2m，一般室内距地1.5m。
1.3.2 校准 仪器设有自校、自检装置，测量前应进行校准。
1.3.3 现场质量浓度的测定 按仪器使用说明书规定的操作程序进行现场可吸入颗粒物污染浓度测定。测定时室内环境应在风速<1.0m/s和相对湿度<90%的条件下进行。
2 验证内容、方法与结果
2.1 方法相对标准偏差
2.1.1 方法 3台仪器放置在同一室内，距地1.5m处的同一水平位置，吸气嘴相互距离不超过20cm，测量周期为2min，温度开关设置为<60%，修正系数拨盘开关设置为1.0，正常运行5min后读数，连续测量5个周期。
2.1.2 结果计算 按下式计算相对标准偏差RSD=（S/X）×100%。
2.1.3 结果 2次相对标准偏差实验结果表明，第一次实验3台仪器总的相对标准偏差范围在3.57%～6.25%，3台仪器总的平均相对标准偏差5.45%，第2次实验3台仪器总的相对标准偏差范围在2.82%～3.50%，3台仪器总的平均相对标准偏差5.45%，因此本次实验研究结果3台仪器平均相对标准差均≤10%。符合标准方法规定平均相对标准差≤±10%的要求。
2.2 方法总准确度
2.2.1 验证方法 激光法与滤膜称重法2种测量方法进行平行对比实验，选择3个不同室内进行实验，每个方法各选2台仪器同步进行，距地1.5m处的同一水平位置，吸气嘴相互距离不超过20cm，按照2法各自使用说明书进行操作，采样和读数不得少于7次。
2.2.2 结果计算公式 采用美国NIOSH标准规定的方法，其表达式为: OSA= ˉb +2MCV ×100%≤25%式中:b 为2个测定方法配对测定的绝对误差值的算术平均值;MCV 为激光法测定相对标准差的几何平均值。
2.2.3 验证结果 合肥市庐阳区站和广东省CDC、陕西省CDC各选择3个不同的室内进行实验测量，距地1.5m同一水平位置，采样与测量距离不超过20cm。3地验证结果采用美国NIOSH标准规定的方法计算激光法总准确度，合肥庐阳区验证方法总准确度为:18.80%，广东省CDC验证方法的总准确度为23.00%，陕西省CDC验证方法总准确度21.22%，3地验证结果其测定范围的测定值均未超过总准确度在概率95%置信度时，应≤±25%的要求。验证结果表明激光法测定结果可以等效于国标滤膜称重法。
2.3 2法现场验证结果的比较
2.3.1 验证方法 各协作单位将激光法与经典滤膜称重法2种仪器放在同一现场、同一高度、采样时间相同。分别按照各自的方法记录或计算出可吸入颗粒物质量浓度。
2.3.2 结果统计方法 将2种方法测定结果采用配对T检 验、相关回归分析和相对误差3种统计方法进行统计。
2.3.3 验证结果 激光法与经典滤膜称重法两种仪器进行平行对比测量实验，经合肥庐阳区卫生防疫站、广东省CDC、南通市环保站现场验证，经统计分析2法总的相对误差，相关系数，配对t检验结果等见表1，从表中可见2法的比较总的相对误差在0.70%～5.61%，2法测定结果相关分析其相关系数范围在0.966～0.995，均有高度相关，进一步说明激光法可与经典称重法等效。
表1 两法测定室内可吸入颗粒物统计分析结果单位名称
4家采用2种测定方法测定室内空气中可吸入颗粒物污染浓度的比较见表2，从表2中可见2种方法测定室内空气中可吸入颗粒物浓度经配对t检验，其t值范围在0.349 ～1.322之间，P>0.05，差异无显著性。说明本次推荐的激光法可与经典滤膜称重法等效。
表2 两法测定室内可吸入颗粒物结果的比较
3 讨论与建议
3.1 可吸入颗粒物是影响人体健康的主要污染物 国际GB9663～9772 ［1］ 、GB16153、GB/T18883 ［2］ 中均有可吸入颗粒物的标准值，此外，我国还专门制定了《室内空气中可吸入颗粒物卫生标准》 ［3］ 。但是目前为止对于可吸入颗粒物测试技术国家规定的标准方法仍为滤膜（纸）称重法 ［4］ 。鉴于称重法操作较麻烦，尤其室内空气中可吸入颗粒物污染浓度低时，采样时间会更长。因此，为了适应当前卫生监督监测工作的需要，科技人员已研究许多等效于称重法现场直接读数的仪器 ［5］ ，詹立等 ［6］ 进行相对浓度法替代称量法的研究，张建鹏 ［7］ 还进行了激光法测定空气中可吸入颗粒物的研究。全国室内空气中可吸入颗粒物卫生检验标准方法科研协作组选用激光法作为测定室内空气中可吸入颗粒物标准方法。该方法经过多家卫生监督监测机构验证都一致认为该仪器稳定性好，测试的灵敏度能满足室内可吸入颗粒物卫生标准的需要。在现场可立即反映出可吸入颗粒质量浓度的变化情况，是当前许多方法中较为理想的测试室内空气中可吸入颗粒物质量浓度的仪器。
3.2 方法精密度是关键性的技术指标 以标准偏差表示，一般要求在同样条件下，3台仪器测定结果值相对标准偏差≤15%，本标准方法通过2次实验结果表明，3台测试仪2次实验结果统计相对标准偏差分别为5.45%、3.54%，本地方标准方法设计要求平均相对标准差≤±10%，因此可以认为该检验方法精密度的技术指标符合规定。
3.3 总不确定度是表示一个方法在其测定范围内的测定 值的准确程度的估计。它包括精密度和准确度2个含义。方法总不确定度规定，在概率95%置信度时，≤±25%。本次通过3家实验研究分别为21.22%、23.00%、18.80%，结果也低于美国NIOSH标准≤25%的规定。结果表明激光法测定结果可以等效经典国家标准方法滤膜称重法，因此，本次研制结论是可行的，它是当前许多方法中较为理想的一种直读式测定室内空气中可吸入颗粒物质量浓度的方法。
3.4 该方法通过多家单位进行了实验和现场验证取得满意的结果，一致认为该方法快速、简便、实用、易操作和普及推广，为室内空气中可吸入颗粒物测定提供了又一个标准方法。在征求意见中得到了同行专家们一致认可。
3.5 为了加强对室内空气中可吸入颗粒物监督监测工作，建议全国卫生标准技术委员环境卫生标准分委会，将本检验标准方法推荐或上报给国家质量技术监督局，作为室内空气中可吸入颗粒物卫生检验方法发布与实施。
（全国室内空气中可吸入颗粒物检验方法科研协作组:安徽省CDC、江苏激光研究所、广东省CDC、陕西省CDC、吉林省卫生厅卫生监督所、长春市CDC、河北省CDC、合肥市庐阳区卫生防疫站。参加研究人员还有:林立鹤、刘艳芬、裴秀坤、何昌云、程东利、李斌等）。
参考文献
1 GB9663～9773.GB16153～1996《公共场所卫生标准》
2 GB/T1888～2002《室内空气质量标准》
3 GB/T17095～1997《室内空气中可吸入颗料物卫生标准》
4 曹守仁.室内空气污染与测定方法，北京:中国环境科学出版社，1997，114-129.
5 崔九思，王钦源，王汉平.大气污染监测方法，第2版.北京:化学工业出版社，1997，1013-1030.
6 詹立.用相对浓度替代重量浓度法测定空气中可吸入颗粒物的 探讨.中国公共卫生，1998，（12）:750-751.
7 张建鹏.可吸入颗粒物测定方法-激光散射法.广东卫生防疫，1997，（3）:63-64.
作者单位:1230061安徽省疾病预防控制中心
合肥庐阳区卫生防疫站
江苏激光研究所
广东省疾病预防制中心
陕西省疾病预防控制中心