焦磷酸法測定粉塵中游離二氧化硅含量的方法分析

【摘要】目的通過對樣品做加標(biāo)回收率測定來檢驗焦磷酸法檢測游離二氧化硅含量的準(zhǔn)確度，通過對現(xiàn)場采集樣品的檢測來檢驗此方法的精密度。方法在某選煤廠采集兩份粉塵樣品，分別用焦磷酸法測定其游離二氧化硅含量，以計算精密度和準(zhǔn)確度。結(jié)果相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.24%；三個不同加標(biāo)量的加標(biāo)回收率分別為94.0%，98.5%，105.6。結(jié)論在本實驗室的條件下，用焦磷酸法測定游離二氧化硅的含量，其精密度和準(zhǔn)確度均能達到實驗要求，可以作為實驗室的首選方法。

【關(guān)鍵詞】游離二氧化硅；焦磷酸法；精密度；準(zhǔn)確度

doi：10.3969j.issn.1004-7484（x.2013.10.649文章編號：1004-7484（2013-10-6100-02

游離二氧化硅在自然界中分布很廣，在16km內(nèi)的地殼內(nèi)約占5%，在95%的礦石中均含有數(shù)量不等的游離二氧化硅。粉塵中游離二氧化硅（SiO2含量超過百分之十就稱之為矽塵。目前，研究表明接觸矽塵不但與矽肺、肺癌、肺結(jié)核^[1-2]有關(guān)，而且流行病學(xué)資料中長期的隊列研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)矽塵也是心血管疾病的高危因素^[3]。所以選擇檢測粉塵中游離二氧化硅的含量的方法尤為重要，本實驗室選擇焦磷酸法。

1實驗試劑與器材

85%的磷酸、硝酸銨、游離二氧化硅標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、溴化鉀、采樣器、恒溫干燥箱、干燥器（內(nèi)盛變色硅膠、分析天平（感量為0.1mg、錐形瓶（50ml、可調(diào)電爐、馬弗爐、瓷坩堝（25ml，帶蓋量筒、燒杯、瑪瑙研缽、慢速定量濾紙、玻璃漏斗、玻璃棒溫度計（0℃-360℃。

2實驗步驟：

2.1采樣按照GBZT159的采樣規(guī)范到某煤礦采集粉塵樣品三份。分別編號為1和2。

2.4溶解粉塵樣品于50ml燒杯中，加入15ml焦磷酸及數(shù)毫克硝酸銨，攪拌，使樣品全部濕潤。將錐形瓶放在可調(diào)電爐上，迅速加熱到245℃-250℃，同時用帶有溫度計的玻璃棒不斷攪拌，保持15min。

2.5過濾取下燒杯，在室溫下冷卻至40℃-50℃，加50℃-80℃的蒸餾水至約40ml-45ml，一邊加蒸餾水一邊攪拌均勻。將錐形瓶中內(nèi)容物小心轉(zhuǎn)移入燒杯，并用熱蒸餾水沖洗溫度計、玻璃棒和錐形瓶，洗液倒入燒杯中，加蒸餾水約至150ml-200ml。取慢速定量濾紙折疊成漏斗狀，放于漏斗并用蒸餾水濕潤。將燒杯放在電爐上煮沸內(nèi)容物，稍靜置，待混懸物略沉降，趁熱過濾，濾液不超過濾紙的23處。過濾后，用0.1mol鹽酸洗滌燒杯，并移入漏斗中，將濾紙上的沉渣沖洗3-5次，再用熱蒸餾水洗至無酸性反應(yīng)為止（用pH試紙試驗。

2.6碳化將有沉渣的濾紙折疊數(shù)次，放入已稱至恒量（m1的瓷坩堝中，在電爐上干燥、炭化；炭化時要加蓋并留一小縫。

2.7灰化將坩堝放入高溫電爐內(nèi)，在800℃-900℃灰化30min；取出，室溫下稍冷后，放入干燥器中冷卻1h，在分析天平上稱至恒量（m2，并記錄。

3實驗結(jié)果

4討論

4.1粉塵中游離二氧化硅含量的檢測，在GBZT160里面有三種檢測方法，分別為焦磷酸法、紅外光譜法、X射線衍射法。三種方法各有優(yōu)缺點，紅外光譜法由于只檢測α-型游離二氧化硅，以及操作過程中固體與固體的混勻難以達到，所以不優(yōu)選此法；X射線衍射法由于儀器昂貴，也不優(yōu)選選擇此方法。焦磷酸消化法具有經(jīng)典、儀器與實驗條件一般和成本低的優(yōu)點，在無不溶或難溶性物質(zhì)的干擾下，仍可認(rèn)為是可靠、準(zhǔn)確和實用的方法，結(jié)果準(zhǔn)確而被各個實驗室作為首選方法^[4]。

4.2焦磷酸法實驗周期長，且對人員要求比較高。在操作過程中應(yīng)注意以下幾點：一批樣品需同一實驗人員操作；溶解過程中溫度必須控制在245-250℃，溫度過低溶解不充分，溫度過高容易形成偏磷酸，影響測定結(jié)果；用50ml燒杯代替錐形瓶，因為燒杯口大，散熱均勻，容易控制溫度；硝酸銨的作用是溶解含硫化合物^[5]；加熱過程中，將玻棒綁在溫度計上，用玻棒攪拌，切勿用溫度計攪拌。

4.3試驗方法的準(zhǔn)確度一般用加標(biāo)回收率來反應(yīng)，一般加標(biāo)回收率在90%-110%為符合要求，本實驗中，在相同的樣品中，分別加入三個不同質(zhì)量的純品游離二氧化硅，計算其加標(biāo)回收率，均在要求范圍內(nèi)。加標(biāo)回收率的測定過程中，應(yīng)在同一樣品中稱取三份相同的加標(biāo)樣品分別加標(biāo)，而不是取三個平行樣，避免采樣過程中的差異影響實驗結(jié)果。

試驗的精密度，用六次測定相同樣品結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，其值小于10%為符合要求，本次試驗的測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.24%，符合實驗要求。

參考文獻

[1]林海英.矽肺并發(fā)肺結(jié)核48例臨床分析.臨床合理用藥，2011，5（4：5A.

[2]林春芳，劉秉慈，李濤，等.我國矽塵防治中對矽塵表面性質(zhì)重視的必要性.中華勞動衛(wèi)生職業(yè)病雜志，2006，24（5：311-314.

[3]Weihong Chen，Yuewei Liu，Haijiao Wang，el.Long-Term Exposure to Silica ust and Risk of Total and Cause-Specific ortality in Chinese Workers：A Cohort Study.PLoS ed，2012，9（4：e1001206.

[4]劉雨.紅外光譜法與焦磷酸消化法測定粉塵中游離二氧化硅含量的比較.職業(yè)與健康，2010，26（16：1836-1838.

[5]紀(jì)雙利.粉塵中游離SiO2含量測定中注意事項.中國衛(wèi)生檢驗雜志，2008，18（3：552.