摘要：目的：采集多个电焊作业场所空气样品，使用电感耦合等离子体质谱（ICP－MS）法检测其锰、铜、铅等10种金属及其化合物含量。方法：选择电焊作业场所工人当天接触10种金属浓度最高时段，使用装载滤膜的空气采集泵短时间定点采样，采用硝酸和过氧化氢消解样品滤膜，以镥（Lu）为在线内标，使用ICP－MS的标准模式测定。结果：电焊作业场所空气中检出锰、铜的含量较高，其中锰合格率为90．7%，其余8种金属含量均很低；不同作业场所和焊丝的空气中锰、铜、铅浓度差异有统计学意义（P＜0．01）；焊丝中锰、铜含量与其在空气中的浓度呈正相关（r值分别为0．280、0．417，P＜0．05）。结论：ICP－MS可用于同时检测电焊作业场所空气中锰、铜、铅等10种金属元素，该法具有简单、快速、灵敏、准确等优点，可满足检测需要。
关键词：电焊作业；空气；10种金属元素；检测
引言
焊作业接触的空气中毒物主要是根据使用的焊条种类不同而不同，焊条按用途可分为结构钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条以及特殊用途焊条等。上述焊条的成分主要包含了锰、铬、镍、铜、钼、钴、钒、钨、铅和锌等１０种具有职业接触限值的元素，而这些毒物的国家职业卫生标准检测方法主要采用的是原子吸收光谱法和分光光度法，虽然这些方法在检出限、精密度和准确度方面都能达到检测要求，但是均只能进行单个元素的分析。
1、材料与方法
1.1 仪器与试剂
PENexION300X型电感耦合等离子体质谱仪（美国铂金埃尔默公司）；GilAirPlus个体空气采样泵（美国SENSIDYNE公司）；Milli－Q纯水机（德国默克密理博公司）；EHC－1电子控温加热板（中国上海新仪微波化学科技有限公司）；37mm微孔滤膜（中国江苏省建湖兴宇分析仪器厂）；100ml特氟龙消解罐（中国上海新仪微波化学科技有限公司）。混合标准储备溶液（100μg/ml）：含锰、铬、铜、镍、钒、钨、钼、钴、锌、铅金属元素；混合标准应用液（1．0μg/ml）：取100μg/ml混合标准储备溶液1．0ml，置于100ml容量瓶中，用硝酸溶液稀释至刻度，混匀备用；镥标准储备溶液（1000μg/ml）；内标应用液（10．0μg/L）：取1000μg/ml镥标准储备溶液分别置于容量瓶中，硝酸溶液稀释至所需浓度，混匀备用；铍、铈、铁、铟、锂、镁、铅、铀调谐液（1．0μg/L）；消化液，（3+2）硝酸－过氧化氢（V/V）；硝酸溶液，1+99（V/V）；硝酸（优级纯，批号：20150701）；过氧化氢（优级纯，批号：2016041-501）；试验用水（超纯水，电阻率为18．2MΩ•cm）。
1.2 方法
将滤膜置于特氟龙消解罐中，加入5．0ml消化液，于电子控温加热板上保持温度200℃左右，至无色透明近干为止，取下稍冷，硝酸溶液定容至10．0ml，混匀供测定。开机，当仪器真空度达到要求时，用调谐液调谐仪器的各项参数，使仪器达到最优工作状态，编辑测定方法，选择测定元素和内标元素，将内标应用液分别与标准系列溶液、待测样品液同时引入仪器进行测定，以各元素的质量浓度为横坐标，对应的信号强度为纵坐标，测定样品中10种金属浓度。
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1.3 统计学处理
采用工作场所有害因素职业接触限值作为评价标准，其中锰按MnO2计，锌以ZnO作为评价标准。所有数据录入Excel，用SPSS17．0软件进行统计分析。对于非正态分布资料采用极值、中位数、四分位间距等参数进行描述，用秩和检验比较各组间差异，以P＜0．05为差异有统计学意义。
2、结果
2.1 电焊作业场所空气中10种金属检测结果
电焊作业场所空气中10种金属以锰的含量最高，其次为铜，其余8种金属含量均很低。参照标准，75个样品中有7个Mn含量超标，合格率为90．7%，其余9种金属含量均未超标。由于空气样品10种金属中Mn、Cu含量较高，而Pb是最常见且职业接触限值最低的重金属，因此选取Mn、Cu、Pb3种金属元素作为后续影响因素的分析对象。
2.2 不同电焊作业场所对空气中Mn、Cu、Pb的影响
不同电焊作业场所空气中Mn、Cu、Pb含量差异有统计学意义（P＜0．01）；空气中Mn含量1号场所最低，2号、5号场所最高；Cu含量6号场所最低，1号、7号场所最高；Pb含量1号场所最低，2号场所最高。
2.3 焊丝成分与空气中Mn、Cu、Pb浓度的相关性
焊丝中Mn、Cu含量与其空气中Mn、Cu浓度呈正相关（r值分别为0．280、0．417，P＜0．05）；焊丝中Pb含量与其在空气中的浓度不存在相关性（P=0．984），这可能是由于全部焊丝中Pb含量都很低、焊丝中Pb含量无明显差异造成的。
3、讨论
电焊作业工人在作业过程中接触的金属及其化合物主要来源于焊丝，不同种类的焊丝在电焊工作中作用不同、其元素组成也不同，从而导致其高温熔融后排放到空气中的金属及其化合物不同。因此，不同生产企业的电焊工人接触的作业场所空气中有害金属种类和数量是不同的。焊丝的金属成分主要包含Mn、Cu、Zn、Pb等10种具有职业接触限值（OELs）的金属及其化合物，而它们的国家职业卫生标准检测方法主要采用原子吸收光谱法（AAS），虽然该方法在检出限、精密度和准确度方面都能达到检测要求，但是只能逐个进行已知元素的检测分析，不能多元素同时检测，更不能进行未知元素的检测分析。
通过电焊作业场所空气中Mn、Cu、Pb等10种金属检测的实践应用，验证了ICP－MS能够快速、准确地同时对空气中多种金属进行定性鉴定和定量检测，能够为职业卫生评价工作提供准确可靠的数据支持。
参考文献：
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论文作者:王以兵
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/20
标签：作业论文; 电焊论文; 焊条论文; 场所论文; 焊丝论文; 含量论文; 空气中论文; 《基层建设》2019年第24期论文;