拉曼光譜分析儀在粉塵檢測領(lǐng)域的應(yīng)用
工作中場地氣體中帶有超過10%游離二氧化硅的煙塵別名矽塵，長期性觸碰矽塵會造成矽肺，它是在我國為比較嚴(yán)重的職業(yè)危害，職業(yè)性吸進(jìn)結(jié)晶體二氧化硅對人們具備致癌物質(zhì)作用。現(xiàn)階段在我國工作中場地氣體中煙塵游離二氧化硅含水量測定法有三種[1]：焦磷酸法(凈重法)、紅外線光度法、x光線透射法。焦磷酸質(zhì)量法是現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的shou選方式，因應(yīng)用機(jī)器設(shè)備簡易，便于實際操作而廣泛選用，但該方式存在操作步驟繁瑣、耗時長和誤差不易控制等問題。紅外線光度法根據(jù)精確測量其吸光度開展精確測量，只有運用于結(jié)晶型二氧化硅的含水量，并且因儀器設(shè)備價格昂貴、實際操作規(guī)定高等學(xué)校緣故，在農(nóng)村基層非常少運用。
拉曼光譜是分子振動的指紋譜，不同的物質(zhì)分子具有不同的振動頻率，因此常作為物質(zhì)識別的重要依據(jù)，具有無需樣品制備、靈敏度高、重復(fù)性好等優(yōu)勢。便攜式拉曼光譜技術(shù)的商品化也大大降低了工作成本，使其在一線工作生產(chǎn)中作為粉塵定性、定量的快速檢測分析手段成為可能。本文通過拉曼光譜儀定量分析二氧化硅粉塵樣品，通過實驗證明其在粉塵領(lǐng)域應(yīng)用的可行性。
游離二氧化硅按晶體結(jié)構(gòu)分為結(jié)晶型(crystalline)、隱晶型(crypto crystalline)和無定型(amorphous)三種，晶體結(jié)構(gòu)不同，致纖維化能力各異，依次為結(jié)晶型>隱晶型>無定型，職業(yè)衛(wèi)生領(lǐng)域所稱的“游離二氧化硅”是專指結(jié)晶二氧化硅。通常煤塵大小在5um以下時，這些煤塵的90%都將沉積于呼吸功能組織上，諸如氣管、肺泡等，導(dǎo)致肺泡等部位形成充血反應(yīng)，終形成塵肺病。塵肺病較為嚴(yán)重時，會逐步惡化成為肺心病，易導(dǎo)致死亡。因此，礦井煤塵已經(jīng)對煤礦工人的健康構(gòu)成巨大的威脅，是煤礦工人的主要職業(yè)病之一，也是危害中國工人健康嚴(yán)重的職業(yè)病之一，累計確診病例總量居全國各行業(yè)首位，塵肺病年死亡人數(shù)遠(yuǎn)高于同期生產(chǎn)事故人數(shù)。粉塵中游離二氧化硅的含量與塵肺癌的發(fā)生發(fā)展有著密切的關(guān)系，所以全面掌握并做好游離二氧化硅的含量監(jiān)測，對于有效預(yù)防控制職業(yè)病的發(fā)生尤為重要。本文通過拉曼光譜儀定量分析二氧化硅粉塵樣品，為粉塵檢測提供新的檢測技術(shù)與思路。根據(jù)不同質(zhì)量比配置的二氧化硅粉末、剛玉混合組分共5份，A1-A5二樣化硅粉末含量依次為20%，40%，60%，80%，99%，剛玉樣品1份作為對照樣品。
二氧化硅粉末樣品拉曼特征峰位于129 cm-1，209 cm-1，265 cm-1，393 cm-1，456 cm-1等。600-800cm-1有2個強(qiáng)度較弱的窄帶，屬Si-O-Si對稱伸縮振動，100-600cm-1屬Si-O彎曲振動[5, 6]。A5樣品99%以上為二氧化硅，其拉曼光譜圖如圖2所示
圖2 A5樣品的拉曼光譜圖如圖剛玉樣品的拉曼光譜如圖3所示
圖3 剛玉樣品的拉曼光譜圖如圖經(jīng)試驗驗證發(fā)現(xiàn)，可以通過二氧化硅特征峰(465cm-1)，與剛玉樣品拉曼特征峰(415cm-1)采取峰面積比法進(jìn)行定量分析二氧化硅樣品的含量，A1-A5樣品的拉曼光譜如圖4所示：
圖4 A5樣品-樣品的拉曼光譜對比圖采用峰面積比
法處理數(shù)據(jù)，其擬合曲線如圖4所示。
圖5 峰面積比法擬合曲線從圖中可以發(fā)現(xiàn)，隨著二氧化硅含量的增加，峰面積比
呈線性增加，因此，通過建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，可以準(zhǔn)確、的獲得粉塵中二氧化硅含量。
在各種工程施工場地中，煙塵中游離二氧化硅的含水量假如超標(biāo)準(zhǔn)，則將會給觸碰工作人員帶來不利的危害。拉曼光譜技術(shù)性能夠 定性分析二氧化硅含水量，手持式拉曼光譜技術(shù)性的技術(shù)化也大幅度降低了工作中成本費，使其在一線工作中制造中做為煙塵判定、定量分析的迅速檢驗解析方式變成將會，根據(jù)拉曼光譜技術(shù)性即時、當(dāng)場監(jiān)控器煙塵中游離二氧化硅含水量的測量也就會有了關(guān)鍵實際意義。
