پیوست پ: معیارهای نمونه‌برداری اندازه-گزین آئروسل برای مواد هوابرد غیر گاز/بخار

برای مواد شیمیایی که در هوای استنشاقی به صورت آئروسل (سوسپانسیون ذرات مایع یا جامد در یک گاز) حضور دارند، خطر بالقوه برای دستگاه تنفسی به اندازه، جرم و/یا غلظت عددی آئروسل در هوا بستگی دارد. این وابستگی به دلیل (۱) تأثیر اندازه آئروسل بر محل رسوب در دستگاه تنفسی، و (۲) تمایل بسیاری از بیماری‌های شغلی به ارتباط با رسوب موضعی ماده در نواحی خاصی از دستگاه تنفسی است.

کمیته حد آستانه مواد شیمیایی (TLV-CS)، کلیه مواد شیمیایی که منجر به مواجهه آئروسل در محیط‌های شغلی می‌شوند را با اهداف زیر بررسی می‌کند: (۱) تعیین کسر اندازه‌ای که برای هر ماده بیشترین ارتباط را با اثر بهداشتی مربوطه دارد، و (۲) تعیین غلظت جرمی درون آن کسر اندازه که باید نمایانگر حد آستانه (TLV) یا حد مجاز مواجهه باشد.

به عنوان مثال، راهبردهای نمونه‌برداری هوا برای سیلیس کریستالی در طول زمان، از شمارش ذرات به روش‌های مبتنی بر جرم تکامل یافته‌اند که این امر در نتیجه شناخت ارتباط ثابت‌شده بین سیلیکوزیس و الگوهای رسوب خاص در دستگاه تنفسی بوده است.

حدود آستانه بر اساس اندازه ذره (PSS-TLVs) در سه قالب بیان می‌شوند:

۱. حدود آستانه ذرات قابل تنفس (IPM-TLVs) برای موادی که در صورت رسوب در هر نقطه از دستگاه تنفسی خطرناک هستند.
۲. حدود آستانه ذرات توراسیک (IPM-TLVs) برای موادی که در صورت رسوب در هر نقطه از مجاری هوایی ریه و ناحیه تبادل گاز خطرناک هستند.
۳. حدود آستانه ذرات قابل استنشاق (RPM-TLVs) برای موادی که در صورت رسوب در ناحیه تبادل گاز خطرناک هستند.

سه کسر ذرات بر اساس معادلات زیر به صورت کمّی تعریف می‌شوند ^(۲-۴):
الف. کسر ذرات قابل تنفس (IPM) شامل قطرهای آئروسلی است که با توجه به راندمان جمع‌آوری و بدون در نظر گرفتن جهت‌گیری نمونه‌بردار، مطابق با راندمان جمع‌آوری زیر جمع‌آوری می‌شوند:

$$IPM (d_{ae}) = 0.5[1+exp(-0.06 \space d_{ae})]$$$$\text{0.05} \lt d_{ae} \le \text{100} \space \mu m$$

ب. کسر ذرات توراسیک (TPM) شامل آئروسل‌هایی است که مطابق فرمول زیر جمع‌آوری می‌شوند:

$$TPM (d_{ae})=IPM (d_{ae})[1-F(x)]$$

که در آن، $F(x)$ تابع احتمال تجمعی متغیر نرمال استاندارد شده x است.

$$x = ln(d_{ae}/Γ) \space / \space {ln(Σ)}$$

ج. کسر ذرات قابل استنشاق (RPM) شامل ذراتی است که مطابق با راندمان جمع‌آوری زیر جمع‌آوری می‌شوند:

$$RPM (d_{ae})= IPM (d_{ae})[1-F(x)]$$

که در آن، $F(x)$ تابع احتمال تجمعی متغیر نرمال استاندارد شده x است.

مهم‌ترین تفاوت نسبت به تعاریف پیشین، افزایش نقطه برش میانه برای نمونه‌بردار ذرات قابل تنفس از ۳.۵ میکرومتر به ۴.۰ میکرومتر میانگین قطر آئرودینامیکی جرمی (MMAD) است؛ این تغییر مطابق با پروتکل سازمان بین‌المللی استاندارد/کمیته استاندارد اروپا (ISO/CEN) انجام شده است. ^(۶،۷):

راندمان‌های جمع‌آوری نماینده برای چندین اندازه ذره در هر یک از کسرهای جرمی مربوطه، در جداول پ-۱، پ-۲ و پ-۳ نشان داده شده‌اند. مستندات مربوط به الگوریتم‌های نماینده سه کسر جرمی در منابع علمی موجود است. ^(۴،۷):

منابع