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一些埃及沥青实验室的空气质量评估

A.M.M.萨利赫1*，F.H. Ashour.2和Y.M.穆斯塔法1

1埃及石油研究所(EPRI)，埃及。

2埃及开罗大学工程学院化学工程系。

DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.1.2.04

由于其组分对人类健康和环境的负面影响，室内空气污染研究成为增加监管公共和研究担忧的重点。在道路建设领域，实验室人员暴露于不同类型的空气污染物;最重要的是沥青蒸气，烟雾和灰尘对他们的健康产生负面影响。本研究的目的是在一些沥青实验室监控室内空气质量和工作条件，以获得对未来的保护计划有所帮助的基线信息;这是因为埃及缺乏有关沥青实验室空气质量的任何数据库。为了实现这一目标，高效液相色谱技术（HPLC），便携式环境空气分析仪以及固体颗粒和声强仪表都均用于评估两种不同道路建设实验室的空气污染环境。该研究表明，苯，二氧化硫，二甲苯和固体颗粒的水平高于埃及可接受的限制。此外，多芳烃PAHS超过了国际标准限制。


沥青蒸气;多环芳烃;空气质量

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萨利赫点埃及一些沥青实验室的空气质量评估。Curr World Environ 2006;1(2):117-124 DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.1.2.04

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收到: 2006-09-19
公认： 2006-10-30

介绍

石油化合物被认为是对人类健康最严重的环境威胁之一。在沥青铺装作业中处理削减沥青的实验室人员暴露于各种可能有害的危险物质中。他们的暴露是由吸入或皮肤接触造成的(伯斯汀)et al .,2000;Reinket al .,2000)。这些从沥青样品中产生的蒸汽和烟雾，主要由多芳香烃(PAHs)及其衍生物组成;所有这些化合物在结构上都与已知的致癌物质或共致癌物质(Samental)相似et al .,2002)。多核芳香烃是由两个或两个以上的芳香环组成的一组化合物，以气态和颗粒形式存在于大气中。根据多芳香烃的分子量，将其分为三类。它们的化学结构包括低分子量(LMW)的2- 3环多环芳烃和高分子量(HMW)的6环多环芳烃。原则上，高分子量的多环芳烃同系物往往比轻分子量的多环芳烃同系物更具有致癌性(Tsaiet al .,2002)。苯并(a)蒽、蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(ghi)苝通常被认为是致癌物质(门齐)et al .,1992)。

关于暴露于实验室产生的沥青蒸气和烟雾的可能风险，可追踪的数据非常有限。在道路施工现场，工人通常接触到浓度在0.1 - 0.2 mg/m不等的沥青烟雾3.含有高达200ng / m的物质3.致癌苯并（a）芘可能影响人类的一些免疫功能（卡拉克雅et al .,1999）。此外，众多存在烷基化多环芳烃，低分子量，以及含氧和磺化聚芳化合物有时是急性毒性的根本原因(Lai)et al .,1996;比奈et al .,2002)。

美国环境保护局（USEPA）和国际癌症研究机构（IARC）实际上鉴定了众多PAHS，如已知或可能的人致残和致癌物质（Mazzeraet al .,1999)和(可以见到效果et al .,2003)．在他的研究(NIOSH 1997)建议沥青烟雾的暴露限度为5毫克/米3.而澳大利亚、比利时、丹麦和英国的pm2.5浓度仅为5毫克/立方米3.以8小时TWA(时间加权平均)为基础。此外，埃及(EEAA1997)和英国都确定了沥青烟雾接触限度约为5毫克/立方米3.适用于长时间和10毫克/米的暴露3.在短时间内。

对人类健康的影响

关于接触沥青蒸气和烟雾可能造成的健康风险的现有数据很少。许多流行病学研究指责记录的健康严重下降是由于当地空气污染浓度的变化(Erbaset al .,2005);其他研究也预测了暴露在沥青烟雾中的工人患癌症的风险会增加(Portanen)et al .,1994)。沥青烟雾通常被认为是黏液膜的刺激物，可发展为非恶性肺部疾病，如支气管炎、肺气肿和等温线(Hansen 1991)。热沥青也会导致皮肤烧伤，而石油馏分和碳氢化合物溶剂——比如实验室使用的三氯乙烯——会导致皮肤干燥和保护屏障减弱，从而促进各种化合物进入身体。此外，这种暴露能够显著地诱导工人外周血淋巴细胞的细胞遗传学损伤(Burgaset al .,1998）。

实验

表- 1:所选实验室的位置和特点

实验室名称
方面 (一) (B)
•建筑物内的位置 顶层 一楼
•网站描述 用隔板隔开的两大块 分成两个房间的一大片区域
•没有出口 4. 1
•区(米2） 324 66.6
•高度(米) 6. 5.
•通风 公平 贫穷的
•没有工人 5. 4.
•工程师数量 3. 1


在研究领域

选择功能相同的两个实验室A和B。虽然它们在很多方面都不同，如位置，尺寸，场地描述，以及工人的数量如表-1所示。量度两个实验室空气质素的选定测量点载于表- 2。

表- 2:所选测点的描述

数量 位置
1 管制站(室外空气)
2 烤箱[用于加热聚集体和沥青铺设混合物，温度高达160°C]
3. 离心机[用于从沥青路面混合料中提取沥青]
4. 油浴[用于135℃下沥青运动粘度测量]
5. 烤箱[用于在温度下加热沥青水泥样品，高达150°C]
6. 位于蒸馏和溶剂回收装置之间的空气空间
7. 溶剂回收装置

方法

基于沥青的化学成分以及两个实验室中使用的溶剂的基础，在每个选定的测量点在环境空气中测量的预期污染物将是芳香族族BTX（苯，甲苯和二甲苯），碳氧化物（CO. 2 三氯乙烯(TCE)、甲基乙基酮(MEK)、氧化亚氮(N 2 O)、二氧化硫(SO 2 )和多环芳烃(PAHs)。用于实验工作的测量设备基本上是便携式环境空气分析仪(Moran Sapphire 205 a系列)、声强计、固体颗粒计和高效液相色谱(HPLC)模型(Waters 600E)，配备自动进样器模型(Waters 717 plus)和双波长吸光度检测器模型(Waters 2487)设置在254 nm。
表- 3:空气污染物测量后5天停止
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结果与讨论

空气分析结果

在实验室进行的不同常规分析、休息(停止5天后)和工作期间产生的空气污染物的测量分别列于表3和表4。
表 - 4：空气污染物在工作期间的测量
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休息5天后测量空气污染物

从表3的数据可以明显看出，几乎所有的化合物在停药5天后都有明显的百分比。这可能是由于两个实验室的通风和吸入系统不佳，因为在以前的日常工作中积累了一些化合物。这两个化合物就是C 6. H 6. 所以 2 在一些测点，发现在工作中有很高的百分比，甚至超过了允许的标准限值。在A实验室的油浴、沥青烘箱加热以及蒸馏和溶剂回收装置之间的空气空间中，苯C的值最高 6. H 6. 分别为12.3,15.2和12.5 PPM。B实验室的烘箱(2号点)和离心机记录了惊人的苯浓度，分别为27.4和39 ppm。这些高的苯累积值归因于在萃取操作中使用汽油(5%的芳烃体积)作为廉价溶剂。而实验室A中使用的三氯乙烯是标准测试方法(ASTMD 2172)规定的从沥青混合料中提取沥青的标准溶剂。在实验室A的第2和第6点，二氧化硫的浓度从(1.8到5.7 ppm)不等，这可能是由于所使用的沥青的化学成分所致;这是因为众所周知，石油馏分的分子量越重，硫存在的可能性就越大。此外，在这个实验室A中测试的大量样品增加了产生的气态二氧化硫的数量。
表 - 6：不同选定点的多芳族（PAHS）分析
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实验工作中排放的空气污染物

值得一提的是，所得到的结果是基于A实验室的三个沥青样品的分析，而b实验室只测试了一个样品。需要注意的是，所测量的大部分化合物都在标准限值内，如
表- 4。

A实验室结果分析
  • 几乎所有选定的测点都显示出苯排放的浓度超过了允许的水平。这可能是由于，加热在145°C的温度下进行沥青试样的操作沥青。这个过程导致释放和沥青路面混合料的160°C释放已经存在的苯作为沥青的组成部分。
  • 此外，苯排放可能是由于沥青混合料加热至160°C，然后完全浸泡在用于溶解沥青的冷三氯乙烯中造成的。这个过程导致样品中大量苯的释放。
  • 在混合炉中的暴露对三氯乙烯的增加和在离心机测量点的增加分别达到77和102的值。这可以归因于先前通过在测试中使用该溶剂。将沥青和溶剂的排出的沥青混合物直接接收到开口锅中，以收集混合物的细部分，因此导致烤箱周围区域的大量溶剂释放。
  • 暴露极限的增加二氧化硫,所以2在测量点2、4和5可能与沥青样品本身存在硫磺化合物有关。油浴(点4)位于沥青加热炉旁，这一事实是在此点测量的暴露极限上升的原因。
表- 7:声强和固体颗粒的测量
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B实验室结果分析
  • 使用富含芳烃的汽油作为廉价溶剂而不是标准的三氯乙烯增加了苯的排放。在离心机旁边的最高测量值为216ppm。
  • 所用汽油含有埃及规格允许的一定量的硫化合物。在温度下加热沥青铺路混合物160°C生产2这就增加了汽油释放的污染物。穷人除了先前提到的原因外，该实验室的通风以及该实验室的小面积导致曝光限制的增加2在几乎所有的测点。
  • 在第三点(离心机)二甲苯暴露极限的增加可能归因于汽油的化学成分中含有按体积计5%的芳烃。
表- 8:埃及声音强度规格限制
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C-多芳香烃研究

美国环境保护署(EPA)已确定16种多环芳烃化合物为优先污染物。如前所述，其中一些多环芳烃被认为是人类致癌物，因此成为人们关注和监测的焦点。采用高效液相色谱分析(HPLC)对两个实验室不同测点采集的空气样品进行分析。

行动的条件如下:

柱子：

Supelcosil LC-PAH, 15 cm x 4.6 mm ID, 5µm粒径。
表- 9:埃及规范相对于声音强度的工作时间限制
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流动相

乙腈：水HLPC等级，梯度范围为乙腈的50％至100％。（赖 et al ., 1999）。

流量

梯度程序:0.2 ml/min保留时间范围从0到2分钟。 保留时间为2 - 45分钟，1.0 ml /min。

表6给出了对两个沥青实验室环境空气中多环芳烃浓度的调查结果。所选地点的多环芳烃的平均浓度以ng/ m表示 3. ．两个实验室同一选定点16种多环芳烃的总含量在81.00 ~ 394.80 ng / m之间 3. 93.7和324.4 ng / m 3. 最近，世界各地对不同城市大气颗粒物中多环芳烃的浓度进行了研究。城市大气中报告的浓度范围在每立方米22至400纳克之间 3. 西班牙巴塞罗那(罗塞尔et al .,1991)和10至160毫微克/米 3. 在美国洛杉矶(艾森赖克et al .,2002)。印度城市记录的多环芳烃水平比报道的23到190毫微克/立方米的国际限值高出10到50倍 3. (Vascancelloset al .,2003)．

埃及两个实验室检测到的16种多环芳烃的浓度总和超过了国际允许水平的两倍。不幸的是，埃及环境法4- 94没有对这类有害物质设定标准限制。
表 - 10：安全工作温度的埃及极限（OC）
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D-声音强度(噪音)和固体颗粒浓度

在马歇尔测试筛分析和洛杉矶仪器周围的两个实验室测量了声强(噪音)，知道两个实验室的设备安排如下:洛杉矶的机器和两个大的矩形筛分析设备被放置在实验室A的一个隔离的房间里，总面积为30米 2 -在材料实验室内部，用一个吸入风机将产生的灰尘排到外部走廊。另一方面，马歇尔仪和小筛分仪被放置在一个角落里 在铺着沥青的实验室里。在实验室B:洛杉矶装置，一个小的圆形筛子和一个较大的矩形筛子被放置在实验室内部的一个面积为3.2 m的小隔板中 2 ．由此产生的灰尘通过一个小窗户排到空气中。

单独测量每个装置的声强，所得到的结果按以下顺序：80 85,90和95分贝，用于小圆形筛装置，洛杉矶机器，马歇尔和大矩形筛装置。声强和固体微粒测量值在表-7中示出，而声音强度（噪声）的埃及标准限制和相对于声强（噪声）的标准工作时间分别在表-8和9中示出。从表格-7,8和9，发现声强值在标准级别中考虑到实际工作时间没有超过允许的限制。

洛杉矶试验通过使用标准数量的钢球来测量固体骨料的耐磨性，以此作为岩石硬度的指标。产生的固体量增加了25.3 mg/m 3. 是A实验室在洛杉矶机器和无盖矩形筛的骨料排水操作中注意到的。这种固体颗粒的增加归因于测试结束时罚款的存在，而且产生的固体数量取决于洛杉矶分析本身的路线。埃及的(无害)粉尘接触标准限值不应超过10毫克/米 3. ．实验室B的噪音和固体颗粒测量结果被发现在埃及的标准限制范围内，除了洛杉矶机器的综合排放期间。

电子商务的温度。
表(10)说明了埃及工作温度的标准极限。空气污染物测量是在29日进行的 th 和31 圣 在环境温度30°C的情况下。

发现测量的室内温度在实验室A，32°C中为35°C。通风差和缺乏空气沥青分析分区的调理和烘箱排放导致a实验室温度升高，产生的热沥青蒸汽和需要测试的沥青样品数量是温度升高的原因。B实验室外室的温度因空调系统没有上升，而内室的温度因角落放置的烤箱而上升。

结论

两个埃及沥青实验室对其工作环境的适宜性进行了彻底的调查。对空气质量和多芳香族进行了分析。测量了固体颗粒和噪声强度。得出以下结论:
  1. 在两个实验室中苯，二甲苯，二氧化硫和三氯 - 乙烯中的排放的增加是由于不同的原因：
    a-实验室设计(厂房位置、实验室区域、通风、设备布置)。
    b-使用价格低廉的非标准溶剂，如实验室b的情况。
    作者建议使用other而不是有害的氯化溶剂。
  2. 两个实验室中固体颗粒发射的升高是由洛杉矶测试中使用的标准程序引起的。筛分分析装置的盖子覆盖不良和损失在实验室A中产生额外的固体颗粒。
  3. 根据工作时数，认为声强在一定范围内。尽管如此，作者还是建议将所有产生噪音的设备放置在一个隔音的隔间里，以改善工作条件。
  4. 获得的多环芳烃的高值令人担忧，因为它们超过了允许的国际标准。埃及环境法4-94没有对这类有害物质设定标准限制。我们建议在不久的将来将多环芳烃允许的国际水平添加到法律中。
  5. 作者建议工作场所的实验室人员必须参加安全课程。法律规定必须穿戴适当的制服、护目镜、鞋子、手套、耳塞和防尘口罩。此外，建议定期进行健康检查。

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