背景簡介

生產環境中粉塵的危害性與粉塵中 SiO₂ (游離二氧化硅) 含量密切相關。世界各國均將粉塵中游離二氧化硅含量作為制定粉塵衛生標準的重要指標之一。工作場所中，游離二氧化硅含量大于10%的粉塵稱為矽塵。長期接觸矽塵會導致矽肺，這是我國最為嚴重的職業病之一。2014年國家安監總局在《職業衛生技術服務機構工作規范》（安監總廳安健〔2014〕39 號）第十四條第（二）款規定：對于二氧化硅成分不明的粉塵或含游離二氧化硅的粉塵，應進行游離二氧化硅含量測定，確定粉塵性質。

如何檢測游離二氧化硅

游離二氧化硅是指沒有與金屬或金屬氧化物結合而呈游離狀態的二氧化硅。游離二氧化硅按晶體結構分為結晶型（crystalline）、隱晶型（crypto crystalline）和無定型（amorphous）三種。工作場所粉塵中游離二氧化硅含量的測定按照GBZ/T 192.4-2007《工作場所空氣中粉塵測定 第4部分：游離二氧化硅含量》進行測定，包含焦磷酸法、紅外分光光度計和X射線衍射法。焦磷酸法屬于手工操作，十分考驗實驗員基礎化學操作的熟練程度，因此對人員的要求較高，耗時又繁瑣。結果受到實驗人員操作熟練程度的影響較大。X射線衍射法，價格過于昂貴，對于基層的可普及性較差。紅外光譜法，操作簡便，測試快速，結果準確。整個過程僅使用了少量的溴化鉀試劑，環保且高效，目前對于基層可普及性較強。

熒颯光學的紅外光譜方案

熒颯光學公司高性能的FOLI10紅外光譜儀，采用近乎無需維護的光學系統，久經考驗的干涉儀設計，防潮型的硒化鋅分束器，保證光譜儀可以在各種環境條件下采集準確、穩定的光譜數據，確保了無與倫比的可靠性。特別適合于對檢測精度和測試效率要求較高的分析項目。

稱量、轉移、壓片裝樣等操作是影響紅外光譜測試游離二氧化硅含量準確性的關鍵因素。為了降低人為誤差，降低做樣人員學習難度，提高結果準確度，熒颯光學關注測試過程的每一個細節，由經驗豐富的技術人員將整個過程進行了標準化。這樣使得紅外光譜測定粉塵中游離二氧化硅的方法更容易學習、掌握、普及和標準化。

試驗流程：稱量、測試、定量計算

按照GBZ/T 192.4-2007標準的制樣要求，將混合均勻的樣品和溴化鉀混合物放在壓片模具中，然后進行壓片。取出制作好的樣品片放在FOLI10紅外光譜儀（圖1）的透射支架上做吸光度測試，按照試驗參數得到游離二氧化硅紅外吸收譜圖（圖2），譜圖會自動進行儲存，從圖中可以明顯看出游離二氧化硅的三個特征峰。

圖1 熒颯光學FOLI10紅外光譜儀

圖2 游離二氧化硅紅外吸收譜圖

用戶僅需打開專用的定量軟件，調入標準譜圖，輸入其含量值，設置好相應參數，800cm^-1、780cm^-1、694cm^-1附近游離二氧化硅標準曲線就會自動生成（圖3-圖5）。最后，用戶按照相同的流程，調用這些標準曲線，就可以準確、快速分析粉塵中游離二氧化硅的含量。

圖3 800cm^-1附近游離二氧化硅標準曲線

圖4 780cm^-1 附近游離二氧化硅標準曲線

圖5 694cm^-1 附近游離二氧化硅標準曲線