焦磷酸法测定粉尘中游离二氧化硅含量的方法分析

【摘要】目的通过对样品做加标回收率测定来检验焦磷酸法检测游离二氧化硅含量的准确度，通过对现场采集样品的检测来检验此方法的精密度。方法在某选煤厂采集两份粉尘样品，分别用焦磷酸法测定其游离二氧化硅含量，以计算精密度和准确度。结果相对标准偏差为2.24%；三个不同加标量的加标回收率分别为94.0%，98.5%，105.6。结论在本实验室的条件下，用焦磷酸法测定游离二氧化硅的含量，其精密度和准确度均能达到实验要求，可以作为实验室的首选方法。

【关键词】游离二氧化硅；焦磷酸法；精密度；准确度

doi：10.3969j.issn.1004-7484（x.2013.10.649文章编号：1004-7484（2013-10-6100-02

游离二氧化硅在自然界中分布很广，在16km内的地壳内约占5%，在95%的矿石中均含有数量不等的游离二氧化硅。粉尘中游离二氧化硅（SiO2含量超过百分之十就称之为矽尘。目前，研究表明接触矽尘不但与矽肺、肺癌、肺结核[1-2]有关，而且流行病学资料中长期的队列研究结果还发现矽尘也是心血管疾病的高危因素[3]。所以选择检测粉尘中游离二氧化硅的含量的方法尤为重要，本实验室选择焦磷酸法。

1实验试剂与器材

85%的磷酸、硝酸铵、游离二氧化硅标准物质、溴化钾、采样器、恒温干燥箱、干燥器（内盛变色硅胶、分析天平（感量为0.1mg、锥形瓶（50ml、可调电炉、马弗炉、瓷坩埚（25ml，带盖量筒、烧杯、玛瑙研钵、慢速定量滤纸、玻璃漏斗、玻璃棒温度计（0℃-360℃。

2实验步骤：

2.1采样按照GBZT159的采样规范到某煤矿采集粉尘样品三份。分别编号为1和2。

2.4溶解粉尘样品于50ml烧杯中，加入15ml焦磷酸及数毫克硝酸铵，搅拌，使样品全部湿润。将锥形瓶放在可调电炉上，迅速加热到245℃-250℃，同时用带有温度计的玻璃棒不断搅拌，保持15min。

2.5过滤取下烧杯，在室温下冷却至40℃-50℃，加50℃-80℃的蒸馏水至约40ml-45ml，一边加蒸馏水一边搅拌均匀。将锥形瓶中内容物小心转移入烧杯，并用热蒸馏水冲洗温度计、玻璃棒和锥形瓶，洗液倒入烧杯中，加蒸馏水约至150ml-200ml。取慢速定量滤纸折叠成漏斗状，放于漏斗并用蒸馏水湿润。将烧杯放在电炉上煮沸内容物，稍静置，待混悬物略沉降，趁热过滤，滤液不超过滤纸的23处。过滤后，用0.1mol盐酸洗涤烧杯，并移入漏斗中，将滤纸上的沉渣冲洗3-5次，再用热蒸馏水洗至无酸性反应为止（用pH试纸试验。

2.6碳化将有沉渣的滤纸折叠数次，放入已称至恒量（m1的瓷坩埚中，在电炉上干燥、炭化；炭化时要加盖并留一小缝。

2.7灰化将坩埚放入高温电炉内，在800℃-900℃灰化30min；取出，室温下稍冷后，放入干燥器中冷却1h，在分析天平上称至恒量（m2，并记录。

3实验结果

4讨论

4.1粉尘中游离二氧化硅含量的检测，在GBZT160里面有三种检测方法，分别为焦磷酸法、红外光谱法、X射线衍射法。三种方法各有优缺点，红外光谱法由于只检测α-型游离二氧化硅，以及操作过程中固体与固体的混匀难以达到，所以不优选此法；X射线衍射法由于仪器昂贵，也不优选选择此方法。焦磷酸消化法具有经典、仪器与实验条件一般和成本低的优点，在无不溶或难溶性物质的干扰下，仍可认为是可靠、准确和实用的方法，结果准确而被各个实验室作为首选方法[4]。

4.2焦磷酸法实验周期长，且对人员要求比较高。在操作过程中应注意以下几点：一批样品需同一实验人员操作；溶解过程中温度必须控制在245-250℃，温度过低溶解不充分，温度过高容易形成偏磷酸，影响测定结果；用50ml烧杯代替锥形瓶，因为烧杯口大，散热均匀，容易控制温度；硝酸铵的作用是溶解含硫化合物[5]；加热过程中，将玻棒绑在温度计上，用玻棒搅拌，切勿用温度计搅拌。

4.3试验方法的准确度一般用加标回收率来反应，一般加标回收率在90%-110%为符合要求，本实验中，在相同的样品中，分别加入三个不同质量的纯品游离二氧化硅，计算其加标回收率，均在要求范围内。加标回收率的测定过程中，应在同一样品中称取三份相同的加标样品分别加标，而不是取三个平行样，避免采样过程中的差异影响实验结果。

试验的精密度，用六次测定相同样品结果的相对标准偏差表示，其值小于10%为符合要求，本次试验的测定的相对标准偏差为2.24%，符合实验要求。

参考文献

[1]林海英.矽肺并发肺结核48例临床分析.临床合理用药，2011，5（4：5A.

[2]林春芳，刘秉慈，李涛，等.我国矽尘防治中对矽尘表面性质重视的必要性.中华劳动卫生职业病杂志，2006，24（5：311-314.

[3]Weihong Chen，Yuewei Liu，Haijiao Wang，el.Long-Term Exposure to Silica ust and Risk of Total and Cause-Specific ortality in Chinese Workers：A Cohort Study.PLoS ed，2012，9（4：e1001206.

[4]刘雨.红外光谱法与焦磷酸消化法测定粉尘中游离二氧化硅含量的比较.职业与健康，2010，26（16：1836-1838.

[5]纪双利.粉尘中游离SiO2含量测定中注意事项.中国卫生检验杂志，2008，18（3：552.