CN104237092A - 一种人体呼吸暴露的快速检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种人体呼吸暴露的快速检测方法，其具体步骤为：采用以苔藓为过滤材料的口罩，检测工人使用苔藓口罩后，苔藓口罩内苔藓过滤层中大气污染物的含量，来指示工人暴露期间的人体呼吸暴露量；过滤材料的制作方法的具体步骤为：采集树生、石生或土生苔藓，苔藓晒干后磨碎，将苔藓粉末均匀涂抹在熔喷布；将制成的纱布，将其置于中间，上下各添加两层无纺布，用高温封口机压出用于口罩的过滤层；即为过滤材料。本发明采样方便、成本低廉、能够客观反映大气有害气体的长期平均污染水平。另外由于生物植被对有害气体的富集能力，使得其所富集的有害气体的含量远远超过大气中的含量，大大减轻了对后续分析技术检测灵敏度的压力。

Description

一种人体呼吸暴露的快速检测方法

【技术领域】

本发明是一种人体呼吸暴露的检测方法，涉及一种以能吸收多种有害气体的苔藓为过滤材料的口罩，快速检测人体呼吸区周围大气中有害气体的检测方法。

【背景技术】

我国《环境空气质量标准》的原标准(GB3095-1996)中限定了六种大气污染物的浓度值：SO₂、TSP、PM10、NOx、NO₂、CO、O₃、Pb、B[a]P、F。2012年国家环保部出台了新的《环境空气质量标准》GB3095-2012代替GB3095-1996标准，新标准增设了颗粒物(粒径小于等于2.5μm)的浓度限值，调整了颗粒物(粒径小于等于10μm)、NO₂、苯并a芘的浓度限值。对大气污染物的控制更为严格。而大气污染物通过环境暴露对人体产生危害。快速了解人体对环境空气污染物暴露情况，成为人们关注的热点问题。然而，通常的大气采样器包括主动采样器和被动采样器，大流量采样器的缺点是设备费用相对高，需要泵和电力设备，而且测定的是短期内大气中污染物含量，被动采样器目前主要使用PUF膜等，但被动采样器耗时长，利用环境介质采样，弥补了直接大气采样的不足。

植被覆盖了全世界约大于80％的陆地面积，而且植物的总表面积大约为其占地面积的6-14倍，鉴于植物对周围环境的高度依赖性，尤其是植物组织能通过干、湿沉降及气体扩散等作用有效吸附和累积以气态及颗粒态形式存在的大气污染物，通过植物组织中污染物种类的分析与含量的测定进行大气污染程度评价。

苔藓植物作为由水生到陆生的过渡类群，是由单层或少数几层细胞组成。无真正的根和维管束组织。由于其具有植物体近轴端腐烂，不从土壤或基质中吸收营养成分，而直接在体表进行气、水、营养物质等的交换。苔藓植物在空气中暴露表面积大(约1.6m²/g)，植物体表无蜡质的角质层被覆，其背腹面均可接收大气污染物。因此它们对大气污染特别敏感，能快速地吸收气态的污染物，同时苔藓叶片可以截留大气颗粒物。由于苔藓植物结构简单、对外源物质吸附力强，极易对污染因子产生反应。采用苔藓口罩能更真实地反映人体暴露空气污染物的状态。

已经报道的苔藓能较好地富集大气中的重金属、SO₂和PAHs等污染物。如何快速检测人体吸入这种有害气体的方法，成为人们关注的问题，传统的场地空气采样方法如人体个体采样泵，费用高，对操作者专业要求高，操作复杂，不能同时检测重金属和有机气体的要求。

这些苔藓口罩的主要特征：

(1)材料方便易得，对人体安全，对皮肤无刺激性。

(2)能有效吸收有害气体，并能在体内富集。

(3)外观美观、携带方便，不需要主动电源和笨重的电池。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种人体呼吸暴露的快速检测方法。本发明克服现有大气采样方法的不足，采样方便、成本低廉、能够客观反映大气有害气体的长期平均污染水平。另外由于生物植被对有害气体的富集能力，使得其所富集的有害气体的含量远远超过大气中的含量，大大减轻了对后续分析技术检测灵敏度的压力。因此本发明提供一种人体呼吸暴露的快速检测方法，其特征在于：以能吸收有害气体和拦截细小颗粒物的苔藓为过滤层的苔藓口罩。经过工人或使用者佩戴之后，分析口罩内吸附的的污染物含量来指示大气中污染物的含量。采集树生、石生或土生苔藓如图1，苔藓植物的叶片疏松多孔(图2)，能够吸收大气中Pb、SO2、NOx和PAHs，而且有很强大的吸附和富集能力，我们利用干湿苔藓植物，悬挂于室外大气，随着暴露时间延长，其吸附量增加(图3和图4)。这个结果很好地说明了苔藓是具有指示大气中有害气体污染的生物指示物。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种人体呼吸暴露的快速检测方法，其特征在于，其具体步骤为：

采用以苔藓为过滤材料的口罩，检测工人使用苔藓口罩后，苔藓口罩内苔藓过滤层中大气污染物的含量，来指示工人暴露期间的人体呼吸暴露量。

大气污染物具体为二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳、颗粒物等；

一种用于口罩的过滤材料的制作方法，其具体步骤为：

采集树生、石生或土生苔藓，用自来水冲洗浸泡5-10天，提出苔藓原纤维，捞出沥干，再用质量分数80-95％的乙醇溶液浸泡6-12h，苔藓晒干后磨碎，将苔藓粉末均匀涂抹在熔喷布，其中，苔藓粉末和熔喷布的质量表面积比为0.005-0.032g/cm²，然后高密度压片形成致密的纱布结构，其具有活性炭的吸附性能；将制成的纱布，将其置于中间，上下各添加两层无纺布，用高温封口机压出用于口罩的过滤层；即为过滤材料。

由于苔藓过滤层污染物的含量要达到检出限要求，所以工人或使用者至少需要佩戴5h以上，由于苔藓过滤层吸收大气污染物的同时，也有一部分大气污染物会由于佩戴者呼吸带出的热气的热解析，因此使用者不宜超过12h。口罩经过工人佩戴后，以口罩中吸收的有害污染物的水平，来估算人体在暴露时间内的暴露水平。

使用苔藓纤维口罩来代替固定采样泵和个体携带式采样泵，对使用者无专业要求，成本低，苔藓口罩的使用寿命是用吸附饱和度来衡量的，与时间没有关系。通常比表面积大的叶片，对有害气体具有更快的吸收速率，并能够截留更多的颗粒物。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

本发明克服现有大气采样方法的不足，采样方便、成本低廉、能够客观反映大气有害气体的长期平均污染水平。另外由于生物植被对有害气体的富集能力，使得其所富集的有害气体的含量远远超过大气中的含量，大大减轻了对后续分析技术检测灵敏度的压力。因此本发明以能吸收有害气体和拦截细小颗粒物的苔藓为过滤层的苔藓口罩。经过工人或使用者佩戴之后，分析口罩内吸附的的污染物含量来指示大气中污染物的含量。

【附图说明】

图1为本发明采集的原材料苔藓；

图2为苔藓叶片显微结构图；

图3为苔藓对大气中Pb的吸附趋势；

图4为苔藓对大气中PAHs的吸附趋势。

【具体实施方式】

以下提供本发明一种人体呼吸暴露的快速检测方法的具体实施方式。

实施例1

如图1，采集树生或石生或土生大灰藓，先用自来水浸泡6-10天(树生6天，石生8天，土生的10天)，制出粗纤维，捞出沥干，用80％的乙醇浸泡12h，解吸有害污染物，除去灰尘和细小颗粒物，杀菌消毒，拧干后通风干燥，之后再用真空冷冻干燥仪冷冻干燥，然后用球磨机磨碎，准确称取1.2g苔藓粉末，均匀涂抹在长度为13±4cm、宽度为9±2cm的具有网状纤维结构的熔喷布，得到苔藓纤维过滤层。由苔藓过滤层制得的口罩，在上海市金桥电子废弃物回收厂的工人佩戴8h后，口罩中吸收的有害污染物的量(Pb为5.8μg/g)，此数值即为暴露浓度，利用EPA呼吸暴露模型来估算在暴露时间内的人体暴露量。

实施例2

采集树生或石生或土生小雨藓，用自来水浸泡6-10d(树生6d，石生8d，土生的10d)，捞出沥干，用95％的乙醇浸泡6h，除去可能的有害污染物，除去细小颗粒物，消毒杀菌，拧干后置于通风干燥，自然晾干后再经真空冷冻干燥仪干燥，之后用球磨机磨碎，准确称取1.6g苔藓粉末，均匀喷涂在长度为13±4cm、宽度为9±2cm的具有网状纤维结构的超薄无纺布，上层添加一层无纺布，用高温封口机压出苔藓纤维过滤层。将苔藓口罩应用于浙江省台州市路桥区峰江镇一家电线电缆厂的工人，通过工人佩戴8h后，口罩中吸收的有害污染物的量(PAHs为8.6ng/g)，此数值为暴露浓度，利用模型来估算在暴露时间内人体外暴露水平。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种人体呼吸暴露的快速检测方法，其特征在于，其具体步骤为：

采用以苔藓为过滤材料的口罩，检测工人使用苔藓口罩后，苔藓口罩内苔藓过滤层中大气污染物的含量，来指示工人暴露期间的人体呼吸暴露量。

2.如权利要求1所述的一种人体呼吸暴露的快速检测方法，其特征在于，所述的大气污染物具体为二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳、颗粒物。

3.一种用于口罩的过滤材料的制作方法，其特征在于，其具体步骤为：

采集树生、石生或土生苔藓，用自来水冲洗浸泡5-10天，提出苔藓原纤维，捞出沥干，再用质量分数80-95％的乙醇溶液浸泡6-12h，苔藓晒干后磨碎，将苔藓粉末均匀涂抹在熔喷布，其中，苔藓粉末和熔喷布的质量表面积比为0.005-0.032g/cm²，然后高密度压片形成致密的纱布；将制成的纱布，将其置于中间，上下各添加两层无纺布，用高温封口机压出用于口罩的过滤层；即为过滤材料。