拉曼光谱分析仪在粉尘检测领域的应用

　　工作中场地气体中带有超过10%游离二氧化硅的烟尘别名矽尘，长期性触碰矽尘会造成矽肺，它是在我国为比较严重的职业危害，职业性吸进结晶体二氧化硅对人们具备致癌物质作用。现阶段在我国工作中场地气体中烟尘游离二氧化硅含水量测定法有三种[1]：焦磷酸法(净重法)、红外线光度法、x光线透射法。焦磷酸质量法是现行标准应用的shou选方式，因应用机器设备简易，便于实际操作而广泛选用，但该方式存在操作步骤繁琐、耗时长和误差不易控制等问题。红外线光度法根据精确测量其吸光度开展精确测量，只有运用于结晶型二氧化硅的含水量，并且因仪器设备价格昂贵、实际操作规定高等学校缘故，在农村基层非常少运用。

　　拉曼光谱是分子振动的指纹谱，不同的物质分子具有不同的振动频率，因此常作为物质识别的重要依据，具有无需样品制备、灵敏度高、重复性好等优势。便携式拉曼光谱技术的商品化也大大降低了工作成本，使其在一线工作生产中作为粉尘定性、定量的快速检测分析手段成为可能。本文通过拉曼光谱仪定量分析二氧化硅粉尘样品，通过实验证明其在粉尘领域应用的可行性。

　　游离二氧化硅按晶体结构分为结晶型(crystalline)、隐晶型(crypto crystalline)和无定型(amorphous)三种，晶体结构不同，致纤维化能力各异，依次为结晶型>隐晶型>无定型，职业卫生领域所称的“游离二氧化硅”是专指结晶二氧化硅。通常煤尘大小在5um以下时，这些煤尘的90%都将沉积于呼吸功能组织上，诸如气管、肺泡等，导致肺泡等部位形成充血反应，终形成尘肺病。尘肺病较为严重时，会逐步恶化成为肺心病，易导致死亡。因此，矿井煤尘已经对煤矿工人的健康构成巨大的威胁，是煤矿工人的主要职业病之一，也是危害中国工人健康严重的职业病之一，累计确诊病例总量居全国各行业首位，尘肺病年死亡人数远高于同期生产事故人数。粉尘中游离二氧化硅的含量与尘肺癌的发生发展有着密切的关系，所以全面掌握并做好游离二氧化硅的含量监测，对于有效预防控制职业病的发生尤为重要。本文通过拉曼光谱仪定量分析二氧化硅粉尘样品，为粉尘检测提供新的检测技术与思路。根据不同质量比配置的二氧化硅粉末、刚玉混合组分共5份，A1-A5二样化硅粉末含量依次为20%，40%，60%，80%，99%，刚玉样品1份作为对照样品。

　　二氧化硅粉末样品拉曼特征峰位于129 cm-1，209 cm-1，265 cm-1，393 cm-1，456 cm-1等。600-800cm-1有2个强度较弱的窄带，属Si-O-Si对称伸缩振动，100-600cm-1属Si-O弯曲振动[5, 6]。A5样品99%以上为二氧化硅，其拉曼光谱图如图2所示

图2 A5样品的拉曼光谱图如图刚玉样品的拉曼光谱如图3所示

图3 刚玉样品的拉曼光谱图如图经试验验证发现，可以通过二氧化硅特征峰(465cm-1)，与刚玉样品拉曼特征峰(415cm-1)采取峰面积比法进行定量分析二氧化硅样品的含量，A1-A5样品的拉曼光谱如图4所示：

图4 A5样品-样品的拉曼光谱对比图采用峰面积比

法处理数据，其拟合曲线如图4所示。

图5 峰面积比法拟合曲线从图中可以发现，随着二氧化硅含量的增加，峰面积比

　　呈线性增加，因此，通过建立标准曲线，可以准确、的获得粉尘中二氧化硅含量。

　　在各种工程施工场地中，烟尘中游离二氧化硅的含水量假如超标准，则将会给触碰工作人员带来不利的危害。拉曼光谱技术性能够 定性分析二氧化硅含水量，手持式拉曼光谱技术性的技术化也大幅度降低了工作中成本费，使其在一线工作中制造中做为烟尘判定、定量分析的迅速检验解析方式变成将会，根据拉曼光谱技术性即时、当场监控器烟尘中游离二氧化硅含水量的测量也就会有了关键实际意义。