سنجش سیلیس (SiO₂) در فرایند Wet Blast
سنجش سیلیس (SiO₂) در فرایند Wet Blast
مقدمه
فرایند Wet Blast یا وات بلاست یکی از روشهای نوین آمادهسازی سطح است که بهواسطه ترکیب ساینده با آب، میزان گرد و غبار تنفسی را بهشدت کاهش میدهد. با این حال، حتی در این فرایند نیز احتمال آزاد شدن ذرات سیلیس کریستالی قابل استنشاق (Respirable Crystalline Silica – RCS) وجود دارد.
تشخیص، پایش و کنترل مقدار سیلیس آزاد در محیط، نهتنها الزامی قانونی در بسیاری از استانداردهای HSE است، بلکه برای جلوگیری از بیماریهای شغلی مانند سیلیکوزیس و سرطان ریه اهمیت حیاتی دارد.
این مقاله روشها، ابزارها و استانداردهای معتبر برای سنجش سیلیس در عملیات Wet Blast را بهصورت جامع بررسی میکند.
ماهیت انتشار سیلیس در فرایند Wet Blast
جریان آب در واتبلاست باعث کاهش قابل توجه ۸۰–۹۵٪ ذرات معلق نسبت به سندبلاست خشک میشود. با این وجود، سه منبع اصلی انتشار سیلیس در این فرایند وجود دارد:
در حین فرایند، سایندههای سیلیسی ممکن است خرد شده و ذرات ریز سیلیس تولید کنند.
قطرات ریز آب حاوی ذرات سیلیس میتوانند در هوا پخش شده و تشکیل آئروسل دهند.
ذرات سیلیس در اثر برخورد با سطح کار ممکن است به اطراف پخش شوند.
بنابراین هرچند Wet Blast کمخطرتر از Sandblast است، اما ریسک صفر نیست و نیاز به پایش علمی و مستمر دارد. کنترل این منابع انتشار برای حفظ سلامت کارکنان ضروری است.
استانداردهای معتبر برای سنجش سیلیس
پایش سیلیس کریستالی قابل استنشاق (RCS) معمولاً مطابق یکی از استانداردهای معتبر بینالمللی زیر انجام میشود. هر استاندارد روشهای خاصی برای نمونهبرداری و آنالیز ارائه میدهد:
انتخاب استاندارد مناسب بستگی به شرایط محیط کار، تجهیزات موجود در آزمایشگاه و الزامات قانونی هر منطقه دارد. استانداردهای NIOSH عموماً برای دقت بالا و استاندارد OSHA برای رعایت الزامات قانونی در آمریکا مورد استفاده قرار میگیرند.
روشهای عملی سنجش سیلیس در Wet Blast
نمونهبرداری فردی (Personal Sampling)
این روش دقیقترین شیوه اندازهگیری سیلیس کریستالی قابل استنشاق (RCS) در فرآیند وات بلاست است که میزان مواجهه واقعی کارگران با ذرات سیلیس را نشان میدهد.
تجهیزات مورد نیاز:
پمپ نمونهبردار به کمربند کارگر متصل شده و کالیبره میشود.
ورودی سیکلون در ناحیه Breathing Zone (۳۰ سانتیمتر صورت) نصب میشود.
نمونهبرداری به مدت ۲ تا ۸ ساعت (بسته به شرایط محیط) انجام میشود.
فیلترها در شرایط استاندارد به آزمایشگاه ارسال میشوند.
آنالیز نمونهها در آزمایشگاه تخصصی با استفاده از روشهای XRD (پراش اشعه ایکس) یا FTIR (طیفسنجی مادون قرمز) انجام میشود. غلظت RCS بر اساس وزن ذرات جمعآوری شده و حجم هوای عبوری محاسبه میگردد.
این روش به دلیل اندازهگیری مستقیم مواجهه کارگر و دقت بالا، در استانداردهای معتبری مانند NIOSH 7500 و OSHA مورد تأیید قرار گرفته است.
پایش محیطی (Area Monitoring)
پایش محیطی روشی سیستماتیک برای اندازهگیری غلظت ذرات سیلیس در فضای کاری است که بهویژه در فرآیند Wet Blast برای بررسی پخش ذرات و شناسایی نقاط بحرانی کاربرد دارد.
سنسورها و تجهیزات توصیهشده
این روش در فرآیند Wet Blast بهویژه برای بررسی بازتاب ذرات از سطح سازه کاربرد دارد. با نصب سنسورها در نقاط استراتژیک اطراف محوطه کاری، میتوان:
- الگوی پخش ذرات را شناسایی کرد
- نقاط با غلظت بالا را تشخیص داد
- اثربخشی سیستمهای تهویه را ارزیابی نمود
- مناطق حفاظتشده را تعیین کرد
پایش محیطی مکمل نمونهبرداری فردی بوده و دید جامعی از شرایط کلی محیط کار ارائه میدهد. این روش برای بهینهسازی طرحهای کنترل مهندسی و ارزیابی اثربخشی اقدامات کنترلی ضروری است.
روشهای آزمایشگاهی برای سنجش سیلیس
پس از نمونهبرداری از محیط کار، نمونهها برای آنالیز دقیق به آزمایشگاه ارسال میشوند. هر یک از روشهای آزمایشگاهی مزایا و محدودیتهای خاص خود را دارند:
روش گراویمتری برای ارزیابی کاهش گردوغبار Wet Blast نسبت به Dry Blast بسیار مفید است. این روش میتواند کاهش ۸۰-۹۵٪ی ذرات معلق را که در بخشهای قبلی اشاره شد، به صورت کمی اثبات کند.
انتخاب روش آزمایشگاهی بستگی به هدف مطالعه، دقت مورد نیاز، تجهیزات در دسترس و هزینه دارد. در محیطهای کاری با ریسک بالا، استفاده از روش XRD به عنوان روش مرجع توصیه میشود.
فاکتورهای مؤثر بر سطح سیلیس در Wet Blast
غلظت سیلیس کریستالی قابل استنشاق (RCS) در فرآیند Wet Blast تحت تأثیر عوامل متعددی قرار دارد. شناخت این فاکتورها برای کنترل مؤثر مواجهه و طراحی سیستمهای کنترلی ضروری است.
برای کاهش مواجهه با سیلیس در فرآیند Wet Blast، استفاده از سایندههای کمسیلیس، بهینهسازی نسبت آب به ساینده، کاهش فشار کاری تا حد ممکن و نصب سیستمهای تهویه موضعی مؤثر توصیه میشود.
مدیریت این فاکتورها به صورت یکپارچه میتواند غلظت RCS را به زیر حد مجاز تماس (PEL) رسانده و محیط کاری ایمنی را فراهم کند.
مقایسه میزان سیلیس در Wet Blast و Dry Blast
مقایسه کمی غلظت سیلیس کریستالی قابل استنشاق (RCS) در روشهای مختلف بلاستینگ نشاندهنده برتری قابل توجه روشهای مرطوب نسبت به روش خشک است.
| روش | مقدار تقریبی انتشار RCS | توضیح |
|---|---|---|
|
Dry Sandblast
|
1.5–3 mg/m³
|
بسیار خطرناک، اغلب بالاتر از حد مجاز تماس (PEL) |
|
Wet Blast (Abrasive + Water)
|
0.05–0.25 mg/m³
|
کاهش ۸۰–۹۵٪ ذرات سیلیسی نسبت به روش خشک |
|
Wet Vapor Abrasive
|
0.02–0.08 mg/m³
|
ایمنتر، کنترل بهتر قطرات مایع و کاهش بیشتر ذرات |
اعداد فوق وابسته به فاکتورهای متعددی هستند و ممکن است در شرایط مختلف تغییر کنند:
با توجه به دادههای فوق، استفاده از روشهای Wet Blast نهتنها ریسک مواجهه با سیلیس را بهطور چشمگیری کاهش میدهد، بلکه امکان کنترل بهتر محیط کار و رعایت الزامات قانونی را فراهم میکند.
برنامه جامع پایش سیلیس در پروژههای Wet Blast
برای پروژههای صنعتی، یک برنامه استاندارد HSE شامل مراحل متوالی و جامعی است که اطمینان حاصل میکند مواجهه با سیلیس در کمترین سطح ممکن کنترل شده و سلامت کارگران حفظ میشود.
اجرای این برنامه جامع نهتنها الزام قانونی است، بلکه تضمینکننده سلامت نیروی کار و پایداری عملیات صنعتی در بلندمدت میباشد. بازبینی دورهای برنامه بر اساس نتایج پایش و تغییرات تکنولوژی ضروری است.
جمعبندی
سنجش علمی RCS با نمونهبرداری فردی، پایش محیطی و تحلیل XRD/FTIR برای اطمینان از سلامت کارگران و رعایت استانداردهای OSHA و NIOSH ضروری است.
با وجود مزایای قابل توجه فرآیند Wet Blast، تنها با اجرای برنامه جامع پایش، کنترل مهندسی و آموزش مستمر میتوان محیط کاری ایمن و مطابق با استانداردهای بینالمللی ایجاد کرد.
این مقاله نشان داد که اگرچه Wet Blast گامی بزرگ به سوی ایمنی بیشتر است، اما هوشیاری، پایش علمی و commitment مدیریت به safety culture برای حفاظت کامل از سلامت کارگران ضروری باقی میماند.