روش آزمون تعیین مقدار جرمی یون‌های فلزی را در هوای منطقه عملیاتی با استفاده از روش فلورسانس اشعه ایکس (XRFA) پس از تغلیظ بر روی فیلترها مشخص می‌کند.
روش نمونه‌برداری و آنالیز هوا برای عناصر فلزی و ذرات آئروسل
1. روش نمونه‌برداری
مکانیسم نمونه‌برداری:
نمونه‌برداری هوا با استفاده از فیلترهای مخصوص که قادر به جمع‌آوری آئروسل‌ها و ذرات جامد هستند، انجام می‌شود.فیلترها در کاست‌های کاغذی به محل نمونه‌برداری منتقل می‌شوند.
پس از نصب آسپیراتورها (مکنده‌های هوا)، فیلترها از کاست خارج شده و در کارتریج‌های مخصوص قرار می‌گیرند.
شرایط نمونه‌برداری:
عملیات نمونه‌برداری مطابق با دستورالعمل آسپیراتور و بر اساس ½ حداکثر مقدار مجاز (MPC) هر عنصر انجام می‌شود.
2. کاربردهای روش
این روش در صنایع زیر مورد استفاده قرار می‌گیرد:
✅ تولید الکترولیتی روی، نیکل، کادمیوم
✅ آبکاری فلزات (گالوانیزاسیون)
✅ تولید شیمیایی دی‌اکسید منگنز
✅ تولید باتری‌های نیکل و کادمیوم
✅ استفاده از این باتری‌ها در ایستگاه‌های تلفن
✅ فرآیندهای جوشکاری
مزیت روش:
به دلیل تحریک انتخابی فلورسانس عناصر مورد نظر، سایر عناصر تداخلی در اندازه‌گیری ایجاد نمی‌کنند.
جدول 1: شرایط نمونه‌برداری هوا
| ردیف | عنصر / ترکیب | دبی هوا (dm³/min) | حجم هوا (dm³) |
|---|---|---|---|
| 1 | آهن (Fe) | 1.0 | 5 |
| 2 | مس (Cu)، تری‌اکسید دی‌کروم (Cr₂O₃) | 10 | 50 |
| 3 | اکسید روی (ZnO)، پنتا‌اکسید دی‌وانادیم (V₂O₅)، بیسموت (Bi) | 20 | 110 |
| 4 | منگنز (آئروسل حاصل از تخریب) | 20 | 180 |
| 5 | منگنز در آئروسل جوشکاری (≤20% Mn) | 20 | 260 |
| 6 | منگنز در آئروسل جوشکاری (30%-20% Mn) | 50 | 530 |
| 7 | سرب (Pb) | 50 | 1050 |
| 8 | کبالت (Co)، نیکل (Ni)، منگنز (Mn) (آئروسل تراکمی) | 70 | 1050 |
| 9 | تری‌اکسید کروم (VI) (CrO₃) | 400 | 5200 |
3. آماده‌سازی و آنالیز نمونه
ثابت‌کردن فیلتر:
فیلتر نمونه در نگهدارنده مخصوص قرار می‌گیرد.
در صورت بزرگ بودن فیلتر، به بخش‌های عرضی تقسیم شده و هر بخش به‌صورت جداگانه آنالیز می‌شود.
آنالیز با طیف‌سنج:
فیلتر در دستگاه طیف‌سنج (XRF) قرار داده شده و آنالیز به‌صورت خودکار و مطابق برنامه انتخابی انجام می‌شود.
محاسبه نتایج:
فیلتر در 4 موقعیت عرضی مختلف اندازه‌گیری می‌شود.
میانگین حسابی نتایج، پس از کسر مقدار نمونه شاهد (بلانک)، به‌عنوان نتیجه نهایی گزارش می‌شود.
نمونه شاهد از 3 تا 5 اندازه‌گیری فیلترهای تمیز (از همان دسته فیلترهای نمونه‌برداری) به‌دست می‌آید.
4. نکات کلیدی
✔ این روش برای پایش آلاینده‌های هوای محیط‌های صنعتی مناسب است.
✔ دقت بالا به دلیل حذف تداخل عناصر غیرهدف با استفاده از فلورسانس انتخابی.
✔ امکان آنالیز همزمان چندین عنصر با توجه به نیاز آزمایش.
| عنصر | محدوده اندازه گیری, mg/m3 |
| Lead | 0,02 – 5,0 |
| Zink | 0,02 – 5,0 |
| Copper | 0,02 – 5,0 |
| Nickel | 0,02 – 5,0 |
| Cobalt | 0,02 – 5,0 |
| Iron | 0,02-50,0 |
| Manganese | 0,02 – 5,0 |
| Chromium | 0,005-5,0 |
| Vanadium | 0,02 – 5,0 |
| Bismuth | 0,02 – 5,0 |