ICS 71.040.40 G 04
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T35097—2018
微束分析 扫描电镜-能谱法环境空气中石棉等无机纤维状颗粒
计数浓度的测定
Microbeam analysis-Scanning electron microscopy with energy dispersive
X-ray spectrosmetryDetermination of numberical concentration of
inorganicfibrousparticles inambientair
(ISO14966:2002,Ambient air—Determination of numberical concentration of inorganic fibrous particlesScanning electron microscoyp method,MOD)
2019-04-01实施
2018-05-14发布
国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T 35097—2018
目 次
前言引言 1 范围 2 规范性引用文件
术语和定义分析原理仪器和材料
1 5 6 样品采集和保存 7 样品分析 9 9 测量结果不确定度 10 分析结果发布附录A（资料性附录） 多样品分析结果的合并计算附录B（资料性附录） 空气采样数据记录表示例附录C（规范性附录） 扫描电镜和能谱仪的调节与校准附录D（资料性附录） 扫描电镜样品分析纤维计数记录格式示例附录E（资料性附录） 试样滤膜上纤维密度函数的纤维计数泊松分布及变动性
结果计算
13 14 15 16 17 18 19 20 23
附录F（资料性附录） 检测报告示例 GB/T 35097—2018
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准使用重新起草法修改采用ISO14966：2002《环境空气 无机纤维状颗粒计数浓度的测定
扫描电镜法》。
本标准与ISO14966：2002《环境空气 无机纤维状颗粒计数浓度的测定 扫描电镜法》（英文版）的主要技术性差异及其原因如下：
根据中文表达习惯，为突出本标准主要目标分析物，在原标题“无机纤维”前，增加了“石棉等” 三个字；原标准在多处解释方法检出限。中文版将这部分内容和原“方法性能”一章中相关内容精简合并纳入到第1章“范围”，并在第1章增加了浓度测定范围等内容；删去了参考文献，增加了“规范性引用文件”一章；删去了“术语和定义中”的若干与检测方法关联不太紧密的词条，并将词条重新排序；根据实际操作经验，在标准正文中简化了样品采集和采样膜预处理步骤，删去了核孔膜先行镀金和等离子灰化相关内容；删去了原附录A和附录C内容，将采样记录表示例和检测报告示例从标准正文中移到附录，对附录重新进行了排序；
一将原“方法性能”一章中测量不确定度内容单独设为第9章“测量不确定度”。为便于读者理
解，增加了具体计算方法和解释性内容。 本标准由全国微束标准化技术委员会（SAC/TC38)提出并归口。 本标准起草单位：国家环境分析测试中心。 本标准主要起草人：董树屏、李玉武、股惠民、任立军、杜祯宇。
I GB/T 35097—2018
引言
石棉纤维及其他无机纤维以其特有的优良化学物理特性被广泛应用于建筑、绝缘、保温、密封、摩擦材料等领域。目前在某些地区和某些领域，对石棉纤维材料的使用进行了限制。但它仍然广泛存在于人们的生活、生产活动中。研究结果表明，进人人体内的石棉纤维致癌性几率极大。
石棉等无机纤维进入人体有多种途径，其中通过呼吸进人是最主要的方式。生物学研究结果表明，
石棉纤维致癌性与纤维的长度、直径以及纤维在生物体环境中抗分解的能力相关。一般认为，长度小于 5μm的纤维的潜在致癌性非常低，直径大于3μm的纤维难以被吸人人体。本标准中将可计数测纤维定义为纤维的长度要超过5μm，宽度范围从观察极限到3μm，且长宽比大于3：1。因此，本方法需要记录所有被测纤维的长度和直径。
根据目前的科学观点，硫酸钙不会对人体造成损害，所以应将这类纤维与其他无机纤维区别开，不
包括在最后的结果中。但需要测量硫酸钙纤维计数浓度，因为高浓度的这类纤维使可能存在的石棉纤维结果有负偏差。有些情况下，这些样品甚至应放弃。
对环境空气中石棉等无机纤维浓度进行规范性检测，对于环境空气质量和人们生活环境的评估十分重要。石棉在环境空气中含量很低，只占其中悬浮颗粒物总量的数万分之几至数千分之几，目前一般采用电子显微镜-能谱仪法测定。对于宽度小于0.2μm的纤维，此方法检测和鉴别结果具有很大的不确定性。可根据采样现场周边已知源或疑似源（如块状建筑材料、保温材料等）的分析结果进行确认，以降低鉴别结果的不确定性。除了纤维区分非常困难的情况，用本方法测得的结果与ISO10312：1995附录E中利用透射电镜测量纤维的方法测得结果基本一致
如果采用普通扫描电镜，对于宽度小于0.2μum的纤维的测定和区分具有局限性。如果采得的样品中宽度小于0.2μm的纤维占主导地位，建议使用场发射枪扫描电子显微镜或透射电镜方法（按照 ISO10312的要求）进行测量。
Ⅱ GB/T 35097—2018
3.2
石棉结构 asbestosstructure 单根石棉纤维，或很多纤维聚在一起组成的纤维簇，可能有其他颗粒混在其中。
3.3
温石棉 chrysotile 蛇纹石类矿物纤维，通常的化学组成为：Mg:SizOs（OH)4。 注：大部分天然温石棉与上述的组成略有差异。在一些温石棉中，一小部分硅可能被A13+替代。一小部分镁可能
被AI3+，Fe+，Fe+，Ni2+，Mn+和Co*+替代。温石棉是最普遍的一种石棉。
3.4
角闪石 amphibole 一族双链硅酸盐造岩矿物，具有相似的晶体结构和组成，化学通式为： Ao-B,Cs TOz (OH,F,CI)z 其中,A=K,Na; B=Fe2+,Mn,Mg,Ca,Na; C= Al, Cr,Ti,Fe3+,Mg,Fe2+; T=Si,Al, Cr,
Fe'+,Ti.
注：在一些角闪石类矿物中，上述元素可能部分的被Li,Pb或者Zn替代。角闪石类的特征是硅和氧的比为4：11
横向双链结构的Si-O四面体结构，呈柱状或纤维状晶体，发育两组解理，解理面夹角为56°和124°。
3.5
角闪石类石棉 amphibole asbestos 具有石棉特征形状的角闪石。
3.6
可计数纤维 countablefibre 长度大于5μm，宽度小于3μm，长宽比大于3：1的纤维
3.7
纤维束 fibrebundle 自然平行集合在一起的纤维结构。 注：一个纤维束的两端可能有分岔现象。长度按纤维束中最长部分算，宽度按纤维束最宽部分(不包括两端分岔)算。
3.8
元纤维 fibril 不能沿纵向再分成更细且保持了石棉纤维特性和形貌的单根石棉纤维。
3.9
族 cluster 随机地结合在一起的两根或多根乃至一束纤维。
3.10
基体 matrix 一根或多根纤维，或者纤维束同单个或非纤维状颗粒物团粘结或部分隐藏在其中的一种纤维结构。
3.11
核孔膜 capillary-porepolycarbonateaerosolfilters 采用核径迹蚀刻制备的气溶胶采集专用聚碳酸酯膜。
3.12
现场空白 fieldblank 将装在滤膜盒中的核孔膜带到采样点现场，打开滤膜盒，然后再盖好，带回实验室用于测量采样过
程中纤维本底值计数。 3.13
能谱法X射线分析 energy-dispersive X-ray analysis 利用能谱仪测量X射线能量和强度，分析被测物质的元素组成。
2 GB/T350972018
3.14
图像视场 imagefield 显示器显示的试样区域。
3.15
放大倍数 magnification 扫描显示的线性尺度与试样上扫描范围的实际长度之比（显示器显示的物体大小与真实物体大小
的比例)。
注：放大倍数值一般已在显示器上显示。 3.16
分析灵敏度 analytical sensitivity 假设样品检测结果有1根纤维的计数时，纤维计数浓度的计算值。 注1：分析灵敏度以每立方米空气中的纤维根数来表示。 注2：本方法没有一个确定的分析灵敏度。分析灵敏度取决于测量需要和样品采集及制备的条件。
3.17
检出限 limitofdetection 纤维计数为零时，在95%置信度条件下，由泊松分布预测的空气中纤维浓度置信区间的上限为2.99
根纤维时所对应纤维计数浓度值。
注：检出限用每立方米含纤维根数来表示。
4 分析原理
用机械泵抽吸已知体积的空气，使其通过孔径为0.4um的核孔滤膜以采集环境空气颗粒物样品。
用扫描电镜能谱法进行测量。在放大倍数为2000时，对随机选择的视场中可计数纤维进行观测计数如发现纤维，需要在高放大倍数（大约10000倍)测量其尺寸大小，并用X射线能谱仪分析纤维中元素组成，按照其分析结果进行分类。
仪器和材料
S
5.1 样品采集装置
采样装置应符合HJ618中关于小流量采样器的要求。 5.2 采样滤膜
核孔膜，滤膜直径：47mm，滤膜孔径：0.2μm或者0.4μm。 5.3 带盖样品盒
样品盒盒内直径47mm，所用材质及样品盒结构应保证不对样品膜造成污染。 5.4 镀膜仪
用于样品表面导电层的喷镀，以消除测定过程中样品膜表面出现过量电荷积累。真空蒸镀仪和离子溅射仪均可以满足在核滤膜上喷镀导电层的需要。 5.5 5碳质双面胶带
导电胶带，用于在样品台上固定试样。
3 GB/T 35097—2018
5.6扫描电镜
用于纤维的计数和识别，加速电压至少是20kV。 5.7能谱仪
与扫描电镜联用，MnKα峰的半高峰宽分辨率优于130eV。
5.8 调整分辨率用样品
用含有宽度小于0.2μm温石棉纤维的镀金核孔膜调节扫描电镜的工作条件。 5.9 9校准放大倍数用样品
用市售标样对扫描电镜的放大倍数进行校准。
6样品采集和保存
6.1采样方案
按照HJ/T194制定采样方案，根据测量目的确定采样点及采样时段、频次，在采样之前先明确测量的目的，任何有关于排放源、气象条件及地理位置的信息都需要考虑，以求
从测量中获得尽可能多的信息。在采集样品之前，特别需要明确石棉等无机纤维平均浓度测定结果准确度的要求。因为在确定采集样品数量时需要考虑单次测量的误差（见第9章）。这直接涉及选取最合适的采样时间和必要的检测面积范围
为适应扫描电镜分析，样品膜上颗粒物样品负载量不宜过大，环境空气中颗粒物浓度越高则样品采
集时间应相应缩短。 6.2样品采集装置
采样装置可使用小流量空气颗粒物采样器。核孔膜的阻力较大，采样装置标注的最大流量应大于实际工作流量（该值在采样过程中波动范围在士10%），以保证装上核孔膜后能够达到采样时工作流量要求。 6.3样品采集方法
样品采集应符合HI618中的相关要求。采样装置距采样器放置平面1.5m左右：周围无明显遮挡
物影响。
将核孔膜放人采样头中并密封。肉眼观察核孔膜有两面光亮和一面光亮之分，一面光亮的膜需要让光亮面对着空气（颗粒物）流动方向，两面光亮的任何一面均可。采样头与小流量采样器联接，通过采样器的泵抽吸空气，使得环境空气通过采样膜，其中颗粒物过滤到核孔膜上。采样时可参考下列参数：采样头直径47mm；采样流量5L/min~20L/min（流量可调）。
膜上颗粒物负载量控制标准如下：颗粒物应呈稀疏、分散分布，大部分颗粒物之间应有空隙，无互相覆盖、叠加。
注：环境空气中颗粒物浓度特别高时，膜上的颗粒物负载量增加很快，使得滤膜两侧的压力差增大，流量迅速下降，
不可能采集到代表正常采样周期的满意样品。为了获得适合分析的样品，可缩短每张滤膜的采样时间，连续进行几次采样。通过在短时间内连续采样数次，可得到数个样品测试结果平均值。其计算步骤参见附录A。
6.4样品保存
采样结束后，用镊子将采集到样品的核孔膜从采样头中取出，将附着有颗粒物的一面向上，放入防尘密封盒（5.3)内，保证在储存、移动过程中颗粒物不被触碰、脱落。按要求做好采样记录（采样记录表 4