धूल नमूना लेने की विधियों का मूल्यांकन

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धूल की जाँच, व्यावसायिक स्वास्थ्य जाँच में सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है; और इस जाँच में नमूना लेना ही सबसे महत्वपूर्ण कार्य है। इसलिए, धूल का नमूना लेना, व्यावसायिक स्वास्थ्य जाँच में सबसे महत्वपूर्ण कार्य ही है। लेकिन, कार्यस्थल पर नमूना लेने का वातावरण काफी जटिल होता है, एवं वहाँ कई प्रकार के हस्तक्षेपकारी कारक भी होते हैं; इसलिए उचित नमूना लेने की विधि चुनना बहुत ही महत्वपूर्ण है। उचित नमूना लेने की विधि चुनने से ही जाँच में होने वाली त्रुटियों को कम किया जा सकता है। धूल संग्रहण को दो भागों में विभाजित किया जाता है – कुल धूल संग्रहण एवं श्वसन द्वारा निकलने वाली धूल का संग्रहण। प्रत्येक भाग को फिर दो उप-भागों में विभाजित किया जाता है – व्यक्तिगत स्तर पर संग्रहण एवं निर्धारित स्थानों पर संग्रहण। यहाँ हम इन चारों विधियों का विश्लेषण करेंगे:
**कुल धूल संग्रहण:**
1. **व्यक्तिगत स्तर पर कुल धूल संग्रहण:** इसके लिए 37 मिमी या 40 मिमी व्यास वाले संग्रहण उपकरणों का उपयोग किया जाता है। संग्रहण की दर 1–5 लीटर/मिनट होती है। व्यक्तिगत संग्रहण उपकरणों का उपयोग करके, हवा को नीचे से ऊपर की ओर लाया जाता है; ऐसा इसलिए किया जाता है ताकि व्यक्ति के श्वसन की दिशा का अनुकरण किया जा सके। ； नमूना लेने का समय, वह समय है जिस दौरान कर्मचारी पूरी तरह से उस पद ； 2. निर्धारित स्थल पर नमूना लेना: निर्धारित स्थल पर नमूना लेने हेतु 37 मिमी या 40 मिमी व्यास वाले नमूना एकत्र करने वाले उपकरणों का उपयोग किया जाता है। नमूना लेने की दर 15–40 लीटर/मिनट होती है। इसके लिए निर्धारित धूल नमूना लेने वाले उपकरणों का ही उपयोग किया जाता है; हवा के प्रवाह की दिशा निर्धारित नहीं है। ； नमूना लेने का समय 15 मिनट है; नमूना उसी समय लिया जाता है, जब सांद्रता सबसे अधिक होती है… यानी, वही समय जब सांद्रता सबसे अधिक होती है, वही समय नमूना लेने के लिए उपयुक्त ह ； दोनों तुलनाओं से यह स्पष्ट होता है कि व्यक्तिगत धूल के मामले में, साँस लेने की दिशा के अनुसार ही नमूने लेने आवश्यक हैं; इनलेट की दिशा नीचे की ओर होनी चाहिए, ताकि PM10 से छोटे कणों वाली धूल ही एकत्र की जा सके। वर्तमान में देश में धूल नमूने लेने हेतु इनलेट की दिशा क्षैतिज होती है, जिससे बड़े कणों वाली धूल ही एकत्र होती है। लेकिन GBZ2.1 मानकों के अनुसार, “कुल धूल” वह है जो पूरे श्वसन तंत्र में प्रवेश कर सकती है। ； बड़े कणों वाली धूल श्वसन मार्ग में नहीं जा पाती है; श्वसन मार्ग में जाने वाली धूल मुख्य रूप से PM10 से छोटे कणों की होती है। यदि दोनों प्रकार की धूल एकत्र करने की प्रक्रियाओं की तुलना करते समय समय के अंतर को ध्यान में न रखा जाए, तो हम कुछ तुलनात्मक परीक्षण करते हैं। तुलना की विधि: 9 लीटर/मिनट की दर से क्षैतिज रूप से नमूने लेना, एवं 5 लीटर/मिनट की दर से ऊर्ध्वाधर रूप से नमूने लेना। ； तुलना का स्थान: 1. कोयला खदानों में खुदाई की जाने वाली जगहें ； 2. कोयला खदानों में वापसी हेतु प्रयोग में आने व ； 3. कोयला खदानों में पट्टियों वाली मशीनों का पिछला छोर ； नमूना लेने का स्थान, नमूना संख्या:
M1 (मिलीग्राम), M2 (मिलीग्राम), Δm (मिलीग्राम), V (लीटर), C (मिलीग्राम/म³)

210606 – रिटर्न एयर टनल के विस्तारित हिस्से में नमूना लेने का स्थान:
क्षैतिज दिशा 01: 11.03, 15.39, 4.36, 135.64, 32.14
ऊर्ध्वाधर दिशा 01: 13.27, 14.19, 0.92, 77.090, 11.93

210606 – रिटर्न एयर टनल में नमूना लेने का स्थान:
क्षैतिज दिशा 02: 13.90, 15.56, 1.66, 135.58, 12.24
ऊर्ध्वाधर दिशा 02: 12.77, 13.53, 0.76, 75.639, 10.05

मुख्य ढलान वाली जगह पर नमूना लेने का स्थान:
क्षैतिज दिशा 03: 13.09, 15.19, 2.10, 135.60, 15.49
ऊर्ध्वाधर दिशा 03: 11.22, 11.68, 0.46, 75.834, 6.07

उपरोक्त आंकड़ों से पता चलता है कि, धूल उत्पन्न होने वाली जगहों (स्थान 1 एवं 3) पर क्षैतिज दिशा में नमूना लेने से प्राप्त सांद्रता, ऊर्ध्वाधर दिशा में नमूना लेने से प्राप्त सांद्रता का लगभग 3 गुना है। जबकि धूल न उत्पन्न होने वाली जगह (स्थान 2) पर यह सांद्रता लगभग 1.2 गुना है। धूल के कणों के आकार के विश्लेषण से पता चलता है कि, स्थान 1 एवं 3 में क्षैतिज दिशा में लिए गए नमूनों में बड़े आकार के कण हैं; जबकि ऊर्ध्वाधर दिशा में लिए गए नमूनों में ऐसे कण लगभग नहीं हैं। स्थान 2 में लिए गए नमूनों में दोनों प्रकार के कण हैं, लेकिन दोनों ही छोटे आकार के हैं। इससे स्पष्ट है कि निर्धारित स्थलों पर धूल के नमूने लेने हेतु सही तरीका ऊर्ध्वाधर दिशा में हवा लेकर नमूने लेना है। लेकिन फिर भी, बाजार में उपलब्ध नमूना लेने वाले उपकरणों में हवा अनुप्रस्थ दिशा में ही क्यों ली जाती है? चूँकि ये स्वच्छता संबंधी उद्देश्यों हेतु उपयोग में आने वाले नमूना एकत्र करने वाले उपकरण हैं, इसलिए ये व्यावसायिक स्वच्छता संबंधी उद्देश्यों हेतु उपयुक्त नहीं हैं। स्वच्छता संबंधी नमूना एकत्र करते समय बड़े आकार के कण लगभग ही मौजूद नहीं होते (सिवाय तब, जब तूफान आ रहा हो)। इसलिए, वायु प्रवाह की दिशा से नमूना एकत्र करने के परिणामों पर कोई व्यावसायिक स्वास्थ्य संबंधी नमूना एकत्र करने हेतु केवल ऊर्ध्वाधर वायु-प्रवाह पद्धति ही उपयोग में आ सकती है; क्षैतिज वायु-प्रवाह पद्धति का उपयोग नही धूल नमूना लेना: 1. व्यक्तिगत स्तर पर धूल नमूना लेने हेतु, सर्कुलेशन टाइप के सेपरेटर एवं इम्पैक्ट टाइप के सेपरेटर दोनों का उपयोग किया जाता है। नमूना लेने हेतु आवश्यक प्रवाह दर, सेपरेटर के प्रकार के आधार पर अलग-अलग होती है। लेकिन सेपरेशन क्रिवा को BMRC या ACGIH द्वारा निर्धारित मानदंडों के अनुरूप होना आवश्यक है (चित्र देखें)। नमूना लेने का समय, आम तौर पर, कर्मचारी द्वारा पूरे दिन में धूल के संपर्क में रहने का समय होता है। ； 3. निर्धारित स्थलों पर धूल का नमूना लेना: निर्धारित स्थलों पर धूल के नमूने लेने हेतु भी साइक्लोनिक सेपरेटर एवं इम्पैक्ट सेपरेटर जैसे उपकरणों का उपयोग किया जाता है। इसमें भी धूल के घटकों को अलग करने हेतु आवश्यक मानदंड BMRC या ACGIH मानदंडों के अनुरूप ही होने चाहिए। नमूना लेने का समय 15 मिनट होता है, एवं ऐसा तब ही किया जाता है जब धूल की सांद्रता सबसे अधिक होती है – अर्थात् वही समय जब धूल की सांद्रता सबसे ज्यादा होती है। ； हम इन दोनों विधियों का उपयोग करके एक और तुलनात्मक परीक्षण करते हैं। ； तुलना की विधि: 20L/मिनट की दर से क्षैतिज रूप से नमूने लेना, एवं 10L/मिनट की दर से ऊर्ध्वाधर रूप से नमूने लेना। ； तुलना का स्थान: 1. कोयला खदानों में खुदाई की जाने वाली जगहें ； 2. कोयला खदानों में वापसी हेतु प्रयोग में आने व ； 3. कोयला खदानों में पट्टियों वाली मशीनों का पिछला छोर ； नमूना लेने का स्थान, नमूना संख्या: M1 (मिलीग्राम), M2 (मिलीग्राम), Δm (मिलीग्राम), V (लीटर), C (मिलीग्राम/मी³)
210606 – वापसी वाली नाली के विस्तारित हिस्से में नमूना लेने का स्थान: इम्पैक्ट प्रकार 01 – 12.52, 17.01, 4.48; V = 300, C = 11.59। साइक्लोन प्रकार 01 – 13.32, 13.64, 0.32; V = 150, C = 2.12।
210606 – वापसी वाली नाली में नमूना लेने का स्थान: इम्पैक्ट प्रकार 02 – 12.35, 12.76, 0.41; V = 300, C = 1.37। साइक्लोन प्रकार 02 – 11.99, 12.18, 0.19; V = 150, C = 1.25।
मुख्य खदान में नमूना लेने का स्थान: इम्पैक्ट प्रकार 03 – 12.68, 13.94, 1.26; V = 300, C = 4.21। साइक्लोन प्रकार 03 – 12.91, 13.08, 0.17; V = 150, C = 1.15।
ऊपर दी गई जानकारी से पता चलता है कि धूल उत्पन्न होने वाले स्थानों (स्थान 1 एवं 3) पर साइक्लोन एवं इम्पैक्ट प्रकार से लिए गए नमूनों में धूल की सांद्रता में बहुत अंतर है। जबकि ऐसे स्थानों पर जहाँ धूल नहीं उत्पन्न होती (स्थान 2), दोनों प्रकार से लिए गए नमूनों में धूल की सांद्रता लगभग समान है। नमूनों के विचरण के विश्लेषण से पता चलता है कि स्थान 1 एवं 3 पर इम्पैक्ट प्रकार से लिए गए नमूनों में बड़े कणों वाली धूल की मात्रा साइक्लोन प्रकार से लिए गए नमूनों की तुलना में काफी अधिक है। स्थान 2 पर दोनों प्रकार से लिए गए नमूनों में धूल की मात्रा लगभग समान है। ； ऐसी स्थिति क्यों उत्पन्न होती है? इस प्रश्न का उत्तर देने हेतु, सेपरेशन कर्व प्रमाणीकरण परीक्षणों एवं इन दोनों विधियों के सिद्धांतों के बारे में जानना आवश्यक है। 1. प्रमाणीकरण परीक्षण विधि: किसी भी पृथक्करण उपकरण की पृथक्करण क्षमता का मूल्यांकन करते समय, विभिन्न आकार-आयाम वाले एरोसोल जनरेटरों का उपयोग करके एरोसोल उत्पन्न किए जाते हैं। इन एरोसोलों को पृथक्करण उपकरणों से अलग करके उनकी पृथक्करण दक्षता की तुलना की जाती है। जब 50% पृथक्करण दक्षता हासिल करने हेतु आवश्यक एरोसोल का आकार 4 माइक्रोमीटर होता है, तो ऐसी स्थिति ACGIH मानदंडों के अनुरूप होती है; जबकि जब 50% पृथक्करण दक्षता हासिल करने हेतु आवश्यक एरोसोल का आकार 5 माइक्रोमीटर होता है, तो ऐसी स्थिति BMRC मानदंडों के अनुरूप होती है। ； यह प्रयोग, विभिन्न आकार के एरोसोलों पर अलग-अलग प्रयोग करने संबंधी है; सभी एरोसोलों को एक साथ मिलाकर प्रयोग नहीं किया गया। 2. साइक्लोनिक सेपरेटर: साइक्लोनिक सेपरेटर के इनलेट से हवा अंदर आने के बाद, हवा सेपरेटर की आंतरिक दीवारों के समानांतर दिशा में घूमती है। बड़े कणों वाली धूल जल्दी ही नीचे गिर जाती है, जबकि छोटे कणों वाली धूल धीरे-धीरे नीचे गिरती है एवं फिल्टर झिल्ली पर चिपक जाती है। 3. शॉक-आधारित पृथक्करणकर्ता: शॉक-आधारित पृथक्करणकर्ता में हवा इनलेट के माध्यम से अंदर आती है, एवं फिर यह हवा सीधे शॉक प्लेट से टकरती है। शॉक प्लेट पर सिलिकॉन ऑयल लगा होता है; इस कारण विभिन्न आकारों का धूलकण उस प्लेट पर चिपक जाता है, जबकि शेष धूलकण फिल्टर फिल्म पर चिपक जाते हैं। इन दोनों विधियों के सिद्धांतों से यह स्पष्ट है कि साइक्लोनिक सेपरेटर, अवसादन विधि का उपयोग करके, बड़े कणों की मौजूदगी में भी A एवं B वक्रों के अनुरूप धूल को प्रभावी ढंग से अलग कर सकता है। लेकिन इम्पैक्ट सेपरेटर में समस्याएँ आती हैं; क्योंकि प्रमाणीकरण परीक्षणों में बड़े कणों का परीक्षण ठीक से नहीं किया गया, इसलिए फील्ड में क्षैतिज रूप से हवा आने पर किसी भी आकार के कण सेपरेटर में प्रवेश कर सकते हैं। ； 2. शॉक प्लेट पर विभिन्न आकारों के बड़े कणों वाली धूल चिपकी होती है; इस कारण छोटे कणों वाली धूल वहाँ चिपकना मुश्किल हो जाता है। ； 3. बड़े कणों वाली धूल की सांद्रता अधिक होती है; इस कारण यह जल्द ही संतृप्त हो जाती है। इसके बाद, बड़ी मात्रा में ऐसी धूल फिल्टर झिल्ली में प्रवेश कर जाती है। वही सवाल: बाजार में धूल एकत्र करने हेतु ऐसे आघात-आधारित विभाजकों का ही उपयोग क्यों किया जाता है? उत्तर भी वही है – ये तो पर्यावरणीय नमूना लेने हेतु उपयोग में आने वाले उपकरण हैं। पर्यावरणीय नमूना लेते समय, ऐसी स्थितियाँ एवं स्थान नहीं होते, जहाँ बड़े कणों वाली धूल पैदा हो। इसलिए ऐसी स्थितियों में “इम्पैक्ट-टाइप” सैंपलिंग उपकरणों का कोई उपयोग नहीं होता। लेकिन व्यावसायिक स्वास्थ्य संबंधी कार्यों में तो बड़े कणों वाली धूल पैदा होने की स्थितियों में ही नमूने लिए जाते हैं; इसलिए ऐसी स्थितियों में “इम्पैक्ट-टाइप” सैंपलिंग उपकरणों के बजाय “साइक्लोन-टाइप” सैंपलिंग उपकरणों का ही उपयोग किया जाना चाहिए।