生產(chǎn)性粉塵的危害與控制
生產(chǎn)性粉塵,無處不在,既污染環(huán)境又嚴(yán)重危害作業(yè)工人的身體健康,是企業(yè)員工必須隨時防備的可怕“殺手”。人體吸入生產(chǎn)性粉塵后,可刺激呼吸道,引起鼻炎、咽炎、支氣管炎等上呼吸道炎癥,嚴(yán)重的可發(fā)展成為塵肺病,而塵肺病等慢性職業(yè)病一旦發(fā)病往往難以治愈,傷殘率高,嚴(yán)重影響勞動者身體健康甚至危及生命安全。鑒于生產(chǎn)性粉塵危害的普遍性,塵肺危害的嚴(yán)重性,控制粉塵危害和預(yù)防塵肺已成為勞動衛(wèi)生的一項極重要的工作。本期特邀湖南有色冶金勞動保護研究院副主任醫(yī)師宋交才,為大家深度剖析生產(chǎn)性粉塵的危害,并講授其防治辦法。
什么是生產(chǎn)性粉塵?生產(chǎn)性粉塵是指在生產(chǎn)過程中形成的、并能較長時間懸浮在生產(chǎn)環(huán)境空氣中的固體微粒。它對生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量、環(huán)境、自然景物的美觀和生態(tài)平衡都有影響。空氣中的粉塵落到機器的轉(zhuǎn)動部件上,會加速轉(zhuǎn)動部件的磨損,降低機器工作的精度和壽命。粉塵彌漫在車間,不僅降低可見度,影響視野,妨礙操作,降低勞動生產(chǎn)率,甚至?xí)斐墒鹿???諝庵械姆蹓m還會降低大氣的能見度,促使煙霧的形成,使太陽輻射能的傳遞受到影響。但受生產(chǎn)性粉塵危害最嚴(yán)重的,當(dāng)屬企業(yè)員工。生產(chǎn)性粉塵是嚴(yán)重危害職工健康的主要職業(yè)性有害因素。
生產(chǎn)性粉塵來源十分廣泛,幾乎所有的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程均可產(chǎn)生粉塵,有些工藝產(chǎn)生的粉塵濃度還很高,嚴(yán)重影響著職業(yè)人群的身體健康。其主要來源可歸納為:固體物質(zhì)的機械加工、粉碎;金屬的研磨、切削;礦石的粉碎、篩分、配料或巖石的鉆孔、爆破和破碎等;耐火材料、玻璃、水泥和陶瓷等工業(yè)中原料加工;皮毛、紡織物等原料處理;化學(xué)工業(yè)中固體原料加工處理,物質(zhì)加熱時產(chǎn)生的蒸汽、有機物質(zhì)的不完全燃燒所產(chǎn)生的煙。此外,粉末狀物質(zhì)在混合、過篩、包裝和搬運等操作時產(chǎn)生的粉塵,以及沉積的粉塵二次揚塵等。
生產(chǎn)性粉塵按性質(zhì)可分為三類:(1)無機性粉塵。它包括礦物性粉塵,如硅石、石棉、煤等;金屬性粉塵,如鐵、錫、鋁等及其化合物;人工無機粉塵,如水泥、金剛砂等。(2)有機性粉塵。它包括植物性粉塵,如棉、麻、面粉、木材;動物性粉塵,如皮毛、絲、骨粉塵;人工合成的有機染料、農(nóng)藥、合成樹脂、炸藥和人造纖維等。(3)混合性粉塵。它是上述各種粉塵的混合存在,一般為兩種以上粉塵的混合。生產(chǎn)環(huán)境中最常見的就是混合性粉塵。
在職業(yè)健康工作中,常依據(jù)粉塵性質(zhì),初步判斷其對人體危害機理及程度。對混合性粉塵,查明其中所含成分,尤其游離二氧化硅所占比例,對進一步確定其致病作用具有重要的意義。
生產(chǎn)性粉塵對人體的危害程度與其理化性質(zhì)有關(guān),與其生物學(xué)作用及防塵措施等也有密切關(guān)系。在衛(wèi)生學(xué)上,有意義的粉塵理化性質(zhì)包括粉塵的化學(xué)成分、分散度、溶解度、密度、形狀、硬度、荷電性和爆炸性等。
生產(chǎn)性粉塵的化學(xué)成分、濃度和接觸時間是直接決定粉塵對人體危害性質(zhì)和嚴(yán)重程度的重要因素。根據(jù)粉塵化學(xué)性質(zhì)不同,粉塵對人體有致纖維化、中毒、致敏等作用,如游離二氧化硅粉塵的致纖維化作用。對于同一種粉塵,它的濃度越高,與其接觸的時間越長,對人體危害越重。
生產(chǎn)性粉塵的分散度是表示粉塵顆粒大小的一個概念,它與粉塵在空氣中呈浮游狀態(tài)存在的持續(xù)時間(穩(wěn)定程度)有密切關(guān)系。分散度越高,粉塵的顆粒越小。在生產(chǎn)環(huán)境中,由于通風(fēng)、熱源、機器轉(zhuǎn)動以及人員走動等原因,使空氣經(jīng)常流動,從而使塵粒沉降變慢,延長其在空氣中的浮游時間,被人吸入的機會就越多。直徑小于5μm的粉塵對機體的危害性較大,也易于達(dá)到呼吸器官的深部。
生產(chǎn)性粉塵溶解度大小與對人危害程度的關(guān)系,因粉塵作用性質(zhì)不同而異。主要呈化學(xué)毒作用的粉塵,隨溶解度的增加其危害作用增強;主要呈機械刺激作用的粉塵,隨溶解度的增加其危害作用減弱。粉塵顆粒密度的大小與其在空氣中的穩(wěn)定程度有關(guān),塵粒大小相同,密度大者沉降速度快、穩(wěn)定程度低。因此,在通風(fēng)除塵設(shè)計中,要考慮密度這一因素。
生產(chǎn)性粉塵顆粒的形狀多種多樣。質(zhì)量相同的塵粒因形狀不同,在沉降時所受阻力也不同,因此,粉塵的形狀能影響其穩(wěn)定程度。堅硬并外形尖銳的塵粒可能引起呼吸道黏膜機械損傷,如某些纖維狀粉塵(如石棉纖維)。
高分散度的塵粒通常帶有電荷,與作業(yè)環(huán)境的濕度和溫度有關(guān)。塵粒帶有相異電荷時,可促進凝集、加速沉降。粉塵的這一性質(zhì)對選擇除塵設(shè)備有重要意義。荷電的塵粒在呼吸道可被阻留。
高分散度的煤炭、糖、面粉、硫磺、鋁、鋅等粉塵具有爆炸性。發(fā)生爆炸的條件是高溫(火焰、火花、放電)和粉塵在空氣中達(dá)到足夠的濃度??赡馨l(fā)生爆炸的粉塵最小濃度:各種煤塵為30~40g/m3,淀粉、鋁及硫磺為7g/m3,糖為10.3g/m3。
粉塵可隨呼吸進入呼吸道 ,但是進入呼吸道的粉塵并不全部進入肺泡,可以沉積在從鼻腔到肺泡的呼吸道內(nèi)。影響粉塵在呼吸道不同部位沉積的主要因素是塵粒的物理特性(如塵粒的大小、形狀和密度等),以及與呼吸有關(guān)的空氣動力學(xué)條件(如流向、流速等),不同粒徑的粉塵在呼吸道不同部位沉積的比例也不同。
粉塵的化學(xué)成分直接影響著對機體的危害性質(zhì),特別是粉塵中游離二氧化硅的含量。長期大量吸入含結(jié)晶型游離二氧化硅的粉塵可引起矽肺病。粉塵中游離二氧化硅的含量越高,引起病變的程度越重,病變的發(fā)展速度越快。但是直接引起塵肺的粉塵是指那些可以吸入到肺泡內(nèi)的粉塵,一般稱為呼吸性粉塵。因此,可吸入肺泡中的游離二氧化硅直接危害人體的健康。
生產(chǎn)性粉塵根據(jù)其理化特性和作用特點不同,可引起不同的疾病:
(一)呼吸系統(tǒng)疾病
1、塵肺:塵肺是一古老的疾病,長期吸入不同種類的粉塵可引起不同類型的塵肺或肺部疾患。
(1)矽肺:由長期吸入含有游離二氧化硅粉塵引起。
(2)硅酸鹽肺:由長期吸入含有結(jié)合二氧化硅粉塵(如石棉、滑石、云母等粉塵)引起。
(3)炭塵肺:由長期吸入煤、石墨、炭墨、活性炭等粉塵引起。
(4)混合性塵肺:由長期吸入含游離二氧化硅和其他粉塵(如煤矽塵、鐵矽塵等)引起。
(5)金屬塵肺:由長期吸入某些金屬粉塵(如鐵、鋁塵等)引起。
2、粉塵沉著癥:有些生產(chǎn)性粉塵(如錫、鋇、鐵等)吸入后,沉積于肺組織中,呈現(xiàn)一般異物反應(yīng),可繼發(fā)輕微的纖維性改變,對健康無明顯影響或危害較小,脫離粉塵作業(yè)后,病變可無進展或X線胸片陰影消退。
3、有機粉塵引起的肺部病變:吸入棉、亞麻或大麻等粉塵可引起棉塵癥;由被霉菌、細(xì)菌或血清蛋白污染的有機粉塵可引起職業(yè)性變態(tài)反應(yīng)性肺泡炎;吸入聚氯乙烯、人造纖維粉塵可引起非特異性慢性阻塞性肺病等。
4、呼吸系統(tǒng)腫瘤:石棉、放射性礦物、鎳、鉻、砷等粉塵均可致肺部腫瘤。
5、粉塵性支氣管炎、肺炎、哮喘性鼻炎、支氣管哮喘等。
(二)局部作用:粉塵作用于呼吸道粘膜,早期引起其功能亢進、充血、毛細(xì)血管擴張,分泌液增加,阻留更多粉塵,久之釀成肥大性病變;然后由于粘膜上皮細(xì)胞營養(yǎng)不足,最終造成萎縮性改變。粉塵還可引起堵塞性皮脂炎、粉刺、毛囊炎。金屬磨料粉塵可引起角膜損傷、混沌。瀝青粉塵可引起光感性皮炎等。
(三)中毒作用:鉛、砷、錳等粉塵能在呼吸道粘膜上溶解并很快吸入,導(dǎo)致中毒。
生產(chǎn)性粉塵危害的控制措施是指防止生產(chǎn)性粉塵危害工人健康所采取的技術(shù)措施、組織措施和醫(yī)療預(yù)防措施。
技術(shù)措施是降低粉塵濃度,防止粉塵危害最基本的措施,如在礦山采取濕式鑿巖、噴霧灑水等方法,在工廠采取密閉,通風(fēng)除塵等方法,屬一級預(yù)防。
組織措施,如加強領(lǐng)導(dǎo),發(fā)動群眾,設(shè)備維修管理,嚴(yán)格防塵制度等,可增強一級預(yù)防效果。
醫(yī)療預(yù)防措施,則是通過建立和健全粉塵作業(yè)工人健康檢查制度,及早發(fā)現(xiàn)塵肺等疾病,預(yù)防疾病惡化和發(fā)生并發(fā)癥,屬二、三級預(yù)防。從事粉塵作業(yè)工人必須進行就業(yè)前和定期健康檢查,脫離粉塵作業(yè)時還應(yīng)做脫塵作業(yè)檢查。
實踐證明,技術(shù)措施、組織措施和醫(yī)療預(yù)防措施三者相輔相成,缺一不可。只有綜合地采取技術(shù)、組織、醫(yī)療預(yù)防措施,才能取得良好的防塵效果。
此外,防止粉塵危害,必須遵循預(yù)防為主、綜合措施這一基本原則。具體方法可歸納為八個字:宣、革、水、密、風(fēng)、護、管、查。“八字”措施是防塵綜合措施的概括,是人們在與粉塵危害作斗爭中積累的豐富經(jīng)驗的總結(jié)。
宣:宣傳教育。宣傳防塵與生產(chǎn)的關(guān)系,粉塵的危害性和可防性等,使廣大勞動者都重視防塵工作,人人動手,搞好防塵。
革:技術(shù)革新、技術(shù)革命。通過技術(shù)革新、技術(shù)革命,改革工藝過程和生產(chǎn)技術(shù)來防止粉塵危害,以達(dá)到以下目的作為改革的重點。
(1)減少原材料中游離二氧化硅含量,或以不含游離二氧化硅的材料來代替。如以石灰石砂代替石英砂用于鑄鋼造型;以鐵丸代替石英砂用于噴砂作業(yè);用酸洗清理金屬表面氧化層及鐵銹代替干沖砂除銹等。
(2)生產(chǎn)機械化、連續(xù)化、自動化,以減少塵源。為密閉塵源、采取通風(fēng)除塵措施創(chuàng)造條件。如玻璃行業(yè)的拌料、送料、加料一條龍;鑄造行業(yè)的舊砂回用、氣流送砂、雙行程拋丸等。
(3)減輕體力勞動,減少粉塵飛揚。如礦石制粉行業(yè)的塊料土電車,粉料槽車,自動磅秤,自動包裝機,堆包機等。
(4)減少工人與粉塵的接觸。如隔離遙控操作等。
水:即濕式作業(yè)。濕式作業(yè)是一種經(jīng)濟有效,比較容易做到的防塵方法,其中不少需要通過技術(shù)革新、技術(shù)革命來實現(xiàn)。濕式生產(chǎn)可以從根本上消除粉塵的產(chǎn)生。如礦山應(yīng)用水風(fēng)鉆、水電鉆,石英磨粉廠的水磨、水篩、水力分級,鑄造廠的水爆清砂、水力清砂等;潤濕作業(yè)能大大減少粉塵飛揚、降低粉塵濃度。如塊石粉碎前的水洗,玻璃、陶瓷行業(yè)的原料加水,濕式拌料,鑄造行業(yè)的濕式開箱等;濕式清掃、噴霧灑水,作為“一般性”措施常能配合“專門”措施,使粉塵濃度降到容許濃度以下。如礦山的沖洗巖邦、放炮噴霧;工廠的噴霧降塵,灑水掃地,濕抹布清除機器,門窗積塵等。
密:密閉塵源。在不影響操作的前提下,盡可能地把產(chǎn)生灰塵的設(shè)備密閉起來,防止粉塵逸出,使操作工人和粉塵脫離接觸。具體要求為:密閉材料要輕便耐用。根據(jù)粉塵硬度等特點,密閉后承受的重量和檢修時操作要求,選擇各種密閉材料;要最大限度地把塵源密閉起來,并保持持久性。為此,密閉方式必須不影響生產(chǎn)操作和維修,同時,要降低密閉設(shè)備的停車率,減少頻繁的檢修。
風(fēng):通風(fēng)除塵。主要指在密閉塵源基礎(chǔ)上的局部抽風(fēng),利用抽風(fēng)的方法在密閉系統(tǒng)內(nèi)保持一定負(fù)壓,使粉塵不致飛揚出來,而含塵空氣通過除塵設(shè)備被排出。凡能產(chǎn)生粉塵的破碎機、運輸裝置、篩分設(shè)備、貯料庫、拌料機、噴砂設(shè)備等均可采用這種方法。在礦山,因某種原因不能采用濕式鑿巖時,可利用干式捕塵器。
護:個人防護。在不易實現(xiàn)技術(shù)措施或技術(shù)措施不能滿足衛(wèi)生要求的場合,如設(shè)備檢修時,采用個人防護用具如防塵頭盔、防塵口罩以減少粉塵吸入,具重要意義。個人衛(wèi)生,休息和睡眠,體育鍛煉和合理營養(yǎng)也是重要的方面。
管:防塵管理制度。包括防塵操作制度和設(shè)備維護檢修制度以及合理調(diào)配勞動組織,減少接觸粉塵人數(shù),縮短接觸粉塵時間等。如某干磨石英廠執(zhí)行“十先十后”制度,對鞏固防塵技術(shù)措施效果起到了很重要的作用。“十先十后”是:先開防塵設(shè)備,后工作;先戴口罩,后進車間:先檢查,后接班;先密閉,后生產(chǎn);先吸風(fēng),后開車;先沖水,后加料;先輕拿,后輕放;先澆水,后掃地;先停車,后關(guān)風(fēng);先清潔,后下班。
查:定期測定生產(chǎn)場所粉塵濃度,檢查防塵效果,嚴(yán)格執(zhí)行車間空氣中生產(chǎn)性粉塵職業(yè)接觸限值。對工人進行就業(yè)前及定期健康檢查,發(fā)現(xiàn)問題,研究解決辦法。如追查作業(yè)帶粉塵濃度超過職業(yè)接觸限值的原因,及時加以改進;對粉塵作業(yè)工人中有禁忌癥的患者和塵肺病人及時作出正確的處理等。
值得注意的是,“八字”措施,必須綜合運用??梢暰唧w情況將某一種措施作為主要措施,如濕式作業(yè),密閉,通風(fēng)除塵等,而其它則作為輔助性措施,單靠某一種措施取得滿意效果是很難的。
本期專家 / 宋交才
職業(yè)衛(wèi)生副主任醫(yī)師,現(xiàn)任職于湖南有色冶金勞動保護研究院。1988年畢業(yè)于湖南醫(yī)科大學(xué)(現(xiàn)中南大學(xué)),有多年地市職業(yè)病防治所和科研院所的工作經(jīng)歷,對作業(yè)場所職業(yè)危害的檢測評介與管理有較為豐富的經(jīng)驗。1996年完成了我國航空工業(yè)體力作業(yè)工人勞動強度狀況的調(diào)查。2008年完成了國家科技部《多元職業(yè)危害因子致腫瘤聚集效應(yīng)研究》課題。2009年和國家安監(jiān)總局有關(guān)專家共同起草了我國《作業(yè)場所職業(yè)危害因素檢測檢驗?zāi)芰|(zhì)格認(rèn)定》標(biāo)準(zhǔn)。2011年被聘為湖南省安全生產(chǎn)專家委員會專家。多年來,參與編寫職業(yè)衛(wèi)生專著兩本,獲科技成果獎多項,發(fā)表論文十余篇。
■責(zé)任編輯 林 潔