呂 琳

北京市疾病預(yù)防控制中心/北京市預(yù)防醫(yī)學(xué)研究中心

職業(yè)病防護(hù)設(shè)施是指消除或者降低工作場(chǎng)所的職業(yè)病危害因素的濃度或者強(qiáng)度，預(yù)防和減少職業(yè)病危害因素對(duì)勞動(dòng)者健康的損害或者影響，保護(hù)勞動(dòng)者健康的設(shè)備、設(shè)施、裝置、構(gòu)（建）筑物等的總稱[1]。在建設(shè)項(xiàng)目職業(yè)病危害評(píng)價(jià)中，應(yīng)根據(jù)相關(guān)職業(yè)衛(wèi)生法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求，評(píng)價(jià)擬設(shè)置或已設(shè)置職業(yè)病防護(hù)設(shè)施的合理性與有效性，并提出針對(duì)性的防護(hù)設(shè)施設(shè)置建議[2]。焊接作業(yè)是工業(yè)企業(yè)中最為常見的生產(chǎn)工藝，焊接煙塵是造成職業(yè)病的主要危害，本文對(duì)焊接作業(yè)職業(yè)病危害及其防護(hù)設(shè)施進(jìn)行分析探討，提出一些應(yīng)用中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的問題與建議。

1 不同焊接工藝焊接過程中職業(yè)病危害因素

電焊是工業(yè)生產(chǎn)中最常見的工序，焊接過程產(chǎn)生電焊煙塵、臭氧、一氧化碳、氮氧化物、錳及其化合物、電焊弧光等。其中電焊煙塵污染最為嚴(yán)重，長(zhǎng)期吸入電焊煙塵可能導(dǎo)致電焊工塵肺。焊接煙塵的特征取決于被焊接材料的材質(zhì)、焊接材料的成分、焊接工藝方法及焊接工藝參數(shù)。不同的焊接工藝產(chǎn)生的電焊煙塵及其有毒物質(zhì)種類、性質(zhì)與數(shù)量有很大區(qū)別。按照熱熔融方式的不同，焊接工藝可分為以下幾類：一是電弧焊、電阻焊、高頻焊、電渣焊、電子束焊、錫焊等，這些焊接工藝均為利用電能轉(zhuǎn)換為熱能；二是氧炔焊、摩擦焊、激光焊等，這些焊接工藝?yán)昧嘶瘜W(xué)能、機(jī)械能、激光能轉(zhuǎn)換為熱能；三是堆焊、釬焊等，這些焊接工藝可利用電能，也可利用其他能源。被焊融物質(zhì)有的是被焊接材料及焊條、焊絲，有的僅為被焊接材料自身熔融，也有的是焊接材料熔融而被焊接材料不熔融[3]。同時(shí)，為避免被氧化，還要使用各種不同的焊劑或保護(hù)氣體，因此，焊接作業(yè)產(chǎn)生的電焊煙塵與有毒氣體各不相同。

（1）電弧焊。電弧焊中包括手工電弧焊、自動(dòng)埋弧焊、CO2氣體保護(hù)焊、氬弧焊、脈沖焊、等離子焊等。手工電弧焊多用于鋼材之間的焊接，對(duì)于大量結(jié)構(gòu)用低碳鋼、低合金鋼焊接，使用最多的是J422焊條和J502焊條，產(chǎn)生大量的電焊煙塵、錳及其化合物、臭氧、一氧化碳、氮氧化物等，J502焊條發(fā)塵量約為J422焊條的2倍，且含有HF，產(chǎn)生的危害更大[3]。一般酸性焊條的含錳量高于堿性焊條，酸性焊條的電焊煙塵中不含或含少量氟化物，而堿性焊條的電焊煙塵中氟化物可高達(dá)15%以上[4]。自動(dòng)埋弧焊施焊時(shí)產(chǎn)生的焊接煙塵含有MnO2、Fe2O3、SiO2、HF。CO2氣體保護(hù)焊采用的焊絲有實(shí)芯與藥芯兩種，產(chǎn)生的焊接煙塵主要為MnO2、Fe2O3、CO、NOx、O3。當(dāng)采用實(shí)芯焊絲時(shí)發(fā)塵量相當(dāng)于手工電弧焊；藥芯焊絲氣保焊發(fā)塵量較高[5]。氬弧焊分為非熔化極氬弧焊（鎢極氬弧焊，TIG焊）與熔化極氬弧焊（MIG焊，采用實(shí)芯焊絲），施焊時(shí)有強(qiáng)紫外線產(chǎn)生，煙塵中主要為NOx、O3、MnO2、Fe2O3。脈沖焊、等離子焊產(chǎn)生的煙塵與氬弧焊類似。

（2）電阻焊。電阻焊無(wú)需焊材、焊劑，基本沒有焊接煙塵產(chǎn)生。

（3）高頻焊。高頻焊無(wú)需焊材、焊劑，基本沒有焊接煙塵產(chǎn)生。

（4）電渣焊。電渣焊是一種自動(dòng)隱弧立焊，產(chǎn)生的焊接煙塵成分與自動(dòng)埋弧焊相似。

（5）電子束焊。施焊時(shí)有X射線產(chǎn)生，但無(wú)氧化污染問題。

（6）激光焊。必須注意防護(hù)激光對(duì)眼睛的傷害。

（7）氧炔焊（氣焊）。常用于機(jī)械維修，被焊件表面如有油漆、油污，應(yīng)注意其產(chǎn)生的有毒氣體。

（8）摩擦焊。屬于固態(tài)焊接，不產(chǎn)生焊接煙塵。

（9）錫焊與波峰焊。常用于電子電器焊接，用以錫為主的錫合金材料為焊料，焊接煙塵中含錫、鉛等，如果使用無(wú)鉛焊錫，則可以不識(shí)別鉛的危害。

（10）釬焊。常用錫鉛合金、錫鉍合金作為釬料，釬焊煙塵中含錫、鉛等有毒物質(zhì)。

（11）堆焊。幾乎所有熔化焊工藝都可堆焊，常用手工電弧焊、埋弧焊及等離子焊等進(jìn)行堆焊。

目前，鋁型材在航空航天、汽車船舶等應(yīng)用越來(lái)越廣，用于鋁的焊接方法有TIG焊、MIG焊、等離子弧焊、激光焊、電子束焊和攪拌摩擦焊等，在鋁熔化焊過程中，產(chǎn)生鋁及氧化鋁、氮氧化物和臭氧。

2 焊接作業(yè)職業(yè)病危害防護(hù)措施

（1）源頭控制。主要從焊接設(shè)備、工藝、材料等方面加強(qiáng)控制措施，選擇自動(dòng)化程度較高的設(shè)備如焊接機(jī)器人，從根本上消除焊接作業(yè)中職業(yè)病危害因素接觸條件。

（2）生產(chǎn)環(huán)境控制。主要措施是通風(fēng)除塵，包括局部通風(fēng)和全面通風(fēng)。

（3）個(gè)體防護(hù)。使用眼、耳、口、鼻、身等各個(gè)部位的防護(hù)用品，確保焊工身體健康。

通風(fēng)措施是焊接作業(yè)主要職業(yè)病防護(hù)措施，能有效消除焊接煙塵的危害。當(dāng)車間內(nèi)焊接工位多時(shí)，一般在焊煙發(fā)生源附近設(shè)置局部排風(fēng)罩或排風(fēng)口，采用局部排風(fēng)系統(tǒng)將煙氣凈化后排放。焊接車間除首先采用局部通風(fēng)措施外，常常輔以全面通風(fēng)設(shè)施排除剩余有害物；在某些生產(chǎn)情況下無(wú)法采用局部排風(fēng)措施時(shí)，全面通風(fēng)就成為重要手段。組合通風(fēng)是指采用局部通風(fēng)、全面通風(fēng)和再循環(huán)通風(fēng)等兩種以上的系統(tǒng)組合的通風(fēng)方式，它的通風(fēng)量計(jì)算應(yīng)包括被組合的所有通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)量。

對(duì)于焊接作業(yè)產(chǎn)生的電焊弧光，一般采用焊接護(hù)目鏡進(jìn)行個(gè)體防護(hù)。

3 焊接煙塵的職業(yè)病防護(hù)措施合理性與有效性分析要點(diǎn)

（1）不宜僅采用自然通風(fēng)措施的焊接作業(yè)。國(guó)際上通常將焊接煙塵分為6個(gè)等級(jí)[6]，見下表。其中前5種焊接煙塵對(duì)人體危害極大，焊接時(shí)一般應(yīng)處于負(fù)壓下隔離操作，不應(yīng)采用自然通風(fēng)。

表 焊接煙塵主要有毒物質(zhì)及等級(jí)劃分

因此，當(dāng)焊接金屬鈹、青銅、黃銅、紫銅、鎘、鉻、鈷、鉛、錳、鎳、釩、鋅及上述金屬做合金或涂層的鋼材，或使用含鎘的釬料釬焊時(shí)，應(yīng)采用機(jī)械通風(fēng)及其他防護(hù)措施[6]。

另外，當(dāng)進(jìn)風(fēng)需經(jīng)過濾處理或室外自然進(jìn)風(fēng)會(huì)引起結(jié)露時(shí)，不應(yīng)采用自然通風(fēng)[6]。

（2）設(shè)置集中供暖且有機(jī)械排風(fēng)的建筑物，當(dāng)采用自然補(bǔ)風(fēng)不能滿足室內(nèi)衛(wèi)生條件、生產(chǎn)工藝對(duì)滲入室內(nèi)的空氣含塵量及溫度的要求時(shí)，應(yīng)設(shè)置機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)，且應(yīng)進(jìn)行風(fēng)量平衡及熱平衡計(jì)算。筆者曾參與設(shè)計(jì)的裝焊車間焊接煙塵治理工程項(xiàng)目[7]，因企業(yè)預(yù)算不足，將送風(fēng)加熱系統(tǒng)作為二期工程未與機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)同時(shí)實(shí)施，雖然工程驗(yàn)收時(shí)職業(yè)病危害控制效果極佳，但冬季時(shí)因送風(fēng)寒冷造成通風(fēng)設(shè)施停用。此為深刻的教訓(xùn)。

（3）局部排風(fēng)罩布置時(shí)吸氣氣流應(yīng)與焊接煙塵擴(kuò)散方向一致，且不應(yīng)經(jīng)過工人呼吸帶。針對(duì)不同焊接工藝、工件尺寸及作業(yè)方式，局部排風(fēng)罩有側(cè)吸式、下吸式和上吸式。AQ/T 4274-2016《局部排風(fēng)設(shè)施控制風(fēng)速檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)規(guī)范》[8]側(cè)吸式與下吸式外部排風(fēng)罩控制風(fēng)速應(yīng)不小于0.5m/s；上吸式外部排風(fēng)罩控制風(fēng)速應(yīng)不小于1.0m/s。JGJ 353-2017《焊接作業(yè)廠房供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》[6]，前面無(wú)障礙物的外部吸氣罩和設(shè)在工作臺(tái)上的吸氣罩，其焊接點(diǎn)的控制風(fēng)速取0.2～0.5m/s。局部吸氣范圍的面積應(yīng)為焊接煙塵擴(kuò)散面積的1.3～1.5倍。

（4）機(jī)械通風(fēng)時(shí)，宜優(yōu)先采用局部通風(fēng)方式，符合下列情況之一時(shí)可采用全面通風(fēng)或組合通風(fēng)：焊接作業(yè)點(diǎn)流動(dòng)性大，位置不固定，不宜全部采用局部排風(fēng)系統(tǒng)；采用局部排風(fēng)不能滿足焊接工藝要求或設(shè)置的多臺(tái)局部通風(fēng)設(shè)施未能捕集的逃逸煙塵造成車間內(nèi)焊接煙塵不符合國(guó)家職業(yè)衛(wèi)生接觸限值；大型或重型設(shè)備的焊接車間；車間內(nèi)用熱風(fēng)方式供暖或同時(shí)有空氣調(diào)節(jié)需求。

（5）基于置換原理的分層送風(fēng)，利用送風(fēng)和室內(nèi)熱源形成的上升氣流的共同作用下，氣流組織可有效排除焊接煙塵，相比混合通風(fēng)節(jié)能20%～30%[9]。

（6）當(dāng)焊接作業(yè)點(diǎn)不多，位置不固定時(shí)，常采用移動(dòng)式焊接煙塵凈化器。

（7）焊接廠房采用過濾回用的通風(fēng)方式，如再循環(huán)通風(fēng)、凈化器排放口在車間內(nèi)的焊接煙塵凈化器時(shí)，凈化后有害物質(zhì)濃度不應(yīng)大于國(guó)家現(xiàn)行職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GBZ 2.1-2007《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值 第1部分 化學(xué)有害因素》中職業(yè)接觸限值的30%，方可排入室內(nèi)。如凈化后有害物質(zhì)濃度不能滿足要求，則應(yīng)排出室外并增加相應(yīng)補(bǔ)風(fēng)技術(shù)措施。

（8）常見的焊接煙塵凈化器的過濾濾材一般僅對(duì)焊接煙塵的固體顆粒物進(jìn)行物理性過濾，而對(duì)焊接煙塵中的有毒氣體沒有過濾作用，循環(huán)通風(fēng)勢(shì)必導(dǎo)致有害氣體的積累。應(yīng)考慮采用新風(fēng)稀釋或物理化學(xué)吸附的凈化措施。

（9）焊接作業(yè)廠房中，吊車駕駛室積聚焊接煙塵濃度較高，應(yīng)設(shè)置有新鮮空氣送入的通風(fēng)系統(tǒng)。

（10）有限空間如箱體、筒體、壓力容器、鍋爐、車廂或小房間等通風(fēng)不良的區(qū)域進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，必須采用機(jī)械通風(fēng)方式，既要有排風(fēng)系統(tǒng)又要有新風(fēng)輸送系統(tǒng)。如不能采用機(jī)械通風(fēng)，則必須采用佩戴正壓式空氣呼吸器等個(gè)體防護(hù)措施。

綜上所述，分析焊接作業(yè)職業(yè)病防護(hù)設(shè)施的合理性與有效性，除了根據(jù)焊接作業(yè)職業(yè)病防護(hù)設(shè)施的調(diào)查和檢測(cè)結(jié)果，結(jié)合勞動(dòng)者及作業(yè)場(chǎng)所職業(yè)病危害因素檢測(cè)結(jié)果，對(duì)照相關(guān)職業(yè)衛(wèi)生法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求，還應(yīng)注意焊接工藝方式的不同，才能最終得出焊接作業(yè)職業(yè)病防護(hù)設(shè)施的合理性與有效性評(píng)價(jià)。