張荊連長(zhǎng)江師范學(xué)院土木建筑工程學(xué)院(408000)
作為當(dāng)今世界最重要的膠凝材料之一,水泥被廣泛應(yīng)用在建筑施工過(guò)程中,同時(shí)水泥還與人體健康息息相關(guān)。如水泥生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量粉塵,如果長(zhǎng)時(shí)間處于這種環(huán)境中,將會(huì)傷害人體呼吸道和肺功能,引發(fā)矽肺等職業(yè)病,嚴(yán)重者將導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。
目前,對(duì)于水泥生產(chǎn)環(huán)節(jié)的環(huán)境和人體健康的保護(hù)已引起了相當(dāng)?shù)闹匾?,?guó)家和地方政府出臺(tái)了多部法律和法規(guī),使得水泥在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)人體的危害顯著降低。然而,在水泥施工過(guò)程中,尤其是在室內(nèi)裝修等需要長(zhǎng)時(shí)間接觸水泥時(shí),水泥中的有害物質(zhì)同樣會(huì)導(dǎo)致建筑工人皮膚病變甚至引發(fā)癌變。
國(guó)內(nèi)有關(guān)水泥對(duì)健康的影響研究相對(duì)滯后,這一問(wèn)題并未能引起社會(huì)的廣泛關(guān)注和重視。文章通過(guò)分析水泥中的有害物質(zhì)成分,研究施工過(guò)程中水泥對(duì)人體皮膚的危害機(jī)理,有針對(duì)性地提出了預(yù)防和治療辦法,對(duì)施工過(guò)程中水泥職業(yè)病的防治具有一定指導(dǎo)意義。
水泥是一種以水化活性礦物為主要原料的水硬性無(wú)機(jī)膠凝材料。水泥與水混合后可以形成水泥漿體,能夠在空氣和水中硬化,是一種很好地把砂、石黏結(jié)在一起的膠凝材料[1]。水泥具有凝結(jié)硬化快、早期強(qiáng)度和晚期強(qiáng)度均高、水化熱高、抗凍型好、抗碳化性好等特性[2],是當(dāng)今社會(huì)建筑工程中不可或缺的優(yōu)質(zhì)膠凝材料,廣泛地應(yīng)用于建筑施工中。
水泥按特性可分為快硬水泥、抗腐蝕水泥、低熱水泥和膨脹水泥;按主要礦物可分為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、磷酸鹽水泥;按用途可分為通用硅酸鹽水泥、專用水泥和特性水泥。其中,通用硅酸鹽水泥使用最普遍,用量最多,在工程建設(shè)中占最重要的地位[3]。
硅酸鹽水泥主要成分是硅酸鹽水泥熟料、適量的石膏和一些混合材料,分為P.I和P.II兩級(jí)。
普通硅酸鹽水泥是由硅酸鹽水泥熟料、大于5%且小于或等于20%的粒化高爐礦渣、火山灰質(zhì)混合材料和粉煤灰、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。 代號(hào) P·O[4]。
水泥熟料主要成分為鈣質(zhì)原料(如石灰石)、硅質(zhì)原料(如砂巖、硅石)、鋁質(zhì)原料(如粉煤灰、鋁礬土)及鐵質(zhì)原料(如鐵礦石、硫酸渣、銅渣)。
化學(xué)組成:氧化鈣CaO,二氧化硅SiO2,氧化鎂MgO,三氧化二鐵 Fe2O3,三氧化二鋁 Al2O3,硅酸三鈣(3CaO·SiO2,簡(jiǎn)式 C3S),硅酸二鈣(2CaO·SiO2,簡(jiǎn)式 C2S),鋁酸三鈣(3CaO·Al2O3,簡(jiǎn)式 C3A),鐵鋁酸四鈣(4CaO·Al2O3·Fe2O3,簡(jiǎn)式 C4AF)[5]。
此外,通用硅酸鹽水泥中還含有鎳、鉻、鈷等雜質(zhì)元素[6]。
水泥的主要成分是硅酸鹽,也含有氧化鈣,其中氧化鈣主要以硅酸三鈣(3CaO·SiO2)(含量為37%~60%)和硅酸二鈣(2CaO·SiO2)(含量為 15%~37%)的形式存在[7]。硅酸三鈣和硅酸二鈣本身沒(méi)有強(qiáng)堿性,但經(jīng)過(guò)水化后生成的產(chǎn)物氫氧化鈣具有強(qiáng)堿性,其水化方程式分別為:
當(dāng)水泥與水混合后形成水泥漿體,皮膚與之直接接觸,可以引起化學(xué)性灼傷。表現(xiàn)為局部的紅腫,有燒傷感,甚至起皰,繼發(fā)感染[8],如圖1所示。
水泥灼傷皮膚是因?yàn)椋?/p>
生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸、貯藏、使用過(guò)程中不加以任何防護(hù)措施,用力過(guò)猛,以至于水泥四濺,沾染眼、鼻、口腔及手等部位;
在水泥施工或混凝土澆筑過(guò)程中,水泥漿體濺入眼鼻或者沾染皮膚[9];
人體皮膚多次直接接觸水泥,導(dǎo)致氫氧化鈣不斷地腐蝕人體皮膚,侵蝕人體皮膚組織,從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性而對(duì)人體皮膚造成灼傷[10]。
圖1 水泥對(duì)皮膚造成的灼傷
事實(shí)上,水泥灼傷是一種積累性傷害,往往是在建筑工人循環(huán)性使用水泥過(guò)程中發(fā)生的。換言之,當(dāng)建筑工人皮膚沾上水泥漿體后,短期內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生灼燒感,但隨著時(shí)間的增長(zhǎng),頻繁接觸水泥的部位將會(huì)產(chǎn)生劇烈的灼燒感,疼痛時(shí)間一般很長(zhǎng)。如果僅僅經(jīng)過(guò)普通的化學(xué)物質(zhì)灼傷治療,灼燒處會(huì)留下很明顯的疤痕,且不易除去。
水泥皮炎主要是由于水泥磨蝕作用和水泥本身具有吸濕性而對(duì)皮膚產(chǎn)生的刺激,并引發(fā)皮炎,如圖2所示。
圖2 水泥皮炎
水泥皮炎主要癥狀表現(xiàn)為:頻繁接觸水泥的部位出現(xiàn)水泡,并且體積較大的水泡內(nèi)部包裹體積較小的水泡,奇癢無(wú)比;皮膚皸裂,致使整雙手奇癢、潰爛,導(dǎo)致建筑工人不能正常工作與生活。
水泥中的某些金屬元素可能是某些人的過(guò)敏源。如在1954年和1957年的研究中,造成美國(guó)某些建筑工人水泥皮炎最重要的因素是:水泥中的鉻元素是過(guò)敏源,大多數(shù)建筑工人對(duì)鉻元素過(guò)敏。
在芬蘭,水泥原料不僅含有鉻元素,而且含有鎳元素和鈷元素,這些金屬會(huì)使一些建筑工人產(chǎn)生皮膚過(guò)敏反應(yīng)。后來(lái),Geiser在瑞士研究了近千名水泥過(guò)敏的建筑工人,最終得出結(jié)論:鉻元素和鈷元素是引起建筑工人水泥過(guò)敏的最重要因素。除此之外,Huriez等人對(duì)法國(guó)、比利時(shí)等國(guó)家的2000例水泥皮炎患者進(jìn)行研究,結(jié)果是:對(duì)鉻的斑試有76%呈陽(yáng)性反應(yīng)。
硅酸鹽水泥中存在微量的水溶性鉻酸鹽,這一部分微量的水溶性鉻酸鹽會(huì)引起接觸水泥漿體的部位出現(xiàn)嚴(yán)重濕疹。常見(jiàn)濕疹有刺激性濕疹和過(guò)敏性濕疹兩種類型[11]。就癥狀而言,這兩種類型濕疹基本一致,但就病情發(fā)展和傷口愈合的可能性而言,這兩種類型濕疹卻是截然不同的。
刺激性濕疹是皮膚因受某種物質(zhì)的刺激而引起的。一般是由于過(guò)多地接觸堿性物質(zhì),其癥狀持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短不一。如果長(zhǎng)時(shí)間不接觸這些刺激的物質(zhì),那么這種濕疹恢復(fù)得較快,并且通常情況下不會(huì)在皮膚上留下影響。這種類型的濕疹很顯然不符合建筑工人患病的基本特征。
過(guò)敏性濕疹是發(fā)生在曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)敏現(xiàn)象的人身上,他們通常對(duì)某種過(guò)敏源產(chǎn)生異常敏感性。如果一個(gè)人對(duì)某種過(guò)敏源出現(xiàn)過(guò)敏現(xiàn)象,一般地講,這種過(guò)敏癥狀可能會(huì)伴隨一生。換而言之,如果不接觸過(guò)敏源,則皮膚不會(huì)出現(xiàn)過(guò)敏癥狀,但是一旦過(guò)敏源與皮膚再接觸時(shí),這種濕疹就會(huì)馬上復(fù)發(fā)。
綜合兩種濕疹的癥狀和水泥對(duì)人體皮膚危害的現(xiàn)象分析,可定義一個(gè)新名詞去解釋水泥對(duì)人體皮膚的危害,即水泥濕疹。水泥濕疹是一種由水泥漿體的磨蝕作用引起的刺激性濕疹和通過(guò)水泥中的水溶性鉻酸鹽而引起的過(guò)敏性濕疹結(jié)合在一起的綜合病癥。水泥濕疹的主要表現(xiàn)為發(fā)紅、脫皮、流膿和皮膚潰爛。如圖3所示。
在國(guó)外,水溶性鉻酸鹽被首次證明存在于水泥漿體中,同時(shí)也揭示了鉻過(guò)敏和水泥濕疹之間的關(guān)系。有實(shí)驗(yàn)證明,患有水泥濕疹的建筑工人當(dāng)中有93.75%的建筑工人是對(duì)鉻元素過(guò)敏的。在此之后,相關(guān)研究表明,在許多國(guó)家,水泥過(guò)敏是造成建筑工人職業(yè)性皮膚病的最主要原因[12]。
圖3 水泥濕疹
有資料顯示,歐洲水泥和亞洲水泥在用料和配比上是基本一致的。因此,我們國(guó)家可以借鑒國(guó)外相關(guān)研究對(duì)水泥皮膚病變進(jìn)行防治。可以采取以下辦法:
鉻元素引起的皮膚病的問(wèn)題與水泥制品的生產(chǎn)、加工及硬化前的使用有關(guān)。水泥粉塵中的鉻酸鹽與人體身上的汗水相溶就會(huì)在人體接觸水泥的部位形成水泥漿體,產(chǎn)生水泥濕疹。但是一旦水泥黏結(jié)硬化,就不會(huì)產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)。也就是說(shuō),如果可以有效地去除水泥中的六價(jià)鉻離子或者適當(dāng)降低水泥中六價(jià)鉻離子的含量,建筑工人水泥皮膚病的問(wèn)題就迎刃而解了。國(guó)外有實(shí)例證明,將水泥中水溶性的六價(jià)鉻離子降低它的化合價(jià),使其轉(zhuǎn)化成對(duì)低價(jià)態(tài)鉻,并且該低價(jià)態(tài)鉻對(duì)人體無(wú)傷害。
S·Fregert博士和他的同事在瑞典進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)室的研究,他用硫酸亞鐵將水泥漿體中六價(jià)鉻離子還原成三價(jià)鉻離子,其化學(xué)反應(yīng)為:
Cr6++3Fe2+=Cr3++3Fe3+
Freger博士和他的團(tuán)隊(duì)用大量的實(shí)驗(yàn)證明了六價(jià)鉻離子被硫酸亞鐵鹽還原成三價(jià)鉻離子的這一正確結(jié)果,并得出結(jié)論:在水泥中添加硫酸亞鐵不僅可以還原全部的鉻酸鹽,而且三價(jià)鉻對(duì)混凝土沒(méi)有技術(shù)上的副作用。他還研究過(guò)其他還原鉻酸鹽的方法,但是最好的方法就是在水泥與其他集料攪拌時(shí)加入硫酸亞鐵鹽。后來(lái),丹麥水泥公司和瑞典水泥公司,將固體硫酸亞鐵加入水泥磨內(nèi)粉磨,進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)。結(jié)果非常出乎他們的預(yù)料,一些硫酸亞鐵經(jīng)歷了水泥磨內(nèi)及磨后的輸送系統(tǒng)在高溫、高濕環(huán)境后保存下來(lái),而且依然能還原水溶性鉻酸鹽。所以這一項(xiàng)技術(shù)由AolborgPortland廠和Cementa廠申請(qǐng)到專利,其他歐洲水泥公司也獲準(zhǔn)采用。
水泥制造廠商在實(shí)際生產(chǎn)中證明:如果選用煤煅燒的熟料進(jìn)行生產(chǎn),那么水溶性六價(jià)鉻含量較少;如果使用重油和天然氣煅燒熟料,不僅造價(jià)高而且水溶性六價(jià)鉻含量相對(duì)較高。所以合理改進(jìn)生產(chǎn)配方也是從源頭降低水泥中鉻元素含量的一個(gè)可行的辦法[13]。
在施工過(guò)程中,建筑工人務(wù)必要穿上可以防止水泥漿侵入的工作服,帶上手套,穿好靴子,并且不得裸露身體作業(yè)。如果一旦不小心接觸到水泥漿,應(yīng)該及時(shí)用清水沖洗。若發(fā)生水泥灼傷,除及時(shí)清潔創(chuàng)面外,還須按一般灼傷進(jìn)行藥物處理。若發(fā)生感染,應(yīng)結(jié)合抗生素治療。
在水泥施工過(guò)程中,大多數(shù)建筑工人反映,戴上普通塑膠手套工作將會(huì)影響到他們的正常施工,這也就告訴我們應(yīng)該生產(chǎn)一些貼合度較高的建筑專用手套。如可以在貼合度較高的醫(yī)用手套上做進(jìn)一步的改良。建筑工人反映,醫(yī)用手套貼合度的確很高,但畢竟不是建筑工人專用,所以在很多方面存在不足。如醫(yī)用手套通常情況下很短,只能遮住手腕,不能遮住手臂;醫(yī)用手套過(guò)于單薄,耐久性不好,差不多每天就要換一兩雙,從而造成額外的開支;醫(yī)用手套是塑料制成的,透氣性不好,所以對(duì)于一個(gè)本來(lái)就患有水泥皮膚病的建筑工人若再帶上不透氣的手套工作還會(huì)造成另一種傷害。
綜上所述,我們可以結(jié)合普通塑膠長(zhǎng)手套(如圖4所示)適中的厚度和長(zhǎng)度、醫(yī)用手套(如圖5所示)較好的貼合度和普通線織透氣手套(如圖6所示)良好的透氣性的優(yōu)勢(shì)生產(chǎn)出符合建筑工人施工用的專用手套。
圖4 普通塑膠長(zhǎng)手套
圖5 醫(yī)用手套
圖6 普通線織手套
水泥皮膚病是一種在建筑工人中是比較常見(jiàn)的由于長(zhǎng)期接觸水泥所致的一種局部皮膚炎性病變。對(duì)于這種頑固性皮膚病僅服用一般的抗過(guò)敏西藥治療效果不明顯,或者僅靠服用西藥不能從根本上解決水泥皮膚病,所以水泥皮膚病會(huì)反復(fù)發(fā)作,嚴(yán)重影響了建筑工人的正常生活。
如果在服用西藥的同時(shí)配合外敷中藥,療效會(huì)顯著提高。其原因是:
3.3.1 西藥能快速緩解皮膚癥狀
一般抗過(guò)敏西藥可以從體內(nèi)阻斷變態(tài)反應(yīng)性炎變的發(fā)展。如抗組織胺藥物,這是最常見(jiàn)的抗過(guò)敏藥物。傳統(tǒng)的抗組織胺藥物有賽庚啶等。雖然對(duì)于治療過(guò)敏有很大的幫助,但它也存在不足之處。如服用后會(huì)產(chǎn)生困倦、嗜睡,全身乏力,精神不集中等副作用,因此這種藥物不太適合正在工作的建筑工人。新型抗組織胺藥克服了一些傳統(tǒng)抗組織胺藥的弊病,其主要作用是抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng),如皿治林等。這種新型抗組織胺藥物通常用于治療過(guò)敏性鼻炎、過(guò)敏性皮膚病等,治療效果較好,能夠在短時(shí)間內(nèi)阻止病情的進(jìn)一步發(fā)展[14],但是不能從病源處杜絕水泥皮膚病的發(fā)生。
3.3.2 中西藥結(jié)合效果更好
我國(guó)中藥中的黃柏、黃連、大黃等,有清熱、殺菌、消腫和收斂的功效;地膚子、蛇床子、川芎、艾葉等,有明顯止癢作用。諸味中藥配合外敷,治療效果明顯[15]。同時(shí)中藥在很多疾病領(lǐng)域都能夠達(dá)到根除病源的最佳療效,因此:從本土中藥方劑中研制出解決水泥皮膚病的藥物是一個(gè)切實(shí)可行的辦法。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委于 2015年 9月 11日發(fā)布、2016年 10月 1日實(shí)施強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB31893—2015《水泥中水溶性鉻(Ⅵ)的限量及測(cè)定方法》,不僅給了水泥生產(chǎn)企業(yè)一個(gè)過(guò)渡的階段,也給了充分的學(xué)習(xí)時(shí)間,企業(yè)一定要認(rèn)真研讀,熟練掌握標(biāo)準(zhǔn),依照標(biāo)準(zhǔn)要求生產(chǎn)水泥。政府部門可以組織相關(guān)講座或者用其他宣傳形式向建筑工人普及水泥在施工過(guò)程中給人體皮膚的危害,并且提出一些可行性解決辦法。
防止水泥對(duì)人體皮膚產(chǎn)生危害,可以從以下三點(diǎn)著手解決:首先,從水泥生產(chǎn)的源頭解決,嚴(yán)格控制水泥中有害成分的產(chǎn)生;其次,結(jié)合中西藥的藥效和用途生產(chǎn)出防治和治療水泥皮膚病的藥品;最后,從經(jīng)濟(jì)適用的角度考慮,生產(chǎn)出物美價(jià)廉的建筑工人專用手套。