硫酸镍溶解度 粉尘危害与控制
粉尘是一种粒径极小的固体颗粒,可在自然环境中或生产过程中产生。工业粉尘是指生产活动中产生的、能长期飘浮在生产环境中的颗粒物,是污染工作环境、危害劳动者健康的重要职业病危害因素,可引起包括尘肺病在内的多种职业性肺部疾病。
工业粉尘来源
产生和存在生产性粉尘的行业和岗位很多,如采矿业的凿岩、爆破、破碎、运输等;冶金、机械制造行业的原料准备、破碎、筛分、配料等;皮毛、纺织行业的原料加工等。如果防尘措施不完善,就会产生大量粉尘。
工业粉尘的分类
1、按粉尘性质可分为:
①无机粉尘:无机粉尘包括石英、石棉、滑石、煤等矿物粉尘;铅、锰、铁、铍等金属粉尘及其化合物;刚玉、水泥、玻璃纤维等人造无机粉尘。
②有机粉尘:有机粉尘包括动物性粉尘如毛皮、丝、骨、角蛋白粉尘等;植物性粉尘如棉、麻、谷物、甘蔗、烟草、木屑等;人造有机粉尘如合成树脂、橡胶、人造有机纤维粉尘等。
③混合粉尘:在生产环境中,多数情况下是两种或两种以上的粉尘混合在一起,如煤矿工人接触的煤硅粉尘,金属制品加工打磨过程中产生的金属及磨料粉尘,毛皮加工过程中的毛皮及泥土粉尘以及其他混合粉尘等。
2、根据粉尘在空气中停留状态可分为:
①降尘:降尘一般指空气动力学直径大于10µm的颗粒物,在重力作用下能迅速落到地面。降尘多由大颗粒固体破碎、燃烧残余物团聚、细小物质研磨等产生。自然界中的风、沙尘暴也会产生降尘。
②浮尘:浮尘是指粒径小于10µm的微小颗粒,包括烟、油烟、雾等颗粒物。由于这些物质体积很小,重量很轻,能在大气中停留很长时间,悬浮于大气中,分布广泛,有很大概率被吸入人体呼吸道,容易对人体造成危害。
3、根据尘粒在呼吸道内沉降的部位,可分为:
①总粉尘:指能进入整个呼吸道(鼻、咽、喉、气管、支气管、细支气管、呼吸性细支气管、肺泡)的粉尘。即用总粉尘采样器按标准测量方法从空气中采集的粉尘。
②可呼吸性粉尘:指能到达肺泡区(无纤毛的呼吸性细支气管、肺泡管、肺泡囊)的粉尘。即用可呼吸性粉尘采样器按照标准测量方法从空气中采集的粉尘。
粉尘的物理化学特性及其卫生意义
根据工业粉尘的来源、分类及其理化性质,可以初步判断其对人体危害的性质和程度。从卫生学角度考虑,应考虑的粉尘理化性质主要有以下几点。
1.粉尘的化学成分、浓度和暴露时间。
工作场所空气中粉尘的化学成分和浓度直接决定其对人体危害的性质和严重程度。不同化学成分的粉尘可引起纤维化、刺激、中毒和致敏。例如,含有游离二氧化硅的粉尘引起纤维化,某些金属(如铅及其化合物)的粉尘经肺组织吸收后引起中毒,其他金属(如铍、铝等)的粉尘可引起过敏性哮喘或肺炎。对于同一类型的粉尘,工作环境空气中浓度越高,接触时间越长,对人体的危害越严重。
2. 尘埃的扩散。
弥散度指粉尘粒径的组成,以粉尘粒径的个数或质量百分比来表示。前者叫粒子弥散度,后者叫质量弥散度。粒径或质量较小的粒子越多,弥散度越高。粉尘粒子的弥散度越高,在空气中漂浮的时间越长,沉降速度越慢,被人体吸入的机会就越多。而且弥散度越高,比表面积越大,越容易参与物理化学反应,对人体的危害也就越大。
3.空气动力学直径。
不同种类的粉尘,其密度、形状各异,同一粒径的粉尘,在空气中的沉降速度也不同。为了比较它们,引入空气动力学直径的定义。粉尘粒子的空气动力学直径是指某一种类的粉尘粒子,不论其形状、大小和密度如何,如果它在空气中的沉降速度与密度为1的球形粒子相同,那么这种球形粒子的直径就是该粉尘粒子的空气动力学直径。相同空气动力学直径的粉尘粒子在空气中的沉降速度和悬浮时间相同,并且倾向于沉降在人体呼吸道的同一区域内。一般认为,空气动力学直径小于15µm的粒子即可进入呼吸道,其中10~15µm的粒子主要沉积在上呼吸道,因此,直径小于15µm的粉尘粒子称为可吸入粉尘; 直径小于5μm的颗粒物可到达呼吸道深部和肺泡区,称为可吸入粉尘。
4.灰尘的硬度。
粒径较大、形状不规则、硬度较高的粉尘颗粒可能会对呼吸道黏膜造成机械性损伤,而进入肺泡的粉尘颗粒由于质量较小、肺泡环境潮湿及受肺泡表面活性物质的影响,可能不会对肺泡造成明显的机械性损伤。
5.粉尘的溶解性。
有些有毒粉尘,如含铅、砷的粉尘,可在上呼吸道溶解吸收,溶解度越高,对人体的危害越大。
作用越强;对于面粉等相对无毒的粉尘,其溶解度越高,作用越低;石英粉尘之类则难以溶解,持续在体内产生有害作用。
6.灰尘的带电性。
物料在破碎过程和流动过程中,相互摩擦或吸收空气中的离子而带电。粉尘颗粒所带电荷不仅取决于其粒径和比重,还与工作环境的温度和湿度有关。空气中漂浮的90%至95%的颗粒带正电或负电。同性电荷的排斥力增强了颗粒在空气中的稳定性,而异性电荷的吸引则使粉尘颗粒相互碰撞、聚集和沉降。一般而言,带电粉尘颗粒容易滞留在呼吸道中。
7、粉尘的爆炸性。
煤、面粉、糖、亚麻、硫磺、铝等可氧化性粉尘,在适当浓度下(如煤尘35g/m3;面粉、铝、硫磺7g/m3;糖10.3g/m3)遇明火、电火花或放电即能爆炸。
工业粉尘在人体内的命运
1. 呼吸道中的粉尘沉积
尘粒随气流进入呼吸道后,主要通过撞击、拦截、重力沉积、静电沉积和布朗运动等方式沉降。粒径较大的尘粒可撞击沉积在大气道分叉处;纤维性尘粒主要通过拦截方式沉积。直径大于1μm的颗粒大部分通过撞击和重力沉积方式沉积,沉降速度与颗粒的密度和直径的平方成正比;直径小于0.5μm的颗粒主要通过空气分子的布朗运动沉积在小气道和肺泡壁上。
2.人体防御和清除灰尘
人体对吸入的粉尘具有有效的防御和清除功能,一般认为有三道防线。
①鼻腔、喉、气管支气管树的滞留作用:大量粉尘颗粒随气流吸入,经撞击、拦截、重力沉降、静电沉降等作用,滞留在呼吸道表面。气道平滑肌的异物反应性收缩,可使气道截面积减少,减少含尘气流的进入,增加粉尘滞留,并激活咳嗽、喷嚏反射,将粉尘排出。
②呼吸道上皮黏膜纤毛系统的排泄功能:呼吸道上皮细胞表面的纤毛和覆盖其上的黏液组成“黏膜纤毛系统”。正常情况下,气道内滞留的粉尘粘附在气道表面的黏液层上,纤毛有规律地向咽喉方向摆动,清除黏液层中的粉尘。但如果长期吸入粉尘,黏膜纤毛系统的功能和结构就会受到严重破坏,其清除粉尘的能力就会大大降低,导致粉尘在呼吸道内滞留。
③肺泡巨噬细胞的吞噬作用:进入肺泡的粉尘粘附于肺泡腔表面,被肺泡巨噬细胞吞噬,形成粉尘细胞。大部分粉尘细胞经自身阿米巴运动和肺泡舒张,转移到纤毛上皮表面,经纤毛运动清除。少部分粉尘细胞因受粉尘作用而破损、坏死、解体,粉尘颗粒游离出来后又被巨噬细胞吞噬,如此循环往复。此外,粉尘细胞及粉尘颗粒可进入淋巴系统,沉积于肺门及支气管淋巴结,有时也经血液循环到达其他器官。
呼吸系统通过上述功能,可在24小时内将进入呼吸道的大部分粉尘排出体外。人体通过各种清扫功能,可将进入呼吸道的97%~99%的粉尘排出体外,约有1%~3%的粉尘颗粒沉积在体内。如果长期吸入粉尘,上述清扫功能就会减弱,导致粉尘沉积过多,引起肺组织病变,引发疾病。
工业粉尘对健康的影响
一切粉尘颗粒对人体都是有害的。不同特性的工业粉尘可能对人体不同部位、不同程度造成损害。例如,可溶解的有毒粉尘进入呼吸道后,很快被吸收入血,引起中毒;某些硬性粉尘可机械性损伤角膜、结膜,引起角膜混浊、结膜炎;粉尘阻塞皮脂腺,机械性刺激皮肤,可引起痤疮、毛囊炎、脓皮病和皮肤裂痕等;粉尘进入外耳道,与皮脂混合形成耳垢。
工业粉尘对人体造成的损害是多方面的,对人体健康的直接损害主要是对呼吸系统,对局部的损害主要是刺激、炎症等。
1.对呼吸系统的影响。
对身体影响最大的就是对呼吸系统的损害,包括尘肺病、粉尘沉积病、呼吸道炎症、呼吸系统肿瘤等疾病。
①尘肺病:是在职业活动中因长期吸入工业矿物粉尘,并在肺内滞留而引起的以肺组织弥漫性纤维化为特征的疾病。尘肺病是发病范围最广、危害最大的职业病。据统计,尘肺病病例占我国职业病总数的70%以上,是世界上尘肺病危害最严重的国家。根据近几年报告数据分析,全国县级及以上企业接尘工人年健康检查率约为30%,每年新发现尘肺病病例约1万~2万例。 最新数据显示,我国尘肺病患者已约53万,其中死亡约12万,疑似病人约60万,且尚未包含乡镇企业尘肺病。
我国2013年颁布实施的《职业病分类与目录》规定了尘肺病12种类型,即矽肺病、石棉肺、煤工尘肺、石墨尘肺、炭黑尘肺、滑石尘肺、水泥尘肺、云母尘肺、陶工尘肺、铝尘肺、焊工尘肺和铸造工尘肺。另外,将能根据《尘肺病诊断标准》和《尘肺病病理诊断标准》诊断的其他尘肺,列为第十三种尘肺。
②粉尘沉积病:吸入一些工业粉尘如锡、铁、锑等后,主要沉积在肺组织,呈现异物反应,主要为间质纤维化,以网状纤维化增生为主。在胸部X光片上,可见整个肺野呈结节性阴影,主要是这些金属的沉积所致。该类病变又称粉尘沉积病。它不破坏肺泡结构,所以肺功能一般不受影响,机体也无明显症状和体征,对健康的危害不明显。若离开粉尘作业,病变便不能再继续发展,甚至肺阴影也会逐渐消退。
③有机粉尘引起的肺部病变:有机粉尘的生物学效应与无机粉尘不同。例如吸入棉、亚麻或大麻粉尘引起的棉尘病,常在休息后第一天工作结束时表现为胸闷、气短和/或咳嗽症状,可有肺通气功能的急性改变;吸入含有霉菌孢子的植物粉尘,如干草粉尘、谷物粉尘、甘蔗渣粉尘等,或吸入被细菌或血清蛋白污染的有机粉尘,可引起职业性过敏性肺泡炎;吸入各种粉尘(如铬酸盐、硫酸镍、氯铂酸铵等)后均可发生职业性哮喘。
④其他呼吸系统疾病:粉尘进入的部位,大量巨噬细胞聚集,导致炎症反应,引起粉尘气管炎、支气管炎、肺炎、喘息性鼻炎、支气管哮喘等疾病。由于粉尘诱发的纤维化、肺沉积和炎症,常引起肺通气功能的改变,表现为阻塞性肺病;慢性阻塞性肺病也是接尘工人的常见病。尘肺病人常并发肺气肿、肺心病等疾病。长期接触粉尘,常引起机体抵抗力功能下降,容易发生非特异性肺部感染。结核病也是接尘人员易患的疾病。
2.局部效应。
粉尘作用于呼吸道黏膜,早期引起黏膜下毛细血管功能亢进、扩张、充血,黏膜腺分泌增多,滞留较多粉尘,长期下来形成黏膜肥大性病变,继而因黏膜上皮细胞营养不足而发生萎缩性病变,呼吸道防御功能降低。皮肤长期接触粉尘,可引起阻塞性皮炎、痤疮、毛囊炎、脓皮病等。金属粉尘还可引起角膜损伤、混浊。沥青粉尘可引起光敏性皮炎。
3.中毒作用。
吸附或含有可溶性铅、砷、锰等有毒物质的粉尘,在呼吸道黏膜中能迅速溶解吸收,导致中毒,出现相应有毒物质急性中毒症状。粉尘粒径越小,其表面积越大,能吸附的化学物质越多,可能造成的健康危害越大。
4.肿瘤。
有些粉尘是或者含有人体致癌物质,如石棉、游离二氧化硅、镍、铬、砷等,这些都是国际癌症研究机构提出的人体致癌物质。含有这些物质的粉尘可能引起呼吸系统和其他系统肿瘤。此外,放射性粉尘也会引起呼吸系统肿瘤。