粉尘与尘肺

生产性粉尘与尘肺,贾 光 劳动卫生与环境卫生学系 ,Topics For Today,中国生产性粉尘与尘肺的危害现状生产性粉尘来源与分类生产性粉尘的理化性质及其卫生学意义生产性粉尘对健康的影响粉尘危害的控制,中国生产性粉尘与尘肺的危害现状,尘肺特点,中国目前为止最严重的一类职业病，发病率和患病率最高；职业病中最受关注的一类；近几年尘肺发病进入新的高发期，潜伏期和发病年龄提前；除传统致病行业外，珠宝加工和蔺草编制榻榻米等也出现尘肺患者以及电焊工尘肺等；,尘肺特点,肺盥洗成为目前尘肺治疗中的重要手段；尘肺是中国拥有法律和条例最多最早的一类疾病；中华人民共和国尘肺病防治条例于1987年12月3日颁布，以及职业病防治法，2002年实施； 尘肺病新的诊断标准 2009年颁布；,尘肺病仍是我国最严重的职业病，占职业病报告总例数的87.42%；建国以来，累计报告尘肺病67 6541例，死亡14 9110例，现患52 7431例；多为煤工尘肺和矽肺，主要分布在煤炭行业，中、小型企业；尘肺病发病工龄有缩短的趋势；,生产性粉尘来源与分类,粉尘与生产性粉尘,粉尘：以气溶胶状态或以烟雾状态存在的能较长时间漂浮于空气中的固体微粒。人类的生产活动和生活活动及自然界的风化、腐蚀、气体流动均可产生粉尘。典型的环境颗粒物如沙尘暴； 生产性粉尘：在人类的生产活动中产生的能够较长时间漂浮于生产环境中的固体微粒。,几个基本概念,雾 悬浮于空气中的液体微滴，如喷漆产生 的漆雾；烟 悬浮于空气中的直径小于0.1m的固体微 粒；粉尘 粒子直径在10 m以下的固体微粒则称为粉尘。气溶胶 粉尘、烟和雾的统称。,固体物质的破碎或机械加工 粉碎、钻孔、研磨、切割等可燃物质的不完全燃烧 燃煤产生的煤烟雾某些物质加热时蒸气的冷凝或氧化 金属冶炼、铸造、电焊 粉末状物质的加工处理 包装、搬运、混合、过筛,生产性粉尘的来源,产生粉尘的行业,矿山开采业：金属矿山和非金属矿山的开采；机械加工业：铸造业；冶炼业：炼铁、炼钢等矿石粉碎、烧结、选矿；筑路业：铁路、公路修建中的隧道开凿及铺路；水电业：水电行业中的隧道开凿及运输；,无机性粉尘(inorganic dust)矿物性粉尘、金属性粉尘、人工无机性粉尘。有机性粉尘(organic dust)动物性粉尘、植物性、人工有机性粉尘混合性粉尘(mixed dust)系指上述各种粉尘混合存在，在生产环境中，最常见的是混合性粉尘。,生产性粉尘的分类,无机性粉尘,矽尘：一般指含游离Si02 10%以上的矿物粉尘； 硅酸盐尘：含有Al、Mg、Ca、Fe等金属元素的硅酸盐，如：石棉、水泥、滑石、云母、高岭土；含炭粉尘：煤尘、石墨、炭黑等；金属粉尘：金属冶炼、电焊、切削、抛光；人工无机粉尘:玻璃纤维、金刚砂、矿物棉;,生产性粉尘的理化性质及其卫生学意义,粉尘的化学组成以及化学性质 粉尘的分散度 粉尘的溶解度 粉尘的比重、形状和硬度粉尘的浓度,理化特性,粉尘的化学组成以及化学性质,游离Si02含量的多少游离二氧化硅大于70，短期暴露后即可发病，病理以胶原性结节为主；游离二氧化硅小于 10，病变发展较慢，病理上以间质纤维化为主； 致纤维化能力依次为: 鳞石英 方石英 石英 柯石英 超石英可溶性金属可经血液循环进入机体，引起中毒如铅尘、铬酸盐粉尘等,矽尘,肺泡巨噬细胞聚集,尘细胞,黏液纤毛 排出,肺泡间隔巨噬细胞吞噬 游离状态,慢性增殖性淋巴管炎,尘粒和尘细胞逆肺门堆积,矽结节和肺弥漫性纤维化,矽结节形成,尘细胞成纤维细胞 炎性细胞 胶原纤维,胶原纤维变粗、密 细胞成分减少,胶原纤维透明性变,典型矽结节,晚期 细胞成份少，纤维成份多,早期 细胞成份多，纤维成分少,矽结节横断面呈同心圆排列-圆葱头状,矽结节形成原理-,游离SiO2尘粒,巨噬细胞吞噬胞膜 生物膜脂质破裂 过氧化损伤,肺泡型上皮细胞肿胀、崩解脱落,细胞不能增生、修复,肺泡基地膜受损暴露间质,成纤维细胞增生,免疫系统,抗原抗体 复合物,网状纤维,胶原形成纤维化透明性变,间隔内成纤维细胞移出,矽结节形成肺组织纤维化,刺激,纤维状粉尘与颗粒状粉尘,颗粒的形态和表面活性,圆形： 易沉降 不规则形： 不易沉降 新鲜粉碎的颗粒：表面活性高 形成自由基可能性大,石棉肺是硅酸盐肺中最常见、危害最严重的一种 致肺组织纤维化-引起石棉肺 致癌物 恶性间皮瘤(胸膜和腹膜) 肺癌 “石棉 ”asbestos sbests 不可毁灭（古希腊） 19世纪人类开始大规模开采和使用石棉石棉特点- 具有抗拉强度大，不易断裂、隔热、绝缘 保温、耐火、耐酸碱。工业用途达3000种以上, 病理改变-肺间质弥漫性纤维化 (双侧下叶尤重) 病理特征-胸膜增厚和胸膜斑 (可以是接触石棉的非石棉肺患者唯一病变 ) 胸膜斑是由玻璃样变的粗大胶原纤维束在胸膜壁层和(或)脏层 局部形成纤维斑片,胸膜斑呈灰白或浅黄色,表面光滑,境界清楚 组织切片-石棉小体 (见长10300m，粗15m) 呈黄色或黄褐色(铁反应呈阳性),形似哑铃,串球或火柴状 石棉小体,尘纤维被巨噬细胞吞噬后,由一层含铁蛋白的颗粒和酸性粘多糖包裹,沉积于石棉纤维所成,纤维机械刺激学说 纤维性 机械损伤 坚韧性 多丝结构 穿透脏胸膜 许多研究证实 长纤维致纤维化能力强 （5m）短纤维具更强的穿透力细胞毒性学说 石棉纤维 细胞膜接触 巨噬细胞膜 细胞崩解 引起肺组织纤维化,物理特性,穿透支气管和肺泡壁,侵入肺间质引起纤维化病变,胸膜病变胸膜斑间皮瘤,通透性 溶酶体释放,石棉纤维致病机制,粉尘的分散度 Distribution of particulate size,指物质被粉碎的程度，用来表示粉尘粒子大小组成的百分构成，通常以粉尘粒径大小的数量或质量组成百分比来表示，前者称为粒子分散度，粒径较小的颗粒数越多，分散度越高； 后者为质量分散度，粒径较小颗粒占总质量百分比越大，质量分散度越高。分散度高的粉尘，沉降速度较慢，悬浮在空气中的时间较长，因此被吸入的机会就越多，它是粉尘监测的常用指标。,空气动力学直径,颗粒在空气中的沉降速度与一种密度为1的球形粒子的沉降速度一样时， 则球形粒子的直径即为该种粒子的空气动力学直径(AED)15m的粒子可进入呼吸道， 10-15 m上呼吸道,称为可吸入性粉尘5 m以下,可到达呼吸道深部和肺泡区, 称为呼吸性粉尘0.5um以下的粉尘，因其重力小，不易沉降，随呼气排出，故阻留率下降；0.1um以下的粉尘因布朗运动，阻留率反而增高。,Size-selective deposited,Inhalable (15- m), hazardous when deposited anywhere in the head airway regionThoracic (-10 m), hazardous when deposited in the lung airways Respirable (5- m), hazardous when deposited in the gas exchange regions of the lungs,Regional Lung Deposition不同粒径肺内沉积规律,10-100nm,了解分散度的卫生学意义,了解粉尘的吸入机会：漂浮时间长, 吸入机会多。 了解粉尘的致病能力：表面积大,参与理化反应的机会就越多,对人体危害大。粉尘工程控制方面，通风除尘技术选择的依据,Particle Particles/ml Particle SurfaceDiameter (um) of air area (um2/ml of air) 2.0 2 30 0.5 153 120 0.02 2,390,000 3000,Large particle,Small particle,颗粒数与表面积 10 mg/m3 airborne particles,比表面积Surface area to volume ratio,Smaller particles are more reactivePlatinumSmaller molecules are more toxicCarbon Black,Nanotechnology Risks, Ethics, and Law, Hunt, Mehta ed. 2006,Equivalent dia. 2 xSettling velocity 3-4 x,Mechanical interlocking,Capillary (surface tension),Van der Waals (cohesive force 1/d*2),Chemical bonds,Single particle,Equivalent diameters of 10-1000x are common,颗粒间相互作用与表面化学受颗粒大小及团聚的影响,粉尘的硬度,粒径较大，外形不规则坚硬的粒尘可能引起呼吸道黏膜机械损伤；进入肺泡的粉尘，受肺泡表面活性物质影响，机械损伤作用可能不太明显。,溶解度,有毒物质溶解度高,毒性强,如铅、砷等,可引起全身中毒；相对无毒的粉尘,溶解度高,作用会低,如面粉；石英粉尘，溶解度低, 在体内持续作用,危害严重；,荷电性,粉碎、相互摩擦或吸附其他离子而荷电；受粒径大小、比重以及温度、湿度影响；荷电影响在空气中沉降以及在呼吸道阻留和被巨噬细胞吞噬速度；,粉尘爆炸性,可氧化的粉尘如煤，面粉等，遇到明火或电火花和放电时，可发生爆炸；防爆采样器的选择依据；,图. 影响颗粒物生物相容性的理化参数,影响毒性的主要理化特性,Composition组成Structure结构Solubility可溶性Reactivity反应性Surface Chemistry表面化学Aggregation Potential团聚能力Fresh particle, free radicals,Surface Area表面积Shape形状Density密度Particle Size尺寸,Chemical Related,Physical Related,影响粉尘致病作用的机体因素,接触时间的长短，呼吸系统保护机制的正常或异常，遗传易感性，个体防护，生活习惯如吸烟,尘肺的发生由以下因素决定,工龄粉尘中游离二氧化硅的含量二氧化硅的类型生产场所粉尘浓度分散度防护措施以及个体条件等有关潜伏期：一般在接触矽尘5-10年才发病，有的可长达15-20年,石棉肺的发病工龄一般为 515年 石棉种类 纤维直径和长度 纤维尘浓度 接尘时间(工龄) 接触者个体差异 工作场所混有其它粉尘,生产性粉尘对健康的影响,呼吸系统的防御反应 保护反应与病理反应的平衡,碰撞阻留吞噬 咳嗽喀痰进入呼吸道的粉尘98左右的尘粒可通过清除机制排出体外，滞留于肺内的尘粒只是吸入粉尘总量的23。,人体对粉尘的三道防线,鼻腔、喉、气管支气管树的阻留作用呼吸道上皮黏液纤毛系统的排出作用肺泡巨噬细胞的吞噬作用淋巴和血液系统转运：沉积在淋巴结或其他脏器,生产性粉尘对健康的危害,尘肺尘 肺 病 ( pneumoconiosis ) 是由于在职业活动中长期吸入生产性粉尘而引起的以肺组织弥漫性纤维化为主的全身性疾病。其病理特点是肺部进行性、弥漫性纤维组织增生。ILO 定义：尘肺是粉尘在肺内的蓄积和组织对粉尘存在的反应”（pneumoconiosis is the accumulation of dust in the lung and the tissue reaction to its presence ）。包括巨噬细胞性肺泡炎、尘细胞性肉芽肿和粉尘性肺组织纤维化所致的肺泡功能结构单位的损伤.,尘肺分类,由于粉尘的性质、成分不同，对肺所造成的损害，引起纤维化程度也有所不同，从病因上分析，可将尘肺分为六类:矽肺(吸入含有游离二氧化硅粉尘);硅酸盐肺(结合型二氧化硅如石棉肺);炭尘肺(煤炭、石墨、碳黑等);金属尘肺;混合性尘肺(游离二氧化硅和 其他某些粉尘的混合性粉尘);有机尘肺,十二种法定尘肺,2002卫生部与劳动保障部联合发布的职业病目录(211法监发E2002108号)公布的职业病名单中，列出了十二种法定尘肺，即矽肺、煤工尘肺、尘肺、炭黑尘肺、石棉肺、滑石尘肺、水泥尘肺、云母尘肺、陶工尘肺、铝尘肺、电焊工尘肺、铸工尘肺。 还包括：根据尘肺职业病诊断标准诊断的,2. 粉尘沉着症,粉尘沉着症：多为金属粉尘沉着症，铁、锑、锡、钡等,可引起肺间质非胶原性纤维化,但肺泡结构完整,脱离接触,病情不再进展有些会减轻.,3.有机粉尘所致疾患,棉尘症: 吸入棉尘等引起职业性变态反应性肺泡炎: 真菌等污染的粉尘引起有机粉尘毒性综合症: 细菌内毒素污染的有机粉尘所致非特异性慢性堵塞性肺病: 聚氯乙烯等引起,4.粉尘性支气管炎、肺炎、支气管哮喘等5.中毒作用铅、铬、锰等有毒粉尘，可引起中毒。,6.皮肤、粘膜疾患,皮肤干燥、粉刺、毛囊炎、脓皮病等例如生石灰、漂白粉、水泥、烟草等粉尘具有局部刺激性 ；大麻、黄麻、面粉、羽毛、锌烟等粉尘可引起变态反应性; 铬盐接触可致皮肤溃疡和鼻中隔穿孔；,7. 致癌作用,石棉: 肺癌和间皮瘤铬盐: 肺癌石英: 可疑致癌物,粉尘危害的控制,Hazard（Toxicity）,= Risk,x exposure,决定危险性的主要因素,物质本身有危险 或毒性,有接触机会,发生危险,危险性评价：对不良结果发生的机率进行描述和定量 的系统过程。,图. 粉尘危险度评价,暴露水平定量评价,健康效应定量 评价,粉尘的浓度和接触评价,浓度:单位体积气体中粉尘颗粒的质量或个数 (总粉尘浓度，呼吸性粉尘浓度) 累积暴露量浓度暴露时间 个体接触量个体采样浓度暴露时间通常可以通过现场记录资料以及工人问卷得到以往暴露资料；还可以通过现场采样和个体采样得到目前接触浓度。,1.法律措施 立法和执法1956年，国务院颁布了关于防止厂、矿企业中的矽尘危害的决定，规定了矽尘最高容许浓度为2mg/m3。1958年工厂防止矽尘危害技术措施办法、矿山防止矽尘危害技术措施暂行办法；1987年中华人民共和国尘肺防治条例；修订的粉尘作业工人医疗预防措施实施办法；1995年中华人民共和国劳动法；2002年中华人民共和国职业病防治法等。,控制措施,2.卫生技术标准粉尘最高容许浓度 1979年起相继颁布了生产性粉尘最高容许浓度， 2002年卫生部颁布了中华人民共和国国家职业卫生标准工作场所有害因素职业接触限值GBZ2-2002， 规定的粉尘标准有47项， 包括时间加权平均容许浓度， 短时间接触容许浓度；其中13项包括总尘和呼吸性粉尘浓度， 石棉又分总尘和纤维浓度。,控制措施,3. 技术措施改革工艺过程、革新生产设备湿式作业密闭抽风除尘,控制措施,4. 卫生保健措施接尘工人健康体健 包括就业前体检和定期检查以及脱尘检查;定期检查时间间隔根据接尘程度而定,包括职业史,自觉症状以及高千伏x线后前位胸片. 个人防护和个人卫生个人防护用品, 防尘安全帽,送风头盔等,以及防尘口罩.注意洗澡,杜绝将污染衣服带回家,控制措施,防尘“八字经验”,革、水、密、风、护、管、教、查革：改革工艺过程，革新生产设备。 水：湿式作业。密、风：密闭吸风除尘。护：个人防护。管：加强管理，建立健全防尘机构，制定规章制度。教：宣传教育。查：就业前及定期体检。,ILO/WHO消除矽肺的全球计划,2015年全球消除矽肺的规划：这是WHO号召在全球消灭的人类第三种疾病，也是第一种职业病。包括：建立消除矽肺的国际性规划和行动计划； 提供在工程控制、安全生产、接触评价、矽肺早期诊断和医学监测方面专家的建议；开展流行病学评价；培训和健康教育；监督消除矽肺国际性规划的执行情况。,治理前后,同学们下周要去参观工厂，并进行生产环境采样，希望大家用心观察 ，提出自己的建议和问题,Source: USBM, 美国矿务局MSHA美国矿山安全和健康管理局,Number of Fatalities and Annual Average Fatality Rates in the Mining Industry, 1911-2000,Coal Workers Pneumoconiosis: Number of Deaths,Crude and Age-adjusted Mortality Rates, United States ResidentsAge 15 and over, 1968-1999,Data source: NCHS,Monitoring: Personal Exposures,技术需求,粉尘暴露评价和职业史的建立；尘肺发病易感性方面的研究有效药物研制；防护技术和控制技术的革新法制意识和以人为本的加强,预测,在未来的几年内，尘肺将进入高发阶段，这批尘肺病人大都是因为90年代接触了高浓度粉尘，经过20年前后的潜伏期，而发病。尘肺的发生与制度相关，与经济发展相关；中国集中在中小企业，煤炭和冶金行业。,根据尘肺病的发病特点：预防,尘肺至今没有很好的根治办法；防尘口罩目前还有很多是不标准和合格的；工人工作时间太长；环境恶劣；农民工尘肺在诊断方面，遇到劳动合同的纠纷和职业史的模糊；诊断技术本身是没有太多技术障碍的；制度管理是根本；政府要管；职业卫生预防是控制尘肺发生最有效的手段：现场粉尘浓度监测，评价，控制，预测等。粉尘的8字方针依然是最好的法宝；,WARNING!,Even when affected workers are removed from exposure, silicosis may continue to progress,尘肺病人及家庭因为健康问题而备受影响；治疗过程花费很多而不能根除；,因此，很值得政府，企业，监督和服务机构和社会广泛关注！,Have A Good Time!,Topics For Today,中国生产性粉尘与尘肺的危害现状呼吸系统基本结构和功能复习生产性粉尘来源与分类生产性粉尘的理化性质及其卫生学意义生产性粉尘对健康的影响粉尘危害的控制研究热点： 大气颗粒物与纳米材料的毒性比较,10,20,30,%,0,