煤矿生产性粉尘的特性及卫生学意义

1、煤矿生产性粉尘的特性及卫生学意（一）粉尘的一般概念粉尘是指能较长时间悬浮在空气中的固体微粒。在生产过程中形成的粉尘称为生产性粉尘。悬浮粉尘是一 种气溶胶 （尘、烟和雾统称气溶胶 ），其分散介质是空气，分散相为固体粒子，固体粒子与空气共同组成一个分 散体系。煤矿作业场所空气中悬浮的粉尘，由于重力作用，逐渐向下沉降，沉积在工作面的底板、巷道壁、机 电设备的表面。由于生产中机械运转、局部通风、工人走动、放炮等原因，会使已沉降的粉尘再次飞扬，形成 二次扬尘，增加作业场所空气中的粉尘浓度，加重粉尘对人体的危害性。如果遇到瓦斯或煤尘爆炸，爆炸产生 的冲击波会使积尘扬起，扬起的煤尘参与爆炸，使瓦斯或煤尘爆炸

2、产生更严重的后果。二）生产性粉尘的分类生产性粉尘一般按粉尘的化学性质、颗粒大小、粉尘沉积呼吸系统部位及粉尘的生物学作用等进行分类。1. 按粉尘的化学性质分类；1）无机粉尘：无机粉尘主要是矿物性粉尘，其次为金属性粉尘，以及人工无机粉尘。常见的无机粉尘有以下几种：游离二氧化硅粉尘：一般是指含有10%以上的游离二氧化硅粉尘，又称矽尘。如金属矿山的开采，隧道开凿，煤矿岩石掘进等产生的粉尘。矽尘是生产性粉尘中分布最广、生物学活性最强、对人体健康危害最大的粉尘。硅酸盐尘：主要包括石棉、滑石、云母、高岭土等粉尘。其中以石棉尘对人体健康的危害最严重。含碳粉尘：有煤尘、炭黑、活性炭等粉尘，其中以煤尘接尘人数最多

3、金属粉尘：金属矿山的开采、冶炼，电焊时产生的烟雾和粉尘，如铁、锡、铝、铅、锰、锌、铜等金属及 其氧化物。人工无机粉尘：如水泥、金刚砂、玻璃纤维等。2)有机粉尘：a 植物性粉尘：包括棉、麻、谷物、甘蔗、烟草、茶、木材等加工时产生的粉尘。b 动物性粉尘：主要有皮毛的加工利用，动物饲养等产生的粉尘。c 人工有机粉尘：包括有机染料、农药、合成树脂、人造纤维等。(3)混合性粉尘：是指在作业场所中，同时存在无机和有机两种类型的粉尘，是人们在生产环境中最常见的 粉尘存在形式。如煤矿工人在采煤时，既接触煤尘，也接触顶、底板的矽尘。许多有机粉尘中都伴有无机粉尘 的存在。2. 按粉尘颗粒大小分：可见粉尘：即肉眼可

4、以看到的粉尘，一般粉尘粒径大于10卩m(2)显微粉尘：即用光学显微镜可以看见的粉尘，粉尘粒径在0.25-10卩m之间超显微粉尘：即用电子显微镜可以看到的粉尘，其粉尘粒径小于0.25卩m。3. 按粉尘进入呼吸道的部位分：1非吸入性粉尘 :一般不能进入呼吸道，其粒径大小于15卩m2 呼吸性粉尘：指粒径小于10 ym,可以到达肺泡的粉尘。四）按粉尘的生物学作用分：1 致肺纤维化粉尘：硅尘、石棉尘及其它硅酸盐粉尘等。可引起尘肺病。2 非致肺纤维化粉尘：如铁、锡；棉尘及蘑菇菌丝等粉尘。虽不致尘肺病，但可引起金属烟雾热或过敏 症等。三）粉尘的理化特性及卫生学意义1.粉尘的化学成份粉尘的化学成份决定了粉尘对

5、人体危害的性质。不同的粉尘生物学作用不同，所致疾病也不同（1 ）游离二氧化硅粉尘中的SiO2有结合SiO2和游离SiO2两种存在状态，含结合SiO2的粉尘，除石棉等少数外，对肺组织没有明显的致纤维化作用；但游离SiO2对肺组织有很强的致纤维化作用，是导致尘肺病最主要的病因。因此，国内、外都是按照粉尘中游离SiO2含量的多少来制定粉尘的卫生标准。不同岩石中游离SiO2含量不同，所产生的粉尘中游离SiO2的含量自然也不一样。据测定，生产性粉尘中的游离SiO2含量基本上与产生这种粉尘的岩石相同或略低。2）煤中的微量元素煤中含有小于 1%的元素称微量元素，已为不少学者所关注。煤中所含的一些微量元素，它

6、对尘肺以及肺 癌的发生发展有不同程度的影响。因此对煤中微量元素的研究具有一定意义。2粉尘浓度粉尘浓度是指单位体积空气中所含粉尘的质量或颗粒数，其表示的方法有两种：质量法和数量法。粉尘的 质量浓度单位为 mg/m3 ，粉尘的数量浓度单位为粒 /cm3 。目前绝大多数国家粉尘浓度采用质量浓度表示，只 有纤维性粉尘如石棉尘用数量浓度表示。粉尘浓度按粉尘粒度的大小，进入人体呼吸系统部位不同，又分为总 粉尘浓度和呼吸性粉尘浓度。工作场所空气中粉尘浓度越高，工人吸入粉尘的量就越多，沉积在肺内粉尘的可 能性就越大，越容易发生尘肺病。在生产过程中产生的粉尘，如果粉尘的化学性质和分散度相同，其粉尘的危 害性大小

7、主要取决于粉尘浓度的高底。由于造成尘肺的原因主要是进入肺泡的呼吸性粉尘，因此，在工作场所 中，呼吸性粉尘浓度的卫生学意义更大。3、粉尘的分散度粉尘的分散度是指固体物质被粉碎的程度，用粉尘颗粒大小组成的百分比来表示。粉尘粒径越小，构成的 百分比越大，其分散度就越高；反之，则分散度低。在粉尘作业场所，分散度高的粉尘，由于细小颗粒的粉尘 占的比例大，在空气中悬浮的时间就长，因此，被人体吸入的机会就大。据实验，粒径5卩m的粉尘，从人的呼吸带高度降到地面约需 3h;粒径1卩m的粉尘则需10h左右。另外，粉尘的分散度大小还直接影响粉尘在人体呼 吸道沉着的部位和致病作用，粉尘粒径越小的粉尘一般越容易达到呼吸

8、道的深部，而只有能够进入人体肺泡并 沉积下来的粉尘才能引起尘肺病。4、粉尘的溶解度粉尘的溶解度大小与其对人体危害程度的关系，因粉尘的性质不同而异。对于有毒粉尘，其危害随着溶解 度的增强而增强。如铅、砷、锰、镉等的粉尘，因其溶解度较高，吸入后可经肺吸收进入血循环，引起中毒效 应。有些金属及其化合物的粉尘、烟雾，由于溶解度低或不溶，吸入后可长期沉积于肺内，其中有些能引起肺 胶原纤维增生，如铝尘肺、电焊工尘肺等;有些仅在肺组织中呈现异物反应，如铁未沉着症等。而无毒粉尘则 随着溶解度的增强，在进入呼吸道后被溶解而易于排出体外，使其危害降低。但对于某些粉尘，如石英、石棉 等，虽然在体内的溶解度小，但对人

9、体危害却较严重。5、粉尘的荷电性粉尘的荷电性主要是由于机械磨擦生产的，如在矿山开拓掘进时，高速旋转的钻头与岩石的磨擦，使产生 的粉尘表面带有荷电，粉尘悬浮在空气中，亦可直接吸附空气中的电离子而荷电。粉尘的荷电性强弱与粉尘产 生的时间、工作场所的温度和湿度及粉尘颗粒大小等有关。分散度高、新产生的粉尘荷电性强；温度升高时荷 电增强；湿度增加时荷电减少；干燥的环境可使粉尘的荷电性增强；岩石的硬度增加时，凿岩中产生的荷电粉 尘亦随之增加。另外，荷电性与粉尘本身的化学性质也有关系，非金属粉尘及酸性氧化物粉尘，如二氧化硅等 粉尘带正电荷；金属粉尘及碱性氧化物粉尘，如石灰粉尘等带负电荷。粉尘的荷电性可影响粉

10、尘的聚集，从而 影响粉尘在空气中悬浮的时间，尽而影响其被吸入的可能性。带相同电荷的粉尘，可相互排斥不易沉降；带异 性电荷的粉尘互相吸引而凝集，加速沉降过程。研究还认为荷电性强的粉尘进入呼吸道后容易阻留在体内，并 易于被吞噬。因此，粉尘的荷电性不仅与粉尘的危害性有一定的关系，而且在开展防尘工作时，可考虑粉尘的 这一特性采取相应的措施。6、粉尘的形状、硬度和密度石棉尘的几何形状及大小，在其致癌过程中起着非常重要的作用。早在 1981 年， Stanton 等人即报道，细 长石棉纤维（长度8卩m,直径V 0.25卩m所致间皮瘤率比短纤维高，因此认为石棉的致癌性与其纤维长度有关。 Davi 等在吸入研究中，给予大鼠长或短（7、粉尘的表面活性粉尘表面的生物学活性影响其致肺纤维化作用，新产生的粉尘颗粒表面有较多的氧化硅（sio）和硅（si）自由基，可与二氧化碳、氧气和水反应产生H2O2和羟基（-OH）自由基等，因而具有更强的细胞毒作用。8.粉尘的爆炸性煤尘、植物纤维尘、镁粉、铝粉以及面粉等具有爆炸性。我国多数煤矿所产生的煤尘具有爆炸性，煤尘爆炸的破坏性很大，往往造成井巷、生