职业卫生教学课件第四章生物监测及职业卫生调查、评价201505课件

1、第三节,张廷雨 主任医师 TEL:,2,Breaking Open the “Black Box”,Biomarker 生物标志物,Biological Monitoring 生物监测,一、生物监测的基本概念,3,职业或环境卫生中监测的类型,预防措施,环境监测,外接触,接触的生物监测,TLV,健康监护,生物接触限值,预防措施,医疗保健措施,(a),(b),(c),在职业卫生服务领域，我们主要从事的是生产环境的环境监测和健康监护。,4,环境监测 通常是指测定和评价工作场所空气中的有毒物质，故有时又称为空气监测； 传统上通过制订职业环境空气中有毒物质的最高容许浓度，预防化学物的过度接触，来保护职工

2、健康。因此，长期以来监测空气中化学物的浓度是评价职工接触化学物的主要手段。但是，环境监测并不能准确地告诉我们机体实际接触的情况。,一、生物监测的基本概念,5,健康监护（health surveillance）是以预防为目的、通过系统地、定期有计划地收集、整理、分析和评价有关健康的信息和资料，从而连续性地监视疾病或健康状态的分布和发展趋势，对信息进行及时反馈，以便采取有效的干预措施。主要包括医学监护（一般体格检查和其它医学检查）和生物监测两部分内容。,一、生物监测的基本概念,6,生物监测 是指系统地监测人体生物材料（血、尿和呼出气等）化学物及其代谢物的含量或由他们所致的无害生物效应水平，将测得值

3、与参考值相比较，以评价人体接触化学物质的程度及其对健康产生的潜在影响。,一、生物监测的基本概念!,7,生物监测指标：指职业接触毒物后，机体内存在的并可用于生物监测的毒物、毒物代谢物，或由它们所致的无害性效应指标。 职业接触生物限值：指职业接触毒物后，未产生有害效应时，机体内存在的毒物和（或）毒物代谢物的最高容许含量，或指它们所致的无害性效应指标的最高容许水平。,一、生物监测的基本概念,8,air monitoring 空气监测,blood Metabolites 血代谢产物或原型,urinary metabolites 尿代谢产物,protein Adducts 蛋白加合物,exhaled a

4、ir 呼出气,9,三种监测的关系：相辅相乘，互为补充,随着生物监测技术的不断完善,其在职业有害因素评价体系中的地位日益加强,改变了长期以来以“环境监测为主、生物监测为辅”的传统观念，它与环境监测“相辅相成、互为补充”的观点正成为学术界共识。,10,化学物质从环境到机体靶分子的过程,11,WHO几乎包括反映生物系统与环境中化学、物理或生物因素之间相互作用的任何测定。 生物标志物是生物监测的重要研究对象。生物监测的实际需求促进了生物标志物的研究，而更多有效生物标志物的确立为生物监测的实施提供了强有力保障。,生物标志物,12,生物标志物可分为 接触性生物标志物( biomarker of expos

5、ure) 、效应性生物标志物( biomarker of effect) 和易感性标志物( biomarker of susceptibility) 但三者之间并无严格的界限,同一种标志物在一种情况下作为接触生物标志物,而在另一种情况下则可能可作为效应生物标志物。,生物标志物,13,生物标志物,14,（一）接触性生物标志物,反映机体生物材料中外源性化学物或其代谢物或外源性化学物与某些靶细胞或靶分子相互作用产物的含量。接触性生物标志物如与外剂量相关或与毒作用效应相关，可评价接触水平或建立生物阈限值。,15,生物标志物,16,化学物及其代谢产物,化学物及其代谢产物称为内剂量的生物标志物，是指直接测

6、定细胞、组织(脏器、骨髓、头发、指甲、脂肪和牙齿)或体液(血液、乳汁、羊水、唾液和胆汁)或排泄物(粪便、尿液、汗液)或呼出气中外源性化学物及其代谢产物的浓度。 例如，呼出气中的有机溶剂，血液中的苯乙烯、铅、镉、砷等，脂肪组织中的多氯联苯和多溴联苯、二氯二苯、三氯乙烯(TCE) 、TCDD，尿中的黄曲霉毒素和苯的代谢物,头发中的砷、铅等重金属，血液中的碳氧血红蛋白、高铁血红蛋白等。,生物标志物,17,接触生物标志物的稳定性,对任何一种类型的生物标志物来说，接触某种化学物后所形成的生物标志物随时间的延长,其稳定性如何都是需要考虑的重要问题。,18,接触生物标志物的稳定性,生物标志物,19,（二）效

7、应生物标志物,指机体中可测出的生化、生理、行为或其他改变的指标。,生物标志物,20,即反映机体先天具有或后天获得的对接触外源性物质产生反应能力的指标。既可以与遗传有关，又可以与环境诱发有关。如环境化学物在接触者体内代谢酶及靶分子的基因多态性，属遗传易感性标志物。当环境因素作为应激原时，机体的神经、内分泌和免疫系统的反应及适应性，亦可反映机体的易感性。易感性的生物标志物可用以筛检易感人群，保护高危人群。,（三）易感性生物标志物,21,易感性因素及其分类,22,二、生物监测的特点,1. 监测的系统性和连续性 我们不能将生物监测单纯地看作生物材料中化学物质及其代谢产物或效应的检测。 生物监测强调评价

8、人体接触化学物质的程度及可能的健康影响，其目的是为了控制和降低其接触水平。 只有定期地对接触者进行监测才能达到上述目的。若一旦发现超过所规定的接触水平，就应采取相应的控制措施，如降低车间空气中化学物质的浓度，缩短接触时间，减少皮肤污染或及时清除和使用个人防护用品等，以提高对职业人群健康的保护水平。,23,生物监测与生物检测的区别,生物监测是利用生物学信息评价环境质量及对人类健康的影响，生物监测应作为职业性有害因素评价的重要组成部分，并成为职业健康管理的主要内容。 生物检测是对人体生物材料中化学物质或其代谢产物的含量及其所致的生物学效应指标的测定，是生物监测的基础，两者不能分割，从理论上讲是不能

9、混淆的。,24,2.监测指标的特异性和非损伤性 对职业接触所引起的健康影响应强调早期效应并具预测性。这就决定了生物学效应指标的特异性和非损伤性。特异性表示所选择的效应指标与接触的化学物质及其代谢物的量是相关的。,25,3.生物监测对象 生物监测是检测人体生物材料中化学物质或其代谢产物的含量或它们所致的生物学效应水平。前者是指摄入体内的化学物质的量、后者是外源性化学物经机体生物转化而产生的效应。均不同于仅估测外界存在的有害因素的环境监测，但都是以外界有害因素为基础的。,26,所测结果若超过接触限值，首先要考虑改善工作环境，减少接触和摄取。 在生物监测中，无害生物学效应水平，是相对的，它与健康监护

10、有着密切的联系。某些指标仅是程度的差异，并有一个移行的过程。因此，在概念上要明确对象，以便采取相应的对策，但在实际中是不应作机械分割，如血液胆碱脂酶活力测定是典型的生物学效应指标。作为生物监测指标其受抑制的程度应不超过30。若超过此值，接触者就有有害效应发生的可能。则应考虑对接触者采取必要的医学措施。但根本上还是需要改善工作环境。,4.生物监测对策,27,三、生物监测程序,监测项目和指标的选择 半减期 接触人群的选择 样品的采集和储存 检测方法,28,1.监测项目和指标选择原则,根据毒物中毒机理和体内代谢动力学以及监测目的而定。 理想的生物监测检测指标应既有特异性，又有很好的剂量反应(效应)关

11、系，同时应便于取材。若特异性差，但剂量反应好，可联合使用。,29,短半减期的生物标志物： 苯硫醇尿酸（Urinary phenylmercapturic acid） 粘糠酸（Urinary muconic acid） 长半减期生物标志物： 苯的白蛋白加合物 苯的血红蛋白加合物 多种标志物的同时应用比单一标志物会提供比较全面的信息。,30,低剂量连续暴露一种化合物，半减期较短的生物标志物水平会较低，半减期较长的生物标志物水平会较高并有蓄积； 相反，假如近期高水平暴露某种化合物（由于某种事故），半减期较短的生物标志物水平会较高而半减期较长的生物标志物会较少因为没有时间积蓄。,31,2.半减期,32

12、,3.接触人群的选择,根据监测目的策略和统计学知识，选择接触和对照人群以及样本量。,33,4.样品的采集和储存,采样：时间、频率 、地点 储存：时间、冷冻、冷藏、添加剂,34,5.检测方法,生理、生化、病理、行为等。,35,四、结果的评价及生物接触限值,参考值的建立是生物监测工作者的重要任务之一，是依据现有的知识水平，在外剂量、内剂量和生物学效应相互作用研究的基础上建立的。 表示方法 由于各国所制定卫生标准的基础不同，其名称及含义也有所不同。 BEI ，biological exposure indices BAT， biological tolerance value BLV ，biolog

13、ical limit values,工作场所有害因素职业接触限值,美国,TLV、RELs 学术性、推荐性 PELs 具有法律效力的卫生标准,时间加权平均阈限值（threshold limit value-time weighted average, TLV-TWA） 短时间接触阈限值（ threshold limit value-short term exposure limit, TLV-STEL） 上限值（ threshold limit value-ceiling ， TLV-C）,37,1. 生物接触指数 工业实践中用于评价潜在健康损害的参考指南，是表示接触化学物质的健康工人的生物材料

14、中受检物测定值与吸入接触TLV (threshold limit value 阈限值)的相当量。生物接触指数并不表明损害与无损害接触量的显著区别。 【由美国工业卫生师协会（American Conference of Industrial Hygienists ，ACGIH）所公布的生物接触指数(Biological Exposure Indices ，BEIs 】,38,2.生物耐受量 生物耐受量是指人体内化学物质或其代谢产物的最高容许量或其所引起的生物学参数偏离正常的程度。,【德国研究协会(DFG)所公布】,39,3.职业接触生物限值 职业接触生物限值是按照制订MAC的原理,规定出生物组织

15、中毒物或其代谢产物的最高耐受界限。在我国根据生物监测标准专题讨论会专家们的建议，生物监测卫生标准统一用“生物接触限值”表示。我国的标准已陆续颁布，并颁布了我国的“职业卫生生物监测质量保证规范” 。,41,所得的结果与合适的参考值进行比较。必须注意，由于个体对化学物质的易感性不同，即使生物监测结果低于生物接触限值也不能保证所有工人都没有 有害健康效应产生。某些情况下，考虑到接触个体之间的变异性，可将其接触数据与该个体前期接触数据（基线值）相比较。,4.个体评价,42,生物监测结果可以在群体基础上进行比较，即通过群组数据的统计分析作出评价。必须同时报告能描述此群体特性的参数。对属于正态分布的数据，

16、应给出平均值、标准差和范围。如为对数正态分布，应给出几何均值、几何标准差和范围或中位数，90和10位数和范围。对不属于正态分布(包括几何正态分布)者，可报出中位数、90和10位数和范围。,5.群体评价,43,空气中生物材料中毒物浓度的关系,95%上限,95%下限,均值,最高容许浓度,空气中毒物浓度,生物材料中毒物浓度,生物监测大部分是用于群体评价。参照生物接触限值 （生物学的参考值）以及研究结果的分布情况作出相应的评价。假如观察值均低于限值，则应视为工作条件是令人满意的（曲线1）；若全部或是大部分高于限值，则工作环境需采取预防措施（曲线3）；当出现第三种情况，其分布呈现二相或多相（曲线2），也

17、就是大部分是低于限值的，而小部分为异常值，这时可有二种解释，此异常值是由于高污染，环境则应加以改善。另一种可能是由于来自不良的卫生习惯或非职业接触。则应根据具体情况采取不同的措施。,44,45,职业接触限值,III全部超过了职业接触限值,I 全部低于职业接触限值,II大部分低于职业接触限值,生物监测的结果解释,标准中常见：工作场所有害因素职业接触限值,中国,职业接触限值： 指劳动者在职业活动过程中长期反复接触某种有害因素，对绝大多数人的健康不引起有害作用的容许接触浓度（permissible concentration, PC）或接触水平。包括：,时间加权平均容许浓度（PC-time weig

18、hted average, PC-TWA） 短时间接触容许浓度（ PC-time-short term exposure limit, PC-STEL） 最高容许浓度（maximum allowable concentration，MAC）,最高容许浓度（Maximum Allowable Concentration, MAC）： 指工作地点，在一个工作日内，任何时间均不应超过的有毒化学物质的浓度。,短时间接触容许浓度（Permissible Concentration-Short Term Exposure Limit, PC-STEL） 指即使在符合当日时间加权平均容许浓度情况下，在一个工

19、作日内，任何一次接触不得超过的15分钟的时间加权平均浓度，即短时间容许接触水平。,职业卫生标准与职业安全健康管理体系,GBZ GBZ/T 国家制定（中国） 政府行为 强制和推荐,企业获得OHSAS18001认证有利于贯彻执行国家职业卫生标准，它不能代替政府监督企业执行国家职业卫生标准。1999年英国标准协会、挪威船级社等13个组织提出了职业健康安全评价系列（OHSS）标准，国际标准组织（ISO）暂不颁布这类标准，但许多国家和国际组织继续进行相关的研究和实践，并使之成为继ISO9000、ISO14000之后又一个国际关注的标准。,OHSAS18001认证等 国际组织只关注，暂不发布 企业自愿 指

20、导性，非强制,50,五、 生物监测的优点,反映机体总的接触量和负荷：职业性有害因素的识别、评价与控制 可直接检测引起健康损害作用的内剂量和内负荷：个体接触水平的评价 综合了个体间接触毒物的差异因素和毒物典型动力学过程的变异性 易于发现易感者 能较及时提供为采取预防措施的依据,51,举例,国内经验表明三硝基甲苯在车间空气中的浓度已低于最高容许浓度，但工人中白内障发病率仍然很高。经研究发现，接触者皮肤污染严重，经皮肤进入体内的TNT量明显大于经呼吸道的量，因此单凭空气中TNT的浓度无法准确评估职工的接触水平。此外，在这种情况下即使再降低TNT在车间空气中的最高容许浓度，预计也不会收到预期效果。职业

21、接触中经皮肤吸收占有重要地位。尤其当空气中毒物浓度逐步下降，则经皮肤吸收的毒物量在体内毒物负荷的总量中所占的比例随之增高，生物监测在反映接触水平中的作用也更为显著。,52,接触途径的分析和防护措施效果,在相同条件下工作的一群职工，一部分带呼吸道防护面具，阻止毒物经呼吸道侵入，另一部分不加任何防护，比较两组生物接触指标即可估计该条件下职工接触毒物的主要途径。生产工艺改革和卫生技术措施如安装了通风装置的效果考核，可以空气中毒物浓度的降低程度作为评价防护措施的主要方法；但对于皮肤防护措施和卫生教育效果的评价则以生物接触指标进行评价更为恰当。,53,例如， 接触正己烷的生物监测：近10年来，我国在工业

22、粘胶配制、制鞋、制球、印刷、家具制造及电器制造等领域中广泛应用正己烷。由于尿中正己烷代谢产物2，5-己二酮浓度与机体吸收正己烷之间存在剂量效应关系，成为反映正己烷近期接触量的敏感指标，也是职业接触正己烷首选的生物监测指标。当尿中2，5-己二酮浓度超过生物限值（35mol/L），表示工人有过量的接触，其与工作场所空气中正己烷的浓度结合起来，可全面评价工作场所的卫生条件和劳动者的接触状况。,54,六、生物监测的局限性,有些化学物不能或难于进行生物监测； 对于刺激性卤素、无机酸类、二氧化硫等酸酐、肼等化学活性大，刺激性强的化合物，由于在接触呼吸道黏膜或皮肤时就起反应而无法监测；有些吸入体内后不易溶解

23、，如石英、碳黑、氧化铁、石棉、玻璃纤维等，沉积在肺组织中，无法制定生物接触限值；属正常代谢产物的一类物质，一般参比值波动范围大，作为生物监测指标的意义也不大。,55,生物监测方法学有待完善：太复杂的方法不利于开展。 对某些职业毒物或其代谢产物目前尚无检测方法。有的虽有可靠方法，但内剂量与效应间的定量关系的资料缺乏。无评价标准，监测结果不易解释。 生物监测不能反映车间空气中化学物的瞬间浓度的变化规律。 生物监测对象是人，监测对象依从性的问题值得重视，因此，所用的方法应不给监测对象带来不便和痛苦，更不能损害健康。,56,由于生物监测综合了个体间接触毒物的差异因素和毒物典型动力学过程的变异性，个体间

24、生物多样性必然也会影响代谢的各过程。 在实际工作中，劳动者往往会接触到不同的职业有害因素，如当劳动者同时接触几种毒物时，一种毒物的代谢过程可能会影响另一个毒物的代谢。 有些指标的参比值随地区和测定方法而异，取样时间、运输和保存等条件均可影响结果，如何确保监测的质量和资料的可比性，都有待积累经验。,生物监测结果解释需要综合多方面知识,指标个体间差异较大，影响因素较多,57,七、进行生物监测所必备的基础知识,生物监测是一门学科交叉较强的学科，需要以下几方面的基础知识： 1、分析化学、生物化学及分子生物学： 2、毒理学： 3、统计学： 4、N,58,灵敏的生物监测指标可以提供重要的诉讼证据,对于酒后

25、驾车及醉酒驾车者，为了保障道路安全与畅通，血及呼出气中乙醇的生物监测及法医学分析结果已经成为交通部门用作酒后驾驶唯一的诉讼证据。根据血液中乙醇的浓度判定是酒后驾车（0.2mg/ml）还是酒醉驾车（0.8 mg/ml）。此外，依据血液中酒精含量判定发生肇事可能性。,59,九、 展望,随着分子生物学的飞速发展，相关组学（基因组学、蛋白组学以及代谢组学等）的研究必将推动分子生物学标志物在职业及环境医学中的广泛应用，从而极大提高了生物监测的水平，但同时也会带来新的科学问题。 今后在生物监测领域里，除要继续加强化学物的毒代动力学和毒效动力学等基础研究、确定已有生物监测指标与接触水平及健康损害之间关系以及

26、研制标准化的分析技术和方法以外，明确血、尿、痰等替代物测定分析结果与到达靶器官或靶组织作用剂量以及效应关系也应列入工作重点，同时还需加速职业接触生物限值卫生标准的研制和推广应用。 随着我国经济的进一步发展，职业卫生与健康的需求会日益强烈，而服务于它的生物监测与生物标志物必将迎来新的腾飞。,第四节职业卫生调查,61,一、职业卫生调查形式,62,（一）职业卫生基本情况调查 1调查目的 建立工矿企业职业卫生档案。 2调查内容 职业卫生基本情况调查内容包括： 基本情况：单位名称、注册类型、行业分类等。 主要工作场所的劳动条件：主要车间、工段和工种的 建筑设计布局是否合理等。 主要产品和工艺流程：包括生

27、产工艺流程图、有害因 素分布图、原材料清单等。 防护设备及其使用、维修等情况。 职业性有害因素及其接触人数。 作业环境及接触者健康状况：职业性有害因素环境监测， 接触职业性有害因素职工 健康检查等。 .,职业卫生调查形式,63,（二）职业卫生专题调查 1调查目的 在于探究职业性有害因素对职业人群健康的影响。 2调查项目 专题调查的项目可视实际需要加以选择。 职业性有害因素与职业人群健康关系的调查 工作有关疾病调查 环境监测方法研究 生物监测研究 确定职业接触限制 预防措施效果的卫生学评价,职业卫生调查形式,64,（三）职业卫生事故调查 1.调查目的 在于尽快有效的抢救病人，预防事故的再次发生。 2.调查内容 主要包括： 职业卫生基本情况 事故发生的全过程 检测生产环境中各种可疑有害因素的含量,职业卫生调查形式,65,二、职业卫生调查步骤,（一）准备阶段 准备阶段的主要任务是明确调查目的，设计调查方案，组建调查人员等。 1.制订计划 2.查阅文献 3.拟订表格 4.试点调查,66,（二）实施阶段 在试点调查的基础上，总结经验教训，按照计划，全面展开