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1、华中科技大学 硕士学位论文 瓷厂和钨矿粉尘危害性研究 姓名：苏文进 申请学位级别：硕士 专业：劳动卫生与环境卫生学 指导教师：陈卫红 20080516 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 英文缩写英文缩写 PAM pulmonary alveolar macrophage 肺泡巨噬细胞 LDH lactate dehydrogenase 乳酸脱氢酶 MTT methyl thiazolyl tetrazolium 噻唑蓝 ROS reactive oxygen species 活性氧簇 TNF- tumor necrosis fa
2、ctor- 肿瘤坏死因子- OD optical density 吸光度 SMR standardized mortality ratios 标化死亡比 COPD chronic obstructive pulmonary disease 慢性阻塞性肺病 IARC International Agency for Research on Cancer 国际肿瘤研究机构 TGF- transforming growth factor- 转化生长因子- RNS reactive nitrogen species 活性氮簇 ESR electron spin resonance 电子自旋共振 iNO
3、S induced nitricoxide synthase 诱导型一氧化氮合成酶 IL interleukin 白介素 GM-CSF granulocyte-macrophage colony- stimulating factor 粒-巨噬细胞集落刺激因子 G-CSF granulocyte colony-stimulating factor 粒细胞集落刺激因子 IGF insulin-like growth factor 胰岛素样生长因子 PDGF platelet-derived growth factor 血小板源性生长因子 独创性声明独创性声明 本人郑重声明，本学位论文是本人在导师
4、指导下进行的研究工作及取得的研究成 果的总结。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文 中以明确方式标明。本人完全意识到本人将承担本声明引起的一切法律后果。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大 学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手
5、段保存和汇编本学位论文。 保密 ，在_年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 瓷厂和钨矿粉尘危害性研究瓷厂和钨矿粉尘危害性研究 学位申请人：苏文进 指导老师：陈卫红 教授 摘摘 要要 生产性粉尘是指在生产过程中形成的，并能长时间漂浮在空气中的固体微粒。生 产性粉尘不仅污染作业环境，而且对劳动者健康的损害也十分明显。既往研究表明粉 尘可以直接或间接引发尘肺、慢性阻塞性肺病、肺心病、肺癌等多
6、种疾病，并影响接 尘作业工人的寿命。全世界大约近亿劳动者受到粉尘危害的影响。我国接触粉尘作业 的人数众多，2000 年全国登记接尘人员超过 2000 万。此外，还有大量未登记却接触 粉尘的私有企业人员或国有企业的农民合同工、轮换工。 尘肺是由于在生产过程中长期吸入粉尘发生的以肺组织纤维化为主的疾病，是我 国职业性疾病中所占比重最大、危害最严重的职业病，极大地威胁着从业人员的身心 健康。据卫生部统计，至 2006 年底，中国尘肺累计病例数为 616442 例，死亡超过 14 万例，病死率近 24%。目前，我国平均每年新增职业病患者 1.5 万人左右，其中新增 尘肺病 1.2 万人。如果不加以干预
7、，预计到 2015 年尘肺病例将达到 72 万。 生产场所中粉尘类型众多，有研究发现，不同类型的粉尘致病能力很不一致，即 使是同类型的粉尘，如果来源不同（如不同来源的商业性石英） ，其损伤和活化肺泡 巨噬细胞（PAM）的程度也很不相同1。在我研究组前期对广西锡矿生产性粉尘的生 物学活性研究中发现，矿山粉尘对 PAM 的细胞毒性及致纤维化能力，与人群流行病 学研究发现的接尘工人标化死亡率和矽肺发病率存在一致性趋势。为验证前期研究的 结果，进一步评价我国陶瓷行业和金属矿山（钨矿）粉尘的生物学活性，及对接尘工 人健康的影响，本研究收集 4 个瓷厂（江西 3 个，湖南 1 个）和 4 个钨矿（湖南 1
8、 个， 江西 3 个）历史监测资料和作业场所粉尘样本，对以往建立的接尘工人队列继续随访 至 2003 年底，分析接尘对工人寿命的影响。本研究共分为三部分：一、瓷厂及钨矿 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 3 粉尘的监测与分析；二、粉尘的生物学活性评价；三、瓷厂及钨矿队列接尘工人主要 死因分析。 第一部分第一部分 瓷厂和钨矿职业危害粉尘的监测瓷厂和钨矿职业危害粉尘的监测 收集陶瓷厂和钨矿作业场所粉尘历史监测资料，结合现场粉尘测定，全面分析陶 瓷厂和钨矿粉尘危害的严重程度和变化情况，为同类企业制订防护措施提供科学依 据。 本研究 4 个
9、瓷厂及 4 个钨矿的粉尘监测分别始于 1972 年和 1958 年，对于以前缺 乏记录的环境监测资料，由测尘员、工业卫生人员、经验丰富的工人以及安全技术工 程人员根据当时的工作条件，并结合我国的降尘防尘措施、生产工艺改革等情况进行 估算。监测项目包括粉尘浓度、游离二氧化硅含量、分散度和粉尘各种元素含量。为 了保证监测的准确性，于 1987-1988 年和 2005-2006 年对瓷厂和钨矿作业场所进行了 现场监测。 结果表明： （1）瓷厂作业场所空气中的平均总粉尘浓度在二十世纪五十年代高达 16.1 mg/m3，以后逐年下降，六十年代到八十年代平均总粉尘浓度维持在 10 mg/m3 12 mg
10、/m3左右，八十年代末降至 10 mg/m3以下，1993 年为 3.8 mg/m3，2004 年为 1.6 mg/m3；钨矿作业场所空气中的平均总粉尘浓度在二十世纪五十年代后期高达 13.3mg/m3，五十年代末迅速下降，1958 年平均总粉尘浓度达到 5.7 mg/m3，以后缓慢 下降，七十年代初在 2.4 mg/m3左右，此后直到 2004 年，粉尘浓度整体变化不大，在 2.0 mg/m3左右，2004 年平均总粉尘浓度为 1.4 mg/m3。但是总体而言，这两类厂矿的 平均总粉尘浓度仍超过我国现行工作场所空气中粉尘容许浓度标准（1mg/m3） 。 （2）瓷厂积尘的平均游离二氧化硅的含量
11、为 30%左右，而钨矿为 50%左右，高 于瓷厂；瓷厂呼吸性粉尘的游离二氧化硅含量为 26.37%，而钨矿为 39.48%，高于瓷 厂。 （3）粉尘分散度测定结果显示，瓷厂总粉尘中粒径小于 10m 的尘粒占 73.45%， 钨矿的占 84.65%；瓷厂总粉尘中粒径小于 5m 的尘粒占 29.46%，钨矿的占 56.7%。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 4 瓷厂粉尘的分散度低于钨矿。 （4）瓷厂积尘的砷、镍、镉、铁、铜、锰元素的平均含量分别为 18.2、8.7、2.0、 5957.0、 24.0、 417.7g/g， 而钨矿的分别
12、为 102.9、 20.4、 17.9、 19067.9、 907.7、 1201.4g/g， 均高于瓷厂；瓷厂积尘中的铝元素平均含量为 22373.3g/g，大于钨矿的 12618.5g/g。 第二部分第二部分 粉尘的生物学活性测定粉尘的生物学活性测定 本部分通过测定瓷厂和钨矿粉尘的理化特性和粉尘的生物学活性（包括细胞毒 性、产生活性氧的能力和致纤维化能力） ，分析陶瓷和钨矿粉尘的细胞毒性和产生活 性氧及致纤维化能力，从而为粉尘作业危害评价提供依据。 采集上述 4 个瓷厂（以 A、B、C 及 D 厂表示）及 4 个钨矿（以 E、F、G 和 H 矿表示）不同作业点的粉尘样品，测定其理化特性（包
13、括粉尘的分散度及粉尘化学元 素含量分析） ；以豚鼠的 PAM 为试验对象，以中国标准石英粉尘为阳性对照，用不同 浓度的粉尘染毒，通过乳酸脱氢酶活力、细胞活力、活性氧释放量及 TNF- 释放量 的测定来评价粉尘样品的生物学活性。 结果显示： （1）与钨矿粉尘相比，瓷厂的粉尘样品铝含量较高，而钨矿粉尘中的 砷、铁、锰等元素的含量要明显高于瓷厂的粉尘。不同类型的厂矿，甚至同一类型厂 矿不同作业点的粉尘之间化学元素含量差别较大。 （2）瓷厂及钨矿粉尘样本在各浓度下均能导致 LDH 酶活性的增强（粉尘的直接 细胞毒性） ，且有明确的剂量反应关系。D 厂、E 矿和 F 矿粉尘样品诱导 LDH 酶活性 的能
14、力较强。不同瓷厂粉尘之间诱导的 LDH 酶活性的差异较小，而钨矿的差异则较 大。 （3）随着各粉尘样品及对照粉尘浓度的增高，PAM 的活力呈下降趋势。四个瓷 厂的粉尘样品所致 PAM 活力的改变与阳性对照接近， 而钨矿粉尘所致 PAM 活力的改 变低于阳性对照。 （4）瓷厂和钨矿粉尘（除 H 厂之外）及对照所致 PAM 活性氧的释放随着粉尘浓 度的升高呈明显的上升趋势，并且这七个厂矿的粉尘样品诱导 PAM 释放活性氧的能 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 5 力都与对照较为接近。H 厂粉尘诱导 PAM 活性氧的能力较弱，并且活性氧的
15、释放量 与粉尘浓度无明显的剂量反应关系 （5）瓷厂和钨矿粉尘样品在各浓度下均能诱导 PAM 释放 TNF-。除了 H 矿在 各浓度下诱导 TNF- 的能力都较强外，其余各种粉尘样品及对照诱导的 TNF- 均 随着粉尘浓度的升高而增加。C 厂和 H 矿粉尘样品诱导 TNF- 的能力较强，而 E 矿 的较弱。瓷厂粉尘在低浓度（15、30、60g/106个细胞）下诱导 PAM 释放 TNF- 的 能力低于钨矿粉尘，但是在最高浓度（120g/106个细胞）下诱导 PAM 释放 TNF- 的能力却明显高于钨矿粉尘。 第三部分第三部分 瓷厂及钨矿队列人群死因分析瓷厂及钨矿队列人群死因分析 通过对陶瓷厂和钨
16、矿队列人群的主要死亡原因进行分析， 找出危害陶瓷工人和钨 矿工人健康和寿命主要疾病，探讨粉尘的生物学活性与其对接触人群损害之间的可能 联系。 以上述4个瓷厂和4个钨矿1972年1月1日至1974年12月31日在册且工作一年以上 的工人为研究对象建立队列， 随访至2003年底， 对所有死亡的队列成员进行死因分析， 以卫生部公布的城市全国人群年龄别死亡率为对照计算标化死亡率。 结果： （1）4个瓷厂人群共4957人，其中男性3648人，女性1309人，追访至2003 年底，合计130783.6人年，全死因标化死亡率（SMR）比为1.01，主要疾病按累计死 亡率从高到低顺序排列依次为：肿瘤（6.56%） 、心血管疾病（6.54%） 、呼吸系统疾病 （5.71%） 、 脑血管疾病 （4.72%） 。 死亡超过全国平均水平的主要有矽肺、 传染性疾病、 肺结核和呼吸系统疾病，其SMR分别为36
