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1、粉尘与尘肺,华中科技大学同济医学院 劳动卫生与环境卫生学系,一、粉尘的来源与分类,（一）来源：职业接触 （二）分类 1. 无机粉尘：石英、石棉、煤尘、金属尘 2. 有机尘：动物性、植物性和人工有机粉尘 3. 混合性粉尘：混合存在的无机和有机粉尘,大冶铁矿井下作业的工人,我国职业病分布状况(2005年),我国接触粉尘的人数、新发尘肺数、现患尘肺人数均居世界之首，尘肺病是我国最为严重的职业病，占全国职业病总数70%以上，矽肺约占尘肺的半数。,二、粉尘的理化特性,1. 化学成分 2. 分散度 3. 浓度 4. 溶解度 5. 爆炸性,粉尘dust,生产性粉尘 industrial dust含游离二氧化
2、硅粉尘 silica-bearing dust游离二氧化硅 free silica (SiO2),Concentration: The amount of a substance (e.g., dust particles) contained per unit volume of air. Basically used 2 different kind of concentrations, i.e., mass and amount concentration, like g/m3 and f/cc,粉尘浓度和单位,空气动力学直径 （aerodynamic diameter, dae ）,它
3、是指颗粒A，无论其几何形状、大小和比重如何，如果它在空气中的沉降速度与比重为1的且球形颗粒B的降落速度一样，则B的直径可看作A的dae。,式中：dp光镜下投影直径mQ粉尘比重,Aerodynamic diameter: The diameter of a sphere with a density of 1 g/cm3 and with the same velocity(due to gravity) as the particle of interest EPA1996. particles of a given aerodynamic diameter move within the a
4、ir spaces of the respiratory system identically, regardless of density or shape NIOSH 1995,三、粉尘对健康的影响,（一）粉尘在呼吸道的沉积 （二）人体对粉尘的清除 （三）粉尘的致病作用,粉尘在呼吸道的沉积（deposition）,截留（interception） 撞击（impaction） 沉降（sedimentation） 弥散（diffusion） - 取决于粉尘颗粒的大小 Particle size-selective,呼吸性粉尘 (Respirable dust),呼吸性粉尘：经呼吸道吸入可进入到
5、肺气体交换部位的那一部分粉尘；按照在采样规则，其50%沉积率对应的颗粒的直径约为4 m。,Respirable crystalline silica: That portion of airborne crystalline silica that is capable of entering the gas-exchange regions of the lungs if inhaled; by convention, a particle-size-selective fraction of the total airborne dust; includes particles with
6、aerodynamic diameters less than approximately 10 m and has a 50% deposition efficiency for particles with an aerodynamic diameter of proximately 4 m.,呼吸性粉尘的定义,ACGIH 2008; DIN/EN 481 1993; ISO7708 1995,摘自NIOSH, NMAM,注：50% cutoff diameter (5 m for Johannesburg and 3.5 m for ACGIH, 1985). The recent CE
7、N (1993), ISO (1995), and ACGIH (199495) respirable convention has adopted a penetration function located between the two former curves (50% cutoff point of 4 m).,Johannesburg 1960,粉尘采样- Dust sampling,人体对粉尘的清除,气道壁的纤毛运动 肺泡的巨噬细胞吞噬:吞噬后经阿米巴样运动运至纤毛上皮细胞或进入淋巴系统肺泡尘: 在肺泡和呼吸性细支气管, 缺乏黏膜的清除机制, 这部分粉尘可进入淋巴系统或肺间质.
8、 这部分粉尘从肺清除一半约花费数月或数年时间. 气管支气管粉尘: 在此呼吸道黏膜发挥作用, 非纤维状7-8um的粉尘可在24h清除出气道, 较小的颗粒可呆上好几个星期.,粉尘的致病作用,1. 职业性呼吸性疾患: 尘肺, 粉尘沉着症; 要点:纤维化 (collagenous fibrosis) 有机尘引起的病变：棉尘症 (byssinosis)，慢性阻塞性肺部疾患 呼吸系肿瘤：石棉(Asbestos)、石英肺癌 2. 局部作用: 皮肤、眼睛的损伤，如光感性皮炎（dermatitis 沥青尘） 3. 中毒:职业中毒, 如铅中毒,慢性阻塞性肺部疾病COPD,IARC 认可石英为人类致癌物,石英致肺癌
9、危险度,The magnitude of the risk estimates, i.e., most studies reported risks greater than 2.0 for silicotics after adjusting for the effects of cigarette smokingcompared with exposed nonsilicotics or the general population,石英致肺癌,然而，已进行大量流行病学研究，调查的人群和接触也很广泛，某些结果不一致是意料中的。在某些研究，只是在剂量替代指标累计接触、接触时间，或高水平接触观
10、察到致癌危险性增加。因此，工作组认为，整个流行病学调查结果支持吸入结晶形二氧化硅导致肺癌危险性升高。此联系不可能是由于混淆因素或其他偏移所致。,尘肺(pneumoconiosis),定义: 长期吸入生产性粉尘所引起的以肺纤维化为主要病变的全身性疾病.种类: 1.矽肺(silicosis) 含游离二氧化硅的粉尘 2.硅酸盐肺(silicatosis) 结合型二氧化硅 (硅酸盐) 3.炭尘肺 (carbon pneuconiosis) 煤、石墨、碳黑 4.混合性尘肺(mixed pneuconiosis) 二氧化硅和其他粉尘(煤矽肺) 5.金属尘肺 某些金属 (metallic pneuconio
11、sis,铝肺),Silicosis, one of the most serious pneumoconiosis, was defined as a fibrotic disease of the lungs produced by inhalation and deposition of dust containing silicon-dioxide.,矽肺的定义,矽肺 (silicosis),矽肺是进展最快、危害最重的一种尘肺。 病因：矽尘 (Silica Dust) 指含游离二氧化硅(SiO2)的粉尘。化学元素硅Si旧称矽。 晶体结构：游离SiO2按其晶体结构分为结晶型(crystal
12、line)、隐晶型(cryptocrystalline)和无定型(amorphous)三种。 结晶型SiO2四面体排列规则, 主要是石英, 存在于石英石、砂石、花岗石、矿石等。隐晶型SiO2排列不规则, 见于玛瑙、玉髓、火石。无定型SiO2其分子排列无固定形式，random arrangement, 主要存在于硅藻土、蛋白石和硅胶。,结晶形二氧化硅 （ Crystalline silica ）,Tridymite 鳞石英 Cristobalite 方石英,Silica 二氧化硅,Quartz 石英,二氧化硅化学,The chief source of free silica is quartz
13、, a mineral found in most classes of rock- 游离二氧化硅主要来自石英，石英是存在于大多数石头的一种矿物。 化学成分而言，总是以氧化物谈论石英和其他二氧化硅矿物。其实就这些氧化物的物理特性和晶体结构来说，更合适的是硅酸盐。其差别具体见矿物学（Pough1, Hurlbut2）,二氧化硅化学,在所有矿物中，石英近乎是一纯的化合物（46.7%的硅和53.3%的氧）然而，光谱分析表明，这种几乎完美的石英晶体仍含有微量的鋰、钠、铝和铁等 结晶型二氧化硅，结晶是指SiO2分子呈固定形式的去向，相对于非周期性的、随机的分子排列形式而言，而后者称之为无定形（amorp
14、hous）二氧化硅。,二氧化硅化学,工业界常见的结晶外形的游离二氧化硅有3种：石英、鳞石英和方石英 微晶和隐晶形二氧化硅（游离二氧化硅的变种）由游离二氧化硅的细小颗粒构成并粘有无定形二氧化硅，包括硅藻土（tripoli）、燧石（flint）、玉髓（chalcedony）、玛瑙（agate）、彩纹玛瑙（onyx），还有其他游离二氧化硅,鳞石英（tridymite）和方石英（cristobalite）,一、接触机会,金属矿山，煤矿 机械制造业的铸造 陶瓷 建筑,二、影响矽肺发病的主要因素,1.粉尘游离二氧化硅类型、含量 2.粉尘浓度，分散度 3.工龄：接尘时间长短 4.个体因素 5.防护措施速发型
15、矽肺（acute silicosis） 晚发型矽肺（delayed silicosis）,三、矽肺病理改变与发病机理,macrophage,Subpleural and peribronchial fibrosis,Nodular and diffusive pulmonary fibrosis,Silicotic nodule,发病机制 很多学说，如机械刺激，化学中毒，硅酸聚合等 石英颗粒表面的羟基活性基团（硅烷醇基团） 在粉碎过程石英表面形成自由基 石英直接损害巨噬细胞膜 石英损害巨噬细胞，释放细胞因子如TNF, TGF-, FN ,图 无定形和结晶二氧化硅对巨噬细胞K通道的影响,图 K+
16、离子通道与细胞因子释放的关系,IUF an der Heinrich-Heine Universitt Dsseldorf,四、矽肺临床表现与诊断,(一)临床表现 1.症状与体征 2.X线表现 (1)肺纹理 (2)肺门阴影 (3)小阴影: 类圆形, 不规则形 (4)大阴影 (5)胸膜改变 (6)肺气肿 3.肺功能改变 4.实验室检查,(二) 并发症 (三) 诊断原则 以接触粉尘职业史为前提, X线胸片为主要依据, 参考临床表现, 集体诊断 尘肺X线分期: 分为一期() 二期(),三期()尘肺, “0”为无尘肺.各期内增加0+, +, +, +,它们并非独立期别, 只是为了观察（尘肺病诊断标准GBZ70-2002）。 X线分期主要依据小阴影及其密集度、分布， 大阴影可诊断为三期,表9 不同年代、不同期别尘肺患者的死亡年龄,
