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1、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
2、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
3、。,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；,
4、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
5、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
6、、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
7、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
8、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
9、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，
10、阻留率反而增高。,Size-selective deposited,Inhalable (15- m), hazardouswhen deposited anywhere in the head airway region Thoracic (-10 m), hazardouswhen deposited in the lung airways Respirable (5- m), hazardouswhen deposited in the gasexchange regions of the lungs,Regional Lung Deposition 不同粒径肺内沉积规律,10-100n
11、m,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 Surface Diameter (um) of air area (um2/ml of air) 2.0 2 30 0.5 153 1200.02 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
12、to volume ratio,Smaller particles are more reactive Platinum Smaller molecules are more toxic Carbon Black,Nanotechnology Risks, Ethics, and Law, Hunt, Mehta ed. 2006,Equivalent dia. 2 x Settling velocity 3-4 x,Mechanical interlocking,Capillary (surface tension),Van der Waals (cohesive force 1/d*2),
13、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
14、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,P
15、hysical 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。,
