工业毒物
毒物是指小剂量地进入体内能危害机体健康的异体化学物质。生产环节中产生的毒物称为生产性毒物。在生产过程中,由于接触生产性毒物而引起的中毒,称为职业中毒。在生产过程中,生产性毒物可以原料、中间体、辅助材料、成品、副产品与废弃物等形式出现。同时也可以固体、液体、气体、蒸气、粉尘、烟、和雾等不同状态出现。(粉尘、烟、雾的区别在于粒子大小及存在的物理状态。粉尘粒子直径多为0.1-10um的固体,烟为直径小于0.1um的固体粒子,雾为液体微滴。在气体分散相中,三者统称为气溶胶。)
职业中毒是生产性毒物和机体相互作用的结果,是在除毒物以外的环境中进行的,又受外界环境的影响。毒物、机体与环境统称为职业中毒的三要素。其中,毒物是最重要的因素。其中,毒性大小取决于它的化学结构,浓度和作用的持续时间等。当毒物因素固定时,是否发生中毒,则取决于机体因素。一般情况下,外环境因素仅起次要作用。
一、引起职业中毒的毒物因素
毒物是影响职业中毒的重要因素,毒物对机体的影响是以其毒性与危害性表达的。毒性即有害作用,在毒物的影响下,机体出现功能障碍,或应激能力下降,或维持体内稳态能力降低及对环境其它因素的敏感性增高等。危害性则表示毒物引起这些有害作用的可能性大小,某些毒物虽然毒性很大,但不易进入机体,因而危害性可能性小。毒物的毒性取决于其理化性质,如分子量、沸点、分散度、溶解度、和挥发度等都是影响毒性的重要因素,而化合物的理化特性又取决于其化学结构,因而毒物的毒性最终取决于其化学结构。
1、毒物的浓度与作用时间 浓度是剂量的一种比较粗略的表达方式,当生产性毒物 的化学结构确定后,浓度和作用时间就成为影响职业中毒的主要因素,浓度越高,作用时间越长,发生职业中毒的可能性越大,一般以毒物的最高容许浓度(MAC)作为评价依据。如果作业场所空气中毒物质浓度经常超过MAC,无疑将会对工人造成危害。但低于MAC的,并不意未着安全。
2、毒物的联合作用 生产环境中常有数种毒物同时存在而作用于人体,此即毒物的联合作用。它可表现为相加作用、增强作用、或拮抗作用。毒物的联合作用大大增加了对毒物评价的复杂性和难度。此外,还应注意生产性毒物与生活性毒物的联合作用,如喝酒能大大增强三硝基甲苯、四氯化碳、二硫化碳与苯胺等的毒性。吸烟能诱导肝及肝外组织的毒物代谢。目前已查出吸烟能大大增强铀矿工人的肺癌检出率。
3、生产性毒物中的杂质的含量。由于工业生产中所用的化学物质都有一定杂质,有些杂质的毒性可远远超过该化学物质的毒性。
二、机体的个体感受性 人体对生产性毒物的反应有很大差别,此即机体的个体感受性不同,如人体各组织蛋白与化学致癌物的共价结合,个体间的差异可达百倍以上。造成个体感受性很大不同的原因很多,如行为与生活方式,生长发育情况、营养状况等因素。这些因素决定的机体的生物转化能力,免疫状态与维持体内的能力等。从而影响中毒的产生。目前认为,遗传因素是最重要的因素。其次,营养状况是影响机体感受性的重要因素。营养缺乏可能加剧某些毒物的毒作用,因而接触毒物的工人的膳食要求高蛋白、高碳水化合物、高维生素与低脂肪的全价营养膳食。一般而言,毒物对不同性别工人的影响差别不太明显,但怀孕期间的女工对毒物的敏感性显著提高。
三、毒物的吸收、分布、生物转化及排泄。
(一)、吸收 是指外界环境中的毒物进入人体内的过程。
1、在生产条件下,主要经呼吸道进入体内。颗粒直径较大的气溶胶多滞留在上呼吸道与气管,通过肺部吸收的可能性较小。气体与蒸气与颗粒直径较小的气溶胶能达到肺泡。毒物在呼吸道的吸收受多种因素影响。溶解度较大的气体与蒸气,可通过上呼吸道粘膜吸收,如氨气与醛类。
2、皮肤 在生产与劳动条件下,主要经完整皮肤吸收而导致中毒的毒物有:有机磷农药、苯胺、三硝基甲苯、与有机金属(一般将含有金属-碳键(M-C)的化合物称为有机金属化合物或金属有机化合物。例如 Fe(CO)5等)。几乎所有的有机溶剂、某些气态毒物和个别金属(如汞)等也能经完整皮肤吸收。经皮肤吸收途径有两种,一是通过表皮到达真皮,从而进入血循环,另一是通过汗腺,毛囊或皮脂腺而达到真皮。(这一途径)的实际意义不大。除毒物本身的化学特征外,影响经皮吸收的因素还有,皮肤的完整性,皮肤的部位与接触面积,毒物的浓度和粘稠度,使用的溶剂及其外界的气温与气湿。
3、消化道 在职业中毒的事例中,经消化道 吸收的仅起将要作用。多由个人卫生习惯不良而引起,部份气溶胶滞留于上呼吸道后,可由于各种消除动作而进入消化道。
了解毒物的吸收有很大实际意义,明确毒物的主要吸收途径,对采取相应的措施具有指导意义。
(二)、分布 吸收后的毒物在体内循环与分配的过程。毒物的分布受多种因素影响,如器官与组织血液灌注的情况,器官和组织与毒物结合的亲和性,毒物的浓度与接触持续时间和毒物的亲脂性程度等因素。
(三)、生物转化 进入体内的毒物经酶促成非酶反应后,其结构发生改变的过程。
生物转化过程分为二相,一相包括氧化、还原与水解过程。二相包括结合与合成反应。
其中每一种反应都可以是增毒的,也可以是减毒的,这取决于毒物的结构。职业中毒最终取决于生物转化中解毒与增毒反应之间的平衡趋向。通过氧化反应的多数属于增毒反应。通过还原反应进行生物转化的毒物是不多的,各种酯类毒物通过酯酶的水解作用,而降低毒性。
生物转化的二相反应为结合反应。多数毒物经生物转化的一相反应后,其代谢产物与体内某些生物学活性物质相结合,使所形成的代谢产物的水溶性大大增加,此即结合反应。对大多数毒物来说,结合反应是解毒反应。人体多种器官如脑、肝等都能进行生物转化,但主要器官是肝。
(四)、蓄积 长期接触生产性毒物,在体内可发生毒物的蓄积。蓄积的部位取决于毒物。如铅与氟蓄积于骨头,脂肪为多种亲脂性毒物的贮存区。贮存区内毒物对蓄积部位相对无害,所以对急性中毒有缓冲作用,但在某些因素作用下,贮存库缓慢释放出毒物。,从而产生中毒症状与体征。
(五)、排出 分子量较低的毒物或其代谢产物主要从肾脏排出。分子量较大的毒物或代谢产物经胆汁而随粪便排出。在体温下成气体的毒物或代谢产物主要通过肺呼出。气态毒物在血中的溶解度是非常重要的影响因素,溶解度大的毒物排出较慢。
四、职业中毒的分类
1、金属中毒(铅、汞、锰、铬等)、在工业生产中常见的是金属化合物。通常金属在体内都有明显的蓄积作用,因金属不易被破坏,易在体内蓄积,从而导致慢性中毒。机体清除金属的唯一方式是排泄。金属在体内的分布往往有明显的选择性。例如,铅主要贮存于骨骼,汞主要蓄积于肾脏。另外,有此金属及类金属有致癌作用。例如,铬镍、砷等。
2、刺激性气体中毒(氨、氯、光气、二氧化硫),指对人的眼睛、皮肤、特别是对呼吸道具有刺激作用的一类气体的统称。公司常见的刺激性气体有酸蒸气、氨 、甲醛蒸气、苯酚蒸气等。刺激性气体主要损伤肺部、也可以损伤皮肤、眼和上呼吸道粘膜。
皮肤化学性烧伤:很多刺激性气体溶于水后成为酸,有些刺激性气体则具有强烈的碱性。酸烧伤的特点 是创面渗出液少,边缘分界清楚,肿胀较轻。碱烧伤的特点是肿胀较明显,除损伤皮肤表面外,常向深层侵犯,愈合后往往产生瘢痕。另外,氢氟酸引起的皮肤烧伤,由于氢氟酸具有较强的腐蚀性,可造成局部组织坏死,溃疡长期不愈合,如不及时处理,损伤可达到骨膜,引起骨骼的无菌性坏死。氢氟酸烧伤引起的疼痛,在接触当时并不出现,数小时后才出现难以忍受的剧痛,因而早期常 被忽视。不论酸或碱烧伤后,应立即用大量流动水清洗创面。用水冲洗的时间,一般为15至20分钟,用清水冲洗后,要采用中和剂。强酸烧伤后用弱碱中和,强碱烧伤用弱酸中和,中和后再用水冲洗创面。手部皮肤长期接触酸碱等刺激物,可产生皮肤干燥、皲裂、脱皮、增厚、角化、粗糙。指甲变脆、扁平、失去光泽。
化学性眼损伤:低浓度的酸碱烧伤,可产生疼痛、畏光、结膜充血、角膜、结膜坏死等。一般碱烧伤较酸烧伤严重。治疗应立即用自来水或生理盐水冲洗,冲洗时间不少于 10分钟,冲洗时需转动眼球,并将固体残留物质清除。
刺激性上呼吸道炎:刺激性气体侵入上呼吸道后,可产生鼻炎,咽炎和喉炎。有打喷嚏、流泪、咽干、咽痛等症状。检查可发现鼻及咽喉充血、水肿。严重时粘膜出现溃疡和水肿。长期接触低浓度刺激性气体可引起慢性上呼吸道炎和支气管炎。
化学性支气管炎和肺炎:进入呼吸道深部的刺激性气体可损伤支气管及肺泡,产生支气管炎和肺炎。主要表现为胸闷、胸痛、呼吸急促、剧咳。
中毒性肺水肿:在吸入刺激性气体引起 上述损伤的基础上继续接触或突然吸入高浓度刺激气体,均要引起肺泡、毛细血管的严重损伤。
3、窒息性气体中毒(一氧化碳、硫化氢、二氧化碳、氮气),可引起缺氧而发生昏迷
4、有机溶剂中毒(醇类、酯类、烃类、苯类、酮类),主要有麻醉作用,和抑制造血功能和肝损害。最主要的血象变化是白细胞减少及成熟障碍。常有中性粒细胞绝对数减少,相对的淋巴细胞增多。其次为血小板减少,红细胞减少,中毒晚期出现全身血细胞减少,即再生障碍性贫血。例如,长期接触高浓度苯可以引起白血病。甲苯与二甲苯均属低毒类,吸入高浓度甲苯后,主要对中枢神经有麻醉作用,对皮肤、粘膜有麻醉作用。两者对造血系统的损害尚无肯定证据。
5、杀虫剂中毒 主要作用于中枢神经系统,发生昏迷、抽搐。
五、有害物质的控制与预防
1、有害物质的排放标准
工作场所空气中有毒物质容许浓度
序号 |
中文名称 |
最高容许浓度 (mg/m3) |
时间加权平均 容许浓度(mg/m3) |
短时间接触 容许浓度(mg/m3) |
1 |
氨 |
—— |
20 |
30 |
2 |
苯胺 |
—— |
3 |
7.5 |
3 |
苯乙烯 |
—— |
50 |
100 |
4 |
吡啶 |
—— |
4 |
10 |
5 |
丙酮 |
—— |
300 |
450 |
6 |
丙烯酸甲酯 |
—— |
20 |
40 |
7 |
草酸 |
—— |
0.3 |
0.9 |
8 |
敌百虫 |
—— |
0.5 |
1 |
9 |
碘 |
1 |
—— |
—— |
10 |
丁醇 |
—— |
100 |
200 |
11 |
二苯胺 |
—— |
10 |
25 |
12 |
二甲苯(全部异构体) |
—— |
50 |
100 |
13 |
二甲苯胺 |
—— |
5 |
10 |
14 |
二氯甲烷 |
—— |
200 |
300 |
15 |
二氧化硫 |
—— |
5 |
10 |
16 |
二氧化氯 |
—— |
0.3 |
0.8 |
17 |
二氧化碳 |
—— |
9000 |
18000 |
18 |
汞 |
—— |
0.02 |
0.04 |
19 |
有机汞化合物(皮) |
—— |
0.01 |
0.03 |
20 |
环已胺 |
—— |
10 |
20 |
21 |
甲醇(皮) |
—— |
25 |
50 |
22 |
甲苯(皮) |
—— |
50 |
100 |
23 |
甲基丙烯酸甲酯 |
—— |
100 |
200 |
24 |
甲醛 |
0.5 |
—— |
—— |
25 |
氢氧化钠 |
2 |
—— |
—— |
26 |
氢氧化钾 |
2 |
—— |
—— |
27 |
乐果 |
—— |
1 |
2.5 |
28 |
磷酸 |
—— |
1 |
3 |
29 |
硫化氢 |
10 |
—— |
—— |
30 |
氯 |
1 |
—— |
—— |
31 |
氯化氢及盐酸 |
7.5 |
—— |
—— |
32 |
吗啉 |
—— |
60 |
120 |
33 |
溶剂汽油 |
—— |
300 |
450 |
34 |
三氯化磷 |
—— |
1 |
2 |
35 |
铬酸盐、重铬酸盐 |
—— |
0.05 |
0.15 |
36 |
石蜡烟 |
—— |
2 |
4 |
37 |
双氯甲醚 |
0.005 |
—— |
—— |
38 |
碳酸纳(纯碱) |
—— |
3 |
6 |
39 |
一氧化碳 |
—— |
20 |
30 |
40 |
乙酐 |
—— |
16 |
32 |
41 |
乙晴 |
—— |
10 |
25 |
42 |
乙醚 |
—— |
300 |
500 |
43 |
乙酸 |
—— |
10 |
20 |
44 |
乙酸丁酯 |
—— |
200 |
300 |
45 |
乙酸乙酯 |
—— |
200 |
300 |
2、有害物质综合控制方法
(一)、原则
(1)、改进生产工艺,减少有害物质产生。控制生产过程中有害物质的有效措施是改进生产工艺。
(2)、加强通风,降低有害物质浓度。对于产生有害物质的车间,利用通风机械采取全面和局部通风措施。以降低车间内有害物质浓度,使其达到卫生标准。对于局部产毒设备,应采取密闭措施,进行局部净化,以最小的能耗获得最佳效果。
(3)、实行个体防护,防止人身受到伤害。
(二)、处理措施:
(1)、以无毒低毒代替有毒高毒
以无毒低毒代替有毒高毒,这是从根本上解决毒物危害的最好办法,也是今后在防毒工作方面的一个重要科研方向。例如,在化工生产过程中,以固相反应代替液相反应,以革除使用有毒的溶剂;在工业生产中,使用无汞仪表代替使用汞仪表等。
(2)、净化回收有毒物质
――燃烧法:通过氧化反应将有害气体中的烃类成分转化为二氧化碳和水,其他成分也可转化为易于回收或允许向大气中排放的物质。对于有机溶剂蒸气和碳氧化合物常采用燃烧法进行净化处理。
――冷凝法:对于沸点较高的毒性气体,采用冷凝法处理。
――吸收法:用一定比例的液体与混合气体接触,通过分子扩散作用使吸收质从气相转移到液相的质量传递过程。此种方法广泛应用于有害气体的净化,。常用的吸收装置有喷淋塔、填料塔等。对吸收装置有以下要求:
气液之间接触面积大、时间长;阻力小、处理能力大、吸收效率高;采用气液逆流损伤,使其之间扰动强烈;设备耐磨、耐腐蚀,运行安全可靠。
(3)、消除二次毒源
生产中使用挥发性的有毒物质或有毒的粉状物料,形成的有毒粉尘、蒸气等从生产设备中逸出,散落在车间、厂区,会形成二次毒源。主要控制措施有:
――坚持车间清扫制度,及时清除车间里散落的溶剂及含有溶剂的物料;
――生产中使用含有溶剂的物料,在容器上都要加盖,并随用随盖。
(4)切断毒物的传播途径
――设备密闭。以密闭的反应釜代替敞口的缸、盆、罐等。并为取样、测温、观察、投料等开孔接管道。
――密闭投料出料。例如,高位槽和管道输送;固体使用机械投料;粉料真空投料;密闭出料等。
――加强转动轴的密封
――自动化隔离操作,
――加强设备的维护管理,消除跑冒滴漏现象。
(5)、加强通风净化
通风方法:分为自然通风和人工通风。其中,人工通风分为局部通风和全面通风。
局部送风系统,对于车间内局部产生高温、高温的地点,通常采取局部送风系统,即空气经净化后,送往局部作业地点,达到降温、降温的目的。
局部排风系统,包括风机、风管、排尘、排毒和净化设备等。
全面排风:对于产生有害物质量大,浓度高的车间,一般采用全面通风系统,即用新鲜空气将车间内的有害物质进行稀释,同时将污浊空气排出室外,使整个车间内的有害物质浓度降低到卫生标准所允许的浓度。全面通风系统与通风所需风量、及风量分配、风流速度、风流的分布等因素有关。应注意以下事项
――排风口应距产生有害物质的地点最近,以便将其迅速排出。
――送风中应将新鲜空气直接送到作业区,然后将污浊空气排出室外。
――送风风流应均匀分布,减少产生涡流现象,避免有害物质积聚,以防局部区域超标。
――对于高温、高湿和有害气体同时排放的车间,可采用上部或上、下部同时排风。
――对于比空气密度大的粉尘和有害气体,可采用上部送新风,下部排污风的通风方法。
――根据有害蒸气对空气密度的大小和车间内的气流分布状态,可按所需风量的比例从房间上、下部同时排风。
(6)、加强个体防护,坚持使用防护用品。