2. 富蕴县疾病预防控制中心
铍是化学性质较为稳定且质量最轻的金属元素，该金属及其化合物属于高毒物质，主要以粉尘、烟雾的形式经呼吸道进入体内[1]。职业人群在制造金属铍、生产氧化铍及各种含铍合金的过程中，可通过呼吸道吸入、皮肤接触等途径接触到含铍的粉尘、蒸气等。铍可引起急慢性铍病、铍接触性皮炎、铍溃疡[2]等职业性疾病。流行病学研究表明短期接触高浓度铍及其化合物可引发急性呼吸道病变；而长期接触低浓度铍及其化合物则可引起慢性全身性疾病[3-4]。虽有大量关于铍暴露剂量学方面的研究，但关于铍气溶胶浓度和粒径分布研究较少，且由于粒径不同，污染物沉积在呼吸道的位置不同，对人体造成的影响程度也不同[5-6]。有研究表明, 空气动力学当量直径≤10 μm的颗粒物均可称为可吸入颗粒物，可吸入颗粒物可以被人体吸入，沉积在呼吸道、肺泡等部位从而引发疾病。颗粒物的直径越小，进入呼吸道的部位越深。10 μm直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道，5 μm直径的可进入呼吸道的深部，2 μm以下的可100%深入到细支气管和肺泡，所以不同粒径的大气气溶胶粒子对人体的危害不同, 直径小于2 μm的危害最大[7-8], 因此了解不同工作场所或岗位空气中气溶胶浓度和和粒径分布对铍工业暴露风险因素的研究具有重要意义，且可为不同工作区域的铍暴露职业人员健康防护提供参考。
1 对象与方法 1.1 对象选择某铍加工厂，依据《工作场所有害物质监测方法采样规范》(GBZ 159-2004)[6]等标准规范，根据铍矿加工生产工艺过程中产生有害因素浓度相对最高和作业人员接触危害因素相对时间最长等特点，分别对熔炉、浸出、沉淀、煅烧等车间的具体工作岗位进行布点及安环办公室作为参照进行样品采集。共设置10个点，每个点连续采集10次。
1.2 采样装置使用美国TSI(Trust Science Innovation Incorporated)公司生产的3321型空气动力学粒径谱仪(Aerodynamic Particle Sizer Spectrometer, APS)[9-10]进行气溶胶粒径和浓度的采集测量，其可检测范围为：0.5~20 μm，所配备的软件具有实时显示所测量气溶胶浓度、粒径和自动记录数据的功能。
1.3 质量控制采样所使用的仪器3321型空气动力学粒径谱仪采用11个不同大小粒径的标准粒子进行了标定，所用标准均可溯源至国际标准，并定期送检到北京市计量检测科学技术研究院对10 μm标准微粒子球进行准确度校准。作为援疆项目采样人员聘请中国疾控中心放射所拓飞、李则书、张京这方面的专家严格按照相关国标方法进行现场监测。数据通过双录入核实后再进行统计分析，差错率小于2%，保证了采样数据的准确性和可靠性。
1.4 统计分析利用数据分析软件SPSS 17.0对数据进行统计分析。气溶胶粒子个数浓度和质量浓度水平用均数和标准差进行描述，采用方差分析对不同工作岗位、不同的工作场所之间的差异进行了比较。
2 结果 2.1 个数浓度与质量浓度在正常生产和工作条件下，分别对氧化铍车间、金属铍车间、铍合金车间的重点岗位的气溶胶浓度和粒径进行实时测量，采样时仪器置于人员操作平台之间距地面1.5 m处。作为比较，加测了办公区域室内气溶胶个数浓度和质量浓度，重点岗位与测量结果见表 1。
| 场所 | 个数浓度/ (n/cm3) | 质量浓度/ (mg/m3) |
| 均值±标准差 | 均值±标准差 | |
| 熔炼工段电弧炉 | 2104.04±473.09 | 0.77±0.23 |
| 氧化铍车间离心机 | 39.85±13.48 | 0.11±0.09 |
| 氧化铍煅烧工序车间 | 2515.43±353.00 | 0.64±0.10 |
| 铍车间电弧炉 | 9.21±2.00 | 0.08±0.04 |
| 氧化铍车间浸出岗位 | 50.37±16.35 | 0.24±0.04 |
| 氧化铍车间酸化岗位旁 | 52.95±7.31 | 0.05±0.02 |
| 氧化铍车间沉淀压滤岗位 | 121.79±21.47 | 0.13±0.09 |
| 金属铍车间重熔岗位旁 | 10.40±1.43 | 0.03±0.01 |
| 铍合金车间电弧炉操作室 | 12.78±1.84 | 0.12±0.05 |
| 安环办公室 | 17.57±4.41 | 0.03±0.01 |
2.2 计数中位径和质量中位径
颗粒物的气溶胶的粒径分布特征空气动力学直径(AMAD)及相应的标准偏差描述。根据具体情况，也可以用其它表征粒度分布性质的参数描述。本研究给出了计数中位径和质量中位径的分布(表 2)。
| μm | ||
| 工作场所 | 计数中位径 | 质量中位径 |
| 均值±标准差 | 均值±标准差 | |
| 熔炼工段电弧炉 | 0.77±0.01 | 1.67±0.12 |
| 氧化铍车间离心机 | 0.81±0.06 | 5.21±0.99 |
| 氧化铍煅烧工序车间 | 0.74±0.01 | 1.18±0.13 |
| 铍车间电弧炉 | 0.93±0.09 | 8.86±1.21 |
| 氧化铍车间浸出岗位 | 0.77±0.04 | 9.28±0.58 |
| 氧化铍车间酸化岗位旁 | 0.69±0.01 | 7.48±1.72 |
| 氧化铍车间沉淀压滤岗位 | 0.72±0.05 | 5.68±1.57 |
| 金属铍车间重熔岗位旁 | 0.82±0.02 | 8.20±1.85 |
| 铍合金车间电弧炉操作室 | 1.15±0.16 | 7.93±0.76 |
| 安环办公室 | 0.69±0.02 | 7.74±0.88 |
2.3 结果分析
本次监测的10个工作岗位中，氧化铍煅烧工序车间的气溶胶个数浓度最高，平均值为2515.43 n/cm3，最大值为3052.63 n/cm3，最小值为1872.02 n/cm3。其次为熔炼工段电弧炉和安环办公室，二者的气溶胶个数浓度平均值分别为2104.04 n/cm3和17.57 n/cm3。铍车间电弧炉和金属铍车间重熔岗位旁气溶胶个数浓度最低，分别为(12.78±1.84)和(10.40±1.43) n/cm3。安环办公室离生产车间较远，产生的危害因素是最小的，加测了安环办公室作为对照。氧化铍煅烧工序车间和熔炼工段电弧炉与安环办公室气溶胶个数浓度差异有统计学意义(P < 0.05)。氧化铍煅烧工序车间和熔炼工段电弧炉产生的气溶胶个数远远高于办公室，对作业人员有一定的健康危害风险；气溶胶质量浓度最高的也是熔炼工段电弧炉和氧化铍煅烧工序车间，两者质量浓度平均值分别为0.77和0.64 mg/m3；安环办公室气溶胶质量浓度为(0.03±0.01) mg/m3。熔炼工段电弧炉和氧化铍煅烧工序车间与安环办公室气溶胶质量浓度差异有统计学意义(P < 0.05)。氧化铍煅烧工序和熔炼工段电弧炉由于皮带传输送料以及高温煅烧会产生烟气令气溶胶浓度偏高。这两个地方存在的健康危害风险较大。在工作中做好个人防护的同时，尽量减少接触时间。
10个不同工作岗位的采样点气溶胶计数中位径平均值为0.79 μm，均为可以深入到细支气管和肺泡的可吸入颗粒。铍合金车间电弧炉操作室的计数中位粒径最高，其均值为1.15 μm，最小值为0.93 μm，最大值为1.40 μm；其次是铍车间电弧炉粒径计数中位均值为0.93 μm，最小值为0.82 μm，最大值为1.14 μm。安环办公室的均值最低0.69 μm，职业卫生工作场所所产生的粒子当量直径与办公室空气动力学粒径的当量直径大小差别不大(P>0.05)。说明工作场所所产生的的粒子直径很小，很容易被吸入肺内而沉积下来，对工作人员的危害更大；对于质量中位径而言，氧化铍车间浸出岗位场所略高于对其他的工作岗位，其均值为9.28 μm，最大值10.31 μm，最小值为8.15 μm，由于氧化铍车间浸出岗位的湿度明显大于其他岗位。熔炼工段电弧炉的质量中位径最小，其均值为1.67 μm，最大值1.81 μm，最小值为1.48 μm，其他工作岗位环境的计数中位径与办公室环境的计数中位径较为一致，无显著差异。
3 讨论本次调查研究显示，在铍加工厂不同岗位的工作场所气溶胶的粒子浓度、质量浓度差别很大，在氧化铍煅烧工序车间和熔炼工段电弧炉旁气溶胶的粒子个数浓度、质量浓度均值分别为(2104.04±473.09) n/cm3和(0.77±0.23) mg/m3，气溶胶的浓度很高；安环办公室气溶胶的粒子个数浓度、质量浓度均值分别为(11.57±4.41) n/cm3和(0.03±0.01) mg/m3，通过统计学分析他们之间存在着明显差异(P < 0.05)。其他工作岗位与安环及办公室气溶胶个数浓度、质量浓度(P>0.05)无显著性差异。这反应了矿石在煅烧工序和熔炼工序时的粉尘很大，且粒径都很小，这说明氧化铍煅烧工序车间和熔炼工段电弧工段的暴露风险较大。有研究表明铍业加工厂在生产过程中，氧化铍煅烧工段车间和熔炼电弧炉工段的危害最大相一致。铍的冶炼中氧化铍煅烧工段和熔炼工段的铍浓度也是最高的，最高值可以达到3374.98 μg/m3, 超出国家限制3000对倍[11]。铍冶炼系统的作业人员患病几率占铍慢性病的发病率63%[12]。由此可见氧化铍煅烧工段车间和熔炼电弧炉工段对职业接触人员健康危害很大，同时国外有学者认为，若鈹的浓度高达100 μg/m3时，容易急性铍中毒，浓度高于1000 μg/m3时，几乎接触者100%发生急性铍病[13]。为了职业人员的健康，此工作岗位应该加大通风设施，在工作时尽可能采用湿式作业或者定时喷洒适量的水，以减少浮尘的浓度，从而降低对作业人员的危害。同时对于职业人员来说需要加强个人防护。作业人员均应佩戴合格的防尘口罩。防尘口罩的滤芯、防毒口罩的滤料或滤罐应定期更新，正压式空气呼吸器应定期进行检查和维护。
由于铍业加工厂比较稀少，在新疆只有一家，在新疆开展此项的工作研究尚属首例，为今后准确找出铍业加工厂的重点岗位铍浓度的变化规律和对铍作业暴露人员的健康危害也有待进一步的分析。
| [1] |
王保卫. 浅谈"铍中毒"的预防[J]. 化工劳动保护, 2000, 21(9): 347. |
| [2] |
Laul JC, Norman R. Beryllium:Hazards evaluation, facility classification, consequence analysis of releases during potential accidents, and protection of public and workers[J]. J Chem Health Saf, 2008, 15(4): 13-25. DOI:10.1016/j.jchas.2007.12.002 |
| [3] |
李桂影. 铍铜合金引发慢性铍病[J]. 国外医学医学地理分册, 2000, 21(3): 126-128. |
| [4] |
卢光增. 铍与肺疾病[J]. 国外医学医学地理分册, 1995, 16(2): 72-75. |
| [5] |
蒋运良. 铍冶炼厂铍病42年的防治分析[J]. 中国工业医学杂志, 2003, 16(4): 246-247. (In English: Jiang YL. 42 year follow-up prevention and treatment for berylliosis in a beryllium-metallurgic plant[J]. Chin J Ind Med, 2003, 16(4): 246-247. DOI:10.3969/j.issn.1002-221X.2003.04.027) |
| [6] |
中华人民共和国卫生部. GBZ 159-2004工作场所空气中有害物质监测的采样规范[S].北京: 人民卫生出版社, 2006. (In English: In English: Ministry of Health, PRC. GBZ 159-2004 Specifications of air sampling for hazardous substances monitoring in the workplace[S]. Beijing: People's Medical Publishing House, 2006.)
|
| [7] |
赵德山, 汤大钢, 周舟, 等. 北京市区冬季大气气溶胶空气动力学尺度谱分布的研究[J]. 大气科学, 1988, 12(2): 140-146. (In English: Zhao DS, Tang DG, Zhou Z, et al. Study on aerodynamic size distribution of atmospheric aerosols in winter in Beijing[J]. Sci Atmos Sin, 1988, 12(2): 140-146. DOI:10.3878/j.issn.1006-9895.1988.02.04) |
| [8] |
周晶, 赵倩, 张旭, 等. 室内空气可吸入颗粒物粒径的楼层分布初探[J]. 环境卫生学杂志, 2017, 7(5): 348-350. (In English: Zhou J, Zhao Q, Zhang X, et al. Preliminary investigation on distribution trend of inhalable particles in indoor air at different floors of a building[J]. J Environ Hyg, 2017, 7(5): 348-350.) |
| [9] |
Peters TM, Leith D. Concentration measurement and counting efficiency of the aerodynamic particle sizer 3321[J]. J Aerosol Sci, 2003, 34(5): 627-634. DOI:10.1016/S0021-8502(03)00030-2 |
| [10] |
拓飞, 徐翠华. 用TSI3321 APS分析大气气溶胶浓度和粒径分布[J]. 中国辐射卫生, 2009, 18(4): 507-508. (In English: Tuo F, Xu CH. Analysing the atmospheric aersosl concentrations and the distribution using TSI 3321 APS[J]. Chin J Radiol Health, 2009, 18(4): 507-508.) |
| [11] |
蒋运良, 林鸿恩. 车间空气中铍浓度与铍病发病关系——探讨铍的卫生标准[J]. 职业医学, 1993, 20(1): 41-42. |
| [12] |
刘海滨, 姚剑君. 慢性铍病81例追踪观察报告[J]. 工业卫生与职业病, 1998, 24(3): 151-155. (In English: Liu HB, Yao JJ. Follow-up observation on 81 cases of chronic beryllium disease[J]. Ind Health Occup Dis, 1998, 24(3): 151-155.) |
| [13] |
Sterner JH, Eisenbud M. Epidemiology of beryllium intoxication[J]. AMA Arch Ind Hyg Occup Med, 1951, 4(2): 123-151. |