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水泥生产企业粉尘职业健康风险评估

2021-06-07 291 上传者：管理员

摘要：目的评估4家水泥生产企业水泥粉尘暴露重点岗位的职业健康风险水平,为防控水泥尘肺提供依据。方法选取4家典型的水泥生产企业为调查现场,开展水泥粉尘暴露重点岗位职业卫生现场调查和检测。采用半定量综合指数法、半定量接触比值法与国际采矿和金属委员会（ICMM）职业健康风险评估模型风险评级表法（ICMM风险评级表法）评估不同工种的水泥粉尘职业健康风险水平,并对3种评估方法进行比较。结果 4家水泥生产企业所有工种接触粉尘的游离二氧化硅含量为（4.70±2.01）%～（5.63±2.48）%,且袋装水泥上车工和袋装水泥插袋工的总粉尘和呼吸性粉尘浓度均超过我国时间加权平均容许浓度（PC-TWA）。各工种总粉尘和呼吸性粉尘采用半定量综合指数法的风险等级均为高风险,而半定量接触比值法和ICMM风险评级表法提示袋装水泥插袋工和袋装水泥上车工处于极高风险或不可容忍的风险水平。3种方法评估结果差异均无统计学意义（P> 0.05）;ICMM风险评级表法与半定量接触比值法的呼吸性粉尘风险评估结果呈高度正相关（rs=0.894,P=0.016）,总粉尘风险评估结果无相关性（rs=0.733,P=0.097）;半定量综合指数法与另外2种方法不适合进行相关性分析。结论 4家水泥生产企业中袋装水泥插袋工和袋装水泥上车工水泥粉尘的职业健康风险水平较高,半定量接触比值法和ICMM风险评级表法在水泥粉尘重点暴露工种呼吸性粉尘方面的评估结果一致,而半定量综合指数法的适用性仍需进一步研究。

关键词：
水泥粉尘
综合指数法
职业健康风险评估
职业暴露
风险评估
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水泥是人工合成的无定型硅酸盐，主要原料有石灰石、黏土、页岩、铁、煤、矿渣和石膏等。我国约有水泥生产企业5000家，从业人员约60万，经常接触粉尘作业工人约20万[1]。水泥生产行业的加料、包装和运输等工序均可产生大量水泥粉尘，是造成水泥产业工人患水泥尘肺病的主要职业危害因素。国内某些地区新发水泥尘肺病例数居尘肺病前三位[2,3]，且水泥尘肺病的病死率达35.1%[4]。本研究采用GBZ/T298—2017《工作场所化学有害因素职业健康风险评估技术导则》的半定量综合指数法和半定量接触比值法[5]，以及国际采矿和金属委员会（InternationalMiningandMetalCommission,ICMM）职业健康风险评估模型风险评级表法（ICMM风险评级表法）[6]对4家水泥生产企业的水泥粉尘主要暴露岗位进行风险评估，为防控水泥尘肺病提供依据。

1、对象与方法

1.1对象

选取4家典型的水泥生产企业为调查现场，按生产规模划分[7]:3家为大型水泥生产企业（年产水泥100万～130万吨），1家为中型水泥生产企业（年产水泥50万吨）。4家水泥生产企业均采用新型干法旋窑水泥熟料生产工艺，并利用生产过程中排出的废气进行余热发电。主要生产工艺流程：原料制备（原料破碎及预均化、生料磨制、配料）→熟料烧成（煤粉制备、熟料烧成、脱硝处理、熟料进库）→水泥制成（掺和料制备、水泥粉磨、水泥包装及储运）→水泥出厂（袋装和散装发运）。

1.2现场职业卫生调查

调查4家水泥生产企业的生产工艺、原辅料使用量、产品生产量、水泥粉尘作业岗位、作业人员、接触时间、工作场所游离二氧化硅含量、防尘设施与措施、个人使用的职业病防护用品、职业卫生管理制度、工作制度、工作内容、总体布局与设备布局等。

1.3样品采集和检测

根据GBZ159—2004《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》[8]、GBZ/T192.1—2007《工作场所空气中粉尘测定第1部分：总粉尘》[9]、GBZ/T192.2—2007《工作场所空气中粉尘测定第2部分：呼吸性粉尘浓度》[10]和GBZ/T192.4—2007《工作场所空气中粉尘测定第4部分：游离二氧化硅含量》[11]，结合工人作业方式，选择定点工作岗位定点采样或巡检工作岗位个体采样。定点采样在不同粉尘浓度的时段分别进行。个体采样选择有代表性的对象，根据现场调查情况确定采样数目和采样时间。每个定点工作岗位每天选择3个时间段且包括粉尘浓度最高的时间段，每个时间段采集总粉尘、呼吸性粉尘和降尘3种样品。计算8小时时间加权平均浓度（concentration-timeweightedaverage,CTWA），计算公式为CTWA(mg/m3)=(C1T1+C2T2+…CnTn）/8，其中C1…Cn为各检测位粉尘浓度，T1…Tn为各检测位的工人实际接触时间。根据GBZ2.1—2019《工作场所有害因素和职业接触限值第1部分：化学有害因素》[12]时间加权平均容许浓度（permissibleconcentration-timeweightedaverage,PC-TWA）判断各工种水泥粉尘浓度是否超标。

1.4职业健康风险评估

1.4.1半定量综合指数法

依据GBZ/T298—2017《工作场所化学有害因素职业健康风险评估技术导则》化学有害因素毒性危害特征分级[5]，水泥粉尘属于高腐蚀性物质，其危害等级（hazardrating,HR）为4。综合考虑水泥粉尘接触浓度（exposure,E）/PC-TWA、每日使用量、日接触时间和危害控制措施，分别对应的接触指数（exposureindex,EI），确定各工种接触等级（exposurerating,ER）和风险指数（risk,R):ER=EI1×EI2…EIn;。根据R值将风险等级分为5级：<1.00为可忽略风险；1.00～<2.00为低风险；2.00～<3.00为中等风险；3.00～<4.00为高风险；≥4.00为极高风险。

1.4.2半定量接触比值法

依据GBZ/T298—2017《工作场所化学有害因素职业健康风险评估技术导则》[5]仅考虑E与相应的职业接触限值（occupationalexposurelimit,OEL）比值，确定ER和R。R的计算公式及对应的风险等级同半定量综合指数法。

1.4.3ICMM风险评级表法

ICMM风险评级表法综合考虑：健康危害后果（consequence,C）、接触概率（probabilityofexposure,PrE）、接触时间（prolongingofexposure,PeE）、危害风险和接触评估不确定性（uncertainty,U），计算风险等级（riskrate,RR）。RR=C×PrE×PeE×U。C按照接触限值及2倍超限量进行调整：低于限值，C等级为1；高于限值但低于2倍限值，C等级为15；高于2倍限值但低于4倍限值，C等级为50；高于4倍限值，C等级为100。考虑到个体防护用品的使用，PrE赋值调整为：低于接触限值为2；高于接触限值但低于4倍限值为3；高于4倍接触限值为5。PeE的赋值：每年1次为0.5；一年几次为1；每月几次为2；每个班次连续暴露2～4h为6；每个班次连续暴露8h为10。U的赋值：确定为1；不确定为2；非常不确定为3。根据RR值将风险等级分为5级：<20.00为可容忍的风险；20.00～<69.00为潜在的风险；69.00～<199.00为高风险；199.00～<400.00为非常高的风险；≥400.00为不可容忍的风险。

1.5统计分析

采用SAS9.4软件统计分析。定量资料服从正态分布的采用均数±标准差（x±s）描述，不服从正态分布的采用中位数和四分位数间距[M(QR）]描述，定性资料采用相对数描述。3种风险评估方法的风险等级均为5级，职业健康风险评估水平从低到高依次赋值1、2、3、4和5分[13]，赋值后的风险评估结果均进行Shapiro-Wilk正态性检验，若均服从正态分布，采用随机区组设计方差分析分析不同方法评估结果的差异性，采用Pearson相关分析不同方法评估结果的一致性；若不服从正态分布，采用FriedmanM检验分析不同方法评估结果的差异性，采用Spearman秩相关分析不同方法评估结果的一致性。检验水准α=0.05。

2、结果

2.1职业卫生调查结果

4家水泥生产企业工程防护和应急救援措施充分且定期维护，作业工人着工作服并佩戴防尘口罩，领用和培训记录完备。接触水泥粉尘的车间和工种主要包括水泥粉磨车间负责水泥磨巡检的巡检工、水泥库负责水泥库巡检的巡检工、水泥车间负责机动检修的机修工、水泥包装车间负责散装水泥灌装操作的散装水泥灌装工、负责袋装水泥上车的袋装水泥上车工和负责插袋的袋装水泥插袋工。不同工种每日水泥原料平均使用量为2114.89～2620.00t，各工种均接触噪声。水泥包装车间作业方式为定点作业，其他车间均为巡检作业。工作制度均为三班四运转制，即平均每天工作8h，每周工作5d。见表1。

2.2水泥粉尘检测结果

所有工种接触的粉尘游离二氧化硅含量为（4.70±2.01)%～(5.63±2.48）%。袋装水泥上车工和袋装水泥插袋工的总粉尘和呼吸性粉尘浓度均超过PC-TWA（分别为4.0和1.5mg/m3)[12]，袋装水泥上车工总粉尘和呼吸性粉尘浓度分别为（9.35±4.30)mg/m3和（2.72±1.55)mg/m3，分别为PC-TWA的2.34倍和1.81倍；袋装水泥插袋工总粉尘和呼吸性粉尘的M(QR）分别为9.31(7.82)mg/m3和2.91(2.32)mg/m3，分别为PC-TWA的2.33倍和1.94倍。水泥磨巡检工、散装水泥灌装工、水泥库巡检工和机修工的总粉尘和呼吸性粉尘浓度均未超过PC-TWA。见表1。

表1水泥粉尘岗位职业卫生学调查结果

2.3职业健康风险评估结果

2.3.1半定量综合指数法

采用半定量综合指数法评估总粉尘和呼吸性粉尘的结果显示，水泥磨巡检工、散装水泥灌装工、袋装水泥上车工、袋装水泥插袋工、水泥库巡检工和机修工的职业健康风险等级均为高风险。见表2和表3。

表23种职业健康风险评估法评估结果

表33种职业健康风险评估法评估结果

2.3.2半定量接触比值法

袋装水泥插袋工和袋装水泥上车工的总粉尘和呼吸性粉尘的职业健康风险等级均为极高风险；水泥库巡检工的总粉尘和呼吸性粉尘的职业健康风险等级分别为高风险和中等风险；水泥磨巡检工、散装水泥灌装工和机修工的职业健康风险等级均为中等风险。见表2和表3。

2.3.3ICMM风险评级表法

袋装水泥插袋工和袋装水泥上车工的总粉尘和呼吸性粉尘的职业健康风险均处于不可容忍的风险水平；散装水泥灌装工的总粉尘和呼吸性粉尘的职业健康风险处于潜在的风险水平；水泥磨巡检工、水泥库巡检工和机修工的总粉尘和呼吸性粉尘的职业健康风险均处于可容忍的风险水平。见表2和表3。

2.3.43种风险评估方法评估结果比较

3种风险评估方法评估结果赋值后的正态性检验结果均不符合正态分布，且评估总粉尘和呼吸性粉尘的风险水平比较，差异无统计学意义（χ2=2.571,P=0.277；χ2=2.546,P=0.280）。Spearman秩相关分析结果显示，ICMM风险评级表法与半定量接触比值法评估呼吸性粉尘的结果高度正相关（rs=0.894,P=0.016），与总粉尘的结果无相关性（rs=0.733,P=0.097）。由于半定量综合指数法在总粉尘或呼吸性粉尘方面的评估结果均为中等风险，不适合与ICMM风险评级表法或半定量接触比值法进行相关性分析。

3、讨论

本研究选取的4家水泥生产企业均采用新型干法旋窑水泥熟料生产工艺，其水泥磨巡检工、散装水泥灌装工、水泥库巡检工和机修工接触的水泥总粉尘和呼吸性粉尘暴露浓度均符合OEL，而袋装水泥上车工和袋装水泥插袋工接触的水泥总粉尘和呼吸性粉尘暴露浓度均超出OEL，与汪玉清等[14]的水泥生产企业中水泥叠包装车、包装机插袋和散装装车岗位粉尘浓度较高，职业危害严重结果相似。可能在水泥生产企业中水泥磨巡检工、散装水泥灌装工、水泥库巡检工和机修工机械化程度高，且配备除尘器或收尘器；而袋装水泥上车工和袋装水泥插袋工主要是手工作业，加之运输车辆的进出，增加了操作环境中的二次扬尘。

采用半定量综合指数法评估总粉尘和呼吸性粉尘的风险等级均为高风险，而袋装水泥插袋工和袋装水泥上车工采用半定量接触比值法和ICMM风险评级表法的评估结果为极高风险或不可容忍的风险，其他工种如水泥磨巡检工、散装水泥灌装工和机修工采用半定量接触比值法的评估结果均为中等风险，水泥库巡检工总粉尘和呼吸性粉尘的评估结果分别为高风险和中等风险；水泥磨巡检工、水泥库巡检工和机修工采用ICMM风险评级表法的评估结果均为可容忍的风险，散装水泥灌装工则处于潜在的风险水平。ICMM风险评级表法和半定量接触比值法的评估结果与劳动卫生学调查结果符合，而半定量综合指数法未能根据劳动卫生学调查情况识别出需要重点防控的工种。与其他工种相比，袋装水泥插袋工和袋装水泥上车工处于较高的风险水平，主要原因是接触较高粉尘浓度和每天长时间接触粉尘。水泥生产企业应重点关注袋装水泥上车工和袋装水泥插袋工的身体状况，并进一步完善降尘防尘措施。

既往研究显示，半定量综合指数法与半定量接触比值法或风险评级表法的一致性并不强，而ICMM风险评级表法和半定量接触比值法的一致性较强[15]。虽然本次研究选用的3种评估方法结果差异不具有统计学意义，但ICMM风险评级表法和半定量接触比值法均将袋装水泥上车工和袋装水泥插袋工评估为需要重点防控的工种，且2种评估方法对呼吸性粉尘的评估结果呈高度正相关；而半定量综合指数法与ICMM风险评级表法、半定量接触比值法均未观察到相关性。可能与不同风险评估方法的一致性和待测因素的超限倍数范围有关[15,16]。既往研究显示，当CTWA高于OEL时，ICMM矩阵法评估结果高于或等于综合指数法的评估结果[16]；且CTWA/OEL>2时，ICMM风险评级表法与半定量接触比值法结果完全一致[15]，与此次研究结果相似。另有研究显示，ICMM风险评估模型主观性较强[17,18,19]，容易高估职业健康风险水平[20,21]。半定量综合指数法虽然考虑到工程防护措施、应急救援措施、职业卫生管理、接触时间和日使用量等因素，但水泥粉尘日使用量与生产原料的日使用量不对等易造成错误估计[16]。水泥粉尘一般不易造成急性中毒，在水泥粉尘职业健康风险评估中是否需要纳入应急救援措施仍需进一步商榷。因此，有学者提出《工作场所化学有害因素职业健康风险评估技术导则》仍需在后续的应用实践中完善，如半定量方法中粉尘的危害等级需要进一步细化[19]。

综上所述，水泥产业中袋装水泥插袋工和袋装水泥上车工的职业健康风险水平较高；半定量接触比值法和ICMM风险评级表法适用于呼吸性水泥粉尘方面的职业健康风险评估，半定量综合指数法在水泥粉尘职业健康风险评估方面的适用性仍需进一步研究。

文章来源：牛勇,张璘,刘凯,俞兵,章荣平,韩磊,谢丽庄,吴鹏,叶萌.水泥生产企业粉尘职业健康风险评估[J].预防医学,2021,33(06):558-562+567.

基金：国家自然科学基金项目(81472956);职业健康风险评估与国家职业卫生标准制定项目(131031109000160004)