化工安全技术
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一、工业毒物

在工业生产中使用和生产的某些物质侵入人体后,在一定条件下,与人体的机体组织发生生物化学作用或生物物理作用,破坏机体的正常功能,造成暂时性或永久性的器官或组织病理变化,甚至危及生命,这种物质称为工业毒物。

(一)工业毒物的形态

在实际生产过程中,工业毒物常以气体、蒸气、雾、烟尘或粉尘等形态污染生产环境中的空气,从而对人体产生毒害。

(1)气体

在常温常压下呈气态的物质。如氯、一氧化碳、二氧化硫等。

(2)蒸气

由液体蒸发或固体升华而形成。前者如苯蒸气,后者如碘蒸气。

(3)雾

混悬在空气中的液体微滴,多系蒸气冷凝或液体喷散所形成。如喷漆时形成的含苯漆雾,电镀铬和酸洗作业时形成的铬酸雾和硫酸雾。

(4)烟尘

悬浮于空气中直径小于0.1μm的烟状固体微粒,系某些金属在高温下熔化时产生的蒸气逸散在空气中氧化凝聚而成。如炼铜时产生的氧化锌烟尘,熔铅时产生的氧化铅烟尘等。

(5)粉尘

悬浮于空气中直径大于0.1μm的固体微粒,多为固体物质在机械粉碎、碾磨、打砂、钻孔时形成,或将粉状原料、半成品或成品进行混合、过筛、包装、运输时可有粉尘飞扬。如制造铬催化剂时的铬酐尘,包装塑料粉料中的塑料尘等。

(二)工业毒物的分类

工业毒物的分类方法很多,有的按毒物来源分,有的按进入人体的途径分,有的按毒物作用的靶器官分,目前最常用的是化学性质及用途相结合的分类方法。一般分为以下几种。

①金属、类金属及其化合物,这是最多的一类,如铅、汞、锰、砷、磷等。

②卤族及其无机化合物,如氟、氯、溴、碘等。

③强酸和碱性物质,如硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠、氢氧化钾等。

④氧、氮、碳的无机化合物,如臭氧、氮氧化物、一氧化碳、光气等。

⑤窒息性惰性气体,如氦、氖、氩、氮等。

⑥有机毒物,按化学结构又分为脂肪烃类、芳香烃类、脂肪环烃类、卤代烃类、氨基及硝基烃化合物、醇类、醛类、酚类、醚类、酮类、酰类、酸类、腈类、杂环类、羰基化合物等。

⑦农药类,包括有机磷、有机氯、有机汞、有机硫等。

⑧染料及中间体、合成树脂、橡胶、纤维等。

还有一种分类方法是按毒物的作用性质分类,分为刺激性、腐蚀性、窒息性、麻醉性、溶血性、致敏性、致癌性、致畸性、致突变性毒物等,这种分类方法的优点是便于了解其毒性作用。

(三)工业毒物的毒性指标与分级

毒性是指毒物引起机体损害的强度。工业毒物的毒性大小,可用毒物的剂量与反应之间的关系来表示。评价毒性的指标最通用的是计算毒物引起实验动物死亡的剂量(或浓度),所需剂量(浓度)越小,则毒性越大。常用的指标有以下几种。

①绝对致死剂量或浓度(LD100或LC100)。全组染毒动物全部死亡的最小剂量或浓度。

②半数致死剂量或浓度(LD50或LC50)。染毒动物半数死亡的剂量和浓度。

③最小致死量或浓度(MLD或MLC)。染毒动物中个别动物死亡的剂量或浓度。

④最大耐受量或浓度(LD0或LC0)。染毒动物全部存活的最大剂量或浓度。

其中半数致死剂量常用来反映各种毒物毒性的大小。按照毒物的半数致死剂量大小,可将毒物的毒性分成剧毒、高毒、中等毒、低毒和微毒五级(见表2-6)。

表2-6 化学物质的急性毒性分级表

(四)工业毒物侵入人体的途径

毒物可通过呼吸道、皮肤和消化道侵入人体。在石油化工生产过程中,最主要的是经呼吸道进入,其次是皮肤,而经消化道进入的较少。

1.呼吸道

在生产环境中,毒物常以气体、蒸气、雾、烟尘及粉尘等形态存在于空气中,因此,呼吸道是工业毒物侵入人体最主要的途径。由于肺是人体主要的呼吸器官,肺泡面积大,肺泡壁极薄,其表面又为碳酸的液体所湿润,并有丰富的毛细血管,所以肺泡对毒物的吸收极其迅速,如人体吸进大量的氰化氢、一氧化碳或苯等,在数分钟内就可以中毒昏倒。另外,由呼吸道进入的毒物被肺泡吸收后不经肝脏,直接进入血液循环而分布到全身,肝脏无法起到解毒作用,所以有更大的危险性。

2.皮肤

工业毒物经皮肤吸收而致中毒者也较常见。它是穿过表皮屏障或通过毛囊和皮脂腺而进入人体的。经皮肤侵入的毒物也不经肝脏而直接随血液循环分布于全身。

能够经皮肤侵入的毒物主要有脂溶性毒物,如芳香族氨基或硝基化合物、有机金属类(如四乙基铅、有机锡)、有机磷化合物、氯代烃类等。

3.消化道

工业毒物由消化道进入人体的机会很少,主要是食用受毒物污染的食物或毒物溅入口腔造成的。由消化道吸收的毒物,大多随粪便排出,其中一部分在小肠内吸收,经肝脏解毒转化后排出,只有一小部分进入血液循环系统。

(五)职业接触限值(occupational exposure limits,OELs)

劳动者在职业活动过程中长期反复接触有害物质,对绝大多数接触者的健康不引起有害作用的容许接触水平,是职业性有害因素的接触限制量值。化学有害因素的职业接触限值包括时间加权平均容许浓度、短时间接触容许浓度和最高容许浓度三类,物理因素职业接触限值包括时间加权平均容许限值和最高容许限值。

《工业企业设计卫生标准》(GBZ 1—2010)规定:优先采用先进的生产工艺、技术和无毒(害)或低毒(害)的原材料,消除或减少尘、毒职业性有害因素;对于工艺、技术和原材料达不到要求的,应根据生产工艺和粉尘、毒物特性,参照GBZ/T 194的规定设计相应的防尘、防毒通风控制措施,使劳动者活动的工作场所有害物质浓度符合GBZ 2.1要求;预期劳动者接触浓度不符合要求的,应根据实限接触情况,参照GBZ/T 195、GB/T 19664的要求同时设计有效的个人防护措施。

我国《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分:化学有害因素》(GBZ 2.1—2007)中,规定了工作场所空气中有害物质容许浓度(见表2-7~表2-9)。

表2-7 工作场所空气中化学物质容许浓度(节选)

①~③化学物质的致癌性标识按国际癌症组织(IARC)分级,作为参考性资料:

G1:确认人类致癌物(carcinogenic to humans);

G2A:可能人类致癌物(probably carcinogenic to humans);

G2B:可疑人类致癌物(possibly carcinogenic to humans)。

④表示可经完整的皮肤吸收。

⑤表示为致敏物。

表2-8 工作场所空气中粉尘容许浓度

①指游离SiO2低于10%,不含石棉和有毒物质,而尚未制定容许浓度的粉尘。表中列出的各种粉尘(石棉纤维尘除外),凡游离SiO2高于10%者,均按硅尘容许浓度对待。

注:致癌性标识见表2-7注。

表2-9 工作场所空气中生物因素容许浓度

对未制定PC-STEL的化学物质和粉尘,采用超限倍数控制其短时间接触水平的过高波动。在符合PC-TWA的前提下,粉尘的超限倍数是PC-TWA的2倍;化学物质的超限倍数(视PC-TWA限值大小)是PC-TWA的1.5~3倍(见表2-10)。

表2-10 化学物质超限倍数与PC-TWA的关系