粉尘危害及检测09.4

煤矿粉尘危害与检测吴允萍唐山冀东矿业安全检测检验有限公司煤矿粉尘危害在煤矿的诸多职业危害中，粉尘的危害居第一位。长期暴露于含游离二氧化硅的粉尘，可以导致煤工尘肺。包括矽肺，煤矽肺和煤肺。煤矿粉尘危害煤矿粉尘危害主要是生产性粉尘，而生产性粉尘中有三种物质是导致尘肺的重要因素粉尘浓度，主要是呼吸性粉尘粉尘粒度分散度粉尘中游离二氧化硅含量是指在生产中过程形成的，并能长时间漂浮在空气中的固体微粒。生产性粉尘(industrialdust)一、生产性粉尘的分类1、按粉尘性质分类粉尘分类无机粉尘inorganicdust矿物性粉尘金属性粉尘人工无机粉尘有机粉尘Organicdust动物性粉尘植物性粉尘人工有机粉尘混合性粉尘Mixeddust煤矽尘电焊烟尘2、按粉尘粒子大小一、生产性粉尘的分类粉尘分类可见粉尘：直径10um显微粉尘：直径10-0.1um超显微粉尘：：直径：0.1-0.001um固有粉尘：直径10um云：直径10-0.1um烟：直径：0.1-0.001um3、按进入机体的情况非吸入性粉尘：直径(AED)15um的尘粒称为非吸入性粉尘可吸入性粉尘(inhalerdust)直径15um的粒子称可吸入性粉尘呼吸性粉尘(respirabledust)直径５um的粉尘称为呼吸性粉尘一、生产性粉尘的分类二、粉尘的理化性质及卫生学意义1.粉尘的化学成分、浓度和接触肘间2.粉尘的分散度3.粉尘的硬度4.粉尘的溶解度5.粉尘的荷电性6.粉尘的爆炸性1.粉尘化学成份的卫生学意义岩尘：岩尘中游离二氧化硅（SiO2）含量多数在30-50%常见围岩中游离二氧化硅含量（%）砂岩页岩火成岩砾岩石灰岩玄武岩SiO2含量44-5822-283533-5218.95.5二、粉尘的理化性质及卫生学意义煤矿围岩构成及粉尘中游离SiO2含量煤矿SiO2含量砂岩页岩砂质页岩其它湘永44.251（52.5）16（21.0）33（22.0）台基40.450（54.0）30（28.0）3（28.0）火成岩3砾岩15马田40.230（54.0）20（19.7）50（22.0）田师傅38.427（44.1）10（24.4）50（22.0）火成岩8砾岩5吉舒32.350（58.1）30（17.7）20（22.0）彩屯26.320（54.150（16.3）25（20.0）石灰岩5龙凤8.826（20.0）凝灰岩36玄武岩38岩尘成份：游离二氧化硅硅酸盐：长石、云母、高岭土氧化物：Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3金属元素：Ni、Zn、Ca、Al、Ba、Zr二、粉尘的理化性质及卫生学意义煤尘成份：煤尘中游离二氧化硅含量均在10%以下，一般煤尘中游离二氧化硅含量小于5%的粉尘称为单纯性煤尘。煤尘成分：游离二氧化硅10%可然基炭：无烟煤92%左右烟煤83%左右褐煤72%左右灰分：全部为矿物质，如粘土、氧化物、硫化物、碳酸盐、石英二、粉尘的理化性质及卫生学意义1.粉尘化学成份的卫生学意义两煤矿粉尘中游离二氧化硅含量与尘肺患病率（%）煤矿SiO2含量（%）粉尘浓度（mg/m3）患病率（%）病变进展速度甲矿71.88.414.0快乙矿19.47.94.3慢二、粉尘的理化性质及卫生学意义二、粉尘的理化性质及卫生学意义粉尘中游离二氧化硅，直接决定着对人体的危害程度。粉尘中其含量越高，则引起尘肺病变的程度越重，病情发展速度越快，危害性越大。有特殊的粉尘中含有放射性物质和稀有元素，也能影响尘肺的发病和病程。二、粉尘的理化性质及卫生学意义浓度和接触时间粉尘浓度，特别是呼吸性粉尘浓度越高，被作业工人吸入人体肺泡的粉尘越多作业人员在粉尘现场工作的时间越长,吸入粉尘的机会就越多，造成的危害也越大二、粉尘的理化性质及卫生学意义1.粉尘的化学成份、浓度和接触肘间2.粉尘的分散度决定粉尘在空气中的悬浮程度决定粉尘在呼吸道中的阻留部位决定粉尘粒子的理化活性决定采取什么样的通风防尘措施二、粉尘的理化性质及卫生学意义2.粉尘分散度的卫生学意义是用粉尘粒径大小的组成描述某一生产过程中物质被粉碎的程度，以粉尘粒径大小(μm)的数量或质量组成百分比表示。粉尘分散度的卫生学意义粒子直径(um)在静止空气中下降情况粒子直径(um)沉降速度（m/h）1010-0.10.1-0.001加速度等速度布郎氏运动1001010.12829.628.29260.2829260.00282926粉尘粒径的大小决定粉尘在空气中的悬浮程度粉尘离子直径与沉降速度的关系粉尘粒径的大小决定粉尘在呼吸道中的阻留部位空气动力学直径概念：(aerodynamicequivalentdiameter，AED)：是指某种粉尘粒子（a）不论其几何形状、大小和比重如何，如果它在空气中与一种比重为1的球型粒子b的沉降速度相同时，则b的直径即可作为a的AED。粉尘分散度的卫生学意义粉尘在呼吸道的沉积情况：10um的粒子10-2um的粒子2-1um的粒子→肺泡道→肺泡囊→肺泡１-０.５um粒子０.５um粒子粉尘粒度的卫生学意义靠重力作用沉降(deposition)在下呼吸道。靠布郎氏运动（弥散作用diffusion）经冲撞粘在肺泡壁上。对沉降和撞击来说太小，对弥散来说又大，因此这部分粒子在肺内沉积的最少。因弥散作用而使阻留率再度升高。靠惯性作用主要沉积在上呼吸道。粉尘粒度的卫生学意义分散度与粉尘的理化性质有关，粉尘分散度越高，则单位体积粉尘总表面积越大（单位体积中所有粒子表面积的总和），表面积越大，理化活性越高，越容易参与理化反应。粉尘吸附气体分子时在尘粒表面形成一层薄膜，阻碍尘粒之间的集聚也增加了粉尘自空气中的存留时间。粉尘粒子表面积越大，增加吸附空气能力越强。肺内粉尘阻留与尘粒大小的关系二、粉尘的理化性质及卫生学意义1.粉尘的化学成分、浓度和接触肘间2.粉尘的分散度3.粉尘的硬度如含有游离二氧化硅的粉尘硬度高，破碎(生产)过程中则产生的微细颗粒越多粉尘硬度的卫生学意义3.粉尘的硬度尘粒的形状对引起疾病，在病理上有一定的卫生学意义，但也必须与粉尘的硬度同时考虑。质地柔软的粉尘容易沉降在支气管壁上，使上呼吸道粘膜上覆盖一层绒毛状物质，可引起慢性炎症。坚硬或锐角的粉尘能直接引起上呼吸道粘膜的损伤。在尘肺的发病学中，形状和硬度虽然不是起到了决定性作用，但在石棉肺的发病中，石棉纤维的形状所引起的机械性刺激作用，有着非常重要的卫生学意义。二、粉尘的理化性质及卫生学意义1.粉尘的化学成分、浓度和接触肘间2.粉尘的分散度3.粉尘的硬度4.粉尘的溶解度粉尘溶解性的大小与对人体危害程度高度相关，同时也与肌体对粉尘所产生的免疫相关。4.粉尘的溶解度4.粉尘的溶解度粉尘溶解性的大小对人体危害程度也不同，一般来说，当粉尘对人体危害主要是机械性刺激作用时，粉尘粒子溶解的越快，对人体危害越小，溶解性越强其危害越大，粉尘的溶解性也因粉尘对肌体作用的性质而异。煤矿粉尘被吸入人体后，虽然在人体内溶解较少，但由于粉尘中的游离二氧化硅（石英）的毒性作用，被溶解的粉尘在组织液和细胞浆中形成二氧化硅胶体溶液，这种的胶体溶液在矽肺的发生、发展起着重要的作用，对人体的危害是非常严重的。二、粉尘的理化性质及卫生学意义1.粉尘的化学成分、浓度和接触肘间2.粉尘的分散度3.粉尘的硬度4.粉尘的溶解度5.粉尘的荷电性6.粉尘的爆炸性带有电荷的粉尘粒子比不带电荷的粉尘粒子更易于滞留在肺泡和细微支气管中，荷电程度不同的尘粒进入肺内能影响细胞对粉尘的吞噬。粉尘的荷电性的卫生学意义5.粉尘的荷电性生产性粉尘所带的电荷的来源有三个途径：在破碎过程中形成产生电荷；在流动中粉尘之间相互摩擦产生电荷；吸附空气中离子而带电荷。粉尘粒子的电荷量决定于粉尘粒径的大小和比重，也受温度和湿度影响，温度升高，则荷电量增高；湿度增加时，荷电量降低。粉尘的荷电性对其在空气中的稳定程度有一定影响，同性电荷相斥，增加了粉尘在空气中的稳定性。异性电荷相吸。则粉尘在碰撞时凝集而沉降。粉尘的荷电性的卫生学意义5.粉尘的荷电性粉尘的荷电性的卫生学意义是在于，荷电粉尘可以直接影响粉尘被吸入后的阻留量。一般来说，带有电荷的尘粒比不带电荷的尘粒更易于滞留在肺泡和细微支气管中，荷电程度不同的尘粒进入肺内能影响细胞对粉尘的吞噬。有试验提出，带有电荷的粉尘不易被吞噬细胞吞噬，对人体的危害性更大。二、粉尘的理化性质及卫生学意义1.粉尘的化学成分、浓度和接触肘间2.粉尘的分散度3.粉尘的硬度4.粉尘的溶解度5.粉尘的荷电性6.粉尘的爆炸性煤尘coaldust30-50g/m3面粉wheatflour7g/m3铝尘aluminiumdust7g/m3硫磺sulphurdust7g/m3糖尘sugardust10.3g/m3二、粉尘的理化性质及卫生学意义6.粉尘的爆炸性煤矿生产性粉尘发生爆炸性必须，同时具备以下三个条件：①.煤尘有爆炸性；②.空气中悬浮煤尘达到一定的浓度；③.存在点燃煤尘引爆的火源；二、粉尘的理化性质及卫生学意义6.粉尘的爆炸性①.煤尘有爆炸性，无烟煤采煤工作面除个别情况外大多数属于无爆炸性煤尘，而烟煤、褐煤采煤工作面产生的煤尘均属于爆炸性煤尘。煤的碳化程度越高，挥发分越高，煤尘的爆炸性越强。二、粉尘的理化性质及卫生学意义6.粉尘的爆炸性②.空气中悬浮煤尘达到一定的浓度；能够引起煤尘爆炸的最低与最高浓度值成为爆炸上限和下限浓度。低于下限浓度和高于上限浓度的煤尘均不会发生爆炸，但不同种类的煤炭和不同实验条件所得到的爆炸上下限浓度是不相同的。一般煤尘爆炸下限浓度30～50g/m3，上限浓度为1000～2000g/m3，其中爆炸力最强的浓度为300～500g/m3。二、粉尘的理化性质及卫生学意义6.粉尘的爆炸性③.存在点燃煤尘引爆的火源，煤尘爆炸的引爆温度一般为650～990℃。在机械强度较高的生产现场，这种温度在井下各种作业点是容易发生的，温度越高越容易引起爆炸。特别是机械摩擦、碰撞产生火花也是煤矿井下煤尘爆炸的常见原因之一。三、发生在黑龙江某煤矿的爆炸由于井下巷道煤尘浓度过高，引起煤尘爆炸。134人遇难三、粉尘对健康的影响1.呼吸系统解剖学部位的划分2.粉尘在体内的沉积和阻留3.人体对粉尘的防御和清除呼吸系统分为传导和呼吸两部分粉尘沉积有不同方式；被阻留是受到鼻毛、呼吸道生理弯曲、粘性分泌物等粉尘沉积受空气动力学直径；呼吸道内吸湿性膨胀度；尘粒荷电性、呼吸流速影响三、粉尘对健康的影响1.呼吸系统解剖学部位的划分包括鼻、口腔、咽、喉、气管、支气管包括呼吸性细支气管、肺泡管、肺泡囊、肺泡传导部分呼吸部分三、粉尘对健康的影响1.对人体呼吸道的划分国际放射防护委员会肺动力学工作组建议将呼吸道分为三个区域：①头区或鼻咽区：粉尘以冲击作用沉降在鼻咽区在此部位沉降的粉尘可致慢性炎症、过敏性疾患等；②气管支气管树区：有实验表明大于2um的粉尘以冲击作用沉降，0.5～2um的粉尘以沉降作用沉降，这部分粉尘可导致慢支或诱发支气管肺癌。③肺泡区：大于0.5um的粉尘以沉降作用粘附在肺泡区，小于0.5um粉尘以弥漫作用运动。尘肺病发生在此。三、粉尘对健康的影响2.粉尘在体内的沉积和阻留粉尘在体内的沉积方式有截留、撞击、沉降弥散、静电沉降对纤维状和不规则粉尘有意义因撞击而沉积的粉尘，主要是大于10um的粉尘，最易附着气道分叉处因气道变细变小，粉尘在重力作用下沉降至各级气道壁上小于0.5um的粉尘呈布朗氏运动，主要附着在小气道和肺泡上，平静呼吸时只有10-15%留在肺内电活性高的粉尘在气道表面上诱导而带电荷引起附着作用三、粉尘对健康的影响3.人体对粉尘的防御和清除★鼻、咽腔的滤尘作用(30-50%)★呼吸道上皮粘液纤毛系统的排出作用★肺泡巨嗜细胞的吞噬作用仅1-3%进入肺组织纤毛cilia粘液mucus血管bloodvessel交换gasexchange微粒、颗粒Particle微细支气管Airways肺泡Alveoli巨噬细胞macrophage三、粉尘对健康的影响游离二氧化硅粉尘型肺泡上皮细胞损伤趋化因子II型肺泡上皮细胞增生、修复肺泡巨噬细