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2018, 35(9):821-824, 834.doi:10.13213/j.cnki.jeom.2018.18121

2014—2017年上海浦东新区焊工锰暴露水平及影响因素


上海市浦东新区疾病预防控制中心环境与职业危害因素控制科, 上海 200136

收稿日期: 2018-01-10;  发布日期: 2018-10-10

基金项目: 上海市浦东新区疾病预防控制中心科技项目(编号:PDCD-2017-12)

通信作者: 沈惠平, Email: hpshen@pdcdc.sh.cn  

作者简介: 王文朋(1987-), 男, 硕士, 主管医师; 研究方向:职业卫生与职业医学; E-mail:

[目的] 了解上海市浦东新区焊接作业者锰暴露水平,并调查其影响因素。

[方法] 2014-2017年,采用三阶段分层抽样方法抽取浦东新区137家企业的215名焊接作业工人(简称"焊工")为研究对象,进行个体呼吸带采样,采用火焰原子吸收光谱法测定锰暴露水平。采用上海市重点职业病危害因素主动监测调查问卷对现场危害因素暴露情况及影响因素进行调查,分析锰暴露的影响因素。

[结果] 本研究共获得215份样品,锰质量浓度中位数(M)为0.140 mg/m3,总超标率为15.81%。4年间锰超标率差异有统计学意义(χ2=8.989,P=0.003),2017锰超标率最高(30.43%)(P < 0.05)。大型企业焊工锰超标率(34.09%)和暴露质量浓度中位数(0.075 mg/m3)明显高于中型企业[5.26%(χ2=5.820,P=0.016),0.003 mg/m3H=70.609,P=0.000)]和小型企业[11.84%(χ2=12.063,P=0.001),0.010 mg/m3H=38.527,P=0.001)]。造船业焊工锰超标率(37.21%)和暴露质量浓度中位数(0.113 mg/m3)最高,通用设备制造业锰超标率(6.33%)和暴露质量浓度中位数(0.009 mg/m3)最低,不同行业间的锰暴露水平和超标率间的差异有统计学意义(χ2=20.698,P=0.000;H=28.940,P=0.000)。密闭空间作业者锰超标率(77.78%)和暴露质量浓度(0.790 mg/m3)高于室外露天(0.00%、0.003 mg/m3)(χ2=5.600,P=0.018;H=123.000,P=0.009)和车间内(13.30%、0.010 mg/m3)(χ2=26.607,P=0.000;H=78.675,P=0.001),差异有统计学意义。连续作业者的锰超标率(22.22%)和暴露质量浓度中位数(0.030 mg/m3)明显高于间歇作业者(χ2=6.694,P=0.010;H=4 291.500,P=0.001)。使用焊丝作业者的锰超标率(20.81%)和暴露质量浓度中位数(0.027 mg/m3)高于焊条作业者(4.55%、0.006 mg/m3)(χ2=7.903,P=0.005;H=6 284.000,P=0.001)。通风效果差的环境中锰超标率(31.71%)和暴露质量浓度中位数(0.035 mg/m3)明显高于通风效果好(11.94%、0.006 mg/m3)(χ2=6.345,P=0.012;H=29.907,P=0.046)。

[结论] 2014-2017年浦东新区焊工锰暴露水平有增加趋势,存在一定健康风险,企业规模、行业、焊接作业环境、作业模式及通风效果是影响锰暴露水平的主要因素。

关键词: 焊工;  锰;  主动监测;  暴露;  密闭空间 

随着我国经济持续高速发展,焊接工艺的应用日益广泛,已成为大型机械制造行业中不可或缺的重要加工工艺。在电弧焊接过程中,焊条或焊丝的焊芯、药皮和金属母材在电弧高温下融化、蒸发、氧化、冷凝,可产生大量锰及其化合物[1]。由于焊接作业存在近距离操作、地点不固定等特点,导致局部抽风除尘困难,在呼吸带附近的烟尘浓度高,作业工人在短时间内经呼吸道即可吸入大量的锰。研究证实,长期接触低剂量锰会造成大脑基底节多巴胺能神经元的锰蓄积,机体表现出帕金森病样症状[2]。浦东新区作为上海市经济发展的关键区域,船舶建造及相关行业众多,从事焊接作业的工人数量也越来越多。为掌握焊接作业者锰暴露状况,本研究通过对电焊作业企业开展主动监测工作,分析2014—2017年浦东新区焊接作业工人(简称“焊工”)的锰暴露水平及其影响因素,为后续干预工作提供科学依据。

1   对象与方法

1.1   研究对象

采用三阶段分层抽样方法。第一阶段按照企业规模、行业分层随机抽取监测企业,并将近3年内发生过电焊工尘肺的企业作为最差样本纳入监测企业;第二阶段则在确定的监测企业中随机抽取生产车间;第三阶段参照GBZ 159——2004《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》[3]在第二阶段抽取的生产车间内选定作业工人作为个体检测对象。2014年共监测40家企业,2015年为39家,2016年为32家,2017年为26家,共抽取137家企业的215名作业工人开展个体采样。

1.2   现场调查

采用统一的上海市重点职业病危害因素主动监测调查问卷(由上海市疾病预防控制中心统一制作),内容包括一般情况、焊接作业情况和作业环境情况等。一般情况包括企业所属行业、经济类型、规模(从业人员 > 1 000人为大型;300人≤从业人员 < 1 000人为中型;从业人员 < 300人为小型)等[4];焊接作业情况包括作业类型、焊接类型等;作业环境因素包括焊接作业地点、通风效果等。

1.3   采样与检测

1.3.1   采样

现场采样参照GBZ 159—2004《工作场所空气有害物质监测的采样规范》和GBZ/T 160.34—2004《工作场所空气中锰及其化合物的测定方法》[5]。采用个体采样器(Gillian,美国)及37 mm微孔滤膜,采样流量为1.0 L/min,上、下午各采集2 h。将装好微孔滤膜的小型塑料采样夹与个体采样器连接,并佩戴在采样对象的前胸上部,进气口尽量接近呼吸带。采样时记录被采样对象姓名、企业名称、作业车间、采样时长、采样点的温度、湿度和气压。将装好微孔滤膜的采样夹带至采样点,除不连接空气采样器外,其余操作同样品,作为样品的空白对照。共获得215份样品。

1.3.2   检测

检测方法依照GBZ/T 160.34—2004《工作场所空气中锰及其化合物的测定方法》,采用火焰原子吸收光谱法测定样品浓度,按照GBZ 159—2004计算锰的8 h时间加权平均容许浓度(time-weighted av erage,TWA)。

1.3.3   评价

测定结果按照GBZ 2.1—2007《工作场所汇总有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素》[6]判定是否超标。对于通风效果的定义如下。通风效果好:自然通风的气流组织合理;或机械通风排毒设施完善,新风量和换气次数能达到设计要求,作业场所锰浓度不超过卫生标准。通风效果一般:自然通风的气流组织基本合理;或具备机械通风排毒设施,新风量和换气次数略低于设计要求,作业场所锰浓度接近卫生标准。通风效果差:自然通风的气流组织不合理;或机械排毒设施不完善,新风量和换气次数不能达到设计要求,作业场所锰浓度超过卫生标准。

1.4   质量控制

锰的采样和检测均在上海市浦东新区疾病预防控制中心实验室内进行。所有采样仪器均经过计量认证,使用前进行流量校准,保证正常工作。

1.5   统计学分析

调查数据均录入上海市职业卫生信息管理系统,数据导出Excel后采用SPSS 19.0进行数据分析。采用锰的8 h TWA的中位数(M)、P25P75和超标率(%)对检测值进行统计描述,不同组超标率的比较采用卡方检验或精确法检验,不同组中位数的比较采用非参数分析(Kruskal-Wallis检验)。检验水准α=0.05(双侧)。

2   结果

2.1   2014—2017年浦东新区焊工锰暴露水平及超标率

本研究中,2014—2017年浦东新区215名作业者个体采样的锰检测值呈对数正态分布(W=1.132,P=0.154)。锰质量浓度M值为0.140 0 mg/m3,其中34份样品超过锰的职业接触限值(0.15mg/m3),超标率为15.81%。4年间锰超标率差异有统计学意义(χ2=8.989,P=0.003),2017年超标率最高(30.43%),与2014年比较,差异有统计学意义(P < 0.05),见表 1

表1

2014—2017年上海浦东新区焊接作业者锰暴露情况

2.2   不同企业规模和行业的焊工锰暴露水平及超标率

通过4年的连续监测结果显示:大型企业作业者接触锰的超标率和暴露水平高于中型(χ2=5.820,P= 0.016;H=70.609,P=0.000)和小型企业(χ2=12.063,P= 0.001;H=38.527,P=0.001),差异有统计学意义;不同行业作业者接触锰的超标率和暴露水平也不同,造船业锰超标率(37.21%)和暴露水平(M=0.113mg/m3)最高,通用设备制造业超标率(6.33%)和暴露水平(M=0.009 mg/m3)最低,不同行业间锰暴露水平和超标率的差异有统计学意义(χ2=20.698,P=0.000;H= 28.940,P=0.000)。见表 2

表2

2014—2017年上海浦东新区不同行业特征的焊接作业者锰暴露情况

2.3   不同作业特征下的焊工锰暴露水平和超标率

不同暴露因素锰超标率及暴露水平见表 3,结果显示不同焊接环境中焊工锰超标率和暴露水平不同。密闭空间作业者锰超标率(77.78%)和暴露水平(0.790 mg/m3)明显高于室外露天(0.00%、0.003 mg/m3)(χ2=5.600,P=0.018;H=123.000,P=0.009)和车间内(13.30%、0.010mg/m3)(χ2=26.607,P=0.000;H=78.675,P=0.001),差异有统计学意义。连续作业锰超标率(22.22%)和暴露水平(0.030 mg/m3)明显高于间歇作业(9.35%、0.007 mg/m3),差异有统计学意义(χ2=6.694,P=0.010;H=4291.500,P=0.001)。流动作业和固定作业锰超标率和暴露水平差异无统计学意义(P > 0.05)。不同作业时间作业者锰超标率和暴露水平差异无统计学意义(P > 0.05)。不同焊接作业种类间作业工人锰超标率和暴露水平的差异无统计学意义(P > 0.05)。使用焊丝焊接作业者锰超标率(20.81%)和暴露水平(0.027 mg/m3)高于焊条作业(4.55%、0.006 mg/m3),差异有统计学意义(χ2=7.903,P=0.005;H=6284.000,P= 0.001)。通风效果差的焊接作业环境锰超标率(31.71%)和暴露水平(0.035 mg/m3)高于通风效果好的,差异有统计学意义(χ2=6.345,P=0.012;H=29.907,P= 0.046)。

表3

2014—2017年上海浦东新区不同暴露因素的焊接作业者锰暴露情况

3   讨论

主动监测资料分析显示,2014—2017年浦东新区焊接作业场所的作业者锰暴露水平间差异有统计学意义,个体锰超标率由2014年的7.69%增加到2017年的30.43%,说明浦东新区作业场所锰暴露现状不容乐观,有加剧趋势。研究表明持续性职业锰暴露会对工人造成多系统健康损害,其损害程度与锰暴露水平存在剂量-效应关系[7],提示作业者暴露此水平,存在慢性锰中毒的健康风险。

本研究结果显示,大型企业作业者接触锰的暴露水平和超标率明显高于中型和小型企业,提示浦东新区大型企业工作任务重,焊接作业负荷大,锰暴露水平高。不同行业作业者接触锰的暴露水平和超标率也不同,造船业锰暴露水平和超标率最高,与其他研究结果相似[8-9]。船舶制造企业作业工人多在船体内或狭窄舱室内施焊,密闭空间内作业,通风条件差。进一步对个体锰暴露影响因素分析发现,密闭空间作业者锰超标率(77.78%)明显高于室外露天和车间内。密闭空间狭小,空气流动性差,加之机械通风设备难以实施通风作业,焊接作业产生的包括锰在内的金属烟尘无法扩散,造成锰累积浓度高[10]。使用焊丝焊接作业锰暴露水平和超标率高于焊条作业。由于焊丝作业焊接成本低,生产效率高,利于实现焊接过程机械化和自动化,使用范围广;同时锰含量对焊丝用盘条的组织及力学性能均会产生影响,锰含量增加,盘条的抗拉强度和宏观硬度增加,焊接效率提高[11],但也导致作业者接触锰明显增加。通风效果差的焊接作业环境中焊工的锰暴露水平和超标率明显高于通风效果好和一般的,通风是降低焊接作业者锰暴露水平的关键,良好的通风条件能明显降低作业者接触工业性毒物的水平。

结合本次研究结果,针对浦东新区焊接企业现有状况提出以下建议:(1)继续做好锰主动监测工作,及时向企业反馈监测结果,采取有效措施控制焊接作业者锰接触水平;(2)加强对造船业等重点行业职业卫生管理过程中焊接作业岗位的卫生监督,督促企业合理安排工作时间及空间布局,落实焊接操作规范化培训,定期为焊接作业者发放足量的个人防护用品并监督正确使用;(3)按照GBZ/T 205—2007《密闭空间作业职业危害防护规范》的要求,落实密闭空间作业管理,防止密闭空间作业时中毒事故发生;(4)企业应尽量选用低锰含量焊材,加强全面通风和局部通风,有条件可以配备可移动式局部吸风除尘装置,降低焊接作业者锰暴露浓度,保障工人身体健康。

表1

2014—2017年上海浦东新区焊接作业者锰暴露情况

Table 1
表2

2014—2017年上海浦东新区不同行业特征的焊接作业者锰暴露情况

Table 2
表3

2014—2017年上海浦东新区不同暴露因素的焊接作业者锰暴露情况

Table 3

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[基金项目] 上海市浦东新区疾病预防控制中心科技项目(编号:PDCD-2017-12)

[作者简介] 王文朋(1987-), 男, 硕士, 主管医师; 研究方向:职业卫生与职业医学; E-mail: wpwang@pdcdc.sh.cn

[收稿日期] 2018-01-10 00:00:00.0

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