第一节 基本概念
一、剂量
剂量是决定外源化学物对机体损害作用的重要因素。其概念较为广泛,可包括以下几种:
暴露剂量:又称外剂量,是指外源化学物与机体(如人、指示生物、生态系统)的暴露剂量,可以是单次暴露或某浓度一定时间的暴露。
吸收剂量:又称内剂量,是指外源化学物穿过一种或多种生物屏障或交换便捷,吸收进入体内的剂量。
到达剂量:又称靶剂量,是指吸收后到达靶(如组织、细胞)、可与特定器官或细胞交互作用的外源化学物和/或其代谢产物的剂量。
化学物对机体的损害作用的性质和强度,直接取决于其在靶器官中的剂量,但测定此剂量比较复杂。一般而言,暴露或摄入的剂量愈大,靶器官内的剂量也愈大。因此,常以暴露剂量来衡量。
二、接触(暴露)水平
接触(暴露)水平(剂量)是指在一段时间内浓度或强度对时间的积分,即随时间变化浓度曲线下面积,见图1-3-1。
图1-3-1 接触(暴露)水平(剂量)概念示意图
三、时间加权平均浓度(C-TWA)与短时间接触浓度(C-STEL)
(一)C-TWA
以时间为权数规定的化学有害因素浓度。由于在工作时劳动者的暴露往往不是连续的,如不是用工作全过程个体采样,而是采用工时计算法计算时间加权平均浓度(C-TWA)时,可以写成
式中:
C1,C2……Cn——T1,T2……Tn时间段接触的相应浓度;
T1,T2……Tn——C1,C2……Cn浓度下相应的持续接触时间。
(二)C-STEL
短时间(15分钟)接触的最大浓度。STEL的实质是15分钟的TWA的最大值。
四、职业接触限值(OELs)
目前,建设项目职业病危害评价工作主要采用工作场所职业病危害因素检测进行职业病危害因素接触水平的评价。根据职业病危害因素的检测结果并对照GBZ2.1或GBZ2.2的职业接触限值标准,评价职业病危害因素接触水平的符合性。
《工作场所有害因素职业接触限值》(GBZ2.1、GBZ2.2)是职业性有害因素的接触限值标准,是职业病危害因素检测与评价工作的基石和出发点,也是实施作业现场卫生监督的依据,是职业卫生标准中最重要的一部分。
但是,《工作场所有害因素职业接触限值》不是安全与有害的绝对界限,它只是判断某种化学物质在一定浓度下安全性的基本依据,某种化学物质是否损害了健康必须以医学检查结果为基础并结合实际案例的接触情况来判断。因此,工作场所即使符合该标准,也还有必要对接触者进行健康检查。此外《工作场所有害因素职业接触限值》只是一种限量标准,应当以尽量降低空气中有害物质的浓度、改善劳动条件作为奋斗目标,不以达到该标准为满足;当然长期在超过职业接触限值的条件下作业对劳动者健康会造成损害。
职业接触限值是为保护作业人员健康而规定的工作场所有害因素的接触限量值,劳动者在职业活动过程中长期反复接触某种或多种职业性有害因素,不会引起绝大多数接触者不良健康效应的容许接触水平。
(一)化学有害因素的职业接触限值
化学有害因素的职业接触限值分为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。
1.时间加权平均容许浓度(PC-TWA)
以时间为权数规定的8小时工作日、40小时工作周的平均容许接触浓度。
2.短时间接触容许浓度(PC-STEL)
在遵守PC-TWA前提下容许短时间(15分钟)接触的浓度。
3.最高容许浓度(MAC)
工作地点、在一个工作日内、任何时间有毒化学物质均不应超过的浓度。
4.峰接触浓度(PE)
《工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素》(GBZ2.1—2019)中引入了峰接触浓度的概念,并替代了超限倍数,该概念指的是在最短的可分析的时间段内(不超过15分钟)确定的空气中特定物质的最大或峰值浓度。对于接触具有PC-TWA但尚未制定PC-STEL的化学有害因素,应使用峰接触浓度控制短时间的接触。在遵守PC-TWA的前提下,容许在一个工作日内发生的任何一次短时间(15分钟)超出PC-TWA水平的最大接触浓度。
GBZ2.1—2019规定了化学有害因素的职业接触限值,包括358种化学物质、49种粉尘和3种生物因素,均制定了PC-TWA或MAC限值,有一部分还制定了PC-STEL限值,对于具有PC-TWA但尚未制定PC-STEL的化学有害因素,使用峰接触浓度控制短时间内的最大接触,目的是防止在一个工作日内在PC-TWA若干倍时的瞬时高水平接触导致快速发生的急性不良健康效应。
5.职业接触限值的应用
(1)PC-TWA的应用:
8小时时间加权平均容许浓度(PC-TWA)是评价劳动者接触水平的主要指标。职业病危害控制效果评价,如建设项目竣工验收,定期评价,系统接触评估,因生产工艺、原材料、设备等发生改变需要对作业人员接触水平重新进行评价时,尤应着重进行TWA的检测、评价。采用个体检测是测定TWA比较理想的方法,尤其适用于评价劳动者实际接触状况,是工作场所化学有害因素职业接触限值的主体性限值。定点检测也是测定TWA的一种方法,要求采集一个工作日内工人各作业岗位,各时段的样品,按工时计算法计算某作业工人的TWA值,将各时段的持续接触时间与其相应浓度乘积之和除以8,得出8小时工作日的时间加权平均浓度(TWA)。定点检测除了反映个体接触水平外,也适用于评价工作场所环境的卫生状况。
定点检测可按下式计算出时间加权平均浓度:
C-TWA=(C1T1+C2T2+……+CnTn)/8
式中:
C-TWA-8小时工作日接触化学有害因素的时间加权平均浓度(mg/m3);
8-一个工作日的工作时间(h),工作时间不足8小时者,仍以8小时计;
C1,C2……Cn-T1,T2……Tn 时间段接触的相应浓度;
T1,T2……Tn-C1,C2……Cn 浓度下相应的持续接触时间。
[举例]
[例1]乙酸乙酯的PC-TWA为200mg/m3,劳动者接触状况为:400mg/m3,接触3小时;60 mg/m3,接触2小时;120 mg/m3,接触3小时。代入上述公式,CTWA=(400×3+60×2+120×3)÷8=210mg/m3。此结果> 200mg/m3,超过该物质的PC-TWA。
[例2]同样是乙酸乙酯,若劳动者接触状况为:300mg/m3,接触2小时;200mg/m3,接触2小时;180mg/m3,接触2小时;不接触,2小时。代入上述公式,CTWA=(300×2+200×2+180×2+0×2)÷8=170mg/m3,结果< 200mg/m3,则未超过该物质的PC-TWA。
(2)PC-STEL的应用:
PC-STEL是与PC-TWA相配套的短时间接触限值,可视为对PC-TWA的补充。只用于短时间接触较高浓度可导致刺激、窒息、中枢神经抑制等急性作用,及其慢性不可逆性组织损伤的化学物质。
在遵守PC-TWA的前提下,PC-STEL水平的短时间接触不引起:① 刺激作用;② 慢性或不可逆性损伤;③ 存在剂量-接触次数依赖关系的毒性效应;④ 麻醉程度足以导致事故率升高、影响逃生和降低工作效率。即使当日的TWA符合要求时,短时间接触浓度也不应超过PC-STEL。当接触浓度超过PC-TWA,达到PC-STEL水平时,一次持续接触时间不应超过15分钟,每个工作日接触次数不应超过4次,相继接触的间隔时间不应短于60分钟。如果实际测得的当日C-TWA已经超过PC-TWA,则没必要使用PC-STEL防止这些效应。
对制定有PC-STEL的化学物质进行监测和评价时,应了解现场浓度波动情况,在浓度最高的时段按采样规范和标准检测方法进行采样和检测。
(3)MAC的应用:
MAC主要是针对具有明显刺激、窒息或中枢神经系统抑制作用,可导致严重急性损害的化学物质而制定的不应超过的最高容许接触限值,即任何情况都不容许超过的限值。最高浓度的检测应在了解生产工艺过程的基础上,根据不同工种和操作地点采集能够代表最高瞬间浓度的空气样品再进行检测。
(4)峰接触浓度的应用:
峰接触浓度与PC-STEL相似,都反映15分钟的接触。对于那些制定有PC-TWA但尚未制定PC-STEL的化学有害因素,劳动者当日的C-TWA水平应控制在PC-TWA范围以内,同时,一个工作日内任何在PC-TWA水平以上的短时间接触都应当符合峰接触浓度的控制要求。峰接触浓度所对应的浓度是短时间接触浓度,采样和检测方法同PC-STEL。
(5)联合暴露的控制:
当两种或两种以上有毒物质共同作用于同一器官、系统或具有相似的毒性作用(如刺激作用等),或已知这些物质可产生相加作用时,则应按下列公式计算结果,进行评价:
C1/L1+C2/L2+……+Cn/Ln=1
式中:
C1,C2……Cn——各化学物质所测得的浓度;
L1,L2……Ln——各化学物质相应的容许浓度限值。
据此算出的比值≤1时,表示未超过接触限值,符合卫生要求;反之,当比值>1时,表示超过接触限值,则不符合卫生要求。
[举例]
[例3]实际测得的某工作场所化学有害因素C-TWA如下:丙酮120mg/m3,环己酮 10mg/m3,甲乙酮 100mg/m3;测定的 C-STEL 如下:丙酮 225mg/m3,甲乙酮400mg/m3。丙酮的PC-TWA、PC-STEL分别为300mg/m3和450mg/m3;环己酮的PC-TWA为50mg/m3;甲乙酮的PC-TWA和PC-STEL分别为300mg/m3、600mg/m3。对其混合接触进行评价。
三种物质的临界不良健康效应均为上呼吸道刺激,可视为相加作用;丙酮还有中枢神经系统损害。评价结果如下:
I-TWA=120/300+10/50+100/300=0.4+0.2+0.33=0.93;
I-STE=225/450+0+400/600=0.5+0+0.67=1.17。
8小时混合接触比值<1,没有超过OELs;短时间混合接触比值>1,超出OELs。
(二)物理因素的职业接触限值
职业性物理因素大都以能量的方式作用于机体,其对机体的损伤程度与人体接受的总能量值有关,因此物理因素职业接触限值与化学因素职业接触限值的内涵有着本质区别。目前我国化学有害因素职业接触限值包括最高容许浓度、时间加权平均容许浓度和短时间接触容许浓度,而物理因素的职业卫生标准则与接触时间有直接关系,可以理解为时间加权平均能量值。
《工作场所有害因素职业接触限值第2部分:物理因素》(GBZ2.2)规定了10种物理因素的职业接触限值。
1.超高频辐射
在远区场,功率密度与电场强度E(V/m)之间的关系为P=E2//3770。式中P为功率密度,mW/cm2;E为电场强度,V/m。测量时,可选择功率密度或电场强度。
2.高频电磁场
工作场所高频电磁场接触限值适用于接触高频电磁辐射的各类作业,但不适用于环境照射及作为医疗或诊断为目的的照射。频率在3MHz以下的高频电磁场,可选择电场强度或磁场强度。
3.工频电场
工频电场职业接触限值适用于交流输电系统中接触电磁场的电力工作人员及带电工作人员。因工作需要必须进入超过接触限值的工频电场地点或延长接触时间时,应采取有效防护措施;带电作业人员应该处在“全封闭式”的屏蔽装置中操作,或应穿包括面部的屏蔽服。
4.激光辐射
激光辐射的职业接触限值包括8小时眼直视激光束8小时激光照射皮肤两种。
5.微波辐射
工作场所微波辐射接触限值适用于接触微波辐射的各类作业,不包括居民所受环境辐射及接受微波诊断或治疗的辐射。脉冲微波固定辐射和非固定辐射的平均功率密度限值相同。肢体局部辐射不区分连续微波和脉冲微波。短时间暴露功率密度>1mW/cm2时,除控制暴露时间(按日剂量接触限值计算)外,还需使用个人防护。
6.紫外辐射
职业接触限值适用于人工紫外辐射。紫外线混合光源包括各段波长紫外线的光源,如电焊弧光。测量时,可选择辐照度或照射量。
7.高温作业
接触时间率100%,体力劳动强度为Ⅳ级,WBGT指数(湿球黑球温度指数)限值为25℃;劳动强度分级每下降一级,WBGT指数限值增加1~2℃;接触时间率每减少25%,WBGT限值指数增加1~2℃。
本地区室外通风设计温度≥30℃的地区,规定的WBGT指数相应增加1℃。
8.噪声
每周工作5天,每天工作8小时,稳态噪声限值为85dB(A),非稳态噪声等效声级的限值为85dB(A)。对于脉冲噪声工作场所,根据工作日接触脉冲次数其噪声声压级峰值有不同规定。
9.手传振动
工作场所手传振动接触限值适用于生产中使用手持振动工具或手接触受振工件的作业。
在日接振时间不足或超过4小时,要将其换算为相当于接振4小时的频率计权振动加速度值,可用下式计算:
式中:
ahw(T)——频率计权振动加速度;
T——日接振时间,h/d。
10.煤矿井下采掘工作场所气象条件
煤矿井下采掘作业地点气象条件适用于煤矿井下采掘作业,也适用于其他矿井下采掘作业。
职业接触限值中的上限及下限值均不是舒适限值。在上限条件下,劳动者仍有一定的闷热感;在下限的条件下,部分人尚有“稍冷”感。但在此标准范围内可保证劳动者不发生中暑,并能防止常见病、多发病的发生。