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编号:10259661
含游离二氧化硅粉尘累积肺作用值的应用
http://www.100md.com 《中华劳动卫生职业病杂志》 1998年第2期
     作者:胡建安

    单位:

    关键词:尘肺;游离SiO2;接触剂量;剂量-效应关系;最高容许浓度

    中华劳动卫生职业病杂志980213 【摘要】 目的 为推动作者曾提出的含游离二氧化硅粉尘累积肺作用值(Da=Σnj=1[(Y-Yj)K+1]Ej)的应用和讨论。 方法 用实例详细介绍了该值的计算方法,以及应用相应公式(El=Da/{[K(n2-n)/2+n]-[K(n2-n)/2+n1]})推算容许浓度等过程。 结果 用Da作为游离SiO2粉尘接触剂量指标,不仅解决了用以往粉尘剂量指标时粉尘接触剂量与反应不同步的问题,而且用相应公式推算容许浓度时,控制一定发病率的时间,包括接触者开始接尘至整个寿命(50年:工作30年+脱离工作后20年)。 结论 这样推算容许浓度对于保护粉尘作业人员终生健康是合理的。
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    Application of the accumulated effect value of dust containing free silica on lung Hu Jianan.Department of Industrial Hygiene and Occupational Diseases,Hunan Medical University,Changsha 410078

    Abstract The method of calculating the accumulated effect value of dust containing free silica on lung Da=Σnj=1[(Y-Yj)K+1]Ej advanced by the author before and the process of reckoning MAC with relevant formula El=Da/{[K(n2-n)/2+n]-[K(n21-n)/2+n1)]} were explained in detail by a concrete instance to promote its application and discussion.Using Da as an exposed dose index of dust containing free silica,not only resolved the problem of that the dose and the response were not synchronous,but also controlled the period of certain incidence including the time beignning to be exposed up to all lifetime when MAC(or TLV) was reckoned by the relevant formula.The MAC reckoned like this is reasonable for keeping the workers exposed to dust in good health in all their life time.
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    Key words Pneumoconiosis Free silica Exposed dose Dose-response relationship MAC

    鉴于接触含游离二氧化硅(SiO2)粉尘脱尘后仍可发生尘肺等情况,笔者曾提出以含游离SiO2粉尘累积肺作用值(Da)作为接触剂量,用于含游离SiO2粉尘与尘肺的剂量-效应关系研究,同时,用相应的公式推算容许浓度值[1]。本文用实例详细介绍Da的计算以及容许浓度推算过程。

    一、材料与方法

    某矿1955~1988年期间参加工作、接尘时间为1年以上的全部单纯掘进工。作业场所粉尘浓度以历年资料为依据,对个别年份资料不全的,我们参考有关资料以及与有关人员共同商定估计值。以含游离SiO2粉尘累积肺作用值(Da)公式[1]计算工人接尘剂量;用寿命表法[2]分析Da值与尘肺发病的剂量—反应关系;用与Da计算相配套的公式[1]推算容许浓度。
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    二、Da值的计算

    每个工人粉尘的接触剂量,按含游离SiO2粉尘累积肺作用值(Da)公式计算:

    Da=Σnj=1[(Y-Yj)K+1]Ej

    式中,Ej:第j年的平均粉尘浓度(mg/m3);Y:第1次诊断为Ⅰ期尘肺的年份或非尘肺者最后一次拍片检查的年份;Yj:暴露为Ej的年份;n:从开始接尘至Y年份的年数;K:逼近系数。

    以4个工人资料为例,接尘史和现场粉尘浓度资料分别见表1和表2。掘进工作业场所粉尘中游离SiO2含量为38.2%。

    表1 4位工人接尘史资料
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    Table 1 Dust exposure data of four workers 工人

    Worker

    诊断尘肺日期

    Date diagnosed

    (pneumoconiosis)

    接尘日期

    Duration of dust exposure

    最后拍片日期

    Date of the last

    examination
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    开始

    Beginning

    结束

    End

    开始

    Beginning

    结束

    End

    A

    1975-04

    1958-03

    1966-12

    1988-09
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    B

    1969-08

    1956-05

    1964-10

    1966-01

    1969-08

    1988-09

    C

    1962-08

    1956-05

    1962-08

    1988-09

, 百拇医药     D

    1958-08

    1963-02

    1978-05

    表2 历年现场总粉尘资料

    Table 2 Dust concentration in work environment over the years 年份

    Years

    样品数

    No.of samples

    几何平均浓度

    Geometric mean(mg/m3)
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    年份

    Years

    样品数

    No.of samples

    几何平均浓度

    Geometric mean(mg/m3)

    1955~1959

    150.00

    1976

    8

    10.25

    1960~1963
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    123

    150.00

    1977

    28

    5.98

    1964

    91

    14.00

    1978

    38

    5.72

    1965

    193
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    5.68

    1979

    31

    6.09

    1966

    23

    4.66

    1980

    31

    6.95

    1967

    14

    5.08
, 百拇医药
    1981

    5.76

    1968

    133

    6.68

    1982

    35

    4.78

    1969

    96

    6.79

    1983

    34
, 百拇医药
    6.67

    1970

    12

    6.46

    1984

    64

    3.42

    1971

    24

    9.25

    1985

    30

    7.91
, 百拇医药
    1972

    40

    9.07

    1986

    201

    4.66

    1973

    17

    6.34

    1987

    214

    24.60

    1974
, 百拇医药
    113

    9.92

    1988

    64

    2.36

    1975

    28

    9.49

    表3列出了A和B两个工人接尘剂量的计算过程:工人A的第1行(17×0.1+1)×150×10/12,其中“150”为公式中Ej,即1958年的年平均粉尘浓度;“17”是“Y(1975年)-Y1(1958年)=17”,第2行中“16”是“Y(1975年)-Y2(1959年)=16”;“0.1”为系数K,是按“计算含游离二氧化硅粉尘累积肺作用值公式探讨”中方法[1]求得;“10/12”是1958年3月参加工作,当年只工作10个月,故乘10/12;累加各年剂量得出表3末行Da值。A、B两工人分别为2 187.11 mg*a和2 238.34 mg*a。
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    当历年现场粉尘浓度相同、连续工作而未脱离接尘者,可用简便公式计算:

    Da=E*{Σnj=1[K(j-1)+1]}=E*{K(n2-n)/2+n}

    式中,E:历年平均浓度;其它符号意义同前。如工人C,从1956年8月开始接尘,直到1963年7月诊断为尘肺,未中断粉尘接触。则:n=63(7)/(12)-56(5)/(12)=7(2)/(12)。该接尘者剂量为:

    Da=150×{0.1×[(7(2)/(12))2-7(2)/(12)]/2+7(2)/(12)}=1 406.46(mg*a)。

    如果在历年粉尘浓度相同的环境连续工作一段时间后,脱离粉尘作业(包括脱尘后尘肺),剂量计算则可按下式进行:

    Da=E*{[K(n2-n)/2+n]-[K(n21-n1)/2+n1]}
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    式中,n1:开始脱离粉尘作业至第1次诊断为Ⅰ期尘肺或非尘肺者最后一次拍片检查的年份。如:工人D,从1957年6月起连续在平均粉尘浓度150 mg/m3的生产环境中工作,1963年5月脱离粉尘接触,直至1978年5月最后一次拍片检查仍未患尘肺,该工人接触剂量则为:

    Da=150×{[0.1(212-21)/2+21]-[0.1(152-15)/2+15]}=2 475(mg*a)。

    按以上方法算出每个接尘工人的Da值。

    三、剂量—反应关系分析

    以Da值作为粉尘的接触剂量指标,在剂量范围内按剂量大小将接尘者分为10个组。用寿命表方法[2],首先分别计算有关值,得出各剂量组累计发病率,然后将各组剂量换算为上限值对数,各组累计发病率转换成概率单位(表4)。表3 粉尘累积肺作用值计算实例(K=0.1)
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    Table 3 Example for calculating accumulated effect value of dust deposition in lung(K=0.1) 工人 A

    Worker A

    工人 B

    Worker B

    年份

    Year

    [(Y-Yj)*K+1]*Ej

    [(Y-Yj)*K+1]*Ej

    1958
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    (17×0.1+1)×150×10/12=337.5

    (16×0.1+1)×150=390

    (15×0.1+1)×150=375

    (14×0.1+1)×150=360

    (13×0.1+1)×150=345

    1956 (13×0.1+1)×150×7/12=201.25

    (12×0.1+1)×150=330

    (12×0.1+1)×150=330

    (11×0.1+1)×14=29.4
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    (11×0.1+1)×150=315

    (10×0.1+1)×5.68=11.36

    (10×0.1+1)×150=300

    (9×0.1+1)×4.66=8.85

    (9×0.1+1)×150=285…

    (8×0.1+1)×150=270…

    (7×0.1+1)×150=255…

    (6×0.1+1)×150=240…

    (5×0.1+1)×14×10/12=17.5………

    (3×0.1+1)×4.66=6.06…
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    (2×0.1+1)×5.08=6.09…

    (1×0.1+1)×6.68=7.35

    1975…

    (0×0.1+1)×6.79×9/12=5.09

    n

    Σ

    j=1

    2187.11

    2238.34

    表4 粉尘接触剂量和累计发病率转换值

    Table 4 Transformed values of dust exposed dose
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    and accumulative incidence

    接尘量

    Dust exposed

    dose

    接尘量上限值对数

    Log.of dose

    upper limit

    累计发病率

    Accumulative

    incidence

    概率单位

, 百拇医药     Probability

    unit

    0~

    3.0492

    0.0923

    3.6733

    1120~

    3.3502

    0.4888

    4.9719

    2240~

    3.5263

    0.6395
, 百拇医药
    5.3571

    3360~

    3.6513

    0.7974

    5.8324

    4480~

    3.7482

    0.8852

    6.2020

    5600~

    3.8273

    0.9447

, http://www.100md.com     6.5955

    6720~

    3.8943

    0.9447

    6.5955

    7840~

    3.9523

    0.9585

    6.7338

    8960~

    4.0035

    0.9723

    6.9158
, 百拇医药
    10080~

    4.0492

    0.9908

    7.3579

    再用最小平方法对剂量上限值对数与概率单位进行直线回归分析。得如下回归方程:Y=3.432 5X-6.694 4。最后,按回归方程,求出控制发病率为1.0%或0.5%的剂量(Da)分别为536.08 mg*a和453.47 mg*a。

    四、容许浓度推算

    从以上得出控制尘肺发病率在1.0%或0.5%以下的剂量(Da)值,按下列公式推算容许浓度:

    EL=Da/{K[(n21-n1)/2+n]-[K(n21-n1)/2+n1]}
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    式中,EL:推出的容许浓度;Da:以上算出的控制一定发病率(1.0%或0.5%)的剂量;n:从估计一般开始接尘(20岁)至人平均寿命(70岁)的年数,n为50年;n1:从估计脱离粉尘作业(工作30年后50岁)至人均寿命的年数,n1为20年。

    El(0.01)=536.08/{[0.1(502-50)/2+50]-[0.1(202-20)/2+20]}=536.08/133.5=4.02(mg/m3)

    El(0.005)=453.47/133.5=3.40(mg/m3)

    即按游离二氧化硅累积肺作用值为接触剂量,在粉尘中游离SiO2含量为38.2%作业场所,控制接尘人群在70岁以前尘肺发病率为1.0%或0.5%的平均粉尘浓度分别为4.02mg/m3和3.40 mg/m3
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    五、讨论

    以往用的粉尘接触剂量计算方法,剂量累积时间通常仅在工作年限内,在推算容许浓度时控制一定发病率所考虑的年限也只包括工作期间(约30年)。这对于脱离粉尘接触,不再发生尘肺的情况来说是合适的。这种情况粉尘的效应指标尘肺总发生在接触剂量累积的年限(即工作年限)内,从群体的角度看,反应(即尘肺发病率)在此时限内随剂量的累积而变化。

    然而,接触含游离SiO2的粉尘一定时间后,即使脱离粉尘接触,仍可发生尘肺[3],某些作业脱尘后尘肺还占相当大的比例[4,5]。因此,接触含游离SiO2粉尘工人患尘肺的危险终生都存在。从群体角度着眼,反应不只是在工作年限30年内变动,还要包括脱离粉尘作业直至生命中止这段时间。所以,用以往粉尘剂量指标研究含游离SiO2粉尘的剂量—反应关系是不合适的。

, http://www.100md.com     笔者提出的含游离SiO2粉尘累积肺作用值(Da),剂量的累积考虑了脱尘后的非直接接触时粉尘对肺组织的作用。按同等效应(Ⅰ期尘肺)的剂量应相同的原则,用脱尘后尘肺与非脱尘后尘肺群体的平均剂量对比平衡,通过使用系数K给予脱尘后的非接尘时期一定权重的剂量,使剂量的累积时限为接尘后至生命中止,这与接触含游离SiO2粉尘,脱尘后至终生均可能发生尘肺的情况相一致,并随时间延长剂量累积增加,群体中累计发病率也增加,剂量与反应同步。另外在推算容许浓度时,控制一定发病率的年限不仅在工作年限内(30年),还包括了退休至平均寿命(20年),共50年,这对于保护粉尘作业人员终生健康是合理的。

    在Da计算公式中,“(Y-Yj)*K”部分是考虑游离SiO2粉尘致尘肺作用是进行性的,脱离粉尘作业仍可发生尘肺,K值反映粉尘在脱尘后阶段对肺作用大小。当该公式用于无脱尘后尘肺的粉尘剂量计算时,K=0,整个“(Y-Yj)*K”为0,则公式变为:“Σnj=1(Cj*Tj)”。如K=1,则公式变为Jahr[6]模式:D1=Σnj=1(Y-Yj+1)Ej。因此Da计算公式可看作这几种剂量计算方法的通用公式。目前,在计算机普及的条件下,我们可编制应用程序(如:用Basic和Foxbase等)进行接尘剂量计算,这可很快计算大量数据。如用Da计算公式,可通用于非游离SiO2粉尘的剂量计算,只是根据是否有脱尘后尘肺等情况,给K赋予某一数值或0即可。本文计算看起来稍复杂,但用计算机则简单、方便、快速,我们用Foxbase自编程序计算1 000例接尘者的Da值仅花15分钟。
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    参 考 文 献

    1 胡建安.计算含游离SiO2粉尘累积肺作用值公式探讨.中华劳动卫生职业病杂志,1994,12(3):7~10.

    2 周燕荣.寿命表法.见:田凤调主编.粉尘容许浓度的现场调查研究方法.北京:人民卫生出版社,1985.41~46.

    3 世界卫生组织工作组.职业暴露矿尘SiO2和煤的保证健康限值.北京:煤炭工业部职业医学研究所,1987.28~33.

    4 楼介治.调离矽尘作业工人尘肺发病情况的调查.中华劳动卫生职业病杂志,1984,2:322~324.

    5 张隆庆.脱尘后发病的228例矽肺患者的观察分析.工业卫生与职业病,1987,13:35~36.

    6 Jahr J.Dose-response basis for setting a quartz thershold value:a new simple formula for calculating."Lifetime dose" of quartz.Arch Environ Health,1974,29:338~340.

    (收稿:1997-01-16 修回:1997-06-02), 百拇医药