玻璃棉、岩棉和矿渣棉合称为人造矿物纤维绝热棉,是一组无机类、非晶体结构的纤维状、硅酸盐物质,由于具有良好的保温和隔声性能,已作为石棉的主要代用品大量应用于工业、建筑、交通运输以及农业等领域,主要用于工业设备管道及建筑物的保温、隔热、吸声、防火等。人造矿物纤维绝热棉是新兴的节能材料,在我国发展迅速、生产量大、应用广泛,对促进国民经济的发展具有重要的作用。石棉是确定的人类致癌物,接触石棉可导致肺癌、恶性间皮瘤等恶性肿瘤,还能引起石棉肺等健康损害,许多国家己立法禁止或限制石棉的生产与使用。作为石棉的代用品,人造矿物纤维绝热棉在工业生产、生活中得到广泛的应用。同时,作为与石棉相似的纤维物质,其对人体健康的影响已受到高度关注,特别是致癌作用更是关注的热点。1988年,国际癌症研究中心(IARC)曾将玻璃棉、岩棉和矿渣棉列为2B类(可疑人类致癌物),2002年重新分类为3类(对人及动物致癌性证据不足)。但有关职业性接触人造矿物纤维绝热棉对人体的其他健康影响仍存在争议,且报道并不多见。为保护劳动者的健康,很多国家(地区)和组织均制定了相应的职业接触限值,以推荐其保护水平。与我国仅制有人造矿物纤维绝热棉的总粉尘容许浓度相比,国际上从20世纪60年代以来,就已经以纤维计数浓度限值作为纤维类物质限值的主流类型,并广泛采用计数法测定工作场所空气中石棉和其他纤维的接触水平。针对以上问题,本文对国内、外人造矿物纤维绝热棉职业接触限值进行了系统分析和比较,建立了工作场所空气中人造矿物纤维绝热棉计数浓度测定方法,对我国人造矿物纤维绝热棉职业人群接触水平、人体健康损害的流行病学特征进行了分析评估,探讨了职业性接触人造矿物纤维绝热棉与健康效应之间的剂量-反应关系,以职业健康风险评估为基础,提出了我国可接受健康风险下的人造矿物纤维绝热棉的职业接触控制水平。第一部分人造矿物纤维绝热棉的健康效应研究目的：探讨玻璃棉、岩棉和矿渣棉的致癌作用和致纤维化作用,以及低纤维计数浓度、低总粉尘质量浓度的玻璃棉和低纤维计数浓度、高总粉尘质量浓度的岩棉职业接触对呼吸系统、皮肤和眼的不同健康结局和接触(剂量)-反应关系,为确定人造矿物纤维绝热棉职业接触限值依据的关键效应,及作业工人职业健康监护的目标疾病和效应指标提供科学依据。方法：采用问卷调查方式,回顾性地收集玻璃棉、岩棉和矿渣棉生产企业尘肺病、肺癌、恶性间皮瘤和其它肿瘤的发病以及既往体检资料,追踪所有病例的发病情况。探讨长期接触人造矿物纤维绝热棉对呼吸系统以及鼻、咽部健康影响时,接触组纳入连续接触且工龄≥la的劳动者,排除接触石棉和其他纤维、接触可能损害呼吸系统的粉尘和化学物质、患有慢性支气管炎、肺气肿和哮喘、最近一周患有感冒的工人。以接触的职业性有害因素和工龄作为主要匹配因素选择外对照,对照组除不接触玻璃棉、岩棉和矿渣棉外,其余排除条件均同接触组。接触组按照接触工龄分为1-5a组、6-l0a组、>10a组等亚组并进行分析。探讨职业性接触人造矿物纤维绝热棉对皮肤和眼睛的健康影响时,接触组均纳入目前处于接触状态的劳动者,以接触的职业性有害因素和工龄作为主要匹配因素选择外对照。接触组按照每周接触的总粉尘质量浓度,分为低接触组(≤5mg/m3·周)、中接触组(5—≤10mg/m3·周)、高接触组(>10mg/m3·周),按照接触工龄分为≤la组和>la组,进行亚组分析。对所有研究对象进行问卷调查,内容包括：人口学信息(性别、民族、婚姻状况、教育程度),职业史和职业危害接触史,工作班制、工作内容和时间,个人使用的防护用品及佩戴情况,吸烟,既往史、家族史、现患病,以及呼吸系统、鼻咽部、皮肤和眼部的症状。调查采取—对一询问方式,问卷各项内容均由经过统一培训的调查员填写。按照GBZ188-2007《职业健康监护技术规范》(附录B)的要求,进行鼻咽部、皮肤和眼科常规检查,以及肺通气功能测定,观察的效应指标和目标疾病主要有：限制性通气功能障碍、慢性鼻炎、慢性咽炎、接触性刺激性皮炎、结膜炎和角膜炎等。调查结果用EpiData3.1进行数据录入,用SAS9.1软件进行统计学分析；定量资料的集中趋势和离散趋势分别采用均数(x)和标准差(s)进行描述,组间均数比较采用t检验或方差分析；定性资料中的频率型指标采用构成比进行描述,组间比较采用χ2检验,采用Logistic回归进行多因素分析,分组变量单向有序的资料采用z2趋势检验,指标变量单向有序的资料采用秩转换的非参数检验,其中两组间比较采用Wilcoxon秩和检验,多组比较时采用Kruskal-WallisH检验。采用逐步法对自变量进行筛选时取α=0.1、β=0.1作为界值,其余均取α=0.05作为界值。结果：收集到由某职业病诊断机构诊断的尘肺病5例,均为I期,其中混合尘肺2例、石棉肺1例、“矿岩棉尘肺”2例,“矿岩棉尘肺”的“发病”工龄均在10年以上；未有肺癌、恶性间皮瘤以及其它肿瘤病例。岩棉接触组FVC%、FEV1.0%和FEV1.0/FVC%的均数均低于对照组,差异均具有统计学意义(P<0.05)。接触组中3个不同接触工龄亚组FVC%、FEV1.0%和FEV1.0/FVC%均数比较,差异均无统计学意义(P<0.05)。接触组限制性通气功能障碍检出率28.3%,是岩棉致肺通气功能损害的主要类型,与接触工龄呈线性趋势关系(P<0.05),与吸烟未显示有关联性(P>0.05),吸烟与岩棉未显示具有联合作用(P>0.05)。接触组哮喘、呼吸困难、感冒引起的肺部疾病症状的发生率均高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。接触组慢性鼻炎的检出率(7.1%),高于对照组(2.8%),但差异无统计学意义(P>0.05)；接触组慢性咽炎的检出率(31.3%),高于对照组(5.7%),差异具有统计学意义(P<0.05),除岩棉因素外,还可能受吸烟等其它因素影响。岩棉接触组鼻干、鼻塞症状的发生率均低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。玻璃棉接触组FVC%和FEV1.0%的均数均高于对照组,FEV1.0/FVC%的均数低于对照组,差异均具有统计学意义(P<0.05)。接触组中3个不同接触工龄亚组FVC%、FEV1.0%均数比较,差异均无统计学意义(P>0.05)；(1～5a)组FEV1.0/FVC%均数低于(6～10a)组和(>10a)组,差异有统计学意义(P<0.05)。接触组限制性通气功能障碍检出率14.3%,与玻璃棉、吸烟、玻璃棉与吸烟的交互项均无关联性(P>0.05),与接触工龄未呈线性趋势关系(P>0.05)。玻璃棉接触组喘息、呼吸困难、感冒致胸部疾病的检出率高于对照组,差异均具有统计学意义(P<0.05)。玻璃棉接触组慢性鼻炎的检出率(7.1%),高于对照组(2.8%),差异无统计学意义(P>0.05)；接触组慢性咽炎的检出率(52.0%),高于对照组(5.8%),差异具有统计学意义(P<0.05),除玻璃棉因素外,还可能受吸烟等其它因素影响。玻璃棉接触组鼻干、鼻塞、流鼻涕、咽喉疼痛症状的发生率均高于对照组,但差异均无统计学意义(P>0.05)。岩棉接触组接触性刺激性皮炎检出率10.1%,与总粉尘接触水平呈线性趋势关系(P<0.05),与接触工龄无关联性(P>0.05)。接触组皮肤痒症状的发生率(54.1%),高于对照组(11.5%),差异具有统计学意义(P<0.05),但3个接触水平亚组和2个接触工龄亚组分别比较,差异均无统计学意义(P<0.05)。接触组眼结膜炎检出率(12.8%)高于对照组(2.8%),差异具有统计学意义(P<0.05)。接触组眼睛痒的发生率(42.9%)高于对照组(26.5%),差异具有统计学意义(P<0.05),但3个接触水平亚组和2个接触工龄亚组分别比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。玻璃棉接触组接触性刺激性皮炎检出率6.7%,与玻璃棉总粉尘接触水平无关联性(P>0.05),与接触工龄亦无关联性(P>0.05)。玻璃棉接触组皮肤痒症状的发生率(38.6%),高于对照组(6.7%),差异具有统计学意义(P<0.05),且中接触组(60.5%)高于低接触组(28.4%),差异具有统计学意义(P<0.05),但不同接触工龄组间的差异无统计学意义(P>0.05)。玻璃棉接触组眼结膜炎检出率(5.0%),高于对照组(2.5%),但差异无统计学意义(P>0.05)。接触组眼睛痒的发生率(37.0%),高于对照组(21.8%),差异具有统计学意义(P<0.05),且中接触组发生率(55.3%)高于低接触组(28.4%),差异具有统计学意义(P<0.05),但不同接触工龄组间的差异无统计学意义(P>0.05)。结论：研究表明,长期接触岩棉和矿渣棉对呼吸系统有一定的负面影响,可导致肺通气功能损害,特点是限制性通气功能障碍,接触者可出现呼吸道症状,还可能具有一定的致纤维化作用。长期接触低纤维计数浓度、高总粉尘质量浓度的岩棉,可损害劳动者的肺通气功能,主要表现为限制性通气功能障碍,而长期接触低纤维计数浓度、低总粉尘质量浓度的玻璃棉,对肺通气功能无明显的损害作用,提示接触总粉尘浓度累积水平高的岩棉对肺通气功能损害的效应比接触累积水平低的玻璃棉更为明显。研究还表明,接触人造矿物纤维绝热棉可对皮肤和眼部产生短期的机械性刺激效应,接触者出现皮肤搔痒和眼睛痒等症状,可引起接触性刺激性皮炎和眼结膜炎。接触低纤维计数浓度、高总粉尘质量浓度岩棉的劳动者,接触性刺激性皮炎和眼结膜炎的发病明显高于接触低纤维计数浓度、低总粉尘质量浓度玻璃棉的劳动者,提示接触总粉尘质量浓度高的岩棉对皮肤和眼结膜的刺激作用比接触总粉尘质量浓度低的玻璃棉的效应更为明显。因此,在制定人造矿物纤维绝热棉的职业接触限值时,应主要依据呼吸道影响,皮肤和眼结膜刺激等关键效应。在开展职业健康监护时,除致纤维化作用外,监护的目标疾病主要是肺通气功能损害、接触性刺激性皮炎和眼结膜炎,监护的主要效应指标是呼吸道症状及肺功能测定、眼和皮肤检查,必要时可包括鼻咽部检查。在工作场所人造矿物纤维绝热棉危害控制时,重点应控制总粉尘浓度的接触水平。第二部分人造矿物纤维绝热棉接触水平的测定与分析目的：建立工作场所空气中玻璃棉、岩棉和矿渣棉纤维计数浓度的测定方法,探讨纤维计数浓度与总粉尘质量浓度之间的定量换算关系,评估不同岗位劳动者纤维计数浓度和总粉尘质量浓度的职业接触水平。方法：选择具有一定生产历史、生产连续性较好的2家玻璃棉企业(A和B)、2家岩棉和矿渣棉企业(C和D)作为研究现场并进行职业卫生学调查。工作地点固定的岗位采用定点采样方式,流动性较大的岗位采用个体采样方式。以WHO推荐的纤维计数浓度测定方法为基础,用混合纤维素酯滤膜采集工作场所空气中人造矿物纤维绝热棉纤维,用相差显微镜对纤维大小和数量进行观测,将长度>5μm,直径<3μm,长径比>3：1的纤维纳入计数范围。用称重法对平行采集样品的总粉尘质量浓度进行测定。对纤维计数浓度和总粉尘质量浓度进行相关和回归分析。根据劳动组织、作息制度和工时记录结果,分别以8h工作班和40h工作周为单位,估算不同岗位的日接触浓度(CTWA，8h)和周接触浓度(CTWS，40h)。结果：与国外玻璃棉的纤维浓度限值(1f/ml)相比,玻璃棉生产企业所有岗位日和周接触的纤维计数浓度水平均较低(<1f/ml)；与我国总粉尘容许浓度(3mg/m3)相比,部分岗位日和周接触的总粉尘质量浓度水平较高,主要是打包工,均>3mmg/m3。与国外岩棉的纤维浓度限值(lf/ml)相比,仅D企业2#线翻板工日和周接触的纤维计数浓度水平较高(>1f/ml),其余岗位均较低(<lf/ml)。与我国总粉尘容许浓度(3mg/m3)相比,几乎所有的一线操作岗位日和周接触的总粉尘质量浓度水平均较高,主要是生产线操作工和深加工操作工,均>3mmg/m3。玻璃棉、岩棉的总粉尘质量浓度与纤维计数浓度均呈正相关关系(P<0.05),分别拟合两种浓度之间的线性回归、对数曲线、多项式、幂函数和指数曲线模型,决定系数(R2)均较低。玻璃棉决定系数最高的是指数曲线模型y=0.0051e0.5659x(R2=0.4189),岩棉决定系数最高的是幂函数模型y=0.0146x1.0237(R2=0.5069)。结论：建立了工作场所空气中玻璃棉、岩棉和矿渣棉纤维计数浓度的测定方法。对于人造矿物纤维绝热棉这类粗直径的纤维,以直径<3μm,长度>5μm,长径比>3：1作为纳入条件所测得的纤维计数浓度水平均较低,但总粉尘质量浓度水平仍可能较高。玻璃棉、岩棉的纤维计数浓度虽与总粉尘质量浓度呈正相关,但两种浓度之间无固定的回归关系,两者的定量换算关系不明确。玻璃棉、岩棉的纤维计数与总粉尘质量浓度测定联合应用可更客观地反映接触人造矿物纤维绝热棉的实际接触水平。对不同岗位劳动者的职业接触水平进行测定、评估,除D岩棉生产企业2#线翻板工的纤维计数浓度水平较高(>1f/ml)外,玻璃棉生产企业以及岩棉生产企业的大部分岗位纤维计数浓度水平均较低(<1f/ml)。在总粉尘质量浓度监测方面,玻璃棉生产企业部分岗位(打包工)、岩棉生产企业几乎所有的一线操作岗位(生产线操作工和深加工操作工)总粉尘质量浓度水平高出我国总粉尘容许浓度(3mg/m3)。玻璃棉生产企业总体呈现纤维计数浓度低、总粉尘质量浓度也低的特点,而岩棉和矿渣棉生产企业总体呈现纤维计数浓度低、总粉尘质量浓度高的特点。第三部分国内外人造矿物纤维绝热棉职业接触限值比较研究目的：对国、内外人造矿物纤维绝热棉的职业接触限值进行比较分析,为提出与国际标准相协调、同我国经济和技术水平相适应的玻璃棉、岩棉和矿渣棉的职业接触控制水平提供参考。方法：收集国际劳工组织(ILO)、世界卫生组织(WHO)、国际癌症研究中心(IARC)、国际化学品安全规划署(IPCS)、欧盟(EU)、美国毒物与疾病登记署(ATSDR)等权威组织对人造矿物纤维尤其是绝热棉纤维的研究报告,国、内外职业接触限值及其编制说明等文献资料。对与限值相关的理化性质和生物学性质、纤维浓度限值大小及纤维定义、粉尘浓度限值大小及粉尘分类、依据的健康效应等进行分析。结果：纤维计数浓度限值是目前国际上普遍采纳的人造矿物纤维绝热棉限值的主要类型,限值大小范围为0.5-3f/ml,主要集中在lf/ml。澳大利亚、新西兰、英国、美国均制定了粉尘浓度限值并作为重要补充。确定限值大小依据的关键效应是纤维对皮肤和粘膜的机械刺激作用。世界卫生组织(WHO)将直径<3μm,长度>5μm,且长径比>3：1的纤维定义为呼吸性纤维；美国职业安全卫生研究所(NIOSH)检测方法中的“A”规则将长度>5μm,长径比≥3：1的纤维纳入计数范围,“B”规则将直径<3μm,长度>5μm,且长径比≥5：1的纤维纳入计数范围。结论：纤维计数浓度限值是人造矿物纤维绝热棉职业接触限值的主流类型。但我国目前仅制定了总粉尘容许浓度(3mmg/m3),且明显严于大多数国家。因此,应补充制定人造矿物纤维绝热棉的纤维计数浓度限值,以实现与国际标准相协调；也应重视总粉尘质量浓度限值的理论意义和实用价值,并进一步探讨其限值大小的科学性和合理性。尽管玻璃棉、岩棉和矿渣棉理化性质和生物学性质有一定的差别,但在同一个标准中均使用相同大小的限值值。第四部分人造矿物纤维绝热棉职业接触限值建议值分析本研究表明,长期接触岩棉和矿渣棉对呼吸系统具有负面影响,对皮肤和眼结膜产生短期的机械性刺激效应。因此,制定人造矿物纤维绝热棉的职业接触限值时依据的关键效应主要是呼吸道影响、皮肤以及眼结膜的刺激作用。关于人造矿物纤维绝热棉职业接触限值的类型,考虑到人造矿物纤维绝热棉类粗直径纤维的健康损害主要是对皮肤和眼结膜的机械性刺激作用,可将总粉尘质量浓度作为人造矿物纤维绝热棉职业接触限值的主要类型。参考大多数国家的通行做法以及人造矿物纤维绝热棉对呼吸系统的长期影响,可将纤维计数浓度作为补充性限值,联合应用两种表示单位浓度以客观地检测、评估劳动者的职业接触状况。关于人造矿物纤维绝热棉职业接触限值的大小,鉴于我国目前仍有很多人造矿物纤维绝热棉生产企业的总粉尘质量浓度仍超过3mg/m3,结合大多数国家总粉尘质量浓度限值普遍比我国宽松的实际,我国总粉尘质量浓度可从原来的3mg/m3岔修改为5mg/m3,并将降低工作场所空气中的总粉尘质量浓度作为关键控制重点。考虑到人造矿物纤维绝热棉生产企业大多数岗位人造矿物纤维绝热棉的纤维计数浓度已经得到控制,结合大多数国家人造矿物纤维绝热棉职业接触限值普遍采纳1f/ml,我国可等同采用该标准作为我国人造矿物纤维绝热棉纤维计数浓度的容许值。本研究为从事接触人造矿物纤维绝热棉作业工人的职业健康监护的目标疾病、健康监护的效应指标的确定提供了科学依据。根据本研究结果,除致纤维化作用外,从事接触人造矿物纤维绝热棉作业工人的职业健康监护的目标疾病主要是肺通气功能损害、接触性刺激性皮炎和眼结膜炎。职业健康监护的主要效应指标是呼吸道症状及肺功能测定、眼和皮肤检查,必要时可包括鼻咽部检查。