随着纳米技术的飞速发展,各种纳米材料大量涌现,人们接触纳米材料的机会随之增加。纳米碳酸钙是纳米材料中重要的一种,具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应,在磁性、催化剂、光热阻和熔点等方面显示出优越的性能,广泛应用于塑料、橡胶、造纸、涂料、油墨、日化、医药和食品等方面。目前,纳米材料的毒性研究主要集中在动物实验和离体细胞培养,有关其对人群健康的影响是目前研究的热点。同时,关于工作场所中纳米碳酸钙水平的检测尚未建立国家标准方法。广东省纳米碳酸钙产量约占全国的60%,职业接触人群数量较多。本文根据本省某纳米碳酸钙生产企业工人的接触水平及其健康检查结果进行分析,对纳米碳酸钙人类健康影响进行了初步探索。研究目的1.探索纳米碳酸钙接触水平的检测方法。2.初步了解不同作业岗位纳米碳酸钙的接触水平。3.初步了解纳米碳酸钙对人体健康的影响。研究方法1.使用透射电子显微镜对纳米碳酸钙进行粒径和形貌分析,同时使用X射线能谱仪(EDX)分析纳米碳酸钙的成分。2.对接触组人群工作场所进行现场职业卫生学调查和现场接触水平检测,确定共有13个工作岗位存在纳米碳酸钙接触,每岗位设1个检测点,采用2种方法进行工作场所空气中纳米碳酸钙接触水平检测,①颗粒计数浓度检测：根据前期预调查结果,使用超细粒子计数器进行短时间检测。各个检测点每小时检测记录1次,重复测量8次,取平均值作为测量结果。②时间加权平均浓度(CTWA)检测：按照GBZ159--2004《作业场所空气中有害物质检测的采样规范》对各个检测点进行长时间定点采样,采集头置于工人作业时的呼吸带。办公室使用FCC-25型防暴粉尘采样器(采样流量为20.0L/min),其余12个检测点使用Gilian GilAir5恒流空气采样器(采样流量为3.0L/min)采样,采样时间为103-480min。按照GBZ/T192.1-2007《工作场所空气中粉尘第1部分：总粉尘浓度》有关要求,采用丙纶测尘滤膜重量法进行检测。同时,分析13个检测点的纳米碳酸钙颗粒计数浓度与质量浓度的关系。另外,为了比较不同滤膜的采样效果,在研磨工艺同时使用丙纶测尘滤膜和微孔滤膜进行长时间定点采样。3.采用整群抽样方法,选取某纳米碳酸钙企业35名工作人员作为接触组,包括后勤人员和一线作业人员。按照年龄及工龄1：1配对,选取远离纳米碳酸钙企业非接触尘毒的事业单位35名工作人员作为对照组。2组人员均排除既往有其他粉尘接触史、慢性肺部疾病和严重心血管系统疾病。由广东省职业病防治院对2组人员进行健康体检,具体内容包括职业体检调查问卷,内科检查,血压测量,五官科检查,心电图检查,腹部彩色B超检查(肝脏、胆囊、脾脏、肾脏、输尿管及膀胱),数字化X射线摄影(DR)胸片检查,肺功能检查,右跟骨骨密度检查,血常规,血生化(肝功能、肾功能、免疫功能、血脂、心肌酶和血清离子)、尿常规及显微镜检查,尿钙检测及人周围血淋巴细胞微核实验。使用SPSS19.0软件对2组人员的检查结果进行统计分析。研究结果1.纳米碳酸钙悬液在透射电子显微镜下分散均匀,晶体形貌呈立方形,粒径范围30.00-150.00nm,其中30.00-100.00nm占92.9%,100.00-150.OOnm占7.1%,平均粒径(72.38±19.19)nm。EDX分析结果显示：纳米碳酸钙的主要组成元素是碳、钙和氧,未见其他组成元素。纳米碳酸钙接触水平检测结果：13个检测点的纳米碳酸钙颗粒计数浓度范围为7396～39621个/cm3,M(P25,P75)为15716(9665,29575)个/cm3,以包装检测点浓度最高；13个检测点的纳米碳酸钙CTWA范围为0.042～20.897mg/m3,M (P25, P75)为2.419(0.395,8.161)mg/m3,以包装检测点浓度最高。纳米碳酸钙颗粒计数浓度与质量浓度呈正相关[Spearman相关系数(rs)=0.654,P=0.015]。在相同采样情况下,研磨检测点同时使用丙纶测尘滤膜和微孔滤膜进行长时间采样结果显示,一线研磨和二线研磨使用微孔滤膜采集纳米碳酸钙的CTWA分别为1.567mg/m3和5.037mg/m3；一线研磨和二线研磨使用丙纶测尘滤膜采集纳米碳酸钙的CTWA分别为4.646mg/m3和11.676mg/m3,丙纶测尘滤膜的采样效果优于微孔滤膜。2.对呼吸系统的影响：接触组以检出扁桃体肿大多见,对照组则以检出鼻炎多见,2组人员均无诉胸闷、气促者,DR胸片检查均未见异常。接触组扁桃体肿大发生率高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。接触组肺通气功能减退率高于对照组(57.14%vs5.71%),差异有统计学意义(P<0.05)。接触组VC、FVC、FEV1、PEF和FEF25%均低于对照组,且差异有统计学意义(P<0.05)。Logistic回归结果显示,经校正性别、年龄、工龄、吸烟和喝酒的影响后,纳米碳酸钙接触对扁桃体异常和肺通气功能减退有影响(P<0.05)；同时,在自变量引入标准为0.10、剔除标准为0.15的条件下,经校正性别、年龄、吸烟和喝酒的影响后,肺通气功能减退的发生与纳米碳酸钙累积CTwA存在剂量-反应关系(OR=2.74,P=0.08)。3.对循环系统的影响：2组人员血压偏高、心电图和心肌酶异常率分别比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。接触组心肌酶CK-MB水平高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),其余指标CK、HBDH和LDH水平比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。4.对消化系统的影响：接触组人员肝胆B超检查异常6例；对照组人员肝胆B超检查异常10例。2组人员肝胆B超检查异常率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。接触组AKP、AST、GGT和TP水平均高于对照组,TBA水平低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。2组人员肝功能异常率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。多元线性回归结果显示,在校正性别、年龄、工龄、吸烟、喝酒和肝胆B超异常等混杂因素的影响后,纳米碳酸钙接触对GGT和TP水平均有影响(P<0.05)。5.对泌尿系统的影响：接触组检出肾结石4例,肾囊肿2例,尿常规异常6例；对照组检出肾结石2例,未见肾囊肿,尿常规异常7例。2组肾结石、肾囊肿和尿常规检查异常率比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。2组肾功能指标UA、BUN、CREA和GLU水平及肾功能异常率分别比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。6.对免疫系统的影响：接触组IgG和C3水平均高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。2组C4异常率比较,差异有统计学意义(P<0.05)。多元线性回归结果显示,在校正性别、年龄、工龄、吸烟、喝酒、扁桃体肿大和白细胞异常等混杂因素的影响后,纳米碳酸钙接触对IgG和C4水平均有影响(P<0.05)。7.对血液系统的影响：接触组WBC、RBC、HGB、PLT、MONO和BASO水平高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。多元线性回归结果显示,在校正年龄、工龄、性别、吸烟、喝酒和扁桃体肿大等混杂因素的影响后,纳米碳酸钙接触对WBC水平无影响(P>0.05)。8.对血脂的影响：接触组CHOL和LDL-C水平均高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。2组血脂异常率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。9.对电解质的影响：2组人员血清总钙水平比较,差异无统计学意义(P>0.05)。接触组人员血磷水平低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。接触组尿钙水平高于对照组[中位数(M)79.43mg/L vs105.80mg/L],但差异无统计学意义(P＞0.05)。10.对骨密度的影响：接触组骨密度异常3例,异常率为10%；对照组骨密度异常8例,异常率为22.86%。接触组骨密度异常率低于对照组,但差异无统计学意义(P>0.05)。11.对周围血淋巴细胞微核的影响：2组周围血淋巴细胞平均微核率和平均微核细胞率分别比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论1.使用微孔滤膜和丙纶测尘滤膜进行纳米碳酸钙采样,丙纶测尘滤膜的采样效果优于微孔滤膜。丙纶测尘滤膜能否客观反映接触水平,有待研究。2.应当同时采用多个指标才能客观反映工作场所中纳米碳酸钙的接触水平。3.纳米碳酸钙的普通粉尘毒性作用和致肺纤维化作用不明显,但可导致肺通气功能损伤,提示肺功能检查可作为纳米碳酸钙接触人群的体检项目。4.纳米碳酸钙接触对循环系统、消化系统、免疫系统、血液系统和血清电解质有一定影响,对骨密度和遗传毒性的影响效应不明显。