4.粉塵的比重、形狀和硬度
粉塵顆粒的比重大小和形狀與粉塵的沉降速度有一定的關(guān)系,比重愈大、愈接近球形,沉降速度愈快。邊緣銳利,呈鋸齒狀堅(jiān)硬的大顆粒粉塵(如鐵塵等),易引起上呼吸道黏膜和眼睛的局部刺激和損傷。長而柔軟的纖維狀粉塵(如棉塵等),易沉降粘附與呼吸道粘膜,引起慢性炎癥。
5.粉塵的荷電性?
高分散的粉塵常帶有電荷。這種電荷可由粉碎過程和流動中相互摩擦而產(chǎn)生,或由吸附空氣中的離子獲得。溫度升高時(shí)電荷增多,濕度增加時(shí)電荷減少。同一種粉塵顆粒可帶正電荷、負(fù)電荷或不帶電荷。粉塵顆粒帶有異相電荷時(shí),可促進(jìn)其凝集,加速沉降。一般認(rèn)為荷電的粉塵顆粒易被阻留肺內(nèi),并能影響細(xì)胞吞噬速度。
6.粉塵的爆炸性
高分散度、高濃度的可氧化的粉塵(如煤、面粉、糖、硫磺、鋁等),遇到明火、火花或放電時(shí),可發(fā)生爆炸。爆炸的最低濃度為:煤塵30~40g/m3,糖? 10.3 g/m3,面粉、硫磺、鋁7 g/m3。
四、生產(chǎn)性粉塵體內(nèi)過程
1.粉塵在呼吸道的沉積
粉塵被吸入呼吸道后,主要通過撞擊、重力沉積、隨機(jī)熱動力沖擊(又稱布朗運(yùn)動)、靜電沉積、截留而沉降。撞擊主要發(fā)生在大氣道分岔處,隨著氣道變小總截面積增大,氣流減慢,粉塵由于重力沉降阻留于氣道表面。直徑大于1μm的粒子大部分通過撞擊和重力沉降而沉積,沉降率與離子的密度和直徑的平方成正比,直徑小于0.5μm的粒子主要通過空氣分子的布朗運(yùn)動沉積于小氣道和肺泡壁,纖維狀粉塵主要通過截留作用沉積,物質(zhì)破碎新產(chǎn)生的粉塵粒子帶較多電荷,易在呼吸道表面產(chǎn)生靜電沉積。所有這些沉降作用,有都與塵粒的大小、密度、通過氣道的空氣速度有關(guān)。
2.人體對粉塵的防御和清除?
對于吸入的粉塵,人體具備有效的防御和清楚機(jī)制,一般認(rèn)為,有三道防線。
(1)? 鼻腔、喉、氣管支氣管樹的阻留作用 大量粉塵離子隨氣流吸入時(shí)通過撞擊、重力沉積、截留、靜電沉積作用阻力留于呼吸道表面,減少進(jìn)入氣體交換區(qū)域(呼吸性細(xì)支氣管、肺泡管、肺泡)的粉塵量。氣道平滑肌收縮使氣道截面積縮小,減少含塵氣流的進(jìn)入,增大粉塵截留,并可啟動咳嗽和噴嚏反應(yīng),排出粉塵。
(2) 呼吸道上皮粘液纖毛系統(tǒng)的排出作用? 呼吸道上皮存在“粘夜纖毛系統(tǒng)”,由粘膜上皮細(xì)胞表面的纖毛和覆蓋于上的粘液組成。正常情況下,阻留在氣道內(nèi)的粉塵粘附在氣道表面的粘液層上,纖毛向咽喉方向有規(guī)律擺動,將粘液層中的粉塵移出。有證據(jù)表明,雖然肺泡上皮未見纖毛,但其表面的粘液及粘著的塵粒在向支氣管流動。這種方式是很有效的粉塵及外來異物清除方式,但如長期大量吸入粉塵,損害粘液纖毛系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu),極大降低粉塵清除量,導(dǎo)致粉塵在呼吸道滯留。
?。?) 肺泡巨噬細(xì)胞的吞噬作用 進(jìn)入肺泡的粉塵粘附在肺泡腔表面,被肺泡巨噬細(xì)胞吞噬,形成塵細(xì)胞。大部分塵細(xì)胞通過自身阿米巴樣運(yùn)動及肺泡的舒張轉(zhuǎn)移至纖毛上皮表面,再通過纖毛運(yùn)動而清除。絕大多數(shù)粉塵通過這種方式約在24小時(shí)內(nèi)排除;小部分塵細(xì)胞因粉塵作用受損、壞死、崩解,塵粒游離后再被巨噬細(xì)胞吞噬,如此循環(huán)往復(fù)。進(jìn)入肺間質(zhì)的小部分粉塵被間質(zhì)巨噬細(xì)胞吞噬,形成塵細(xì)胞,部分塵細(xì)胞壞死、崩解釋放出塵粒,塵細(xì)胞和塵粒進(jìn)入淋巴系統(tǒng),沉積于肺門和支氣管淋巴結(jié),有時(shí)也可經(jīng)血循環(huán)達(dá)到其他臟器。尖銳的纖維粉塵,如石棉可船透臟層胸膜進(jìn)入胸膜腔。
人體通過各種清除功能,可排除進(jìn)入呼吸道的97%~99%的粉塵,約1%~3%的塵粒沉積在體內(nèi)。但長期吸入粉塵可削弱上述清除功能,導(dǎo)致粉塵過量沉積,釀成肺組織病變,引起疾病。
五、生產(chǎn)性粉塵對健康的影響
所有不溶或難溶的粉塵對身體都是有害的,生產(chǎn)性粉塵根據(jù)其理化特性和作用特點(diǎn)不同,可引起不同疾病。
1.呼吸系統(tǒng)疾病:
?。?)塵肺:在生產(chǎn)環(huán)境中長期吸入粉塵導(dǎo)致的以肺組織纖維化為主的一類疾病。
?。?)粉塵沉著癥:有些生產(chǎn)性性粉塵(如錫、鋇、鐵等)吸入后,沉積于肺組織中,呈現(xiàn)一般異物反應(yīng),可繼發(fā)輕微的纖維性改變,對健康無明顯危害,脫離粉塵作業(yè)后,病變無進(jìn)展,X線胸片陰影可逐漸消退。
(3)有機(jī)粉塵引起的肺部病變:吸入棉、亞麻、大麻等粉塵可引起棉塵癥;吸入被霉菌、細(xì)菌或血清蛋白污染的有機(jī)粉塵可引起職業(yè)性變態(tài)反應(yīng)性肺泡炎;吸入聚氯乙烯、人造纖維粉塵可引起非特異性慢性阻塞性肺病等。
(4)呼吸系統(tǒng)腫瘤:石棉、放射性礦物、鎳、鉻、砷等粉塵均可致肺部腫瘤。
(5)粉塵性支氣管炎、肺炎、哮喘性鼻炎、支氣管哮喘等。
2.局部作用? 粉塵作用于呼吸道粘膜,早期引起其功能亢進(jìn)、粘膜下毛細(xì)血管擴(kuò)張、充血,粘液腺分泌增加,阻留更多粉塵,久之釀成肥大性病變,然后由于粘膜上皮細(xì)胞營養(yǎng)不足,終造成萎縮性病變,呼吸道抵御能力下降。體表長期接觸粉塵還可導(dǎo)致堵塞性皮脂炎、粉刺、毛囊炎、膿皮病。金屬磨料可引起角膜損傷、渾濁。瀝青粉塵可引起光感性皮炎。
3.中毒作用? 吸入鉛、砷、錳等粉塵可在呼吸道粘膜很快溶解吸收,導(dǎo)致中毒。