车间空气中膨润土粉尘卫生标准的研究
作者：曾昭玉 杨赛丽 张琪凤 杜英杰 孙勇涛 章美君
单位：310031 杭州，浙江医科大学公共卫生学院(曾昭玉、杨赛丽、张琪凤、杜英杰)，余杭市卫生防疫站劳动科(孙勇涛)；杭州病防治院职业病科(单美君)
关键词：
车间空气中膨润土粉尘卫生标准的研究
膨润土(Bentonite)是重要的工业原料，广泛用于石油、化工、冶金、轻工和建筑等部门。有关膨润土粉尘的职业危害国内外报道很少，亦无单独的膨润土粉尘卫生标准。为了保护作业工人健康，我们开展了现场劳动卫生和流行病学调查、动物实验和体外实验研究，并根据结果提出了膨润土粉尘的卫生标准建议。
一、对象与方法
(一)调查研究
, 百拇医药
1.调查对象：在调查浙江省膨润土加工生产情况的基础上，确定余杭市某矿膨润土加工厂为重点调研现场。以1958年至1993年底单纯接触膨润土粉尘并有X线胸片资料的工人为研究对象。
2.调查方法:(1)劳动卫生学调查：了解工艺流程、生产条件、劳动防护及粉尘性质等概况。按照GB5748-1985规定的方法测定作业环境中粉尘浓度、时间加权平均(TWA)浓度、粉尘中游离SiO2含量和粉尘分散度。(2)流行病学调查：整理分析历年作业场所粉尘监测资料和接尘工人健康监护资料，采用累积接尘量-发病概率寿命表法推算粉尘容许浓度[1]。
(二)实验研究
1.粉尘致纤维化实验：膨润土样尘取自车间新鲜沉积尘，研磨至92%以上的尘粒小
于5 μm，不同采样点的样尘A、B的游离SiO2含量分别占16.2%和6.8%。选用180～200 g健康雄性SD大鼠，随机分为膨润土A、膨润土B、石英和生理盐水4组(每组5～7只)。按常规行气管内1次注入染尘，粉尘剂量为每只50 mg，于染尘后1、3、6、12个月分批解剖(每批22～26只)，观察动物体重变化，检测肺湿重、干重和胶原蛋白含量，镜检肺与淋巴结病理改变(HE、Gomori、VG染色)。
, 百拇医药
2.粉尘细胞毒性实验：实验分为膨润土C(游离SiO2占9.5%)、石英和无尘对照组。
经支气管肺灌洗收集大鼠肺泡巨噬细胞(AM)，制成1×106/ml浓度的细胞悬液，常规培
养，待细胞贴壁后换液加尘,继续培养20小时，用台盼蓝排斥法检测细胞存活率，原子
吸收分光光度法测定细胞内K+含量，2，4-二硝基苯肼比色法测定培养液中乳酸脱氢酶
(LDH)活力。
二、结果
(一)调查研究结果
1.一般情况：该加工厂建于1958年，生产流程为膨润土原矿—→转窑烘干—→雷
, 百拇医药
蒙机制粉——→包装—→入库。加工过程中投料、制粉、包装工序是主要发尘源。
2.理化性质：膨润土是含水层状硅酸盐矿物，化学式为Al4Si8O20(OH)4·nH2O。矿
物学组成以蒙脱石为主，混有沸石及少量云母、绿泥石、高岭石等；化学组成以SiO2和Al2O3为主，另有少量Fe2O3、MgO、CaO等。具有良好的粘结性、吸附性、膨胀性
和盐基交换性[2]。
3.粉尘测定：1978年以来作业环境中测得83个样本，几何平均浓度为34.9 mg/m3，各主要工种的粉尘浓度见表1。35个粉尘样本的游离SiO2在3.1%~16.2%，平均为9.3%,粉尘粒径小于5 μm的占82.4%。
, 百拇医药
表1 不同作业场所的环境粉尘浓度(mg/m3)
工种
样本数
浓度范围
几何平均浓度
投料
11
299.73～2.67
61.02
挡车
11
56.40～2.00
, 百拇医药
7.86
制粉
22
343.75～4.50
35.90
包装
39
341.00～6.38
64.07
加工厂建成以来，生产方式和劳动条件变化不大。跟班测尘并记录工时测得投料、粉碎(挡车、制粉)和包装工序的TWA浓度分别为37.3～39.6 mg/m3、5.2～24.4 mg/m3和35.8～39.5 mg/m3。
, 百拇医药
4.健康检查：接触膨润土粉尘的236名工人中有10人发生Ⅰ期尘肺，累计患病率
4.2%,发病工龄13.7～28.0年，平均18.4年。尘肺病人的临床症状较轻，有轻度咳嗽、胸闷或胸痛，并发症较少。X线胸片多见s类不规则形小阴影，其次是t类小阴影，部
分胸片见p类类圆形小阴影，小阴影多弥漫分布于两肺中下区。
5.卫生标准推算：用寿命表法计算尘肺接尘量累计发病率(表2)，按发病概率控
制在0.5%、连续工作30年，用回归法推算的膨润土粉尘最高容许浓度(MAC)为10.4
mg/m3，TWA浓度为6.7 mg/m3。
(二)实验研究结果
, 百拇医药
1.动物实验：膨润土粉尘染尘后1个月及至12个月，大鼠肺表面呈灰色点状灶和
条索样灶。镜下观察染尘后1～3个月肺内出现散在的细胞结节，嗜银染色显示粉尘
细胞灶内有少量疏松纤细的网织纤维；染尘后6个月,网织纤维增多，肺泡间隔增宽；
染尘后12个月,结节数仍不多，少数结节的网织纤维增生明显，并见少量胶原纤维，属Ⅱ级纤维细胞性结节，肺间质有轻度纤维增生。淋巴结始终表现为尘细胞增生聚
集，12个月时见少量胶原纤维。石英粉尘引起的肺组织反应和纤维化变化远比膨润
土尘严重，肺组织呈进行性纤维化，染尘晚期病变以胶原纤维为主，矽结节趋向融
合。
, 百拇医药
膨润土染尘大鼠的肺胶原蛋白随时间延长而增高，但明显低于石英组，经方差
分析，组间差异有显著性(P<0.01)，见表3。肺湿重、干重也获类似结果。样尘A、B两组间的各项指标无明显差异。
表2 累积接尘量与尘肺累计发病率
累积接尘量(mg·a)
观察人数
发病人数
到期人数
纠正人数
发病率
未发病率
, 百拇医药
累计未发病率
累计发病率
0～
236
0
52
210.0
0
1
1
0
100～
184
, http://www.100md.com 1
50
159.0
0.0063
0.9937
0.9937
0.0063
200～
133
2
63
101.5
0.0197
, 百拇医药
0.9803
0.9741
0.0259
300～
68
2
27
54.5
0.0367
0.9633
0.9384
0.0616
400～
, 百拇医药
39
3
19
29.5
0.1017
0.8983
0.8430
0.1570
500～
17
2
13
10.5
, 百拇医药
0.1905
0.8095
0.6824
0.3176
600～
2
0
2
1.0
0
1
0.6824
0.3176
, http://www.100md.com
表3 染尘后不同时期动物全肺胶原蛋白含量(
±s,mg)
组别
1个月
3个月
6个月
12个月
膨润土 A
41.19±6.19(6)**
59.58±2.53(6)**
, 百拇医药
74.65±2.66(6)**
81.21±6.15(7)**
膨润土 B
40.05±2.89(6)**
52.56±6.69(6)**
71.50±9.80(6)**
79.08±9.45(7)**
石英
164.64±28.38(5)
, 百拇医药 302.75±35.76(5)
346.69±32.96(6)
381.78±29.94(6)
正常对照
28.12±3.12(5)
37.82±7.76(5)
56.86±4.63(6)
69.66±5.66(6)
与石英组比较,**P<0.01；( )内数字为动物数
2.体外实验：细胞培养结果见表4，膨润土粉尘使细胞存活率下降、细胞内K+含
, http://www.100md.com
量减少、培养液中LDH活力增高，表明膨润土对AM有损伤作用，但其细胞毒性显著
低于石英。膨润土粉尘在50～200 μg/ml浓度范围内具有剂量-效应关系，细胞毒性随
粉尘浓度增加而增大。
表4 膨润土粉尘的细胞毒性(±s)
组别
细胞存活率
(%)
细胞钾离子
(mg/1010AM)
, 百拇医药
乳酸脱氢酶活力
(IU/L)
膨润土 C
79.75±1.45
11.15±0.73
131.22±17.01
石英
, 百拇医药
61.70±1.67
5.52±0.78
225.78±18.55
正常对照
98.00±1.12
27.34±4.43
90.25±10.31
与石英组比较,*P<0.05,**P<0.01;与正常对照组比较,△△P<0.01;(n=5)
三、讨论
有关膨润土粉尘危害的国内外文献很少。本研究的现场调查发现：膨润土加工过
, http://www.100md.com
程中环境粉尘浓度较高,在2.0～343.7 mg/m3浓度下，236名接尘工人有10人患Ⅰ期尘肺，累计患病率4.2%，平均发病工龄18.4年，表明长期接触较高浓度的膨润土粉尘可以损伤肺组织,引起尘肺。使用接尘量和寿命表法推算粉尘容许浓度，可见接尘量与尘肺发病间呈良好相关。
体内外实验表明：膨润土粉尘有细胞毒性，能导致AM损伤，有轻度致肺纤维化
作用，其致病能力明显低于石英尘。实验结果提供了膨润土粉尘可能引起尘肺的依据，这与现场调研结果相符。
根据上述调研结果，建议含游离SiO2 10%以下的膨润土粉尘MAC为10 mg/m3，TWA容许浓度为6 mg/m3。此标准建议已由全国劳动卫生标准专业委员会审议通过。
(参加和协助本项工作的还有：浙江医科大学：吕安生、郑一凡、王金茂、魏子平；杭州市职业病防治院：陈瑞伍、王英；宁波市卫生防疫站：肖国兵；临安市卫生防疫站：方志勇；余杭市仇山磁土矿：何炳福；浙江省地矿研究所:黄建国等)
参 考 文 献
1 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，1985.21～24.
2 任磊夫.粘土矿物与粘土岩.北京：地质出版社，1992.80～95.
(收稿：1997-11-21 修回：1998-01-22), 百拇医药
单位：310031 杭州，浙江医科大学公共卫生学院(曾昭玉、杨赛丽、张琪凤、杜英杰)，余杭市卫生防疫站劳动科(孙勇涛)；杭州病防治院职业病科(单美君)
关键词：
车间空气中膨润土粉尘卫生标准的研究
膨润土(Bentonite)是重要的工业原料，广泛用于石油、化工、冶金、轻工和建筑等部门。有关膨润土粉尘的职业危害国内外报道很少，亦无单独的膨润土粉尘卫生标准。为了保护作业工人健康，我们开展了现场劳动卫生和流行病学调查、动物实验和体外实验研究，并根据结果提出了膨润土粉尘的卫生标准建议。
一、对象与方法
(一)调查研究
, 百拇医药
1.调查对象：在调查浙江省膨润土加工生产情况的基础上，确定余杭市某矿膨润土加工厂为重点调研现场。以1958年至1993年底单纯接触膨润土粉尘并有X线胸片资料的工人为研究对象。
2.调查方法:(1)劳动卫生学调查：了解工艺流程、生产条件、劳动防护及粉尘性质等概况。按照GB5748-1985规定的方法测定作业环境中粉尘浓度、时间加权平均(TWA)浓度、粉尘中游离SiO2含量和粉尘分散度。(2)流行病学调查：整理分析历年作业场所粉尘监测资料和接尘工人健康监护资料，采用累积接尘量-发病概率寿命表法推算粉尘容许浓度[1]。
(二)实验研究
1.粉尘致纤维化实验：膨润土样尘取自车间新鲜沉积尘，研磨至92%以上的尘粒小
于5 μm，不同采样点的样尘A、B的游离SiO2含量分别占16.2%和6.8%。选用180～200 g健康雄性SD大鼠，随机分为膨润土A、膨润土B、石英和生理盐水4组(每组5～7只)。按常规行气管内1次注入染尘，粉尘剂量为每只50 mg，于染尘后1、3、6、12个月分批解剖(每批22～26只)，观察动物体重变化，检测肺湿重、干重和胶原蛋白含量，镜检肺与淋巴结病理改变(HE、Gomori、VG染色)。
, 百拇医药
2.粉尘细胞毒性实验：实验分为膨润土C(游离SiO2占9.5%)、石英和无尘对照组。
经支气管肺灌洗收集大鼠肺泡巨噬细胞(AM)，制成1×106/ml浓度的细胞悬液，常规培
养，待细胞贴壁后换液加尘,继续培养20小时，用台盼蓝排斥法检测细胞存活率，原子
吸收分光光度法测定细胞内K+含量，2，4-二硝基苯肼比色法测定培养液中乳酸脱氢酶
(LDH)活力。
二、结果
(一)调查研究结果
1.一般情况：该加工厂建于1958年，生产流程为膨润土原矿—→转窑烘干—→雷
, 百拇医药
蒙机制粉——→包装—→入库。加工过程中投料、制粉、包装工序是主要发尘源。
2.理化性质：膨润土是含水层状硅酸盐矿物，化学式为Al4Si8O20(OH)4·nH2O。矿
物学组成以蒙脱石为主，混有沸石及少量云母、绿泥石、高岭石等；化学组成以SiO2和Al2O3为主，另有少量Fe2O3、MgO、CaO等。具有良好的粘结性、吸附性、膨胀性
和盐基交换性[2]。
3.粉尘测定：1978年以来作业环境中测得83个样本，几何平均浓度为34.9 mg/m3，各主要工种的粉尘浓度见表1。35个粉尘样本的游离SiO2在3.1%~16.2%，平均为9.3%,粉尘粒径小于5 μm的占82.4%。
, 百拇医药
表1 不同作业场所的环境粉尘浓度(mg/m3)
工种
样本数
浓度范围
几何平均浓度
投料
11
299.73～2.67
61.02
挡车
11
56.40～2.00
, 百拇医药
7.86
制粉
22
343.75～4.50
35.90
包装
39
341.00～6.38
64.07
加工厂建成以来，生产方式和劳动条件变化不大。跟班测尘并记录工时测得投料、粉碎(挡车、制粉)和包装工序的TWA浓度分别为37.3～39.6 mg/m3、5.2～24.4 mg/m3和35.8～39.5 mg/m3。
, 百拇医药
4.健康检查：接触膨润土粉尘的236名工人中有10人发生Ⅰ期尘肺，累计患病率
4.2%,发病工龄13.7～28.0年，平均18.4年。尘肺病人的临床症状较轻，有轻度咳嗽、胸闷或胸痛，并发症较少。X线胸片多见s类不规则形小阴影，其次是t类小阴影，部
分胸片见p类类圆形小阴影，小阴影多弥漫分布于两肺中下区。
5.卫生标准推算：用寿命表法计算尘肺接尘量累计发病率(表2)，按发病概率控
制在0.5%、连续工作30年，用回归法推算的膨润土粉尘最高容许浓度(MAC)为10.4
mg/m3，TWA浓度为6.7 mg/m3。
(二)实验研究结果
, 百拇医药
1.动物实验：膨润土粉尘染尘后1个月及至12个月，大鼠肺表面呈灰色点状灶和
条索样灶。镜下观察染尘后1～3个月肺内出现散在的细胞结节，嗜银染色显示粉尘
细胞灶内有少量疏松纤细的网织纤维；染尘后6个月,网织纤维增多，肺泡间隔增宽；
染尘后12个月,结节数仍不多，少数结节的网织纤维增生明显，并见少量胶原纤维，属Ⅱ级纤维细胞性结节，肺间质有轻度纤维增生。淋巴结始终表现为尘细胞增生聚
集，12个月时见少量胶原纤维。石英粉尘引起的肺组织反应和纤维化变化远比膨润
土尘严重，肺组织呈进行性纤维化，染尘晚期病变以胶原纤维为主，矽结节趋向融
合。
, 百拇医药
膨润土染尘大鼠的肺胶原蛋白随时间延长而增高，但明显低于石英组，经方差
分析，组间差异有显著性(P<0.01)，见表3。肺湿重、干重也获类似结果。样尘A、B两组间的各项指标无明显差异。
表2 累积接尘量与尘肺累计发病率
累积接尘量(mg·a)
观察人数
发病人数
到期人数
纠正人数
发病率
未发病率
, 百拇医药
累计未发病率
累计发病率
0～
236
0
52
210.0
0
1
1
0
100～
184
, http://www.100md.com 1
50
159.0
0.0063
0.9937
0.9937
0.0063
200～
133
2
63
101.5
0.0197
, 百拇医药
0.9803
0.9741
0.0259
300～
68
2
27
54.5
0.0367
0.9633
0.9384
0.0616
400～
, 百拇医药
39
3
19
29.5
0.1017
0.8983
0.8430
0.1570
500～
17
2
13
10.5
, 百拇医药
0.1905
0.8095
0.6824
0.3176
600～
2
0
2
1.0
0
1
0.6824
0.3176
, http://www.100md.com
表3 染尘后不同时期动物全肺胶原蛋白含量(
±s,mg)组别
1个月
3个月
6个月
12个月
膨润土 A
41.19±6.19(6)**
59.58±2.53(6)**
, 百拇医药
74.65±2.66(6)**
81.21±6.15(7)**
膨润土 B
40.05±2.89(6)**
52.56±6.69(6)**
71.50±9.80(6)**
79.08±9.45(7)**
石英
164.64±28.38(5)
, 百拇医药 302.75±35.76(5)
346.69±32.96(6)
381.78±29.94(6)
正常对照
28.12±3.12(5)
37.82±7.76(5)
56.86±4.63(6)
69.66±5.66(6)
与石英组比较,**P<0.01；( )内数字为动物数
2.体外实验：细胞培养结果见表4，膨润土粉尘使细胞存活率下降、细胞内K+含
, http://www.100md.com
量减少、培养液中LDH活力增高，表明膨润土对AM有损伤作用，但其细胞毒性显著
低于石英。膨润土粉尘在50～200 μg/ml浓度范围内具有剂量-效应关系，细胞毒性随
粉尘浓度增加而增大。
表4 膨润土粉尘的细胞毒性(
±s)组别
细胞存活率
(%)
细胞钾离子
(mg/1010AM)
, 百拇医药
乳酸脱氢酶活力
(IU/L)
膨润土 C
79.75±1.45
11.15±0.73
131.22±17.01
石英
, 百拇医药
61.70±1.67
5.52±0.78
225.78±18.55
正常对照
98.00±1.12
27.34±4.43
90.25±10.31
与石英组比较,*P<0.05,**P<0.01;与正常对照组比较,△△P<0.01;(n=5)
三、讨论
有关膨润土粉尘危害的国内外文献很少。本研究的现场调查发现：膨润土加工过
, http://www.100md.com
程中环境粉尘浓度较高,在2.0～343.7 mg/m3浓度下，236名接尘工人有10人患Ⅰ期尘肺，累计患病率4.2%，平均发病工龄18.4年，表明长期接触较高浓度的膨润土粉尘可以损伤肺组织,引起尘肺。使用接尘量和寿命表法推算粉尘容许浓度，可见接尘量与尘肺发病间呈良好相关。
体内外实验表明：膨润土粉尘有细胞毒性，能导致AM损伤，有轻度致肺纤维化
作用，其致病能力明显低于石英尘。实验结果提供了膨润土粉尘可能引起尘肺的依据，这与现场调研结果相符。
根据上述调研结果，建议含游离SiO2 10%以下的膨润土粉尘MAC为10 mg/m3，TWA容许浓度为6 mg/m3。此标准建议已由全国劳动卫生标准专业委员会审议通过。
(参加和协助本项工作的还有：浙江医科大学：吕安生、郑一凡、王金茂、魏子平；杭州市职业病防治院：陈瑞伍、王英；宁波市卫生防疫站：肖国兵；临安市卫生防疫站：方志勇；余杭市仇山磁土矿：何炳福；浙江省地矿研究所:黄建国等)
参 考 文 献
1 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，1985.21～24.
2 任磊夫.粘土矿物与粘土岩.北京：地质出版社，1992.80～95.
(收稿：1997-11-21 修回：1998-01-22), 百拇医药