我國西北地區(qū)非職業(yè)性塵肺的發(fā)病機(jī)制及防治

我國西北地區(qū)非職業(yè)性塵肺的發(fā)病機(jī)制及防治

灰塵是嚴(yán)重的職業(yè)和環(huán)境疾病，嚴(yán)重?fù)p害了工人的健康，不能治愈，嚴(yán)重病例可能完全喪失工作能力。近年來,國內(nèi)沙漠及鄰近地區(qū)不斷有居民患非職業(yè)性塵肺的報(bào)道。非職業(yè)性塵肺也稱為風(fēng)沙塵肺或沙漠肺,是人們由于長期生活在風(fēng)沙環(huán)境中所致的以具有塵肺特征的呼吸系統(tǒng)疾病為主的全身性疾病,發(fā)病的病因與其長期生活在揚(yáng)沙、浮塵環(huán)境密切相關(guān),患者可在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)無明顯自覺癥狀,臨床診斷主要依靠高千伏X線胸片;隨著病情的加重或伴有合并癥時(shí),出現(xiàn)胸悶、氣短、咳嗽、胸痛、咯痰、乏力等癥狀;進(jìn)一步導(dǎo)致肺結(jié)核、肺氣腫、肺心病、肺及支氣管感染等合并癥發(fā)生;風(fēng)沙塵肺是一種人畜共患病,也是一種沙塵暴天氣多發(fā)區(qū)的地方性疾病。塵肺的發(fā)病機(jī)制目前尚未完全清楚,影響塵肺發(fā)病的因素很多,其中粉塵中的游離二氧化硅[SiO2(F)]是引起塵肺的主要原因。粉塵危害程度主要由進(jìn)入肺泡的呼吸性粉塵中SiO2(F)的累積量決定。粉塵中SiO2(F)含量越高,發(fā)病時(shí)間越短、病變越嚴(yán)重。一些國家,如美國、德國、日本和我國等,采用呼吸性粉塵濃度和粉塵中SiO2(F)含量評價(jià)粉塵危害程度,并制訂了相應(yīng)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)沙漠塵肺報(bào)道以小規(guī)模流行病學(xué)調(diào)查和病例報(bào)道為主,35歲以上人群世居居民患病率為10%～40%。沙塵暴的危害范圍會(huì)不斷擴(kuò)大,沙塵污染將有增無減,風(fēng)沙塵肺對當(dāng)?shù)孛癖姷奈：?huì)日趨嚴(yán)重,因此,西北地區(qū)風(fēng)沙塵肺發(fā)病的程度、趨勢和防治問題是迫切需要解決的自然環(huán)境污染與人體健康的重要課題。本研究對我國西北地區(qū)的主要沙塵暴多發(fā)區(qū)沙塵進(jìn)行采樣,分析主要沙塵暴源地降塵中SiO2(F),為評估沙塵污染對人體健康的危害提供基礎(chǔ)參考依據(jù)。1材料和方法1.1受試地區(qū)降塵采樣點(diǎn)設(shè)置于2008年3—5月,在主要的沙塵暴源區(qū)新疆和田市、甘肅省民勤縣城,寧夏回族自治區(qū)中衛(wèi)市和沙塵暴過境區(qū)蘭州市進(jìn)行采樣,于沙塵暴過后2～8h內(nèi)收集降塵。采樣點(diǎn)附近沒有高大建筑物,且不受局部污染源影響。將內(nèi)徑20cm,高40cm的集塵缸用鐵架固定,置于離地面150cm處,每個(gè)受試地區(qū)設(shè)3～5個(gè)采樣點(diǎn),采樣點(diǎn)相距≥2km,由于受試地區(qū)均為干燥區(qū)域,蒸發(fā)量大,故采用干法收集進(jìn)行采樣。同時(shí)采集受試地區(qū)沙漠中的原沙3～5份,在距沙漠邊緣>500m處采集原沙,10m2之內(nèi)采集距表面0～6cm處的沙粒,沙粒過200目尼龍網(wǎng)篩進(jìn)行SiO2(F)含量分析。1.2測定試劑及儀器每份10～20g粉塵置于200～250ml的塑料廣口瓶中,蓋好后,充分混勻瓶內(nèi)粉塵,在干燥、通風(fēng)處保存。SiO2(F)含量、分散度采用GB5748—1985《作業(yè)場所空氣中粉塵測定方法》中規(guī)定的焦磷酸質(zhì)量法、濾膜溶解涂片法進(jìn)行分析。所用試劑全部為分析純試劑(AR)。測定樣品SiO2(F)含量的同時(shí),測定質(zhì)控樣品兩份(平行樣),每份樣品測定5次;如相對誤差大于5%,重新測定,結(jié)果計(jì)算均值。采用離子色譜法測定降塵中可溶性離子(、儀器為IC26型離子色譜儀(青島嶗山電子儀器總廠),YSB22型平流泵(中科院上海原子核所科學(xué)儀器總廠),YSA24型陰離子分離柱,KCl、KNO3、K2SO4、NH3·H2O全部為分析純(AR)試劑。1.3f含量及降塵分散度采用SPSS10.0進(jìn)行單因素方差分析,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中SiO2(F)含量以SiO2(F)質(zhì)量占粉塵樣品質(zhì)量的百分率表示;降塵分散度用各粒徑粉塵計(jì)數(shù)占粉塵計(jì)數(shù)總數(shù)的百分率表示;降塵中可溶性化學(xué)成分用可溶性化學(xué)成分含量(μg)占樣品質(zhì)量(g)表示。2結(jié)果2.1siof含量表1可見,我國西北地區(qū)沙漠原沙SiO2(F)的含量較高,3個(gè)沙漠地區(qū)原沙中SiO2(F)大于50%。沙塵暴降塵中SiO2(F)的含量為17.36%～48.09%,原沙中為51.76%～69.49%。參照GBZ2—2002《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》,當(dāng)SiO2(F)含量分別為10%～50%時(shí),最高容許濃度為2mg/m3。由此看來,被調(diào)查地區(qū)沙塵暴降塵屬于含SiO2(F)較高的粉塵。沙塵暴過境地區(qū)蘭州市降塵中SiO2(F)與沙漠邊緣地區(qū)比較含量較低(P<0.01),主要原因可能在傳輸過程中夾帶了西北裸露土壤粉塵、空氣中其他類型顆粒物和污染物,造成SiO2(F)含量相對比降低,但其比值也大于10%。2.2降塵以呼吸性粉塵為主表2可見,被調(diào)查地區(qū)沙塵暴過后降塵中可吸入顆粒物(<10μm)比例為63.3%～84.1%。沙塵暴源地區(qū)和田市的降塵分散度最高,粒徑較小。沙塵暴過境地區(qū)蘭州市降塵中<10μm的比例明顯升高。沙塵暴源地區(qū)空氣粉塵中呼吸性粉塵比例高,長期吸入含SiO2(F)的高分散度的粉塵導(dǎo)致發(fā)生塵肺的危險(xiǎn)性增加。雖然沙塵暴在遷移過程中濃度可能會(huì)逐漸降低,但是其中含可吸入粉塵,尤其呼吸性粉塵的濃度升高。2.3no3-和nh4+濃度表3可見,西北地區(qū)沙漠邊緣地區(qū)沙塵暴過后降塵中Cl-濃度為220(和田市)～980μg/g(蘭州市);SO42-濃度為870(和田市)～5400μg/g(蘭州市);NO3-和NH4+濃度在沙漠邊緣地區(qū)低于250μg/g;而蘭州市NO3-濃度為1400μg/g,NH4+濃度為510μg/g。并且蘭州市降塵中Cl-、SO42-和NO3-含量高于其他三地,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。沙漠邊緣地區(qū)沙塵暴過后可溶性污染物濃度基本相同,說明沙塵暴源區(qū)產(chǎn)生沙塵在傳輸過程中會(huì)攜帶過境地區(qū)的大氣污染物。3沙門氏原沙不同部位菌屬和沙區(qū)發(fā)生的降塵和氣體沙塵既對全球氣候有影響,又危害著人群的健康,中國西北地區(qū)是我國沙塵暴發(fā)生次數(shù)頻繁、發(fā)生強(qiáng)度最大的地區(qū),特別是塔里木盆地的塔克拉瑪干沙漠和從巴丹吉林沙漠東部經(jīng)騰格里沙漠至毛烏素沙地這兩個(gè)區(qū)域是中國沙塵暴集中的地區(qū),也是亞洲大氣沙塵的主要源區(qū)之一。和田、民勤、中衛(wèi)地區(qū)是我國主要的沙塵暴源地,本研究對該地區(qū)降塵SiO2(F)進(jìn)行分析,為評估沙塵暴對人體健康的危害提供科學(xué)依據(jù)。二氧化硅是一組自然發(fā)生的礦物質(zhì)成分,在自然界分布極廣,是構(gòu)成地殼的主要成分,在16km以內(nèi)的地殼中約占25%左右,約有95%的礦石中均含有數(shù)量不等的SiO2(F)。二氧化硅以結(jié)晶型和非結(jié)晶型(無定型)兩種形式存在。晶型和非結(jié)晶型、結(jié)合型和游離型粉塵致肺纖維化的程度不同,導(dǎo)致肺纖維化程度毒性大小依次為:結(jié)晶型>隱晶型>無定型;含SiO2(F)粉塵是結(jié)晶性硅酸鹽。本調(diào)查發(fā)現(xiàn)沙漠原沙中SiO2(F)含量≥50%,產(chǎn)生的降塵SiO2(F)含量在17.36%～48.09%,一般工業(yè)生產(chǎn)過程中長期接觸低濃度此類SiO2(F)含量的粉塵會(huì)導(dǎo)致矽肺危險(xiǎn)性會(huì)增加。在風(fēng)沙地區(qū)的世居居民中也發(fā)現(xiàn)風(fēng)沙塵肺患者年齡一般在35歲以上,但其流行程度有待于開展大范圍的流行病調(diào)查研究。塵肺的發(fā)病除與粉塵中SiO2(F)含量,二氧化硅類型、接塵濃度有關(guān)外,還與分散度,接塵的時(shí)間、個(gè)體因素(特別是個(gè)體遺傳易感性)、塵粒的理化特性和表面特性,包括吸收、氧化-還原反應(yīng)和電荷在生物、細(xì)胞反應(yīng)和致病性等方面的因素有關(guān)[10.11]。本調(diào)查結(jié)果表明,沙塵暴導(dǎo)致降塵中的呼吸性粉塵比例相對較高,可吸入顆粒物(<10μm)比例為63.3%～84.1%;長期吸入風(fēng)沙塵、沙塵暴塵導(dǎo)致肺纖維化的風(fēng)險(xiǎn)增高。沙塵暴是大氣中沙塵氣溶膠的重要來源。沙塵不僅對沙塵暴源地,而且對過境地區(qū)的生態(tài)、環(huán)境產(chǎn)生影響。顆粒物粒徑越小,在空氣中漂浮的時(shí)間越長,越容易吸附有害氣體。重金屬元素、有機(jī)污染物和病原微生物更容易對呼吸道產(chǎn)生刺激和腐蝕作用,在肺部的累積沉積量相應(yīng)增加。王式功等對47a來我國沙塵暴天氣分析,我國沙塵暴多發(fā)區(qū)分別位于以民豐至和田為中心的南疆盆地和以民勤至吉蘭泰為中心的河西地區(qū),例如和田地區(qū)降塵粒徑較小,濃度高。近幾年不斷有風(fēng)沙塵肺的報(bào)道,這充分說明了接觸較高濃度、高分散度的沙塵可能導(dǎo)致塵肺發(fā)病的危險(xiǎn)增高。本調(diào)查發(fā)現(xiàn),蘭州地區(qū)降塵中可溶性化學(xué)物質(zhì)的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于沙塵暴源地。氣溶膠粒子的水溶性成分主要有等離子。陽離子中以含量最高,陰離子中以和含量較高。由此推知水溶性鹽主要是硫酸鈣、氯化鈉、硫酸胺或硝酸胺等。氣溶膠中工業(yè)排放物來源的粒子比重越大,水溶性成分的相對含量也就越高。這是由于工業(yè)排放物形成的粒子中硫酸鹽、硝酸鹽、胺鹽是主要組成成分,而這些物質(zhì)很容易溶解于水的緣故。采用礦山開采產(chǎn)生的粉塵進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,新粉碎的粉塵比陳舊性二氧化硅粉塵的致炎性和致纖維化能力更強(qiáng)。過去研究認(rèn)為沙漠塵為老化的粉塵,導(dǎo)致肺纖維化的危險(xiǎn)性較小,但是沙塵暴發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的粉塵在空氣中劇烈運(yùn)動(dòng),經(jīng)撞擊、摩擦等動(dòng)力和熱力學(xué)作用,粉塵表面結(jié)構(gòu)、荷電性、表面活性發(fā)生變