建筑业防尘措施
EVELYN TJOE NIJ1*, SIMONE HILHORST1, TON SPEE2, JUDITH
SPIERINGS1, FRISO STEFFENS1, MIEKE LUMENS1 and DICK HEEDERIK1
1乌得勒支大学风险评估科学研究所环境与职业健康司，邮政信箱80176，荷兰乌得勒支3508TD；2Arbouw，PO Box 8114，1005AC Amsterdam，Netherlands
2002年7月18日收到；最终形式为2002年10月23日
石英是人类致癌物质和硅肺病的致病因子，在建筑行业中暴露水平往往超过暴露限值。这需要很高的有效控制措施，但建筑行业的复杂结构，接触源的变异性和工地的频繁变化使得难以实施简单有效的控制措施。本研究的目的是评估减少石英粉尘暴露对控制措施的影响并评估其使用程度。进行全偏移呼吸粉尘测量（n=61）和施工人员的短期测量，并对1335名施工人员进行问卷调查的结果进行了分析。全偏移测量表明，可吸入石英暴露水平高达63倍的最大允许浓度（MAC）值（0.075毫克/立方米），超过一半的测量值高于MAC值。控制措施与全流程曝光估算并不十分相关，但当使用湿粉尘抑制或局部排气通风时，短期测量显示出大量减少的因素（gt;70％）。控制措施的有效性可能很高，并且建筑工人人口的很大一部分确实经常在使用它们，然而，曝光研究和问卷调查显示，呼吸防护的使用是建筑业中应用最广泛的预防措施。呼吸系统防护可能并不总是能充分减少暴露，只有综合使用多种控制措施才能将曝光量降低到可接受的水平。
关键词：建筑业；控制措施；石英；二氧化硅
引言
吸入石英的暴露在建筑行业很高，并且通常超过职业接触限值（OEL）。OSHA进行的可吸入石英曝光测量的大量汇编显示，728个样品中有35％高于石英的职业接触限值（Linch，1997），虽然这是基于最坏情况下的采样策略，它清楚地表明，过度的风险高。最近进行的风险分析显示，即使在目前的OEL附近，工作期间的石英曝光与矽肺和肺癌的风险增加有关（Steenland和Brown，1995；Steenland等，2001）。特别是在涉及使用生成可吸入颗粒的设备（如磨床，电锯，（千斤顶）锤和钻头）的含石英材料的工作中，暴露水平可以容易地超过石英的OEL。控制措施的需要似乎很明显，然而，建筑业尘埃控制措施的有效性，只描述了数量有限的工具和技术。
减少建筑行业粉尘暴露的常见办法是采用（本地）排气通风系统，通过使用（冷却）水进行湿粉尘抑制，使用个人防护装备或通过培训和教育影响工人行为。基于短期采样，已经表明，局部排气通风（LEV）和湿法可以将二氧化硅和可吸入粉尘暴露量减少gt; 90％（Hallin，1983；Chisholm，1999；Thorpe等，1999），然而，全面测量显示使用灰尘收集设备时的曝光降低（lt;50％）（Nash和Williams，2000）。尽管有这些大的减少因素，但是通过孤立的控制措施难以实现低于OEL的暴露水平的降低（Akbar-Khanzadeh和Brillhart，2002；Echt和Sieber，2002），减少到低于10倍OEL的水平已经被认为是一个成就，因为它允许工人只使用负压面罩式呼吸器（Nash和Williams，2000）。因此，为了将石英曝光量降低到可接受的水平，控制措施的组合似乎是不可避免的。
控制措施的有效性可以通过专注于隔离任务和控制措施的短期测量的灰尘减少程度来计算，但更多地通过多组中的全移测量更实际地计算。本研究的目的是通过全移测量和短期测量的曝光建模来评估暴露的减少，为了评估使用控制措施的广泛性，通过问卷调查研究了较大群体中不同类型的控制措施。
材料和方法
全移曝光测量
在执行以下专门任务的施工人员中进行了暴露测量：混凝土钻孔，凹槽铣削，施工现场清洁，砖块之间的追逐，内壁施工和拆除。混凝土工人参与了钻机混凝土的钻孔锤或锤钻，并且采用凹槽铣削和锯切，无论是混凝土还是石灰砂岩。在重新点燃之前，Tuck指针涉及到用手持式研磨机或气动切碎锤之间的砂浆中追逐砂浆。清洁工是清理工作场所或扫地。内墙砌砖工工作上用混凝土微风块（由石英岩，石灰和水制成的高度多孔材料）。拆装人员用装有破碎锤的钻机，钻机和挖掘机拆除; 其他任务是焊接，锯切和清除瓦砾。暴露测量计划的主要目的是评估建筑行业在健康影响研究中的风险分析中的特定工作的风险，并将在其他地方出版（E. Tjoe Nij，J. Spierings，F. Steffens等，未发布的数据）。为了本文所述的分析目的，少量测量（少量暴露的工人，n=4）被排除在外。在1999年11月及12月一至三个不同日子里，采用个别可吸入粉尘样本。利用卡塞拉集团的连接有流量为1.9升/分钟的Gilianreg;Gilair5trade;便携式泵的Dewell-Higgins旋风器（贝德福德，英国），来进行在完整工作日（平均持续时间为6frac12;小时）内可吸入粉尘的个人空气取样。对30名受试者进行了总共61次测量来用于分析。在PVC过滤器的粉尘重量确定后（孔径0.2mu;m），alpha;石英在位于丹麦加尔滕的丹麦环境中心进行了分析（Miljoslash;-Kemi）。在所有灰尘样品中，石英通过根据NIOSH方法7602的红外吸收分光光度法（IR）来测定（Eller和Cassinelli，1994）。
过滤器上可吸入粉尘的检测限为0.15mg。灰尘等级lt;0.15 mg（n=5）的粉尘样本设定为该值的2/3除以平均取样量（0.72 m3），导致灰尘测量的检测限为0.14 mg / m3。Miljoslash;-Kemi实验室使用改进的NIOSH 7602方法，导致过滤器上alpha;-石英的检测限为1.7mu;g。修改包括最初在200°C下灰化24小时，然后在370°C下灰化48小时。基于四个平行样本，可吸入粉尘的变异系数（CV）计算为13％，可呼吸石英为7％。石英的百分比由石英的质量和过滤器上总重量测定的可吸入粉尘计算得出。石英含量低于1.7mu;g（n=4）的样品设定为该值的三分之二除以平均取样体积，这导致石英测量的检测限为1.6mu;g/ m3。在采样过程中，记录了使用的工具类型，工作材料，自然通风的存在，材料的湿度，减尘技术的使用，个人防护装备和一般环境条件。自然通风分四级（无，轻微，平均和实质性的空气运动）。为了分析后者的决定因素被改变为一个虚拟变量：没有或轻微的自然通风与平均或实质性的自然通风。只有使用具有指定的保护系数（APF）为20或更高的呼吸防护[四分之一或半面罩空气净化呼吸器（P3）或完整的面罩与P3过滤器]（英国标准机构，1997）被认为是统计建模。
短期暴露测量
在四种情况下，进行个人短期可呼吸灰尘测量。在使用和不使用控制措施的情况下，使用三种不同的电动工具（凹铣，钻和锯）来加工石灰砂岩。还评估了用扫帚喷洒水和真空吸尘器清扫碎石的影响并在实际使用特定工具时进行了测量。因此，测量时间取决于特定任务的持续时间。为了能够计算出灰尘减少的水平，使用个人微型实时灰尘监测器（MiniRAMtrade;，型号PDM-3）进行测量并没有采取控制措施。这是一种光散射气溶胶监测仪，可对0.1-10mu;m范围内的颗粒进行响应。MiniRAMtrade;在亚利桑那州道路除尘器上进行校准，而不是“施工”灰尘。因此，这些测量的结果只能用于比较不同的情况。在Whatman GF / A 37 mm玻璃纤维过滤器上采集可吸入粉尘，并结合使用来自The Casella Group（Bedford，UK）的Dewell-Higgins旋风分离器和流速为1.9 1/分钟的Gilianreg;Gilair5trade;便携式泵的活性空气采样。使用过滤器上收集的灰尘进行重量测定来估算MiniRAMtrade;产生的灰尘等级。来自MiniRAMtrade;的测量数据记录在数据记录监视器（Metrosonicsreg;）上。Metrosoftreg;软件用于记录灰尘浓度并生成图形。记录了前10秒内检测到的最小和最大浓度的平均值。通过将暴露的变化与在工作场所同步观察的结果进行比较来绘制和解释结果。
调查问卷
1998年1月至3月期间，1335名荷兰建筑工人进行了人口调查的调查问卷数据（Tjoe Nij等，2002）。向年龄ge;30岁，职业类别预计高度累积接触石英粉尘的4173名天然石材和建筑工人发出邀请函。建筑工人有以下职业：包括拆除砖头之间的灰泥的工人，拆除工人（包括拆除垃圾的工人），混凝土工人（涉及钻井，修理或喷砂混凝土和切割，研磨和锯切）天井石工（涉及天然石锯切，雕刻和抛光），水磨石工人，桩顶破碎机（涉及打破混凝土桩顶部）和道路施工人员。
定期使用（冷却）水系统，局部排气系统工具或被记录的排气系统工具。当他们定期开始使用呼吸保护时，也会询问与会者。
数据分析
对数变换的全移灰尘和石英曝光水平（Shapiro-Wilk统计量，0.97，P=0.2和0.98，P=0.8）使正态分布的假设成立。假设对数正态分布用于个别工作中的所有测量。根据算术和几何均值以及相应的几何标准偏差和范围对不同作业描述了暴露水平。使用多个线性混合模型估计了变量成分（Rappaport等，1999）。材料的工作和控制措施引入作为固定效应，而工人身份被引入作为一个随机效应。模型有以下一般形式：
Yijk = mu; beta;k chi;i(k) εj(ik)
在该模型中，Yijk表示在k组中第i个工人第j天测量的暴露浓度的自然对数，mu;是所有组平均对数转换曝光的真实潜在平均值，beta;k是组k的固定效应，chi;i(k) 是第k组中第i个工作者的随机效应，εj(ik)是k组中工人i在第j天的随机工作人员间变化。
分别构建了可吸入粉尘和石英暴露的独立模型。分别假定chi;i(k)和εj(ik)是零均值正态分布和bwsigma;2yk和wwsigma;2yik的方差，并且是相互独立的。假设相同工人的测量是相关的（复合对称协方差结构）。方差估算之间的工人（bwsigma;circ;yk）和工人（wwsigma;circ;yik）方差分量。汇总工人与员工间差异成分，用于计算系数。用公式计算出决定因素（k1和k2）组合的估计平均暴露量
micro;circ;xki = e（micro;circ;xki 0.5wwsigma;2）
其中micro;circ;xki 是决定因素的真实底层固定平均（记录）暴露水平（mg / m3）。根据模型计算出的决定因素，估算全移测量的暴露水平，并与石英的荷兰最大允许浓度（MAC）值（0.075mg/m3）进行比较。
给出调查表结果的简单频率统计。使用SAS统计软件（版本6.12；SAS Institute，Cary，NC）进行统计学分析（Proc MEANS，Proc MIXED和Proc FREQ）。
结果
全移位曝光研究
全偏移平均暴露测量显示，石英在64％的测量，可吸入石英粉尘浓度超过荷兰MAC值（表1）。在16％的测量，即使是可吸入粉尘暴露也超过可吸入粉尘的MAC值（5毫克/立方米）。个人防护装备（N=18，60％）是参与暴露研究的个人之间最常用的措施来控制暴露。在暴露于gt; 0.075mg/m3的石英水平的22名工作人员中，15名受到呼吸保护，但是对于这些工作中的7名，呼吸器的分配保护因子（APF）（英国标准协会，1997年）太低，无法达到低于石英的MAC值的暴露水平。使用全面罩呼吸器和P3过滤器的所有工作人员（N=4）在所有测量（n=10）期间都有足够的保护。
构建了汇集内部和工人之间的方差分量的混合效应模型（表2），以评估使用几种控制措施对石英曝光水平的影响，纠正材料加工的影响。处理过的材料解释了大部分的曝光方差。在石灰砂岩或砖上工作上与吸入粉尘和石英曝光的暴露水平呈正相关。自然通风与可吸入粉尘接触负相关。自然通风导致灰尘暴露量降低0.68倍。在室外或未完成的建筑物中工作时，通常会出现自然通风。使用潮湿材料与暴露水平升高相关。在这项研究中，灰尘与石英的接触程度和材料的湿润程度呈负相关，但相关性无统计学意义（结果未显示）。具体目的是减少灰尘的形成的材料的润湿，只有四种情况。在其他四种情况下，由于下雨而使用的材料是湿的。使用带有P3过滤器的呼吸器与提高的石英暴露水平相关，但与高度的粉尘暴露水平无关。对于使用具有P3过
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