【摘要】：鉛及其化合物是工業(yè)生產中常用的并具有多臟器毒性的化學物質。鉛廣泛應用于冶金、化工、石油和電子等領域,鉛酸蓄電池制造是鉛的主要消耗領域。鉛作業(yè)人群由于接觸機會多、接觸量大、個人衛(wèi)生習慣差、防護措施不當等原因,更易導致職業(yè)健康損傷。鉛酸蓄電池企業(yè)在生產過程中產生的職業(yè)危害因素主要有鉛煙、鉛塵、硫酸等,對人體健康危害較大。新修訂的《中華人民共和國職業(yè)病防治法》提出了對重點職業(yè)病進行風險評估以保護勞動者健康的要求。當前我國在職業(yè)性鉛接觸所致健康危害方面的研究多停留在鉛危害的調查、診斷、治療階段。從風險角度進行的定量評價研究不多,不利于職業(yè)鉛危害的有效控制和預防�，F(xiàn)行《工業(yè)場所化學有害因素職業(yè)健康風險評估技術導則》中定量風險評估方法是從職業(yè)環(huán)境監(jiān)測的角度來進行風險評估,不能準確反映機體對化學物的總接觸量和總負荷(內劑量),因而較難準確進行職業(yè)健康風險評估。生物監(jiān)測強調評價人體接觸化學物的程度及可能的健康影響,具有系統(tǒng)性和連續(xù)性,可提供機體實際接觸水平(生物暴露水平),控制了較多的不確定因素,用生物接觸水平構建危害因素接觸與生物學效應間的劑量-反應關系,更具優(yōu)勢。生理藥代動力學模型(physiologically based pharmacokinetic model,PBPK)是伴隨內劑量的概念引入健康風險評估中的,內劑量屬于接觸性生物標志物,能準確反映化學物在體內的吸收、分布、代謝和排泄的動態(tài)變化過程,需要用數學模型和計算公式來表達化學物在體內的變化,進而揭示化學物在體內存在的部位、含量和時間之間的關系。因而被歐美國家廣泛應用于化學物的健康風險評估中,而我國并未將其納入職業(yè)健康風險評估技術導則,使得有關鉛的健康風險評估失去了一個有力參考,鉛接觸行業(yè)人群的健康不能得到全面保障;再者,職業(yè)健康風險評估方法眾多,每種方法都有其適用的范圍及優(yōu)缺點。因此,為了更好地應對該行業(yè)的較高風險,急需進行這方面的研究。本研究以江蘇省鉛酸蓄電池A、B兩家企業(yè)為研究對象,查閱文獻收集鉛的毒理學及代謝動力學模型參數,基于質量守恒微分方程構建PBPK模型,采用Excel表的Euler數值法求解方程;將企業(yè)B鑄板、涂板和磨片三個崗位連續(xù)6年的鉛煙/塵濃度代入PBPK模型,預測該崗位工人的血鉛水平,采用非線性回歸方法分析模型預測血鉛值與這三個崗位各11名有6年鉛接觸工齡工人實測血鉛均值曲線的擬合度,驗證PBPK模型預測內劑量的準確性。用經驗證的PBPK模型預測某鉛酸蓄電池企業(yè)A球磨、鑄板、涂板、磨片、分刷片和焊接崗位相應職業(yè)環(huán)境鉛接觸水平下工人各器官組織的內劑量,由總危害指數評估關鍵崗位職業(yè)健康風險,并用實測血鉛異常率檢驗其評估結果準確性,依據我國職業(yè)接觸鉛及其化合物的生物限值為血鉛400μg/L,將血鉛≥400μg/L界定為異常,即對人體健康產生危害。選擇國際采礦與金屬委員會法(International Council on Mining and Metals,ICMM)、英國健康危害化學物控制要素法(Control of Substances Hazardous to Health Essentials,COSHH Essentials)和綜合指數法三種國內外常用的職業(yè)健康風險評估方法,比較三種方法的優(yōu)缺點,研究方法的適用范圍,為鉛酸蓄電池企業(yè)更好的開展職業(yè)健康風險評估工作提供依據。研究結果如下:1.鉛酸蓄電池企業(yè)A鑄板和焊接崗位鉛煙的時間加權平均濃度分別為0.013~0.058、0.041~0.100mg/m~3,磨片和分刷片崗位鉛塵的時間加權平均濃度分別為0.060~0.207、0.055~0.105mg/m~3,以上崗位的時間加權平均濃度均超過其職業(yè)接觸限值;球磨、涂板、和膏與加酸崗位的時間加權平均濃度均未超過其職業(yè)接觸限值。結果提示:企業(yè)A鑄板和焊接崗位的鉛煙濃度、磨片和分刷片崗位的鉛塵濃度均超過其職業(yè)接觸限值,需要針對以上崗位采取有效措施降低鉛煙、鉛塵的濃度。2.鉛酸蓄電池企業(yè)B鑄板、涂板和磨片崗位PBPK模型預測血鉛值與血鉛實測值曲線的擬合度分別為0.928,0.901,0.942,提示該PBPK模型可較為準確的預測作業(yè)人員接觸鉛后各個房室中鉛的內劑量。根據風險表征的結果可得,鉛酸蓄電池企業(yè)A球磨和涂板崗位健康風險總危害指數小于1,在可接受范圍內,且與血鉛異常率水平一致;鑄板、磨片、分刷片和焊接崗位總危害指數大于1,超過可接受范圍,與血鉛異常率水平一致。結果提示:鑄板、磨片、分刷片和焊接崗位存在的風險較大,企業(yè)需要采取有效的預防控制措施,相關部門也應加強企業(yè)的職業(yè)衛(wèi)生監(jiān)管工作,以保障勞動者的健康。3.ICMM法中接觸鉛煙的鑄板和焊接崗位、接觸鉛塵的磨片和分刷片崗位評估結果均為不可容忍風險,接觸鉛塵的球磨和涂板崗位評估結果均為可容忍風險,接觸硫酸的和膏、加酸崗位評估結果均為潛在風險;COSHH Essentials法中接觸鉛塵的球磨、涂板、磨片和分刷片崗位、接觸鉛煙的鑄板和焊接崗位風險等級均為3,接觸硫酸的和膏和加酸崗位風險等級為2;綜合指數法中接觸鉛煙的鑄板和焊接崗位、接觸鉛塵的磨片和分刷片崗位風險等級為3,評估結果均為中等風險。接觸鉛塵的球磨和涂板崗位、接觸硫酸的和膏和加酸崗位風險等級為2,評估結果均為低風險。PBPK模型評估結果為球磨和涂板崗位健康風險小于1,風險較小,在可接受范圍內;鑄板、磨片、分刷片和焊接崗位崗位健康風險大于1,風險較大,超出可接受范圍。當現(xiàn)場濃度低于1/2限值時,選擇綜合指數法;當現(xiàn)場濃度在1/2限值~限值之間時,ICMM法、COSHH Essentials法、綜合指數法均可選擇;當現(xiàn)場濃度高于限值時,選擇COSHH Essentials法和綜合指數法。結果提示:綜合指數法應用范圍最廣,適用于任意職業(yè)危害因素現(xiàn)場檢測濃度的職業(yè)健康風險評估,PBPK模型僅適用于接鉛崗位任意現(xiàn)場檢測濃度下的職業(yè)健康風險評估。從評估結果的準確性來說,PBPK模型是基于內劑量這一生物監(jiān)測指標來進行職業(yè)健康風險評估的,評估結果具有更高的準確性。綜上,鉛酸蓄電池企業(yè)A接觸鉛煙的鑄板和焊接崗位、接觸鉛塵的磨片和分刷片崗位的時間加權平均濃度均超過職業(yè)接觸限值。針對鉛塵、鉛煙濃度超標崗位,應加強機械通風并定期清理和維護通風除塵設施,保證通風除塵效率,通風系統(tǒng)的換氣量需足夠稀釋鉛煙、鉛塵。PBPK模型可用于鉛酸蓄電池企業(yè)A的職業(yè)健康風險評估,且球磨和涂板崗位的風險在可接受范圍內,鑄板、磨片、分刷片和焊接崗位存在的職業(yè)健康風險較大,超過可接受范圍,企業(yè)需要采取有效的預防控制措施,相關部門也應加強企業(yè)的職業(yè)衛(wèi)生監(jiān)管工作,以保障勞動者的健康。四種職業(yè)健康風險評估方法中綜合指數法應用范圍最廣,適用于任意職業(yè)危害因素現(xiàn)場檢測濃度的職業(yè)健康風險評估;PBPK模型評估結果準確性更高,該模型是基于內劑量這一生物監(jiān)測指標來進行職業(yè)健康風險評估的,較綜合指數法具有更高的準確性。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R135.11
【圖文】：

圖 2.1 鉛經呼吸道進入體內分布代謝過程的 PBPK 模型結構圖其中，ALU為肺吸收常數，CA 為動脈血中鉛的濃度，CV 為靜脈血中鉛的濃度，KEKI為代謝速率，KELI為肝臟代謝速率，LU 為肺，RA 為充分灌注組織，SL 為不充分灌注組BO 為骨骼，KI 為腎臟，LI 為肝臟，VI為 I 臟器體積，QI為 I 臟器血流量。 PBPK 模型參數收集本研究模型的相關參數包括體重、心輸出量、臟器系數以及血液分配系數等可通過查閱獲得，部分參數需要經 Euler 數值解法算法優(yōu)化獲得。鉛 PBPK 模型相關參數可見表 2.18

Qc為心輸出量，Cv為靜脈血中鉛的濃度，J 為Cin為吸入空氣中鉛的濃度，ALU為呼吸道吸收速率，T 度，Qi為某房室的血流量，Vi為某房室的容積，Pi為某器官鉛的含量，KELI為肝臟代謝速率，KEKI為腎臟代謝速率，充分灌注組織，BO 為骨骼，KI 為腎臟，LI 為肝臟。體鉛健康效應最敏感的生物標志物，因此我們可以利用血鉛鉛酸蓄電池企業(yè) B 的鑄板、涂片、磨片三個崗位接鉛工齡選擇 11 名工人觀察其連續(xù)六年的血鉛值變化情況，比較預測血鉛值，見圖 2.2。從圖形趨勢上可見，PBPK 模型預勢基本一致，利用非線性回歸方法得出鑄板、涂板和磨片崗0.942，說明該模型可較為準確的預測作業(yè)人員接觸鉛后各一步的某鉛酸蓄電池企業(yè) A 的職業(yè)健康風險評估中。

圖 2.4 鉛塵/鉛煙在參考安全劑量水平下 PBPK 模型預測的各房室鉛濃度A：鉛塵的參考安全劑量濃度為 0.05mg/m3，B：鉛煙的參考安全劑量濃度為 0.03mg/m3。2.3.4 風險表征各崗位實際接觸水平下 PBPK 模型預測鉛的內劑量，見表 2.2；各崗位參考安全劑量水平下 PBPK 模型預測鉛的內劑量，見表 2.3。根據表 2.2 和表 2.3 并按公式 1 計算出各器官組織的危害指數，健康風險按照公式 2 計算總危害指數，見表 2.4。鑄板、磨片、分刷片和焊接崗位總危害指數遠大于 1，認為存在風險較大超過可接受范圍，對人體健康產生危害，需要采取有效措施降低風險；球磨和涂板崗位總危害指數小于 1 時，則認為風險較小，在可接受范圍內。用實測血鉛與風險評估結果一致性檢驗 PBPK 模型預測風險的準確性[86]，見表 2.5。結果表明各崗位實測血鉛異常率與風險評估結果一致。表 2.2 鉛酸蓄電池企業(yè) A 各崗位實際接觸水平下 PBPK 模型預測鉛的內劑量工人平職業(yè)外暴露充分灌注組織中鉛不充分灌注組織中骨骼中肝臟中腎臟中

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 牛志廣;臧雪;;生理藥代動力學模型及其在健康風險評價中的應用研究進展[J];安全與環(huán)境學報;2015年06期

2 毛芳芳;袁秀洪;王惟嘉;白志明;;鉛藥物代謝動力學模型的發(fā)展與應用[J];工業(yè)衛(wèi)生與職業(yè)病;2015年06期

3 鄒卉;張斌;萬正茂;肖杰;潘旭;王e

本文編號：2760762