铁矿生产性矽尘长期接触致健康损害的队列研究

发布时间：2020-04-07 00:48

【摘要】：生产性矽尘是我国最常见的职业有害因素,长期接触矽尘可对职业人群健康造成严重损害,为此国内外开展了大量研究。综述以往相关研究,我们发现仍存在一些不足:(1)缺乏长期接触生产性矽尘导致矽肺发病率的系统报告;(2)吸烟在产业工人中十分普遍,但吸烟是否影响矽尘接触与工人矽肺发病或者死亡的关系?(3)矽尘接触和吸烟是否对心肺疾病死亡或总死亡存在联合效应,对工人死亡风险的影响是否大于单纯生产性矽尘接触或者单纯吸烟对工人死亡风险的影响?为评价长期生产性矽尘接触的健康危害,我们利用已建立的某铁矿自1960年1月1日至1974年12月31日在册且工作一年以上全部员工(共7665人)的队列,随访至2012年12月31日。收集铁矿各工作岗位历年空气粉尘监测资料并进行粉尘浓度测定,评价生产性粉尘暴露情况。从职工医院收集队列成员历年体检和矽肺诊断资料,定期更新死亡成员的死因信息,通过问卷获取工人的吸烟信息。在数据收集过程中进行质量控制,并对汇总的数据进行了系统的逻辑检查。本研究旨在阐明铁矿工作场所生产性粉尘浓度的历年变化趋势,分析长期矽尘接触与工人矽肺发病风险以及各类疾病死亡风险之间的关联性,探讨生产性矽尘导致矽肺发病的规律,以及矽尘接触与吸烟对各类疾病死亡的联合影响,为制定工作场所矽尘危害防治措施和职业工人健康监护措施提供切实可行的科学依据。本研究分为以下三个部分。第一部分铁矿生产性粉尘的接触水平评价目的呼吸性粉尘更能反映粉尘对健康的损害,但我国在2010年前没有开展呼吸性粉尘浓度测定,同时为方便与国际上同类研究成果的比较,本部分对我国总粉尘浓度与欧美国家的呼吸性粉尘浓度测定方法进行平行测定和分析比较,并建立我国总粉尘与呼吸性粉尘的函数换算关系式。同时,利用铁矿不同岗位历年的生产性粉尘浓度测定结果分析其长期变化趋势。方法1.在工作场所按相关标准选取采样点,将美国和欧洲个体总粉尘和呼吸性粉尘采样器(分别遵循美国政府工业卫生学家委员会(ACGIH)和英国医学研究委员会(BMRC)制订的粒子呼吸性粉尘分离曲线)以及我国总粉尘采样器平行放置;欧美总粉尘和呼吸性粉尘连续采样2 h以上,而我国总粉尘分时段多次采样15 min。用滤膜质量法测得粉尘浓度。利用较大量平行采样的测定结果拟合中国总粉尘与美国、欧洲呼吸性粉尘的函数关系式。2.利用上述函数关系式将铁矿1953~2012年监测的空气总粉尘浓度转换为呼吸性粉尘浓度,并分析全铁矿及井下矿场、机车运输和选矿车间在不同监测时段的呼吸性粉尘浓度变化趋势,尤其是采取粉尘控制措施后的变化情况。3.根据国家工作场所职业接触限值标准,评价全铁矿不同岗位包括井下矿场、机车运输和选矿车间在不同监测时段的呼吸性粉尘是否符合国家职业卫生限值要求。结果1.我国与美国、欧洲的粉尘测定结果一致性好,我国总粉尘浓度和欧洲总粉尘浓度相关系数为0.949(P0.001),与美国总粉尘浓度相关系数为0.965(P0.001);我国总粉尘浓度与欧洲呼吸性粉尘浓度的相关系数为0.781(P0.001),与美国呼吸性粉尘浓度的相关系数为0.974(P0.001)。经拟合铁矿空气总粉尘浓度与呼吸性粉尘浓度的函数关系式为:欧洲方法:呼吸性粉尘浓度=0.1878×总粉尘浓度;美国方法:呼吸性粉尘浓度=-0.0007×总粉尘浓度的平方+0.1432×总粉尘浓度,鉴于我国呼吸性粉尘测定方法采用欧洲方法,我们使用前者进行了呼吸性粉尘浓度的转换。2.铁矿历年空气呼吸性粉尘浓度总体呈下降趋势,其中井下矿场稳步下降,机车运输和选矿车间在下降中有所波动。对不同工种呼吸性粉尘浓度进行比较,结果显示:井下矿场工种:矿石采掘工种支持工种;机车运输工种:机车操作工种辅助工种;选矿车间工种:铸造工种破碎/分选工种。3.全铁矿、井下矿场、机车运输以及选矿车间空气呼吸性粉尘浓度逐年下降。1950年代全铁矿和井下矿场、机车运输以及选矿车间的呼吸性粉尘浓度均值分别为1.89±1.16 mg/m3、2.35±1.31 mg/m3、1.61±0.99 mg/m3和1.58±0.92 mg/m3,对比0.7mg/m3的国家职业接触限值,超出国家职业卫生标准约1~4倍;1958年至1960年铁矿开始采取通风除尘措施后,工作岗位呼吸性粉尘浓度逐年下降,超标幅度均逐渐缩小;1980年后又进行了全矿的除尘改革,全铁矿和井下矿场、机车运输以及选矿车间的呼吸性粉尘浓度均值分别为0.42±0.21 mg/m3、0.48±0.15 mg/m3、0.42±0.23 mg/m3和0.36±0.23 mg/m3,均已达到国家职业卫生标准要求。结论我国粉尘测定方法与欧美国家测定方法基本一致,结果相关性高;铁矿工作场所呼吸性粉尘浓度在1950年代初远远超过国家职业卫生标准,采取降尘措施后的铁矿所有岗位的呼吸性粉尘浓度逐年下降,1980年后所有岗位均已符合国家职业卫生标准。第二部分铁矿矽尘接触工人的矽肺发病特征目的为评估长期生产性矽尘接触与矽肺发病的关联,本部分采用队列研究方法探讨了铁矿矽尘接触工人矽肺的发病特征,通过工种-矽尘接触矩阵估算个体累积矽尘接触水平,分析矽尘累积接触和矽肺发病之间的关联,以及吸烟在其中的作用,旨在为矽肺病防治措施的制订提供可靠的科学依据。方法1.研究对象:选取队列中3658名生产性矽尘接触工人,排除1960年以前矽肺患者,随访至2012年底。搜集成员基本资料、工作史、吸烟信息和历年矽肺诊断报告,并于2012年至2015年由具备尘肺诊断资质的专家对所有X线胸片进行重新阅片,按2009年《尘肺病诊断标准》进行期别判定。利用第一部分结果将铁矿历年呼吸性粉尘浓度转换为矽尘浓度,建立工种-矽尘接触矩阵,并结合工人既往工作史估算所有矽尘接触工人的个体累积矽尘接触量。2.统计分析:用寿命表法比较不同工作岗位工人的矽肺累积发病率,并按吸烟情况进行了分组计算;用Cox比例风险模型分析矽尘接触、工作岗位和吸烟对工人矽肺发病风险的影响;用Poisson回归模型分析矽尘接触和吸烟对工人矽肺发病风险的影响,在此基础上预测不同矽尘接触量和接触时间的发病风险;基于累积矽尘接触量与矽肺人年发病率的关系,用寿命表法预测未来矽肺的新发病数。结果1.铁矿3658名矽尘接触工人中共诊断332名矽肺患者,其中井下矿场、机车运输和选矿车间分别为:112、178和42例,I期、II期和III期矽肺为231、69和32例。矽肺人年发病率和累积发病率分别为218.90/105和10.36%,累积矽尘接触量与矽肺发病风险呈现接触-效应关系,累积矽尘接触量每升高1 mg/m3-y,矽肺发病风险相应升高37.5%。2.矽肺患者中有吸烟史和从不吸烟者分别为271和61名,吸烟工人的发病风险为不吸烟工人的1.637倍,差异有统计学意义(P0.05);累积矽尘接触量每升高1mg/m3-y,吸烟者与不吸烟工人的矽肺发病风险相应升高39.1%和35.0%。3.矽肺患者中,晚发型矽肺、矽肺合并结核和I期矽肺晋期的比例分别为51.20%、23.80%和23.26%。I期至Ⅲ期矽肺患者中结核伴发率分别为16.88%、33.33%和53.13%。矽肺患者总体平均晋期时间为6.71±5.45年,井下矿场作业、35岁以前诊断矽肺以及伴发结核患者易出现晋期,其平均晋期时间分别为7.95±6.06年、14.08±6.47年、7.02±5.40年。4.随着矽尘浓度升高和接触年数的增加,矽肺发病风险呈上升趋势;当接触水平和接触年数近似时,吸烟工人的发病风险为不吸烟工人的1.20~1.35倍;按照当前矽尘接触水平继续工作,预测队列人群于2012年随访结束后还将出现218例新发病例。结论铁矿的累积矽尘接触量与矽肺发病风险存在显著的接触-效应关系;随着累积矽尘接触量的升高,矽肺发病风险相应升高;吸烟明显增加矽肺发病风险。第三部分铁矿工人的死亡特征和死因分析目的为评价吸烟和矽尘接触对工人死亡的影响,本部分探讨矽尘接触和吸烟与各类疾病死因之间的关联性,分析矽尘接触与吸烟对于工人死亡可能存在的联合效应,旨在降低工人死于各类疾病的风险,提高其生活质量。方法1.研究对象:纳入全体队列成员共7665名工人,随访其生命状态至2012年底,其中1986年前为回顾性随访,之后为前瞻性随访。搜集成员基本资料、工作史、死因信息和吸烟信息;个体累积矽尘接触量计算同第二部分;问卷收集研究对象每日吸烟数和吸烟年数,并估算工人吸烟包年数;主要死因信息按照国际疾病分类第10版(ICD-10)进行分类,84.5%的死因来源于职工医疗记录,15.3%来源于铁矿死亡证明,0.2%来源于口头叙述。2.统计分析:以1970~2012年全国城镇居民死亡率为参照,计算铁矿工人各类疾病死因的期望死亡人数,进而估算标准化死亡比;用生存分析比较不同工作岗位、矽尘接触和吸烟分组工人的生存时间和累积生存率;用寿命表法比较不同死因的累积死亡风险;用Cox比例风险模型分析累积矽尘接触量和吸烟包年数对各类疾病死亡风险的影响;用相对超额危险度(RERI)、交互作用归因比(AP)、交互作用协同指数(SI)、相乘交互项以及人群归因危险度(PAR)百分比探讨矽尘接触与吸烟对于工人的各类疾病死因可能存在的联合效应。结果:1.铁矿队列共死亡2814例,人年死亡率和死亡比例分别为891.15/105和36.71%,标准化死亡比为1.49,平均死亡年龄为64.10±12.66岁。主要死因顺位为恶性肿瘤、脑血管疾病、心血管疾病和呼吸性疾病。2.矽尘接触工人和非矽尘接触工人的人年死亡率分别为1042.03/105和751.60/105。矽尘接触工人的总死亡风险为非矽尘接触工人的1.301倍,矽尘接触工人的恶性肿瘤、肺癌、心血管疾病、缺血性心脏病、呼吸性疾病和慢性支气管炎死亡风险分别为非矽尘接触工人的1.349、1.682、1.438、1.571、3.129和2.038倍,差异有统计学意义(P0.05)。累积矽尘接触量每升高1 mg/m3-y,总死亡风险相应升高11.8%;肺癌、心血管疾病、肺源性心脏病、呼吸性疾病、矽肺和慢性支气管炎死亡风险相应升高17.7%、21.4%、35.1%、40.9%、38.8%和25.8%。累积矽尘接触量与总死亡、肺癌死亡、心血管疾病死亡、肺源性心脏病死亡、呼吸性疾病死亡、矽肺死亡和慢性支气管炎死亡存在接触-效应关系。3.吸烟工人和不吸烟工人的人年死亡率分别为922.99/105和829.95/105。吸烟工人的恶性肿瘤、肺癌、肺源性心脏病、呼吸性疾病和矽肺死亡风险分别为不吸烟工人的1.675、4.208、1.977、1.502和2.445倍,差异有统计学意义(P0.05)。吸烟包年数每升高1包年,总死亡风险相应升高0.1%,恶性肿瘤、肺癌、呼吸性疾病和慢性支气管炎死亡风险相应升高0.7%、2.3%、0.6%和0.9%。吸烟包年数与恶性肿瘤死亡、肺癌死亡、呼吸性疾病死亡和慢性支气管炎死亡存在接触-效应关系。4.矽尘接触且吸烟工人的总死亡风险为非矽尘接触且不吸烟工人的1.344倍。矽尘接触且吸烟工人的恶性肿瘤、肺癌、心血管疾病、缺血性心脏病、肺源性心脏病、呼吸性疾病、矽肺和慢性支气管炎死亡风险分别为非矽尘接触且不吸烟工人的2.196、6.586、1.709、1.690、3.931、5.052、8.658和3.725倍,差异有统计学意义(P0.05)。5.矽尘接触与吸烟对于总死亡和肺癌死亡存在明显超过相加模型的联合效应。总死亡的12.56%归因于单纯矽尘接触,5.50%归因于单纯吸烟,21.20%归因于同时矽尘接触与吸烟;恶性肿瘤、肺癌、心血管疾病和呼吸性疾病死亡分别有14.28%、24.56%、17.29%和50.40%归因于单纯矽尘接触,分别有30.87%、67.97%、10.96%和24.93%归因于单纯吸烟,分别有48.34%、81.38%、35.68%和76.02%归因于同时矽尘接触与吸烟。结论矽尘接触与工人总死亡、心血管疾病死亡和呼吸性疾病死亡风险存在显著的接触-效应关系,吸烟与工人恶性肿瘤死亡和呼吸性疾病死亡风险存在显著的接触-效应关系;矽尘接触且吸烟对总死亡和肺癌死亡风险具有联合效应,超过简单相加效应。
【图文】：

流程图,铁矿,流程图,呼吸性粉尘浓度

图 1.4 铁矿主要生产工艺流程图铁矿历年空气呼吸性粉尘浓度的变化趋势根据国家安全生产行业标准 AQ 4204-2008 的规定，呼吸性粉尘采样头的分能恰好符合欧洲方法中 BMRC 曲线的要求。因此为合理评价铁矿历年空气粉尘浓度是否超出标准，，本部分铁矿历年空气总粉尘浓度按照上述与欧洲粉尘之间的函数关系式(即 GR = 0.1878 * CT)全部转换为呼吸性粉尘浓度。矿历年空气呼吸性粉尘浓度的变化趋势如图 1.5 所示。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R135.2

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