汽车铸造行业职业病危害与控制技术进展

汽车铸造行业职业病危害与控制技术进展

由于汽车制造的复杂过程和众多流程，灰尘、沉积、废水、废水和噪声对环境和工人的健康危害深远。现就国内外汽车铸造行业职业病危害与控制技术进展作一综述。1影响职业教育和培训的因素铸造生产中,由于各铸造厂的生产条件不同,所产生的职业病危害的程度也不尽相同。但危害因素基本一样,主要有如下几种。1.1炉渣、铸型的废砂、除尘器铸造废物指铸造车间排除的固态废弃物,主要有熔炼时的炉渣、铸型的废砂、除尘器收集的灰尘和泥土,以及其他杂物等。这些废物的主要化学成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等。1.2树脂砂中含有二甲苯等有害物质废气是铸造过程中主要的职业病危害因素之一,常由熔化金属的熔炉(冲天炉、电弧炉、工频炉)和烘烤铸型的燃煤烘窑产生。高温废气携带金属烟雾、烟尘和CO、CO2、SO2、氟化物等有害气体。金属烟雾的主要成分是氧化铁、氧化锰和氧化锌,还含有低浓度或微量的铬(0.3～114.0μg/m3)、镍(0.4～190.0μg/m3)和铅(60～1440μg/m3)。目前,国内汽车铸造业中,树脂砂工艺多采用呋喃树脂,因此,在型砂硬化和浇注阶段还可产生甲醛、苯酚、糠醇、糠醛、甲醇、氨气及苯、甲苯、二甲苯等有害物质。20世纪80年代引进树脂砂后,某汽车厂一直对甲醛、苯酚和氨的浓度进行监测,1986年甲醛浓度为6.42～14.97mg/m3,1987～1989年下降为1.21～3.45mg/m3,1990年后进一步下降为0.55～0.96mg/m3;苯酚1989年浓度为7.27mg/m3,1990年后下降为1.10mg/m3;氨的浓度为8.03mg/m3。Gibson等曾报道,铸钢车间苯并(a)芘浓度为0.024～0.295μg/m3,铸铁车间苯并(a)芘浓度为0.94μg/m3,以脱膜、造型、浇注工序为高。使用煤焦油树脂和煤粉的铸造厂苯并(a)芘浓度分别为5.10μg/m3,0.08μg/m3,80%以上苯并(a)芘吸附在<5μm的颗粒物上。1.3沉降致尘量少粉尘是铸造作业又一重要的职业病危害因素。主要是熔炼炉的烟气和废气及烘干窑沉降粉尘,以及型砂处理过程(如混砂、砂处理、清理、造型、造芯、合型、浇注、落砂、清理等工序)沉降的粉尘。据统计,每熔化1t铸铁,冲天炉排尘约3～10kg。在应用树脂砂的铸造车间,新砂很少带入粉尘,又不使用粘土,故粉尘浓度较低,平均浓度为(1.3±0.8)mg/m3,其中,游离SiO2占59.8%～76.7%。金属烟尘常具有毒性,呈微细颗粒飘浮在空气中。1.4适用范围和持续时间铸造车间的噪声主要分为两种:各种机械运转时振动所发出的噪声,另一种为空气动力噪声。其特点为噪声源多,声级高,频率范围广和持续时间长。张敏等曾对铸造车间噪声进行监测,结果表明,射芯机、振动机、滚筒和风铲清理等部位噪声明显,噪声声级分别为111,104,97,97dB(A),缸体磨床、锻压机和悬链的噪声声级均超过95dB(A),抛丸机为94.5dB(A),浇注平台和落砂机均超过90dB(A),热气流烘砂为89dB(A)。1.5水运行、浇注铸造过程可产生高温和热辐射,特别是熔化、铁水运行、浇注等工序。熔化的铁水(钢水)能通过传导、对流、辐射散热使周围物体和空气温度升高,周围物体被加热后,又可成为二次热辐射源。1.6石炭工业辐射安全锆砂可使铸件表面光滑,提高铸件质量,用做型砂或涂模剂,但它有放射性。对某铸造车间锆砂γ辐射照射量率测定表明,工人所受的辐射超过国家规定的职业性接触限值,该车间γ辐射照射量率是该地区平均照射量的11～24倍。石棉对铸造工人的危害也有报道,1989年Guillemin在铸工的尿中发现石棉纤维。1993年Dodson报道,铸工的支气管肺灌洗液中存在石棉小体,铸工肺部纤维化的发生发展中,石棉起了一定作用,或者说是石棉和其他粉尘共同作用的结果。2有害因素对健康的影响2.1铸工尘肺的肺癌安全性分析铸造对健康的影响国内外研究较多的是粉尘对呼吸系统的危害,长期接触铸造粉尘可致铸工尘肺。一汽某铸造车间1966～1992年尘肺发病率为8.3%,但20世纪60年代发病人数占总发病人数的88.3%,80年代后仅有3人发病。随着铸造粉尘浓度的降低,铸工尘肺的发病率也显著下降,吕健报道铸工尘肺发病率为0.4%,张敏等报道采取综合性防尘措施后,某汽车铸造厂建厂30年未发生1例铸工尘肺。近年来,铸造作业与肺癌的关系已引起国内外学者的高度重视,1978年国际癌症研究机构(IARC)工作组会上,确认了致癌的50种(类)物质或生产过程,其中就包括铸造作业生产过程。1987年国际癌症研究署得出明确结论,铸造作业环境对人有致癌危险。芬兰、加拿大、美国、英国等国家的研究人员发现,金属制造工人患肺癌的危险性增加1.5～2倍,在天车、成型、浇注、制衬和脱膜等工序的工作环境中,粉尘和多环芳烃等致癌物较多,容易诱发肺癌。已经证实,铸造过程产生的热解产物中的某些成分是已知的致癌物。例如,Sorahan报道了英国铸钢工人肺癌SMR为1.47,丹麦的Sherson研究铸工肺癌的SMR为1.30,美国的Silverstein等人发现铸铁工人肺癌标化比例死亡比(SPMR)为1.48。JockelKH等报道铸造工人发生肺癌的OR值为4.8(95%CI:1.15,20.16)。国内有报道铸工肺癌粗死亡率为46.44/104,尘肺患者肺癌死亡率远高于非尘肺患者。而且,吸烟可以增加肺癌的发病率,随着吸烟量的增加,发生肺癌的危险性增加。肺结核也是铸工常见的多发病,近年来,通过采取综合措施后,铸工呼吸系统疾病,包括肺结核发病率已明显下降。2.2铸工的并发症和死亡率随着铸造作业生产条件的改善,传统的职业病已明显减少。目前,对铸造作业职业病危害研究越来越关注与工作相关疾病的研究。采取对粉尘控制的综合性措施后,呼吸系统疾病的发病率已明显下降,但高血压、心脏病的发病率并未明显下降,可能是噪声、粉尘、CO等职业有害因素协同作用的结果。在铸工中对高血压、心脏病的研究国内外较少有报道,现有的报道多见于死因分析和单因素研究。铸工疾病谱中,高血压和心脏病的发病率分别排在第3位和第4位,死因谱中,排在第1位的是恶性肿瘤,第2位的是意外伤害,第3位的是心脏病。国外报道铸工所有死因的SMR为115.4(95%CI为111.9～119.1),癌症的SMR为123.8(95%CI为102.1～152.6),其中肺癌的SMR为163.9(95%CI为123.9～223.0),肝癌的SMR为322.5(95%CI为149.5～844.8)。芬兰曾对931名暴露于CO的铸造工人进行研究发现,接触组血压较对照组有轻度升高,心绞痛发病率有较明显的剂量-反应关系,铸工冠心病的死亡率是对照组的4.4倍。Hernberg等对1000名铸工的调查结果与芬兰的研究相似。铸造产生的噪声对铸工的听力产生影响,可引起听力减退和噪声聋。Comes对发展中国家铸造厂铸工健康研究时发现,铸工中视力缺陷者占31%,肌肉紧张者占30%,听力损伤者占(8.69±1.08)%,而对照组(饮料瓶厂)分别为19%,5%,(4.56±0.82)%,差异有显著性。另有研究结果显示,铸造工人淋巴细胞中DNA的损害较对照组差异有非常显著性。Brown等发现,在汽车铸造工人中,前列腺癌发病率较高,与铸工接触金属粉尘、烟雾和多芳环烃等化学物有关。3技术进步和建议国内外铸造作业职业病危害的预防与控制技术已有较大的提高和进步,并日臻完善,归纳起来包括以下几方面。3.1有害生物分析各国都非常重视对工作场所环境评估,包括制订预防和控制职业病危害措施,重点对有害气体、雾、烟和粉尘的评估。环境采样和分析采用了职业卫生权威部门推荐的方法,由有资质的职业卫生技术服务机构承担。3.2呼吸带有害物质的监测现场有害物质浓度监测可用来对职业病危害因素的评估和对控制措施进行评价,包括环境监测和个体监测两部分。个体监测的指标除测定工人呼吸带部位有害物质的浓度外,还包括工人体液中有害物质的浓度(生物学监测)。对职业病危害的控制主要是通过降低有毒有害物质的暴露水平,因此,定期监测是控制技术中必不可少的一个环节。3.3职业接触限值工人在生产过程中接触的有害因素一定要低于一定浓度(由国家颁布一个相关的职业接触限值),这个暴露浓度既不影响健康,也不能引起不适。常作为强制性标准,企业必须执行。但这类限值并不能保证每一个工人的健康都不受损害,尤其是个别敏感的个体,因此还需采取其他措施。3.4增强常用的除尘器治理措施一旦铸造环境中存在有害因素,就应采取相应的控制措施来降低其浓度(强度)。常采用的方法有:引进新技术、新工艺、新材料,淘汰过时的、危害严重的原料、设备和工艺;工程控制,安装机械通风换气设施及其他方法降低工作场所危害因素的浓度(强度);加强管理,包括制订各种规章制度、操作规程和健康教育;使用个人防护装备和用品。具体措施如下。(1)减少粉尘、有害气体、烟雾等的暴露。在铸造生产过程中,既普遍又严重的危害因素是粉尘。我国在防止粉尘危害方面积累了丰富的经验,概括为“防尘综合措施八字法”,即:教、革、水、密、风、护、管、查。贯彻执行“八字方针”后,粉尘危害明显减轻。使用危害较小的砂,如用橄榄石砂代替石英砂可降低游离二氧化硅的浓度;用清洁的铸造材料覆膜砂替代呋喃树脂砂,可降低废品率,减少有机废气的排放;用中频炉替代工频炉,可节约能源,减少污染;用先进的自动化造型线(HWS线)和配砂系统代替旧式的造型线(KW线)或手工造型和配砂;用冷芯盒制芯机取代热芯盒制芯机,使生产过程中散发的粉尘、甲醛等有害气体浓度大大降低。在危害严重的岗位,设计安装通风除尘及废气净化设施,常用的除尘器有干式滤袋除尘器、静电除尘器、水力除尘器等以及废气净化设施及通风系统,将生产过程中粉尘和有害气体抽入除尘器和净化塔内集中处理。坚持正确使用防尘口罩,必要时使用呼吸面罩或呼吸器,做好个人防护。(2)对噪声源、传播途径、接受者3个方面加以控制。一般应先从消除或抑制噪声源着手,其次在传播途径上采取吸收、阻隔等综合治理,最后采用个人防护用品。对噪声源的治理应在工厂设计、建设阶段充分考虑。后两个方面的治理措施也很重要,如使用消声器、吸声材料和隔声带,个人防护使用耳塞、耳罩、头盔等。(3)高温、热辐射等的危害容易被人们忽视,主要产生于熔化、浇注、落砂等岗位,其防护措施主要是采用石棉板(熔化炉盖)、钢板阻挡。降低其危害的措施还包括工人轮流工作、休息,在工作场所附近设隔热的休息间,新上岗的工人应给予一