在安全技術(shù)中,將影響生產(chǎn)安全(如觸電、易燃易爆等)的因素稱為危險(xiǎn)因素,將影響人體健康的因素稱為有害因素。焊接過程中影響人體健康的有害因素,可分為物理有害因素和化學(xué)有害因素兩大類:物理有害因素有電焊弧光、電磁波、熱輻射及放射線等;化學(xué)有害因素有電焊煙塵和有害氣體等。本文論述這些有害因素造成的焊接職業(yè)危害與防護(hù)對策。
一、貫徹《安全生產(chǎn)法》和《職業(yè)病防治法》,推動(dòng)焊接安全衛(wèi)生防護(hù)工作走上法制化的道路
我國從2002年5月1日開始施行《中華人民共和國職業(yè)病防治法》,從2002年11月1日開始施行《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》?,F(xiàn)已形成以此兩法為主體的職業(yè)安全衛(wèi)生法規(guī)體系。
1.嚴(yán)格執(zhí)行兩法,推動(dòng)焊接職業(yè)防護(hù)工作走上法制化道路
《安全生產(chǎn)法》規(guī)定了生產(chǎn)經(jīng)營單位必須遵守有關(guān)安全生產(chǎn)的法律、法規(guī),加強(qiáng)安全生產(chǎn)管理和責(zé)任制度,完善安全生產(chǎn)條件,確保安全生產(chǎn)。規(guī)定從業(yè)人員享有對危險(xiǎn)因素和應(yīng)急措施的知情權(quán),享有工傷保險(xiǎn)和獲得傷亡賠償?shù)臋?quán)利。
《職業(yè)病防治法》適用于中華人民共和國領(lǐng)域內(nèi)的職業(yè)病防治活動(dòng)。規(guī)定本法所稱職業(yè)病,是指企業(yè)、事業(yè)單位和個(gè)體經(jīng)濟(jì)組織(統(tǒng)稱用人單位)的勞動(dòng)者在職業(yè)活動(dòng)中,因接觸粉塵、放射性物質(zhì)和其他有毒、有害物質(zhì)等因素而引起的疾病。規(guī)定職業(yè)病目錄由國務(wù)院衛(wèi)生行政部門會同國務(wù)院勞動(dòng)保障行政部門規(guī)定、調(diào)整并公布。
2002年由衛(wèi)生部和勞動(dòng)保障部公布的我國法定職業(yè)病目錄中,正式列入了電焊工塵肺、電光性眼炎等焊接職業(yè)病,還列入了對焊接職業(yè)可能產(chǎn)生危害的錳及其化合物中毒、一氧化碳中毒、職業(yè)性放射性疾病、電光性皮炎及金屬煙熱等職業(yè)病。
因此,應(yīng)明確“焊接職業(yè)”是存在產(chǎn)生職業(yè)病的職業(yè), 為此焊接用人單位必須貫徹執(zhí)行《中華人民共和國職業(yè)病防治法》。
2.《職業(yè)病防治法》的規(guī)定
《職業(yè)病防治法》對有產(chǎn)生職業(yè)病危害的用人單位規(guī)定:“應(yīng)當(dāng)在醒目位置設(shè)置公告欄,公布有關(guān)職業(yè)病防治的規(guī)章制度、操作規(guī)程”,“工作場所職業(yè)病危害因素檢測結(jié)果”。按此規(guī)定,應(yīng)依法在電弧焊接的工作場所,設(shè)置公告欄,說明長期吸入電焊煙塵可能產(chǎn)生焊工塵肺職業(yè)病,公告采取的通風(fēng)除塵措施和規(guī)章制度,公告在工作場所檢測的電焊煙塵濃度。但據(jù)調(diào)查,目前不少焊接用人單位沒有依法做到上述規(guī)定。
《職業(yè)病防治法》還規(guī)定:“用人單位與勞動(dòng)者訂立勞動(dòng)合同同時(shí),應(yīng)當(dāng)將工作過程中可能產(chǎn)生的職業(yè)病危害及其后果、職業(yè)病防治措施和待遇等如實(shí)告知?jiǎng)趧?dòng)者,并在勞動(dòng)合同中寫明,不得隱瞞或者欺騙”。目前不少單位在與電焊工簽訂的勞動(dòng)合同中,也沒有依法執(zhí)行這個(gè)規(guī)定。
《職業(yè)病防治法》針對工作場所衛(wèi)生要求、防護(hù)措施與防護(hù)用品、職業(yè)衛(wèi)生培訓(xùn)、職業(yè)健康檢查、職業(yè)病報(bào)告與救治等各方面都作了詳細(xì)規(guī)定。
應(yīng)該強(qiáng)調(diào),焊接過程中存在影響人體健康的有害因素是客觀事實(shí),不能回避和隱瞞,也不必緊張和害怕,只要嚴(yán)格貫徹執(zhí)行《安全生產(chǎn)法》和《職業(yè)病防治法》,切實(shí)采取各項(xiàng)防護(hù)措施,就可以保障焊接從業(yè)人員的身體健康和安全生產(chǎn)。
有關(guān)部門和有關(guān)單位都應(yīng)該“有法必依,執(zhí)法必嚴(yán)”,推動(dòng)焊接職業(yè)防護(hù)工作走上法制化的道路。
二、電焊煙塵的危害與電焊工塵肺的防護(hù)
1.電焊煙塵對人體健康的危害
電焊煙塵是電弧焊時(shí),在電弧的高溫作用下,使液態(tài)金屬和熔渣過熱而蒸發(fā),這種高溫蒸氣一脫離電弧高溫區(qū),即被迅速氧化與冷凝成細(xì)小的固態(tài)分散性粒子或細(xì)小的固態(tài)凝集性粒子,在空氣中懸浮,成為電焊煙塵。
有關(guān)各類焊接材料電焊煙塵的性質(zhì)、成分、形態(tài)和化學(xué)結(jié)構(gòu)等,在焊接學(xué)會8委編著的《焊接衛(wèi)生與安全》一書中有全面和深入的說明,本文不再贅述。
過去對電焊煙塵的危害程度,曾經(jīng)存在爭議。到20世紀(jì)80年代由于一些單位的電焊工發(fā)病率上升,經(jīng)中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院勞動(dòng)衛(wèi)生研究所、大連造船廠、江南造船廠、甘肅省衛(wèi)生防疫站、鐵道部勞動(dòng)衛(wèi)生研究所及齊齊哈爾車輛廠等單位合作,通過對發(fā)病情況的調(diào)查、臨床研究及動(dòng)物試驗(yàn),特別是通過對因患電焊工塵肺而死亡的電焊工尸檢分析,確認(rèn)長期吸入結(jié)422和結(jié)507焊條等的電焊煙塵后,影響人體的呼吸機(jī)能,能引起肺組織纖維化,損傷電焊工的身體健康和勞動(dòng)能力。因此1987年11月5日衛(wèi)生部、勞動(dòng)人事部、財(cái)政部及中華全國總工會在聯(lián)合發(fā)出的《關(guān)于修訂頒發(fā)職業(yè)病范圍和職業(yè)病患者處理辦法的規(guī)定》中,將“電焊工塵肺”正式定為職業(yè)病。
電焊工塵肺患者的自覺癥狀,以咳嗽、咳黑色痰、胸悶、氣短為多,肺活量降低,I期電焊塵肺患者的X線胸片出現(xiàn)不規(guī)則小陰影或類圓形小陰影。
電焊工塵肺發(fā)病工齡多在15~20年左右。由于我國20世紀(jì)50年代進(jìn)廠的電焊工較多,因此在70年代后期至80年代是電焊工塵肺的一次高發(fā)病時(shí)期,1975~1977年原六機(jī)部檢查了3 000多名電焊工,確認(rèn)患電焊工塵肺占3.69%;1983年大連造船廠經(jīng)20年動(dòng)態(tài)觀察,在743名電焊工中,確認(rèn)患電焊工塵肺的占10.63%;1987年對齊齊哈爾車輛廠貨車車間660名工人作檢查,確認(rèn)患電焊工塵肺的占13.18%。在20世紀(jì)80年代對電焊工塵肺發(fā)病情況的調(diào)查中,還明顯呈現(xiàn)北方寒冷地區(qū)發(fā)病率較高,南方地區(qū)發(fā)病率較低的傾向。這是因?yàn)楸狈教鞖夂鋾r(shí),車間關(guān)閉門窗時(shí)間長,自然通風(fēng)換氣條件差,因此北方地區(qū)的焊接作業(yè)場所,應(yīng)該更重視防護(hù)工作。
從20世紀(jì)80年代以來,由于電焊工的新老交替和一些大企業(yè)電焊作業(yè)場所通風(fēng)除塵條件的改善,電焊工塵肺的發(fā)病率有所降低。但由于80年代后期進(jìn)廠的電焊工較多,如果不注意防護(hù)工作,很擔(dān)心在2010年前后,可能再次出現(xiàn)電焊工塵肺的高發(fā)病時(shí)期。據(jù)中國疾病預(yù)防控制中心職業(yè)衛(wèi)生控制所尹萸2005年10月發(fā)表的《2003年全國塵肺報(bào)告發(fā)病情況分析》,2003年各地確認(rèn)報(bào)告的“電焊工塵肺”患者人數(shù)為198人。而且此為不完全統(tǒng)計(jì),實(shí)際患者肯定大于此數(shù)。這再一次為我們敲響了警鐘。
2.對電焊煙塵有效的預(yù)防措施
為消除電焊煙塵對人體健康的危害,最為有效的防護(hù)措施是加強(qiáng)焊接工作場所的通風(fēng)除塵工作。包括車間整體通風(fēng)、狹窄工作區(qū)間的通風(fēng)換氣和焊接工位的抽煙排塵等。
由中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院勞動(dòng)衛(wèi)生研究所等單位經(jīng)大量調(diào)查和試驗(yàn)研究后,按照在衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的“電焊煙塵濃度”環(huán)境中工作30年,電焊工塵肺的發(fā)病率不大于千分之五的要求,制定的國家標(biāo)準(zhǔn)《車間空氣中電焊煙塵衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB16194—1996)》,規(guī)定車間空氣中電焊煙塵最高容許濃度為6mg/m3。也就是說,焊接車間經(jīng)采取通風(fēng)排塵措施后,車間內(nèi)每立方米空氣內(nèi),焊接煙塵的含量不得>6mg。這是檢查車間內(nèi)通風(fēng)排塵是否合格的惟一標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)調(diào)查目前不少焊接車間都達(dá)不到這一要求,應(yīng)該努力達(dá)標(biāo)。
至于研制使用“低塵、低毒焊條”和“低塵藥芯焊絲”的問題,我認(rèn)為只能作為次要輔助措施,國內(nèi)外都沒有這方面的實(shí)用效果(有關(guān)研制低塵、低毒焊材的觀點(diǎn),已在本刊組織的“焊接環(huán)境與建康安全”論壇中,詳述了筆者的見解)。
三、氣體保護(hù)焊有害氣體的危害與防護(hù)
氣體保護(hù)焊除產(chǎn)生焊接煙塵外,CO2氣體保護(hù)焊會產(chǎn)生一氧化碳等有害氣體,氬弧焊和等離子弧焊會產(chǎn)生臭氧等有害氣體。
1.氣體保護(hù)焊有害氣體的危害
CO2氣體保護(hù)焊過程中產(chǎn)生的一氧化碳,主要來源于二氧化碳在電弧高溫下的分解。一氧化碳與人體血液中輸送氧氣的血紅蛋白具有極大的親和力,所以一氧化碳經(jīng)肺泡進(jìn)入血液后,便很快與血紅蛋白結(jié)合成“碳氧血紅蛋白”,使血紅蛋白失去正常的攜氧功能,造成人體組織缺氧而引起中毒。
目前我國CO2氣體保護(hù)焊占全部焊接工作量的比例,就全國而言已超過20%,集裝箱行業(yè)已超過90%,部分骨干造船廠已超過60%。因此必須關(guān)注CO2氣體保護(hù)焊的職業(yè)危害與防護(hù)問題。
在不通風(fēng)的條件下,不但電焊煙塵濃度超標(biāo),而且一氧化碳濃度達(dá)到64.20mg/m3,已超過衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高容許濃度30mg/m3一倍以上。而且隨著工作時(shí)間的延長,一氧化碳濃度可能上升到100mg/m3以上,檢查電焊工血液中的“碳氧血紅蛋白”已接近一氧化碳輕度中毒的范圍。而采取0.5m/s風(fēng)速的通風(fēng)措施后,電焊煙塵和一氧化碳濃度都達(dá)到國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的容許濃度范圍。所以在CO2氣體保護(hù)焊時(shí),必須采取通風(fēng)防護(hù)措施。
氬弧焊和等離子弧焊時(shí),由于弧區(qū)溫度高和紫外線輻射強(qiáng)烈,空氣中的氧氣經(jīng)高溫光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生臭氧(O3)。臭氧被吸入人體后,主要是刺激呼吸系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng),引起胸悶、咳嗽、頭暈、全身無力和不想吃飯等癥狀,嚴(yán)重時(shí)可發(fā)生肺水腫與支氣管炎。因此國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的車間空氣中臭氧的最高容許濃度僅為0.3mg/m3。
2.氣體保護(hù)焊有害氣體的防護(hù)對策
實(shí)測國內(nèi)五個(gè)工廠采用手工鎢極氬弧焊焊鋁和鋁鎂合金時(shí),工作地點(diǎn)空氣中臭氧濃度為1.48~12.42 mg/m3,實(shí)測等離子弧堆焊和等離子弧噴焊時(shí),工作地點(diǎn)臭氧濃度為7.5~65 mg/m3,均大大高于衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高容許濃度。其防護(hù)對策是,采取有效的通風(fēng)換氣措施,使焊工呼吸帶附近的空氣中臭氧濃度<0.3 mg/m3。
四、電焊弧光的危害與防護(hù)
1.電焊弧光的危害
電焊弧光的光譜中,包含了紅外線,可見光線、紫外線三個(gè)部分。據(jù)測定,電弧功率7000kW左右的焊條電弧焊弧光光譜中,約含波長> 1300μm的紅外線38%,波長780 ~1300μm的近紅外線31%,波長400~780μm的可見光線26%,波長200~400μm的紫外線5%。氬弧焊所產(chǎn)生的紫外線強(qiáng)度是一般焊條電弧焊的十幾倍到30倍,等離子弧焊的紫外線強(qiáng)度可比焊條電弧焊大30~50倍。
焊接電弧的可見光線的光度,比人眼能正常承受的光線光度可大一萬倍。這樣強(qiáng)烈的可見光,將對視網(wǎng)膜產(chǎn)生燒灼,造成眩輝性視網(wǎng)膜炎。此時(shí)將感覺眼睛疼痛,視覺膜糊,有中心暗點(diǎn),一段時(shí)間后才能恢復(fù)。如長期反復(fù)作用,將逐漸使視力減退。
焊接電弧中紅外線對眼睛的損傷是一個(gè)慢性過程。眼睛晶狀體長期吸收過量的紅外線后,將使其彈性變差,調(diào)節(jié)困難,使視力減退。嚴(yán)重者還將使晶體狀混濁,損害視力。焊工一天工作后,如自覺雙眼發(fā)熱,大多是吸收了過量紅外線所致。
焊接電弧中紫外線照射人眼后,導(dǎo)致角膜和結(jié)膜發(fā)炎,產(chǎn)生“電光性眼炎”。屬急性病癥,使兩眼刺痛、眼瞼紅腫痙攣、流淚、怕見亮光,癥狀可持續(xù)1~2天,休息和治療后,將逐漸好轉(zhuǎn)。
應(yīng)強(qiáng)調(diào)指出,一些論述電焊弧光對眼睛損傷的文章,多偏重于談電光性眼炎,而對可見光,特別是對紅外線慢性損傷視力關(guān)注不夠。近年來不少地區(qū)和企業(yè)都已發(fā)現(xiàn)一些技術(shù)熟練的中年電焊工,因視力減退,正當(dāng)壯年而不能充分發(fā)揮相應(yīng)技能。這無論對個(gè)人,還是對社會,都是損失。
2.電焊弧光的防護(hù)
(1)對電焊弧光危害的防護(hù),第一是必須采用品質(zhì)合格的焊接濾光片(黑玻璃);第二是要增強(qiáng)個(gè)人的防護(hù)意識。
(2)國家標(biāo)準(zhǔn)《焊接眼面防護(hù)具(GB/T 3609—1994)》,對焊接濾光片的“紫外線透射比”、“可見光透視比”、“紅外線透視比”,都有非常具體和明確的規(guī)定,對濾光片的屈光度偏差和平行度也有明確規(guī)定,必須全部性能都符合GB/T3609—1994規(guī)定的焊接濾光片,才可使用。另外,必須注意市售的一些劣質(zhì)焊接濾光片(黑玻璃)只能防護(hù)可見光與紫外線,而防護(hù)紅外線的作用差,將損傷視力,因此企業(yè)決不能圖便宜去采購劣質(zhì)焊接濾光片。
(3)焊工要增強(qiáng)個(gè)人防護(hù)意識,在使用焊接濾光片時(shí)要檢查其產(chǎn)品合格證及對紫外線和紅外線濾光性能的檢驗(yàn)證書,拒絕使用無證的焊接濾光片。
五、其他危害因素的防護(hù)
以上較為詳細(xì)的論述了影響面較大的幾種焊接職業(yè)危害與防護(hù),限于篇幅,對其他危害因素及防護(hù),只做簡單敘述。
1.碳弧氣刨的煙塵與有害氣體
由于碳弧氣刨所用碳棒,目前均使用瀝青作粘結(jié)劑,因此碳弧氣刨作業(yè)時(shí),產(chǎn)生的有害氣體中含有毒性較大的有致癌作用的苯并(a)芘,同時(shí)還產(chǎn)生大量煙塵,必須進(jìn)行有效的通風(fēng)除塵。
2.關(guān)于金屬煙熱
焊工“金屬煙熱”,最常發(fā)生在焊接鍍鋅鋼板和焊接涂有富鋅底漆鋼材后,焊工白天吸入含鋅的焊接煙塵,晚上睡覺時(shí)體溫升高,發(fā)熱可達(dá)38~39℃,然后出汗,全身乏力,次日癥狀好轉(zhuǎn),一般無需特殊治療。但應(yīng)防止反復(fù)發(fā)作,損傷體力和健康。因此在富鋅底漆上施焊和焊接鍍鋅鋼板時(shí),必須加強(qiáng)通風(fēng)除塵措施,必要時(shí)應(yīng)佩戴防塵口罩。
3.關(guān)于焊工錳中毒
我國在第一個(gè)五年計(jì)劃期間,當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)援建的企業(yè)曾大量使用仿蘇的氧化錳渣系焊條,一度焊工錳中毒發(fā)病率較高,在社會上造成了很大影響,認(rèn)為焊工容易錳中毒。實(shí)際上我國從1960年后已淘汰了高氧化錳焊條,以后的焊工健康檢查表明,錳中毒的患者極少。
作者早在1983年就通過大量試驗(yàn),確認(rèn)鈦鈣型結(jié)422焊條和低氫型結(jié)507焊條的焊接煙塵內(nèi)的錳,不是以MnO或MnO2等氧化物形態(tài)存在,而是以MnFe2O4尖晶石形態(tài)存在,從理論上解釋了使用結(jié)422和結(jié)507焊條不易產(chǎn)生錳及其氧化物中毒的原因。只有進(jìn)行高錳鋼焊接時(shí),才應(yīng)關(guān)注焊工錳中毒的問題。
4.關(guān)于電磁污染
過去是重點(diǎn)關(guān)注了高頻電磁場的污染,如氬弧焊和等離子弧焊采用高頻振蕩器起弧時(shí),應(yīng)對操作人員采取屏蔽等防護(hù)措施。近年來,國內(nèi)外都在關(guān)注低頻和極低頻的電磁場對人體健康的影響。所謂低頻和極低頻的范圍是0~300Hz,這就包括了大量使用50Hz交流電的電器設(shè)備,如交流電焊機(jī)、電爐、感應(yīng)加熱裝置,焊絲鍍銅生產(chǎn)線,焊條和焊劑的烘干爐等。
低頻電磁場對人體健康的影響,目前還是醫(yī)學(xué)上研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題,初步認(rèn)為將降低人體的免疫能力,并對神經(jīng)系統(tǒng)有不利影響。
防護(hù)措施是,避免在工作的電焊機(jī)和電爐、烘干爐等設(shè)備旁邊休息,工作時(shí)不要把焊接電纜纏在身上等。
六、推進(jìn)焊接自動(dòng)化和采用新技術(shù),消除焊接職業(yè)危害
以上所論述的防護(hù)對策,從某種意義講,是對現(xiàn)有焊接作業(yè)狀況的被動(dòng)防護(hù)措施,目前當(dāng)然是必要的。但從長遠(yuǎn)來說,應(yīng)大力推進(jìn)焊接自動(dòng)化和采用各種新技術(shù),實(shí)現(xiàn)綠色焊接,消除焊接職業(yè)危害。
(1)推進(jìn)焊接的機(jī)械化和自動(dòng)化,取代焊條電弧焊,包括擴(kuò)大埋弧焊使用范圍,推進(jìn)氣保護(hù)焊的自動(dòng)化焊接裝置,推進(jìn)機(jī)器手和機(jī)器人的自動(dòng)焊等。
(2)大力發(fā)展各種無污染或污染較少的焊接新技術(shù)和新材料,如推廣應(yīng)用攪拌摩擦焊和激光焊接。當(dāng)然激光焊接沒有了電弧焊的污染因素,但會帶來新的防護(hù)問題,應(yīng)同步研究。
還應(yīng)關(guān)注的一個(gè)問題是,過去認(rèn)為采用藥芯焊絲氣保護(hù)焊代替手工焊條電弧焊,是一個(gè)發(fā)展方向。但是藥芯焊絲氣保護(hù)焊的焊接煙塵和有害氣體發(fā)生量,都大于焊條電弧焊。我國造船行業(yè)陳家本教授等已提出,它不符合綠色焊接的要求。近年來已關(guān)注“采用活性涂層實(shí)芯焊絲匹配數(shù)字化逆變焊機(jī)”,很有希望實(shí)現(xiàn)大電流、高效率、低煙塵及低飛濺的焊接,認(rèn)為這是今后的一個(gè)發(fā)展方向。