粉塵和化學物質容許濃度概念的辨析與實例分析

王思凱++楊羿++關甲正++林前榮++任華強++郁鐘銘++岳虎

摘 要：辨析了粉塵和化學物質的時間加權平均容許濃度（PC-TWA）、短時間接觸容許濃度（PC-STEL）、最高容許濃度（MAC）和超限倍數4個概念，并作了案例分析。正確理解并運用這四個濃度概念，是進行粉塵和化學物質濃度控制的基本要求，在職業危害的防治方面具有重要的工程意義和實踐價值。

關鍵詞：粉塵；化學物質；容許濃度；辨析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.044

1 引言

目前，我國工業生產領域職業危害形勢比較嚴峻，加之隨著科技的進步，新工藝、新物質不斷涌現，使勞動者面臨更多的職業危害。我國現涉及有毒有害作業的企業已經超過1600萬家，接觸職業危害的人數超過2億，每年“顯性”職業病報告病例高達15000人左右[1]。專家估計，未來10到15年內，我國職業病發病總數還將呈上升趨勢。我國接觸職業病危害的人員總數巨大，涉及的行業和企業分布廣泛，職業病具有隱匿性、遲發性特點，危害往往被忽視，同時，在現有的醫學技術水平下，很多職業病往往很難治愈。大量的職業病患者，不僅造成巨大的經濟損失，還會引發各種社會問題，危害嚴重。

在各種職業危害中，占比例最大、最常見的是各種粉塵和化學物質帶來的職業危害。據國家衛計委統計數字顯示，2014年全國共報告職業病29972例，其中職業性塵肺病26873例，占89.66%。其次是各種化學物質引發的職業急性中毒和慢性中毒。因此，預防和控制職業病，重點是控制粉塵和化學物質造成的各種職業危害。

大量的研究表明，粉塵和化學物質的危害，主要取決于接觸濃度和接觸時間這兩個因素，而由于生產的需要和實際情況的制約，一個工作日之內、一個崗位上不可能頻繁更換勞動人員來縮短接觸時間，只能控制濃度。粉塵和化學物質的濃度有時間加權平均容許濃度（PC-TWA）、短時間接觸容許濃度（PC-STEL）、最高容許濃度（MAC）和超限倍數4個概念，在實踐當中，人們經常把這4個概念混淆，這給控制粉塵和化學物質的濃度帶來了困難。正確理解并掌握這4個濃度概念，是進行粉塵和化學物質濃度控制的基礎條件，具有重要的工程意義和實踐價值。

2 時間加權平均容許濃度（PC-TWA）

2.1 概念

時間加權平均容許濃度（PC-TWA），指以時間為權數規定的8h工作日、40h工作周的平均容許接觸濃度[2]。

理解這一概念的關鍵在于，無論實際工作班時間是多少，都應按照8h標準工作班時間來計算；無論一個實際工作周是多少時間，都應按照40h標準工作周時間來計算。引發塵肺病的主要因素是沉積在肺泡中的粉塵的總量，這取決于當時接塵環境中粉塵的濃度和接塵時間兩個要素，也就是說時間加權平均容許濃度的本質是控制一個工作班中接塵人員吸入粉塵的總量，接塵時間大于8h，接塵濃度就應相對降低；接塵時間小于8h，則接塵濃度可以適當增加。當一個實際的工作班的時間多于或少于8h時，都按照8h計算，這樣接塵時間就成了常量，粉塵濃度就成了唯一的控制變量。同樣，如果實際的一個工作周超過了或不足40h，仍按40h計算。對于空氣中化學物質的濃度同理計算。

2.2 實例分析

在國家標準《工作場所有害因素職業接觸限值，第1部分：化學有害物質》[2]中，共計規定了339種化學物質的容許濃度，其中規定了PC-TWA的有285種；規定了47種粉塵的PC-TWA，其中規定了總塵PC-TWA的有47種，同時規定了其呼塵PC-TWA的有15種。 部分標準見表1。

案例1：某煤礦的作業時間采用“四六”工作制，即每天安排4個工作班，每班工作6h。對某接塵崗位的工作人員進行了一個工作班的粉塵濃度檢測，在煤塵總塵濃度為3mg/m3的環境中接塵作業2h，在煤塵總塵濃度為5mg/m3的環境中接塵作業3h，在煤塵總塵濃度為7mg/m3的環境中接塵作業1h，共計接塵作業6h。根據標準規定，煤塵總塵的時間加權平均容許濃度為：4mg/m3。該工作人員接觸的煤塵時間加權平均容許濃度是否超標。

如果按照以下計算方法：

（3mg/m3×2h +5mg/m3×3h+7mg/m3×1h） /6h=4.666mg/m3>4mg/m3，則該崗位工作人員接觸煤塵的PC—TWA超標。

正確的計算方法為：

（3mg/m3×2h +5mg/m3×3h+7mg/m3×1h） /8h=3.500mg/m3 <4mg/m3， 則該崗位工作人員接觸煤塵的PC—TWA未超標。

案例2：某水泥廠的作業時間采用“三八”工作制，即每天安排3個工作班，每班工作8h。由于生產的需要，經勞動部門批準某天加班2h，即一個工作班共計工作10h，對某接塵崗位的工作人員進行了一個工作班的粉塵濃度檢測，在水泥粉塵總塵濃度為2mg/m3的環境中均接塵作業4h，在水泥粉塵總塵濃度為4mg/m3的環境中接塵作業3h，在水泥粉塵總塵濃度為5mg/m3的環境中接塵作業1h，在水泥粉塵總塵濃度為6mg/m3的環境中接塵作業2h，共計接塵作業10h。根據標準規定，煤塵總塵的時間加權平均容許濃度為：4mg/m3。問該工作班工作人員接觸的水泥粉塵總塵時間加權平均容許濃度是否超標。

如果按照以下計算方法：

（2mg/m3×4h +4mg/m3×3h+5mg/m3×1h+6mg/m3×2h） /10h=3.700mg/m3<4mg/m3，該崗位工作人員接觸煤塵的PC—TWA未超標。

正確的計算方法為：

（2mg/m3×4h +4mg/m3×3h+5mg/m3×1h+6mg/m3×2h） /8h=4.625mg/m3>4mg/m3，該崗位工作人員接觸煤塵的PC—TWA超標。

3 短時間接觸容許濃度（PC-STEL）

3.1 概念

短時間接觸容許濃度（PC-STEL），指在遵守PC-TWA的前提下容許短時間（15min）接觸的濃度[2]。

規定了PC-TWA還要規定PC-STEL的原因在于，對于有些粉塵和化學物質，短時間接觸就會對人體造成傷害。當粉塵或化學物質的濃度達到PC-STEL時，一次持續接觸時間不應超過15min，每個工作日接觸次數不應超過4次，且前后兩次接觸的間隔不應少于1h。

3.2 實例分析

在國家標準[2]中，共計規定了339種化學物質的容許濃度，其中規定了PC-STEL的有118種。部分標準見表2。

對表2中的數據進行舉例說明，例如：當作業場所苯的濃度達到10mg/m3時，每次接觸苯的時間不可超過15min。

4 最高容許濃度（MAC）

4.1 概念

最高容許濃度（MAC）指，工作地點、在一個工作日內、任何時間有毒化學物質均不應超過的濃度[2]。

對于高毒、劇毒化學物質，和具有劇毒、強腐蝕性的粉塵，當其濃度超過一定數值時，會導致人體立即中毒或對人體器官產生腐蝕作用，所以引用最高容許濃度來對這一類化學物質和粉塵進行濃度控制。

4.2 實例分析

最高容許濃度的樣品采集一般采用定點、短時間采樣的方法進行檢測，選擇有代表性、空氣中有害物質濃度最高的地點和最高濃度出現的時間段內采樣，并且采樣器的進氣口盡量安置在勞動者工作時的呼吸帶，高度一般在1.5m左右，采樣時間一般不超過15min[3]。例如，氰化物等劇毒物質，可溶性有毒粉塵、放射性粉塵、硬質粉塵，對人體眼睛、呼吸道有強烈刺激性和腐蝕性的粉塵等。當這些物質的濃度達到一定數值后，就算短時間的接觸也會對人體造成巨大危害，所以用最高容許濃度來控制，任何時候都不能超過該濃度。在國家標準[2]中，共計規定了339種化學物質的容許濃度，其中規定了MAC的有53種。部分標準見表3。

根據表3可知，工作人員在接觸到以上粉塵和化學物質時，任何地點、任何時間，其濃度都不能超過表3中的規定。例如，工作人員在接觸到碘時，任何地點、任何時間，碘的濃度都不能超過1mg/m3，在接觸到甲拌磷時，甲拌磷的濃度都不能超過0.01mg/m3。

5 超限倍數

5.1 概念

對于未制定PC-STEL的化學有害因素，在符合8h時間加權平均容許濃度的情況下，任何一次短時間（15min）接觸的濃度均不應超過PC-TWA的倍數值[2]。

由于部分化學有害因素未制定PC-STEL標準，故無法限制其短時間接觸的濃度，所以提出超限倍數對這類化學有害因素的PC-STEL進行控制。

5.2 實例分析

在國家標準[2]中規定，在符合PC-TWA的情況下，粉塵的超限倍數是PC-TWA的2倍；化學物質的超限倍數是其PC-TWA的1.5～3倍，具體見表4。

參考表1和表4進行分析：白云石粉塵總塵的PC-TWA為8mg/m3 ，滿足條件1≤PC-TWA<10，所以其超限倍數為2.5，8mg/m3×2.5倍=20mg/m3，故，在短時間接觸中白云石粉塵總塵濃度應不超過20mg/m3。

6 結語

黨和國家領導人多次就職業衛生工作作出重要批示，要求加強職業衛生工作，保護勞動者的健康與安全[4]。尤其是2011年對《中華人民共和國職業病防治法》作了重大修訂，是我國的職業衛生工作邁上了新臺階，具有里程碑式的重要意義。但與當前西方發達國家相比，我國的職業衛生工作還有較大差距，職業危害形勢還是比較嚴峻，已經確診為職業病的患者基數巨大，每年新增職業病病例居高不下，我國的職業衛生工作還要不斷加強，時刻不能松懈，還面臨著艱巨的任務[5]。準確理解和運用粉塵和化學物質的4個容許濃度概念，對于開展粉塵防治工作、有毒有害物質的控制等職業衛生工作有著重要的意義。

參考文獻：

[1]陳沅江，吳超，吳桂香.職業衛生與防護[M].北京：機械工業出版社，2016：Ⅶ.

[2]中華人民共和國衛生部.GBZ2.1-2007，工作場所有害因素職業接觸限值，第1部分：化學有害因素[S].

[3]胥德鋒.模糊層次分析法在粉塵作業場所風險評價中的應用[J].科技與創新，2017（03）：158-159.

[4]劉占遠.對作業場所粉塵容許濃度中幾個問題的探討與建議[J].工業衛生與職業病，2004，30（04）：1-3.

[5]菅潔，謝建林，郭勇義.煤礦井下粉塵濃度與粉塵粒度測定分析[J].太原理工大學學報，2017，48（04）：592-597.

基金項目：貴州省2013年省級大學生創新訓練計劃項目（201310977008）

；六盤水師范學院科學研究計劃項目（LPSSY201112）； 貴州省教育廳“125”重大科技專項計劃項目（黔教合重大專項字[2012]017號）； 貴州省采礦工程特色重點學科（黔學位辦[2015]26號）；貴州省煤炭綠色發展2011協同創新中心（黔教科研發[2016]258號）。

作者簡介：王思凱（1996-），男，貴州六盤水人，本科，學生。

*為通訊作者