鈉冷快堆運(yùn)行中人員沾鈉急救處理的體外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

馬佳艷，李東升，黃 偉，王珍珍，陳文悅，詹艷艷，劉玉龍

鈉冷快堆是一種新型核反應(yīng)堆堆型，因其在固有安全性以及可增殖核燃料、嬗變長壽命放射性廢物以及高熱效率發(fā)電等優(yōu)勢，成為第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)的首選堆型[1]。液態(tài)鈉因其優(yōu)良的熱工水力性質(zhì)而被用作鈉冷快堆的冷卻劑[2]。然而，液態(tài)鈉具有較高的化學(xué)活性[3]，鈉的氧化物及氫氧化物可引起眼睛、呼吸道及皮膚粘膜的化學(xué)灼傷，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致粘膜的水腫、潰爛，甚至失明。因此，研究鈉冷快堆機(jī)組運(yùn)行和檢修期間人員意外沾鈉的處理及醫(yī)學(xué)急救策略是十分有必要的。

目前人員沾鈉的處理及醫(yī)學(xué)急救在國內(nèi)外尚無明確可循的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。本文調(diào)研了國內(nèi)外鈉設(shè)施沾鈉急救經(jīng)驗(yàn)，分析機(jī)體不同部位化學(xué)燒傷的處理經(jīng)驗(yàn)，以新鮮離體豬為動物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?yàn)證并探討鈉冷快堆人員意外沾鈉處理及急救策略的適宜性，為示范快堆的安全運(yùn)行提供技術(shù)支撐。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取新鮮離體去毛豬肉2塊（15 cm*20 cm），用紗布擦干皮膚表面，置于金屬托盤中備用；準(zhǔn)備新鮮離體去毛豬頭1個，開瞼，縫眼球固定線，暴露出光滑的鞏膜及透明的角膜；準(zhǔn)備新鮮離體去毛豬頭1個，口腔打開，暴露舌部及咽喉部備用；選取新鮮離體去毛豬肉1塊（15 cm*20 cm），中部用刀切長約10 cm傷口，平放于操作臺上備用。

1.2 方法及觀察指標(biāo) 為便于輻射防護(hù)管理及實(shí)現(xiàn)職業(yè)照射控制最優(yōu)化，核動力廠廠內(nèi)一般分為輻射控制區(qū)及非輻射控制區(qū)兩個區(qū)域。在正常運(yùn)行和預(yù)計(jì)運(yùn)行事件狀態(tài)下，場劑量率大于0.0005 mSv/h或可能受到空氣污染的所有場所均為輻射控制區(qū)；非輻射控制區(qū)是指核動力廠廠內(nèi)工作人員進(jìn)出不受輻射防護(hù)管理限制，受照不再屬于職業(yè)照射的范圍，一般不需要進(jìn)行輻射監(jiān)測的區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)，人員一年內(nèi)預(yù)期所接受的劑量不超過1 mSv。本研究以新鮮離體豬為動物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，對輻射控制區(qū)、非輻射控制區(qū)兩個場所內(nèi)沾鈉損傷后的急救處理進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，各部位沾鈉后急救處理的實(shí)驗(yàn)步驟及pH值測試方法如下。

1.2.1 皮膚沾鈉 （1）將金屬鈉塊加熱至液態(tài)，用金屬勺取約2 g放置到平放于操作臺上的新鮮離體去毛豬肉皮膚表面，觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄；（2）1 min后，使用干燥鑷子，從皮膚表面去除沾附的鈉塊，觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄；（3）輻射控制區(qū)（對照組）：先使用醫(yī)用液體石蠟油沖洗燒傷部位，繼續(xù)使用大量流動清水沖洗0.5 h、1 h，觀察燒傷部位表現(xiàn)，使用pH試紙測試并記錄；非輻射控制區(qū)（研究組）：直接使用大量流動清水沖洗0.5 h、1 h，觀察燒傷部位表現(xiàn)，使用pH試紙測試并記錄；（4）燒傷部位涂抹燙傷膏，觀察燒傷部位表現(xiàn)，0.5 h后使用pH試紙測試并記錄。

1.2.2 眼沾鈉 （1）將金屬鈉塊用小刀切成厚度約1 mm*2 mm*5 mm小片，取1小片放置到平放于操作臺上的新鮮離體豬頭眼瞼內(nèi)，觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄；（2）1 min后，使用干燥棉紗布，從眼瞼內(nèi)擦去沾附的鈉塊，觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄；（3）對照組：滴入2滴麻醉劑，等待2 min后使用洗眼器快速沖洗結(jié)膜囊15 min，沖洗時(shí)上下翻轉(zhuǎn)眼瞼，使上下眼穹隆充分暴露，觀察燒傷部位表現(xiàn)，測試穹窿部結(jié)膜的pH值并記錄[4-5]；研究組：滴入2滴麻醉劑后，立即使用洗眼器快速沖洗結(jié)膜囊15 min，觀察燒傷部位表現(xiàn)，測試穹窿部結(jié)膜的pH值并記錄；（4）清水沖洗0.5 h后，觀察燒傷部位表現(xiàn)，測試穹窿部結(jié)膜的pH值并記錄。

1.2.3 食入鈉 （1）將金屬鈉塊用小刀切成厚度約1 mm* 2 mm*5 mm小片，取3小片分別放置到平放于操作臺上的新鮮離體豬頭口腔內(nèi)舌上1/4、1/2表面及咽喉部，觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄；（2）1 min后，使用金屬鑷子，去除沾附在口腔內(nèi)舌頭表面及咽喉部的鈉塊，觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄；（3）使用大量流動清水沖洗口腔內(nèi)舌頭表面及咽喉部10 min，觀察燒傷部位表現(xiàn)，使用pH試紙測試并記錄；（4）清水沖洗0.5 h后使用pH試紙測試,觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄； （5）停止沖洗，靜待0.5 h, 觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄。

1.2.4 傷口沾鈉 （1）將金屬鈉塊用小刀切成厚度約1 mm* 2 mm*5 mm小片，取3小片放置到平放于操作臺上的新鮮離體豬肉傷口表面，觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄；（2）1 min后，使用金屬鑷子，去除沾附在傷口內(nèi)的金屬鈉塊，觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄；（3）使用大量流動清水沖洗傷口15 min，觀察燒傷部位表現(xiàn),使用pH試紙測試并記錄；（4）沖洗0.5 h后使用pH試紙測試,觀察燒傷部位表現(xiàn)并記錄。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 每組試驗(yàn)的pH值重復(fù)測定3次，采用描述性研究方式進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié) 果

各部位沾鈉的大體表現(xiàn)及pH值記錄如下所述，具體見圖1，表1。

2.1 皮膚沾鈉 輻射控制區(qū)（對照組）0.5 h pH=8.5～9.0， 1 h pH=8.0～8.5，非輻射控制區(qū)（研究組）0.5 h pH=8.5～9.0，1 h pH=7.5，研究組、對照組沖洗0.5 h后pH值接近，而研究組沖洗1 h后pH值更接近于中性，表明初始使用清水盡快、大量地沖洗可能皮膚沾鈉去污效果更優(yōu)。

2.2 眼部沾鈉 使用干燥棉紗布擦去殘余金屬鈉塊時(shí)，紗布發(fā)生燃燒，表明急救過程中使用紗布清除金屬鈉塊可能有致燃的風(fēng)險(xiǎn)。清水沖洗15 min后，對照組測得pH=8.0，研究組測得pH=7.0～7.5；清水沖洗0.5 h后，對照組測得pH=8.0，研究組測得pH=6.5，表明急救處理流程中，立即使用洗眼器沖洗導(dǎo)致眼部沾鈉損傷恢復(fù)時(shí)間更快。此外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明使用洗眼器沖洗結(jié)膜囊15 min后pH值仍較高，提示沖洗時(shí)間的長短與眼損傷的恢復(fù)時(shí)間呈負(fù)相關(guān)，建議沖洗時(shí)間不少于15 min。

2.3 食入鈉 正常豬口腔測得pH=6.0。使用大量流動清水沖洗10 min后測得pH=9.0，清水沖洗0.5 h后測得pH=7.5，接近中性。之后靜待0.5 h后測得pH=7.5。表明早期、大量流動清水沖洗0.5 h可以有效減輕食入鈉損傷。

表1 各部位沾鈉的大體表現(xiàn)及pH值

圖1 新鮮離體豬不同部位沾鈉損傷

2.4 傷口沾鈉 清水沖洗15 min后測得pH=7.5～8.0，清水沖洗0.5 h后測得pH=5.5（即pH試紙不再變色），表明早期、大量流動清水沖洗0.5 h可以有效減輕傷口沾鈉損傷。

3 討 論

近年來，為貫徹國家發(fā)展核能“熱堆、快堆、聚變堆”三步走的戰(zhàn)略方針，核動力廠在實(shí)驗(yàn)快堆的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，建設(shè)新型池式鈉冷快中子反應(yīng)堆，定位于生產(chǎn)電能，同時(shí)增殖核燃料，以液態(tài)金屬鈉為冷卻劑，采用世界上廣泛采用的鈉-鈉-水三回路設(shè)計(jì)。一回路系統(tǒng)采用一體化池式布置，主要設(shè)備和構(gòu)件都安裝在主容器內(nèi)。一、二回路構(gòu)成的主熱傳輸系統(tǒng)均為兩環(huán)路結(jié)構(gòu)，一、二回路均以液態(tài)金屬鈉為工質(zhì)，一、二回路的熱邊溫度達(dá)到500℃左右，冷卻系統(tǒng)和核輔助系統(tǒng) 中的鈉輔助系統(tǒng)涉及大量的熔融金屬鈉，正常情況下，熔融的液態(tài)鈉被包容在容器和管路中，并受到惰性氣體或石蠟油的保護(hù)。這些地方的鈉如果透過重重阻礙泄漏到空氣中，則有可能發(fā)生鈉火事故，當(dāng)鈉從破裂的管道或容器中以霧滴狀形式噴出時(shí)會立即燃燒(在普通空氣中，鈉霧著火的溫度一般是120℃，鈉在空氣中的自燃溫度為（549±90）K。發(fā)生鈉火時(shí)，鈉工藝間內(nèi)會產(chǎn)生大量濃煙，約30%的燃燒鈉形成氣溶膠懸浮物，鈉氣溶膠（主要由鈉的氧化物Na2O、Na2O2組成）經(jīng)呼道和皮膚黏膜進(jìn)入人體，會引起眼睛、呼吸道黏膜和皮膚黏膜的化學(xué)灼傷：嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致黏膜的水腫、潰爛，甚至導(dǎo)致失明。另外，鈉火燃燒過程中產(chǎn)生的鈉放射性氣溶膠，通過傷口進(jìn)入人體后產(chǎn)生持續(xù)內(nèi)照射，導(dǎo)致內(nèi)照射污染，Na-22和Na-24均為中毒組放射性核素。

液態(tài)鈉用作鈉冷快堆中的冷卻劑如果泄露到空氣中可對人體造成嚴(yán)重的損傷，主要包括液態(tài)金屬鈉導(dǎo)致的燙傷、金屬鈉遇水燃燒造成的燒傷及遇水后的反應(yīng)產(chǎn)物氫氧化鈉造成的堿燒傷[2]。與壓水堆不同，快堆職業(yè)病防護(hù)的特殊性主要是針對鈉和鈉火進(jìn)行的。為有效防止職業(yè)病的發(fā)生，在職業(yè)病防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)專篇及職業(yè)病危害預(yù)評價(jià)報(bào)告中，針對鈉產(chǎn)生的職業(yè)病危害因素，在工程設(shè)計(jì)中采用鈉火預(yù)防措施、設(shè)置了鈉火探測系統(tǒng)、采用防止鈉火蔓延的緩解措施、制定相應(yīng)的應(yīng)急準(zhǔn)備與響應(yīng)計(jì)劃，對應(yīng)急設(shè)施與設(shè)備、醫(yī)學(xué)應(yīng)急救援、應(yīng)急培訓(xùn)與演習(xí)進(jìn)行了明確規(guī)定，嚴(yán)格要求涉鈉工作人員配備必需的職業(yè)病防護(hù)用品。

核動力廠內(nèi)易受意外沾鈉危害影響的人員主要為現(xiàn)場事故處理人員和各類操作人員，現(xiàn)場急救處置也把上述三方面作為救治要點(diǎn)。

發(fā)生皮膚沾鈉損傷后，液態(tài)金屬鈉可與皮膚表面的水分產(chǎn)生氫氧化鈉（強(qiáng)堿）并放出大量反應(yīng)熱。氫氧化鈉滲透性較強(qiáng)，能使組織細(xì)胞脫水并皂化脂肪組織，形成可溶性強(qiáng)堿蛋白化合物而使創(chuàng)面加深，一般表現(xiàn)是局部灼痛，皮膚由白變紅，再變?yōu)樽厣?，并形成潰瘍[6]。因此，根據(jù)化工企業(yè)及醫(yī)院的經(jīng)驗(yàn)，如鈉沾到皮膚，應(yīng)快速去除皮膚上的殘鈉，除去受污染的衣物[7-8]，用大量流動清水盡快、清洗創(chuàng)面20～30 min，使用弱酸性溶液（乙酸、硼酸、醋酸）進(jìn)行中和并用清水沖洗[6,9-10]?？梢愿鶕?jù)情況適時(shí)涂抹燙傷膏，消腫止痛，如殘鈉無法清除干凈或有傷口，則不建議涂抹，以免皮膚進(jìn)一步損傷。因核動力廠內(nèi)輻射控制區(qū)、非輻射控制區(qū)涉鈉分布特點(diǎn)不同，故而相應(yīng)應(yīng)急處理點(diǎn)急救物資的配備也有所不同。此外，輻射控制區(qū)內(nèi)空氣中鈉及其化合物的允許濃度較非輻射控制區(qū)要高，因而發(fā)生鈉火事故的風(fēng)險(xiǎn)也高，故皮膚沾鈉損傷后對照組先選用液體石蠟油進(jìn)行沖洗，待轉(zhuǎn)移至非輻射控制區(qū)時(shí)，進(jìn)一步使用流動清水進(jìn)行沖洗。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明研究組（非輻射控制區(qū)）皮膚沾鈉去污療效更佳，提示使用大量清水盡快、徹底地沖洗是治療的關(guān)鍵。

人員作業(yè)或處理異常事件過程中，鈉如濺到眼睛里，遇水生成氫氧化鈉，氫氧化鈉通過皂化反應(yīng)形成具有雙相溶解度的堿性化合物，使堿性化學(xué)物質(zhì)很快穿透角膜浸入眼深部組織。不僅如此，即使眼組織表面的堿性化學(xué)物質(zhì)后續(xù)被沖洗干凈，已浸入眼組織內(nèi)的堿性物質(zhì)可持續(xù)向深部擴(kuò)散，對眼部組織造成持續(xù)性破壞，最終因角膜穿孔或其它并發(fā)癥而導(dǎo)致失明[10]。因此，根據(jù)化工企業(yè)及醫(yī)院的經(jīng)驗(yàn)，如濺到眼睛里，應(yīng)立即用生理鹽水或清水進(jìn)行沖洗[6,9-15]，沖洗時(shí)間為15～30 min[9-10,13,15]，沖洗量為1000～2000 ml[12,14]。為避免眼瞼痙攣疼痛，急救過程中常使用滴眼液進(jìn)行表面麻醉。正常淚液pH值為7.14～7.15，可在5.12～8.13間波動。本研究通過測穹窿部結(jié)膜的pH值作為判定停止沖洗的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合本部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使用麻醉劑后立即沖洗組pH值更接近中性，眼部沾鈉去污效果更佳，提示立即沖洗處理對眼沾鈉損傷的預(yù)后起關(guān)鍵性作用。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，由于酸堿中和時(shí)會產(chǎn)熱，將進(jìn)一步加重眼部損傷，而且中和液本身也有毒性，因此近年來已不贊成使用中和液沖洗眼部[5]。

發(fā)生鈉火事故時(shí)，鈉工藝間產(chǎn)生大量鈉氣溶膠顆粒，若工作人員未進(jìn)行呼吸防護(hù)或防護(hù)不當(dāng)則可能發(fā)生食入或吸入性損害，出現(xiàn)呼吸道刺激癥狀及喉頭水腫、呼吸困難，嚴(yán)重者導(dǎo)致窒息。若誤食則可能引起口腔、咽喉、食道、腸胃的損傷，輕者出現(xiàn)惡心、嘔吐、腹痛，重者出現(xiàn)腸胃出血、穿孔及堿中毒、休克等[6]。因而，作業(yè)人員在涉鈉作業(yè)期間均需嚴(yán)格按照要求佩戴防護(hù)用品，做好個人防護(hù)。本研究證實(shí)，無論是食入鈉或傷口沾鈉事故，早期、大量、徹底地沖洗是急救的關(guān)鍵。此外，已有報(bào)道，如意外食入或吸入，也可以服食醋進(jìn)行中和，然后服用蛋清、牛奶等保護(hù)胃粘膜[6]。

發(fā)生意外沾鈉事故后，受現(xiàn)場醫(yī)務(wù)條件限制，現(xiàn)場僅提供沾鈉后的緊急、臨時(shí)處理，處理后應(yīng)及早送往地方醫(yī)院，進(jìn)一步進(jìn)行處理。

由于患者受到意外的刺激，精神非常緊張，加上眼部、口腔及創(chuàng)面燒灼樣疼痛，常表現(xiàn)為對治療結(jié)果不確定而恐懼不安。在緊急處置的同時(shí)，要特別重視心理護(hù)理，需要專業(yè)人員在事故的早、中、后期全程進(jìn)行適當(dāng)?shù)男睦砀深A(yù)，耐心細(xì)致地給患者介紹治療方法，使其認(rèn)識到堿燒傷的危害性以及積極治療的重要性，增強(qiáng)患者的治療信心。

為減少意外沾鈉事故的發(fā)生，進(jìn)一步保障工作人員的職業(yè)健康安全，核動力廠應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場不同涉鈉場所的分布特點(diǎn)，設(shè)立應(yīng)急處理點(diǎn)，每個處理點(diǎn)應(yīng)配備相應(yīng)的急救物資。考慮到部分應(yīng)急處理點(diǎn)存在一定距離，對于存在鈉火風(fēng)險(xiǎn)的作業(yè)，作業(yè)班組應(yīng)攜帶便攜式急救藥箱，以便應(yīng)急處理。對于涉鈉工作人員應(yīng)進(jìn)行崗前安全急救培訓(xùn)，增加對沾鈉處理方法的實(shí)操培訓(xùn)及考核，頻度可為每兩年一次，考核合格后方能持證上崗。同時(shí)，各核動力廠應(yīng)配備熟悉并具備醫(yī)學(xué)急救及沾鈉急救能力的醫(yī)務(wù)人員。一旦發(fā)生人員意外沾鈉事故，應(yīng)堅(jiān)持“救命優(yōu)先”的原則。任何情況下，都要首先搶救危及生命的損傷，待病情平穩(wěn)后再處理沾鈉問題。對于人員沾鈉處理及急救的情況，醫(yī)務(wù)人員應(yīng)予以完整記錄，同時(shí)報(bào)告職業(yè)健康管理人員。本研究結(jié)果表明，沖洗在沾鈉損傷的救治中起著極其重要的作用，傷后患者爭分奪秒就地取材對受傷部位進(jìn)行沖洗，能最大限度減輕損傷，有效改變病情的轉(zhuǎn)歸。然而，目前國內(nèi)尚未建立統(tǒng)一規(guī)范的人員沾鈉事故的急救方法和標(biāo)準(zhǔn)流程，也沒有針對鈉沾染損傷事故設(shè)計(jì)的專用沖洗工具。從國內(nèi)鈉廠及鈉設(shè)施的處理經(jīng)驗(yàn)看，人員沾鈉處理及急救原則與化學(xué)燒傷的處理要求基本一致，細(xì)節(jié)上略有區(qū)別，總體上不影響沾鈉處理及急救的有效性。本研究以新鮮離體豬為模型，對鈉冷快堆運(yùn)行中人員沾鈉急救策略進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對急救措施的及時(shí)性及操作步驟的合理性進(jìn)行考量，為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的出臺及行業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累提供新思路，有利于在該種新型堆型的運(yùn)行過程中開展并不斷完善針對沾鈉處理方法的實(shí)操培訓(xùn)及急救考核，有利于提高工作人員在發(fā)生職業(yè)暴露后的應(yīng)急處理能力，將職業(yè)性沾鈉事故的損害盡可能地降到最低水平。