工作場所危害因素監(jiān)測研究進展

李康祥，余清玥

(1. 江蘇國恒安全評價咨詢服務(wù)有限公司，江蘇 南京 210019；2.加拿大滑鐵盧大學(xué)，加拿大 滑鐵盧 N2L 3G1)

1 研究背景

目前我國工作場所的危害因素主要分為物理和化學(xué)因素，物理因素主要有噪聲、紫外線、高溫、輻射等；化學(xué)因素主要包括一些對人體有害的化學(xué)物質(zhì)如苯、一氧化碳和重金屬等。針對不同的工作場所危害因素選取合適的采樣方法和監(jiān)測方法，以保證監(jiān)測水平的合理性與科學(xué)性，尤其是對化學(xué)危害因素的監(jiān)測，需要由具有相應(yīng)資質(zhì)的服務(wù)機構(gòu)和人員現(xiàn)場采集樣品后，按照標(biāo)準(zhǔn)檢測方法進行分析評價。對監(jiān)測結(jié)果進行統(tǒng)計學(xué)分析，使得結(jié)果更具科學(xué)性。國家制訂了相關(guān)的政策文件如《工作場所職業(yè)衛(wèi)生管理規(guī)定》(國家衛(wèi)健委令第5號，2021年2月1日實施)、《建設(shè)工程項目職業(yè)安全衛(wèi)生監(jiān)察規(guī)定》等，以規(guī)范職業(yè)病監(jiān)測的方法和標(biāo)準(zhǔn)，為職業(yè)病防治提供基礎(chǔ)。本文對國內(nèi)外關(guān)于工作場所主要危害因素的監(jiān)測方法、技術(shù)裝備、評價手段及效果比對與應(yīng)用進行了探討。

2 主要危害因素及監(jiān)測方法

2.1 噪聲

噪聲是在生產(chǎn)型企業(yè)中高頻出現(xiàn)的危害因素，長期處于噪聲環(huán)境會對勞動者的耳道和聽覺系統(tǒng)造成不可逆的損傷，嚴(yán)重者還會影響中樞神經(jīng)功能。噪聲會對人體造成嚴(yán)重的慢性危害，但由于其一般不會導(dǎo)致急性事故的發(fā)生，故企業(yè)及作業(yè)人員往往不夠重視[1]。

為了了解工作場所職業(yè)病危害因素的分布情況和危害程度，全國多地，如天津[2]、河南[3]、蘇州[4]、廣州[5]、海南[6]等，均開展了工作場所職業(yè)病危害因素監(jiān)測。數(shù)據(jù)結(jié)果表明：以噪聲為主的物理危害因素普遍合格率較低，是工作場所最主要的危害因素之一。有關(guān)研究也表明，天津市2017 年對1000 個重點危害因素監(jiān)測點、5000 名監(jiān)測人群的職業(yè)病危害因素監(jiān)測中，噪聲的超標(biāo)率達(dá)31.99%[2]；2013～2017 年對蘇州工業(yè)園區(qū)進行了工作場所危害因素監(jiān)測，企業(yè)數(shù)從160 家上升到293 家，監(jiān)測點數(shù)由 592 個上升到1082 個。結(jié)果表明：噪聲在所有危害因素中超標(biāo)率最高(26.6%～55.2%)[4]。噪聲合格率較低的行業(yè)主要為水泥制造業(yè)、石材加工行業(yè)、石棉礦及其他非金屬礦采等[3]，主要是由于這些行業(yè)企業(yè)作業(yè)環(huán)境較差，設(shè)備布局密集，生產(chǎn)工藝相對落后，設(shè)備老舊，自動化程度較低，職業(yè)衛(wèi)生防護設(shè)施配備不全以及不合理延長工人工作時間等[4]。

目前，我國對于噪聲的監(jiān)測多采用聲級計、個人噪聲劑量計等設(shè)備，聲級計用于監(jiān)測固定的工作崗位；個體噪聲劑量計主要用于流動的工作崗位，流動崗位還可以通過對不同的工作地點使用聲級計分別測量，并計算等效聲級的方法來監(jiān)測[8]。歐美發(fā)達(dá)國家的噪聲監(jiān)測設(shè)備也與國內(nèi)類似，主要以聲級計、個體噪聲劑量計等設(shè)備進行檢測，如英國的CaselladBadge防爆個體噪聲劑量計、美國的PTI粒子碰撞噪聲監(jiān)測儀等。美國職業(yè)安全與健康管理局(OSHA)除聲級計和個體噪聲劑量計以外，還使用倍頻帶分析儀來進行噪音分析[7]。由于大多數(shù)聲音不是純音調(diào)，而是幾種頻率的混合。了解聲音的組成頻率有助于確定最大限度地降低噪音的材料和設(shè)計。因此，八度頻帶分析儀可用于幫助確定控制個別噪聲源以達(dá)到消減目的的可行性，并評估聽力保護器是否提供足夠的保護。

國內(nèi)外關(guān)于監(jiān)測抽樣對象的選擇基本相同。國內(nèi)有關(guān)噪聲的監(jiān)測方法參照GBZ/T189.8—2007《工作場所物理因素測量第8部分：噪聲》[8]規(guī)定方法測量，進行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和一定比例的現(xiàn)場驗證。在測量時，我國要求傳聲器應(yīng)放置在勞動者工作時耳部的高度，并將測量儀器固定在三腳架上；若不適于放三腳架，則保持測試者與傳聲器的間距>0.5 m，通過手持聲級計進行測量[8]。OSHA要求將傳聲器放置在頭部周圍2 英尺寬的球體區(qū)域內(nèi)[7]。并指出當(dāng)工人兩耳的噪音水平不同時，必須取樣較高的水平以確定是否符合要求。同時考慮到噪聲源和傳聲器之間的其他接觸的影響，比如身體和其他設(shè)備，OSHA建議可以在適當(dāng)?shù)牡胤皆O(shè)置一個風(fēng)屏，以便進行測量[7]。

由此看出，美國OSHA對噪聲監(jiān)測的要求更加具體細(xì)致，并且與聽力保護計劃同步且互相補充。我國也應(yīng)通過細(xì)化噪聲監(jiān)測的要求，對可能產(chǎn)生的不確定性給出指導(dǎo)，并進一步加強對聲源的分析，從而為后續(xù)的聽力保護計劃和源頭改造提供基礎(chǔ)。

2.2 粉塵

長期接觸工業(yè)性粉塵會導(dǎo)致塵肺病及其他呼吸系統(tǒng)疾病。據(jù)2019年《公報》全國職業(yè)病報告顯示，職業(yè)性塵肺病及其他呼吸系統(tǒng)疾病在各類職業(yè)病新病例(共19428 例)中占15947 例[12]。盡管此類疾病近年來均呈下降趨勢(2017 年較 2016 年下降15.7%、2018年較 2017 年下降14.2%，2019 年較2018 年下降18.1%)[12]，粉塵依舊是最主要、最嚴(yán)重的職業(yè)病危害因素。

在我國近年來開展的工作場所危害因素監(jiān)測中，石材加工行業(yè)、電力、熱力、燃?xì)饧八a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、有色金屬礦采選業(yè)等行業(yè)粉塵超標(biāo)率較高[3]；粉塵超標(biāo)率較高的崗位主要為粉體生產(chǎn)投料[3]、破碎、包裝、混料[13]、切割打磨等。粉塵危害因素主要是矽塵超標(biāo)[4]，木粉塵和大理石塵也是超標(biāo)率較高的因素[4,13]。以賀州碳酸鈣行業(yè)為例，2019 年粉塵監(jiān)測結(jié)果表明，賀州碳酸鈣加工企業(yè)超標(biāo)達(dá)47.9%，崗位超標(biāo)達(dá)26.7%[13]。

生產(chǎn)設(shè)備老舊，工藝落后，自動化程度低，未設(shè)置防護措施或防護措施不完善等是粉塵超標(biāo)的主要原因[3]。同時，粉塵濃度較高往往是塵粒質(zhì)量較輕，飛揚至空氣中并長時間懸浮導(dǎo)致的[13]。此外，作業(yè)空間狹小、通風(fēng)條件或除塵設(shè)施達(dá)不到規(guī)范要求[1]也是粉塵容易超標(biāo)的原因。

空氣收集器和空氣采樣器是工作場所主要用于采集空氣中氣態(tài)、蒸氣態(tài)和氣溶膠態(tài)有害物質(zhì)的儀器[14]，我國市面上主要采用LD系列、防爆粉塵儀系列、國產(chǎn)防爆粉塵儀、激光粉塵儀來進行監(jiān)測，并依據(jù) GBZ159-2004《工作場所空氣中有害物質(zhì)監(jiān)測的采樣規(guī)范》[14]進行采樣。我國主要采用定點采樣，較少采用個體采樣，以長時間(1 h以上)采樣與短時間(15 min以下)采樣相結(jié)合的方式進行現(xiàn)場采樣。采用個體采樣，要求采樣對象必須包括接觸有害物質(zhì)濃度最高和接觸時間最長的勞動者，其余的采樣對象則隨機選擇。

發(fā)達(dá)國家如美國，一般采用個體采樣的方法[15]，使用Casella CEL-712、Microdust Pro等實時粉塵監(jiān)測儀儀器，來進行粉塵的檢測。美國較少采用定點采，采樣對象的選擇方式與我國基本相同。美國國家職業(yè)安全衛(wèi)生研究所(NIOSH)將粉塵采樣方式分為4種，并建議按照以下采樣方法的優(yōu)先順序進行樣品采集：①全工作日連續(xù)采樣：檢測多個樣品，總采樣時間為 8 h；②全工作日單樣品采樣：檢測單個樣品，總采樣時間為 8 h；③部分工作日連續(xù)樣品采樣：檢測1個或者多個樣品，總采樣時間為 4～8 h；④短時間采樣：總采樣時間為十幾分鐘或者幾分鐘。我國的采樣方式分類除部分工作日連續(xù)樣品采樣以外，與美國NIOSH大體相同。但美國對每種方式的采樣時間進行了具體的限定，如將全工作日采樣時間規(guī)定為8 h。我國對于長時間采樣方式的規(guī)定不夠明確，如采樣儀器滿足8 h連續(xù)采樣，則采用全工作日連續(xù)采樣；或者需在全工作日內(nèi)進行2 次或2 次以上的采樣[14]。此外，美國NIOSH對選擇采樣方式的優(yōu)先級給出了建議，我國并沒有規(guī)定在何種情況下優(yōu)先使用何種采樣方式。

我國將采樣結(jié)果按照《工作場所空氣中粉塵測定第1部分：總粉塵濃度》(GBZ/T 192.1-2007)[16]和《工作場所空氣中粉塵測定第2 部分：呼吸性粉塵濃度》(GBZ/T 192.2-2007)[17]要求進行檢測分析。通常情況下，采用將檢測結(jié)果的最大值與接觸限值標(biāo)準(zhǔn)進行對比的方式。 NIOSH采用 95%置信區(qū)間，引入了采樣和分析的偏差系數(shù)，并基于不同的采樣方式計算得到置信上限和下限。這樣就考慮了使用不同采樣方式、不同行業(yè)、不同崗位進行監(jiān)測造成的誤差。

在監(jiān)測頻次方面，我國只做了原則性規(guī)定，要求每年至少進行一次職業(yè)病危害因素監(jiān)測，然而并未考慮到實際暴露情況。美國則是依據(jù)職業(yè)暴露的評級情況，來確定檢測的頻次[15]。

2.3 化學(xué)有害因素

在生產(chǎn)型企業(yè)和項目現(xiàn)場，化學(xué)有害因素出現(xiàn)的頻率極高，苯、甲苯等有機化學(xué)物質(zhì)；銅、汞、鎳等重金屬都會對勞動者的生命健康產(chǎn)生極大的危害，因此對于該危害因素的監(jiān)測十分重要。

目前，國內(nèi)外有關(guān)工作場所空氣中化學(xué)有害因素的采樣及測定方法類似。采樣方式均是通過容器捕集法、固體吸附劑采樣法,揮發(fā)性有機物的檢測采用氣相色譜-質(zhì)譜法進行，目前國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO已制定了關(guān)于空氣中揮發(fā)性有機物分析有ISO16017溶吸附管/熱解吸/氣相色譜儀法、ISO16200-2001溶劑解吸/毛細(xì)管氣相色譜儀法等標(biāo)準(zhǔn)方法，國內(nèi)也出臺了《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值第1部分：化學(xué)有害因素》(GBZ 2.1-2019)[18]等操作規(guī)范。工作場所空氣中重金屬是通過原子吸收、石墨爐等方法進行檢測?，F(xiàn)階段，市場上便攜式氣質(zhì)聯(lián)用儀器GC-MS的推廣和應(yīng)用，可以快速地測定工作場所中苯系物等52 種揮發(fā)性有機污染物[19]。

在我國近年來開展的工作場所危害因素監(jiān)測中，化學(xué)因素檢測合格率普遍較高，其原因主要是企業(yè)和勞動者對其認(rèn)識度比較高；但化學(xué)有害因素依舊是職業(yè)病危害因素之一，長期暴露在化學(xué)毒物超標(biāo)的環(huán)境下容易導(dǎo)致各種慢性職業(yè)病發(fā)生[20]。因此，對化學(xué)有害因素的防治仍不能放松，尤其是在小微企業(yè)，要加強防護用品的配備和有關(guān)職業(yè)危害因素的宣傳教育。

2.4 其他物理危害因素

2.4.1 高溫

高溫廣泛遍布于工業(yè)生產(chǎn)的行業(yè)，尤其是在冶金行業(yè)中。若高溫超過限度，則會引起生理上的不良反應(yīng)，甚至引起病變。《高溫作業(yè)分級》(GB/T 4200-2008)[21]規(guī)定了高溫作業(yè)環(huán)境熱強度大小的分級以及高溫作業(yè)人員允許持續(xù)接觸熱時間與休息時間限值。

溫度測定一般采用WBGT指數(shù)測定儀直接測量，或采用干球溫度計、自然濕球溫度計、黑球溫度計，在同一地點分別測量計算[21]。按照WBGT指數(shù)和接觸高溫作業(yè)的時間將高溫作業(yè)進行分級，級別越高表示熱強度越大；已經(jīng)確定為高溫作業(yè)的工作地點，采用工作地點溫度對于高溫作業(yè)允許持續(xù)接觸熱時間限值，以便于用人單位管理和實際操作。此方法已被美國等發(fā)達(dá)國家用于評價高溫車間熱環(huán)境多年，ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化組織也采用此法作為對熱強度的檢測標(biāo)準(zhǔn)(ISO7243)。

2.4.2 輻射

《電磁輻射防護規(guī)定》(GB/T8702-1998)，職業(yè)照射在每天8 h工作期間內(nèi)，任意連續(xù)6 min按全身平均的比吸收率應(yīng)小于0.1 W/kg，公眾照射在24 h內(nèi)，任意連續(xù)6 min按全身的比吸收率應(yīng)小于0.02 W/kg。國內(nèi)外的電磁輻射分析儀種類較多，美國的HOLADAY HI200 電磁輻射分析儀HI-2200可作為手持式電磁測量系統(tǒng)用來檢測。我國的OS-4P選頻式電磁輻射監(jiān)測儀、Smarts Ⅱ系列電磁輻射區(qū)域監(jiān)測儀等同時也具有小巧輕便和高靈敏度的特點，并具有接入輻射環(huán)境監(jiān)測管理平臺，支持監(jiān)測數(shù)據(jù)頻譜圖及報告無線上傳輻射環(huán)境監(jiān)測管理平臺的功能。

3 危害因素監(jiān)測技術(shù)研究

隨著我國職業(yè)病監(jiān)測市場需求逐漸擴大，監(jiān)測技術(shù)不斷提高，傳統(tǒng)的固定實驗室已不能滿足各類現(xiàn)場監(jiān)測的需求，這一增長的需求促進了我國移動實驗室產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[22]。工作場所危害因素監(jiān)測技術(shù)一般分為三類：一類是以傳統(tǒng)的實驗室監(jiān)測儀器和方法為基礎(chǔ)[22]，對現(xiàn)場采集來的樣品進行分析檢測，這種檢測方法比較精確但缺點是效率低下，不能及時反應(yīng)危害因素的檢測水平；另一類是以現(xiàn)場快速監(jiān)測儀器和方法為基礎(chǔ)，儀器多為便攜式或移動式，可以滿足在現(xiàn)場進行快速監(jiān)測活動[22]；還有一類為前兩種的結(jié)合，采用現(xiàn)場-實驗室聯(lián)合方式來進行監(jiān)測。

我國工業(yè)化的不斷發(fā)展對工作場所危害因素的監(jiān)測水平提出了更高的要求，因此監(jiān)測儀器的發(fā)展趨勢開始走向便攜化、小型化和智能化[22]。例如，以往典型的噪聲劑量計包括一個小的可定位麥克風(fēng)，通過細(xì)電纜連接到劑量計。然而，微型電子和無線技術(shù)的進步允許制造商在更廣泛的物理形式中提供類似的功能(例如，夾在工人肩膀上并將信息傳回基站的無線麥克風(fēng)，測量工人耳朵中的聲音等級的微型麥克風(fēng))[7]。英國的CaselladBadge2防爆個體噪聲劑量計就可以使用藍(lán)牙連接，并遠(yuǎn)程控制(用于移動設(shè)備的Airwave App程序)。波蘭的Svantek104A個體噪聲劑量計同樣也支持藍(lán)牙通信；并且可以從鍵盤中選擇根據(jù)ISO 9612以及OSHA、聯(lián)邦礦業(yè)安全與健康監(jiān)察局(MSHA)和美國政府工業(yè)衛(wèi)生師協(xié)會(ACGIH)標(biāo)準(zhǔn)進行噪聲測量，所有設(shè)置都可以在PC中進行配置并儲存。英國casella CEL-712 Microdust Pro實時粉塵監(jiān)測儀是一款手提式數(shù)據(jù)記錄儀，同時也具備遠(yuǎn)程操控功能，機身集成了MiniUSB通訊接口，可以方便地連接Microdust Pro到電腦，配合專業(yè)的‘WinDust Pro’軟件，操作者可以快速地將機身數(shù)據(jù)下載至電腦進行分析。此外，這款監(jiān)測儀可以操作13 h，滿足全工作日連續(xù)監(jiān)測8 h的要求，如果在我國推廣，則可以避免全工作日多次采樣帶來的誤差。相關(guān)研究成果表明，移動實驗室的主要測試手段將通過快速監(jiān)測儀器和方法實現(xiàn)，鑒于此種趨勢，一些國家頒布了部分便攜式檢測技術(shù)的方法標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了移動監(jiān)測基礎(chǔ)的使用[22]。

4 前景與展望

為提高工作場所危害因素的監(jiān)測效果，有效遏制職業(yè)病危害加劇，加強衛(wèi)生監(jiān)督監(jiān)測技術(shù)手段，從監(jiān)測技術(shù)方法和便捷型設(shè)備上尋求突破，建立危害因素監(jiān)測方法體系包括監(jiān)測、評價和后續(xù)保護措施，使科學(xué)、便捷的監(jiān)測方法和完善的監(jiān)測體系為工作場所危害因素監(jiān)測提供快速有效的設(shè)備勢在必行。

工作場所危害因素的治理應(yīng)從源頭入手，改善生產(chǎn)工藝流程，引進更自動化、先進的設(shè)備，進行合理布局，以機器化、自動化代替人工作業(yè)[5]。對于噪聲超標(biāo)的行業(yè)應(yīng)采取隔音和消音措施對噪聲進行控制；粉塵超標(biāo)的行業(yè)應(yīng)當(dāng)配備完善的職業(yè)病防護設(shè)施對粉塵危害進行控制，配備抽風(fēng)除塵設(shè)施等，定期對地面進行清掃，防止二次揚塵；對于高毒作業(yè)崗位，應(yīng)定期保養(yǎng)已設(shè)置的排風(fēng)扇、水輪機等，確保其正常使用，并采取最先進的技術(shù)措施及個人防護，如采取有效密閉措施、通風(fēng)排毒措施及佩戴個體防護用品等方式[20]來減少接觸機會，盡可能地保持最低的接觸水平。

關(guān)于監(jiān)測技術(shù)方法，首先，可以從檢測的采樣方式上明確采樣方式的優(yōu)先順序，對每一種采樣方式的時長進行具體的規(guī)定；此外，完善數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理方式，運用基于不確定度的處理方法[21]。

在職業(yè)衛(wèi)生領(lǐng)域，除了現(xiàn)有的工作場所危害因素監(jiān)管相關(guān)文件，檢測技術(shù)的發(fā)展與迭代也應(yīng)受到重視，在一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)出臺重金屬測定的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。美國環(huán)境保護署EPA出臺《環(huán)境顆粒物中的金屬元素X射線熒光測量方法》來規(guī)范便攜式X射線熒光(XRF)的使用。美國NIOSH頒布的《現(xiàn)場便攜式XRF測定鉛及其化合物》標(biāo)準(zhǔn)方法，以監(jiān)測工作場所空氣中鉛及其化合物。歐盟頒發(fā)的《關(guān)于電子電氣設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)的指令》中也規(guī)定了以XRF測定重金屬元素(鉛、鎘、鉻、汞)的方法。我國近年來陸續(xù)制定了關(guān)于《環(huán)境空氣 揮發(fā)性有機物的測定便攜式傅里葉紅外儀法》(HJ 919-2017)、《固定污染源廢氣 氮氧化物的測定 便攜式紫外吸收法》(HJ 1132-2020)、《固定污染源廢氣 揮發(fā)性有機物的測定 便攜式氣相色譜-質(zhì)譜法》、《固定污染源廢氣 氣態(tài)污染物(SO2、NO、NO2、CO、CO2)的測定便攜式傅里葉變換紅外光譜法》等國家環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)。

制定國家標(biāo)準(zhǔn)有助于進一步規(guī)范符合規(guī)定的各類工作場所危害因素檢測技術(shù)的性能特點和技術(shù)要求，更加標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的指導(dǎo)性文件，是保證管理科學(xué)化、規(guī)范化的基礎(chǔ)，對勞動者生命健康安全和職業(yè)病危害水平等問題評估具有重大意義。

在危害因素方面，建議對標(biāo)準(zhǔn)限值的要求進行功效學(xué)考量，除保證勞動者的生理健康以外，還應(yīng)從心理健康的角度設(shè)定限制，以保證其工作效率。并且，由于不同作業(yè)類型的危害因素強度要求不同，建議對工作場所的噪聲進行功效學(xué)分區(qū)。在工業(yè)噪聲標(biāo)準(zhǔn)制定上，對多種聲級水平噪聲的評估方法可以借鑒美國OSHA的標(biāo)準(zhǔn)進行簡化[23]。

在管理措施方面，美國的職業(yè)衛(wèi)生監(jiān)管經(jīng)驗可作為參考，在制定標(biāo)準(zhǔn)的同時進行風(fēng)險分級，并依照職業(yè)暴露監(jiān)測的結(jié)果來構(gòu)建風(fēng)險分級與評價體系[24]，進行差異化管理，對不同等級的危害因素制定相應(yīng)的保護相關(guān)條例。如，對于噪聲超標(biāo)的工種，應(yīng)制定聽力損失預(yù)防計劃[11]，包括暴露評估、聽力評估、提供有關(guān)職業(yè)病防護的崗前培訓(xùn)等[11]；根據(jù)粉塵職業(yè)暴露水平制定定期檢測周期與頻次、職業(yè)健康監(jiān)護和個體防護用品配備等,避免造成人員和資源的浪費。

綜上所述，建議采用便捷型的監(jiān)測設(shè)備和科學(xué)全面的監(jiān)測技術(shù)，完善危害因素監(jiān)測方法體系，從源頭上減少危害因素的影響，保障工作場所人員的身心安全。