粉尘和化学物质容许浓度概念的辨析与实例分析

王思凯++杨羿++关甲正++林前荣++任华强++郁钟铭++岳虎

摘 要：辨析了粉尘和化学物质的时间加权平均容许浓度（PC-TWA）、短时间接触容许浓度（PC-STEL）、最高容许浓度（MAC）和超限倍数4个概念，并作了案例分析。正确理解并运用这四个浓度概念，是进行粉尘和化学物质浓度控制的基本要求，在职业危害的防治方面具有重要的工程意义和实践价值。

关键词：粉尘；化学物质；容许浓度；辨析

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

1 引言

目前，我国工业生产领域职业危害形势比较严峻，加之随着科技的进步，新工艺、新物质不断涌现，使劳动者面临更多的职业危害。我国现涉及有毒有害作业的企业已经超过1600万家，接触职业危害的人数超过2亿，每年“显性”职业病报告病例高达15000人左右[1]。专家估计，未来10到15年内，我国职业病发病总数还将呈上升趋势。我国接触职业病危害的人员总数巨大，涉及的行业和企业分布广泛，职业病具有隐匿性、迟发性特点，危害往往被忽视，同时，在现有的医学技术水平下，很多职业病往往很难治愈。大量的职业病患者，不仅造成巨大的经济损失，还会引发各种社会问题，危害严重。

在各种职业危害中，占比例最大、最常见的是各种粉尘和化学物质带来的职业危害。据国家卫计委统计数字显示，2014年全国共报告职业病29972例，其中职业性尘肺病26873例，占89.66%。其次是各种化学物质引发的职业急性中毒和慢性中毒。因此，预防和控制职业病，重点是控制粉尘和化学物质造成的各种职业危害。

大量的研究表明，粉尘和化学物质的危害，主要取决于接触浓度和接触时间这两个因素，而由于生产的需要和实际情况的制约，一个工作日之内、一个岗位上不可能频繁更换劳动人员来缩短接触时间，只能控制浓度。粉尘和化学物质的浓度有时间加权平均容许浓度（PC-TWA）、短时间接触容许浓度（PC-STEL）、最高容许浓度（MAC）和超限倍数4个概念，在实践当中，人们经常把这4个概念混淆，这给控制粉尘和化学物质的浓度带来了困难。正确理解并掌握这4个浓度概念，是进行粉尘和化学物质浓度控制的基础条件，具有重要的工程意义和实践价值。

2 时间加权平均容许浓度（PC-TWA）

2.1 概念

时间加权平均容许浓度（PC-TWA），指以时间为权数规定的8h工作日、40h工作周的平均容许接触浓度[2]。

理解这一概念的关键在于，无论实际工作班时间是多少，都应按照8h标准工作班时间来计算；无论一个实际工作周是多少时间，都应按照40h标准工作周时间来计算。引发尘肺病的主要因素是沉积在肺泡中的粉尘的总量，这取决于当时接尘环境中粉尘的浓度和接尘时间两个要素，也就是说时间加权平均容许浓度的本质是控制一个工作班中接尘人员吸入粉尘的总量，接尘时间大于8h，接尘浓度就应相对降低；接尘时间小于8h，则接尘浓度可以适当增加。当一个实际的工作班的时间多于或少于8h时，都按照8h计算，这样接尘时间就成了常量，粉尘浓度就成了唯一的控制变量。同样，如果实际的一个工作周超过了或不足40h，仍按40h计算。对于空气中化学物质的浓度同理计算。

2.2 实例分析

在国家标准《工作场所有害因素职业接触限值，第1部分：化学有害物质》[2]中，共计规定了339种化学物质的容许浓度，其中规定了PC-TWA的有285种；规定了47种粉尘的PC-TWA，其中规定了总尘PC-TWA的有47种，同时规定了其呼尘PC-TWA的有15种。 部分标准见表1。

案例1：某煤矿的作业时间采用“四六”工作制，即每天安排4個工作班，每班工作6h。对某接尘岗位的工作人员进行了一个工作班的粉尘浓度检测，在煤尘总尘浓度为3mg/m3的环境中接尘作业2h，在煤尘总尘浓度为5mg/m3的环境中接尘作业3h，在煤尘总尘浓度为7mg/m3的环境中接尘作业1h，共计接尘作业6h。根据标准规定，煤尘总尘的时间加权平均容许浓度为：4mg/m3。该工作人员接触的煤尘时间加权平均容许浓度是否超标。

如果按照以下计算方法：

（3mg/m3×2h +5mg/m3×3h+7mg/m3×1h） /6h=4.666mg/m3>4mg/m3，则该岗位工作人员接触煤尘的PC—TWA超标。

正确的计算方法为：

（3mg/m3×2h +5mg/m3×3h+7mg/m3×1h） /8h=3.500mg/m3 <4mg/m3， 则该岗位工作人员接触煤尘的PC—TWA未超标。

案例2：某水泥厂的作业时间采用“三八”工作制，即每天安排3个工作班，每班工作8h。由于生产的需要，经劳动部门批准某天加班2h，即一个工作班共计工作10h，对某接尘岗位的工作人员进行了一个工作班的粉尘浓度检测，在水泥粉尘总尘浓度为2mg/m3的环境中均接尘作业4h，在水泥粉尘总尘浓度为4mg/m3的环境中接尘作业3h，在水泥粉尘总尘浓度为5mg/m3的环境中接尘作业1h，在水泥粉尘总尘浓度为6mg/m3的环境中接尘作业2h，共计接尘作业10h。根据标准规定，煤尘总尘的时间加权平均容许浓度为：4mg/m3。问该工作班工作人员接触的水泥粉尘总尘时间加权平均容许浓度是否超标。

如果按照以下计算方法：

（2mg/m3×4h +4mg/m3×3h+5mg/m3×1h+6mg/m3×2h） /10h=3.700mg/m3<4mg/m3，该岗位工作人员接触煤尘的PC—TWA未超标。

正确的计算方法为：

（2mg/m3×4h +4mg/m3×3h+5mg/m3×1h+6mg/m3×2h） /8h=4.625mg/m3>4mg/m3，该岗位工作人员接触煤尘的PC—TWA超标。

3 短时间接触容许浓度（PC-STEL）

3.1 概念

短时间接触容许浓度（PC-STEL），指在遵守PC-TWA的前提下容许短时间（15min）接触的浓度[2]。

规定了PC-TWA还要规定PC-STEL的原因在于，对于有些粉尘和化学物质，短时间接触就会对人体造成伤害。当粉尘或化学物质的浓度达到PC-STEL时，一次持续接触时间不应超过15min，每个工作日接触次数不应超过4次，且前后两次接触的间隔不应少于1h。

3.2 实例分析

在国家标准[2]中，共计规定了339种化学物质的容许浓度，其中规定了PC-STEL的有118种。部分标准见表2。

对表2中的数据进行举例说明，例如：当作业场所苯的浓度达到10mg/m3时，每次接触苯的时间不可超过15min。

4 最高容许浓度（MAC）

4.1 概念

最高容许浓度（MAC）指，工作地点、在一个工作日内、任何时间有毒化学物质均不应超过的浓度[2]。

对于高毒、剧毒化学物质，和具有剧毒、强腐蚀性的粉尘，当其浓度超过一定数值时，会导致人体立即中毒或对人体器官产生腐蚀作用，所以引用最高容许浓度来对这一类化学物质和粉尘进行浓度控制。

4.2 实例分析

最高容许浓度的样品采集一般采用定点、短时间采样的方法进行检测，选择有代表性、空气中有害物质浓度最高的地点和最高浓度出现的时间段内采样，并且采样器的进气口尽量安置在劳动者工作时的呼吸带，高度一般在1.5m左右，采样时间一般不超过15min[3]。例如，氰化物等剧毒物质，可溶性有毒粉尘、放射性粉尘、硬质粉尘，对人体眼睛、呼吸道有强烈刺激性和腐蚀性的粉尘等。当这些物质的浓度达到一定数值后，就算短时间的接触也会对人体造成巨大危害，所以用最高容许浓度来控制，任何时候都不能超过该浓度。在国家标准[2]中，共计规定了339种化学物质的容许浓度，其中规定了MAC的有53种。部分标准见表3。

根据表3可知，工作人员在接触到以上粉尘和化学物质时，任何地点、任何时间，其浓度都不能超过表3中的规定。例如，工作人员在接触到碘时，任何地点、任何时间，碘的浓度都不能超过1mg/m3，在接触到甲拌磷时，甲拌磷的浓度都不能超过0.01mg/m3。

5 超限倍数

5.1 概念

对于未制定PC-STEL的化学有害因素，在符合8h时间加权平均容许浓度的情况下，任何一次短时间（15min）接触的浓度均不应超过PC-TWA的倍数值[2]。

由于部分化学有害因素未制定PC-STEL标准，故无法限制其短时间接触的浓度，所以提出超限倍数对这类化学有害因素的PC-STEL进行控制。

5.2 实例分析

在国家标准[2]中规定，在符合PC-TWA的情况下，粉尘的超限倍数是PC-TWA的2倍；化学物质的超限倍数是其PC-TWA的1.5～3倍，具体见表4。

参考表1和表4进行分析：白云石粉尘总尘的PC-TWA为8mg/m3 ，满足条件1≤PC-TWA<10，所以其超限倍数为2.5，8mg/m3×2.5倍=20mg/m3，故，在短时间接触中白云石粉尘总尘浓度应不超过20mg/m3。

6 结语

党和国家领导人多次就职业卫生工作作出重要批示，要求加强职业卫生工作，保护劳动者的健康与安全[4]。尤其是2011年对《中华人民共和国职业病防治法》作了重大修订，是我国的职业卫生工作迈上了新台阶，具有里程碑式的重要意义。但与当前西方发达国家相比，我国的职业卫生工作还有较大差距，职业危害形势还是比较严峻，已经确诊为职业病的患者基数巨大，每年新增职业病病例居高不下，我国的职业卫生工作还要不断加强，时刻不能松懈，还面临着艰巨的任务[5]。准确理解和运用粉尘和化学物质的4个容许浓度概念，对于开展粉尘防治工作、有毒有害物质的控制等职业卫生工作有着重要的意义。

参考文献：

[1]陈沅江，吴超，吴桂香.职业卫生与防护[M].北京：机械工业出版社，2016：Ⅶ.

[2]中华人民共和国卫生部.GBZ2.1-2007，工作場所有害因素职业接触限值，第1部分：化学有害因素[S].

[3]胥德锋.模糊层次分析法在粉尘作业场所风险评价中的应用[J].科技与创新，2017（03）：158-159.

[4]刘占远.对作业场所粉尘容许浓度中几个问题的探讨与建议[J].工业卫生与职业病，2004，30（04）：1-3.

[5]菅洁，谢建林，郭勇义.煤矿井下粉尘浓度与粉尘粒度测定分析[J].太原理工大学学报，2017，48（04）：592-597.

基金项目：贵州省2013年省级大学生创新训练计划项目（201310977008）

；六盘水师范学院科学研究计划项目（LPSSY201112）； 贵州省教育厅“125”重大科技专项计划项目（黔教合重大专项字[2012]017号）； 贵州省采矿工程特色重点学科（黔学位办[2015]26号）；贵州省煤炭绿色发展2011协同创新中心（黔教科研发[2016]258号）。

作者简介：王思凯（1996-），男，贵州六盘水人，本科，学生。

*为通讯作者