溫石(shi)棉塊體通(tong)常為(wei)不(bu)同色調的綠色及黃(huang)色,也(ye)有(you)的為(wei)白(bai)色。劈分(fen)(fen)后的絲狀纖(xian)維為(wei)白(bai)色,絲絹光澤;硬度(du)(du)2~2.5;理論密度(du)(du)為(wei)2.56g/cm3,化學成(cheng)分(fen)(fen)中類(lei)質(zhi)同象代(dai)替(ti),決定(ding)實(shi)際(ji)密度(du)(du)值的大小(xiao),Fe、Ti、Mn、Ni等元素(su)取代(dai)Mg時,密度(du)(du)偏大,Al、Ti取代(dai)Si時,密度(du)(du)偏小(xiao),與纖(xian)維管(guan)心有(you)無(wu)充填物也(ye)有(you)關系,實(shi)際(ji)密度(du)(du)為(wei)2.426~2.646 g/cm3。
溫石棉的光學(xue)性(xing)質
溫石棉的(de)光學性質,折(zhe)射率Ng為(wei)(wei)1.534~1.555,Np為(wei)(wei)1.522~1.549,Ng值隨(sui)Fe2O3及(ji)FeO含量(liang)增多而(er)增大(da),Np值隨(sui)FeO及(ji)H2O+含量(liang)增多而(er)增大(da);多色性,Ng為(wei)(wei)各種色調的(de)綠色,Np為(wei)(wei)各種色調的(de)黃色;平行消光,正延性為(wei)(wei)主(zhu)。
衍射特征
溫石棉(mian)的X射線衍(yan)射特征,有兩條強(qiang)衍(yan)射線,d(002)為(wei)0.728~0.740nm和d(004)為(wei)0.369~0.366nm;另有四條中強(qiang)衍(yan)射線,d(020)為(wei)0.437~0.459nm、d(201)為(wei)0.256~0.260nm、d(202)為(wei)0.243~0.248nm、d(402)為(wei)0.130~0.134nm。溫石棉(mian)在(zai)自(zi)然界產出以2Mc型纖(xian)(xian)蛇(she)紋(wen)石最(zui)多,ZORc型正纖(xian)(xian)蛇(she)紋(wen)石少(shao)見。
溫石棉的熱效應
溫石(shi)棉的(de)熱效應(ying),在670~730℃區(qu)間出現(xian)深而(er)大的(de)放熱效應(ying)(吸熱谷(gu)或脫羥谷(gu));815~830℃區(qu)間出現(xian)矮而(er)窄的(de)放熱效應(ying)(熱放峰),原礦物(wu)結構被(bei)徹底破壞,形成新的(de)物(wu)相(xiang),即鎂橄欖石(shi)和頑輝石(shi)的(de)混合相(xiang)。
溫石棉的紅外光譜
溫石棉(mian)的(de)紅(hong)外(wai)光(guang)譜,不同結晶程度的(de)溫石棉(mian),主要表(biao)現在(zai)1100~950cm-1三個方(fang)向的(de)Si—O伸縮(suo)振動帶及3700~3600cm-1羥基吸收振動的(de)差(cha)別(bie)。
溫(wen)石(shi)棉的(de)電子顯微像多為(wei)空心管(guan)狀(zhuang),其內(nei)徑(jing)一(yi)般為(wei)6~8nm,外徑(jing)為(wei)20~50nm。
溫石棉的理(li)論化學(xue)成分
SiO2 43.36%、MgO43.64%、H2O+13%。一(yi)般含有Fe2O3、FeO、TiO2、Al2O3、MnO、CaO、K2O、Na2O、Cr2O3、V2O5、NiO、F-、Cl等(deng)雜(za)質(zhi)。表明混有磁鐵(tie)礦、方解(jie)石(shi)、白(bai)云石(shi)、菱鎂礦、水滑石(shi)、石(shi)英、水鎂石(shi)、鉻尖晶(jing)石(shi)等(deng)雜(za)質(zhi)礦物或(huo)元素的類質(zhi)同象(xiang)取代(dai)。
溫石棉具有多種物(wu)理化學性質,劈分性能優(you)良,能最大限度地劈分為絲狀體,劈分直徑(jing)最小為1~2μm。工業利(li)用以比(bi)表面積為衡(heng)量指標,一般在5~50m2/g。機械強度高,抗張(zhang)強度值為120~350(單位9.8×106Pa)。
其(qi)中(zhong):高(gao)強度(du)纖(xian)維(wei)(wei)大(da)于(yu)(yu)(yu)(yu)350,正(zheng)常強度(du)纖(xian)維(wei)(wei)小于(yu)(yu)(yu)(yu)350、大(da)于(yu)(yu)(yu)(yu)250,中(zhong)等強度(du)纖(xian)維(wei)(wei)小于(yu)(yu)(yu)(yu)250、大(da)于(yu)(yu)(yu)(yu)150,低強度(du)纖(xian)維(wei)(wei)小于(yu)(yu)(yu)(yu)150。溫(wen)石(shi)棉(mian)(mian)纖(xian)維(wei)(wei)強度(du)優于(yu)(yu)(yu)(yu)角(jiao)閃石(shi)類石(shi)棉(mian)(mian)及(ji)人造碳纖(xian)維(wei)(wei),與(yu)硼纖(xian)維(wei)(wei)和(he)玻璃纖(xian)維(wei)(wei)接近。耐(nai)(nai)熱(re)(re)性(xing)能(neng)良好,工業利用溫(wen)度(du)可達500℃(熱(re)(re)失重率小于(yu)(yu)(yu)(yu)1%)。溫(wen)石(shi)棉(mian)(mian)耐(nai)(nai)堿腐蝕性(xing)強,堿蝕量為(wei)(wei)0.46%~0.74%,耐(nai)(nai)酸(suan)腐蝕性(xing)差,不如角(jiao)閃石(shi)石(shi)棉(mian)(mian),酸(suan)蝕量一(yi)(yi)般為(wei)(wei)55%~58%。隔熱(re)(re)性(xing)能(neng)和(he)導熱(re)(re)性(xing)能(neng)好,導熱(re)(re)系數(shu)一(yi)(yi)般為(wei)(wei)0.121~0.227W/(m·K)。電絕緣性(xing)良好,電阻(zu)率ρ一(yi)(yi)般為(wei)(wei)0.6×108~4×108Ω·cm。
溫石棉纖維還具有過(guo)濾性(xing)[透(tou)過(guo)系數(shu)為(wei)15%~60%,阻力為(wei)0.4×9.8~13.9×9.8Pa]、成(cheng)膜打漿性(xing)、磁(ci)性(xing)(雙磁(ci)化(hua)系數(shu)為(wei)6×10^-6~10×10^-6cm/g)、電動電位(一般e>20mV)等。
石(shi)棉(mian)(mian)有致(zhi)癌(ai)性(xing)早已(yi)為相關(guan)行業(ye)周(zhou)知,但石(shi)棉(mian)(mian)細分為溫(wen)石(shi)棉(mian)(mian)和閃石(shi)棉(mian)(mian)。經中外多(duo)位(wei)礦(kuang)物(wu)學(xue)(xue)(xue)、病理學(xue)(xue)(xue)、毒(du)性(xing)學(xue)(xue)(xue)專(zhuan)家(jia)學(xue)(xue)(xue)者在長達(da)2年(nian)多(duo)的比(bi)較試驗證(zheng)明,在溫(wen)石(shi)棉(mian)(mian)、閃石(shi)棉(mian)(mian)及(ji)其他多(duo)種“溫(wen)石(shi)棉(mian)(mian)替代纖(xian)維(wei)”中,溫(wen)石(shi)棉(mian)(mian)是(shi)相對最安(an)全的無機纖(xian)維(wei)材料。自(zi)從2004年(nian),瑞士著名的吸入毒(du)物(wu)專(zhuan)家(jia)、多(duo)國政府毒(du)物(wu)學(xue)(xue)(xue)顧問(wen)大衛·伯恩(en)斯(si)(si)(si)坦博士公布“溫(wen)石(shi)棉(mian)(mian)可以安(an)全使(shi)用”的實驗結果之(zhi)后,2年(nian)來,中國、俄羅斯(si)(si)(si)、加拿大、印(yin)度、巴(ba)西(xi)、墨西(xi)哥(ge)等(deng)國多(duo)位(wei)礦(kuang)物(wu)學(xue)(xue)(xue)、病理學(xue)(xue)(xue)、毒(du)性(xing)學(xue)(xue)(xue)專(zhuan)家(jia),經過各自(zi)的科學(xue)(xue)(xue)實驗,得出與(yu)伯恩(en)斯(si)(si)(si)坦博士完全一(yi)致(zhi)的結論。
然而,2001年三月WTO做出具有(you)里程碑意義(yi)的(de)(de)裁定(ding),認(ren)為溫(wen)石棉既然已被認(ren)定(ding)是致(zhi)癌(ai)物質,石棉生(sheng)(sheng)產商堅持的(de)(de)安(an)全使(shi)用極限(xian)就不存在。使(shi)得WTO的(de)(de)各個成員國禁(jin)止使(shi)用或進口如(ru)石棉等(deng)含致(zhi)癌(ai)物質的(de)(de)權利合法化,也進一步確認(ren)WTO各成員國有(you)權認(ren)為保護生(sheng)(sheng)命和健康比履行貿易義(yi)務更為重要。
石(shi)棉(mian)的致癌性早已被學界(jie)所知,但國內(nei)行業(ye),特別是(shi)建(jian)筑行業(ye)并沒有(you)禁用(yong),政(zheng)府雖(sui)然規(gui)定了開采加工(gong)溫石(shi)棉(mian)必須佩戴(dai)防護用(yong)品,但對于應用(yong)并沒有(you)給出相(xiang)應規(gui)范和引導。
石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian)分(fen)為(wei)蛇(she)紋石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian)(溫(wen)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian))和角閃石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)類(lei)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian)(青石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian)、陽(yang)起石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian)、直閃石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian)、鐵石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian)、透閃石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian))兩(liang)類(lei)。中國石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian)資源絕大部分(fen)為(wei)溫(wen)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian)礦,溫(wen)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian) 占石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian)總產量的(de)95%以上。石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian)使用(yong)的(de)安全(quan)性是礦物工業(ye)(ye)產業(ye)(ye)一個具(ju)有爭議(yi)性的(de)話題(ti)。石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian)所(suo)致(zhi)職業(ye)(ye)病(bing)中對人(ren)體危害最嚴重(zhong)的(de)是石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian)肺、肺癌以及(ji)間皮瘤。在所(suo)有種類(lei)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian)中,致(zhi)病(bing)能力(li)最強的(de)是青石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian),對于(yu)溫(wen)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian)潛在致(zhi)癌、致(zhi)纖維化的(de)能力(li)還(huan)存在爭議(yi)。
溫石棉(mian)的(de)致(zhi)(zhi)癌(ai)和致(zhi)(zhi)纖(xian)維化機制
溫(wen)石棉(mian)同其(qi)他種類石棉(mian)的(de)(de)致病機制(zhi)大致相同,其(qi)危害來自加工時(shi)產(chan)生的(de)(de)粉塵纖(xian)(xian)維(wei)。這些細小的(de)(de)纖(xian)(xian)維(wei)通過呼吸進(jin)入肺內,大部分(fen)經呼吸道的(de)(de)廓清(qing)體(ti)系(黏液(ye)纖(xian)(xian)毛廓清(qing)機制(zhi)和(he)有效的(de)(de)咳嗽)排出體(ti)外,如(ru)果不能排出,可被肺泡巨噬細胞(bao)(bao)所吞噬或穿透上(shang)皮細胞(bao)(bao)而進(jin)入肺間(jian)質(zhi),從而在體(ti)內持續停留(liu)很長(chang)時(shi)間(jian)。滯留(liu)的(de)(de)溫(wen)石棉(mian)纖(xian)(xian)維(wei)引發炎癥反應和(he)氧化應激反應,這是石棉(mian)致細胞(bao)(bao)損傷(shang)的(de)(de)重要(yao)機制(zhi)。目前溫(wen)石棉(mian)致纖(xian)(xian)維(wei)化和(he)致癌(ai)的(de)(de)機制(zhi)仍未(wei)充分(fen)闡明,主要(yao)認為包含以下機制(zhi):
1)機械損傷(shang)(shang):溫石(shi)棉(mian)多數以元纖維的形態侵入人體(ti),這(zhe)類纖維為結晶態,銳利并有(you)尖刺,可以刺破肺(fei)泡上(shang)皮(pi)細胞和胸膜間皮(pi)細胞,對(dui)染色體(ti)和DNA造(zao)成機械干(gan)擾和損傷(shang)(shang),導致肺(fei)癌和間皮(pi)瘤發生。
2)自由(you)(you)基(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)因子(zi)(zi)介導(dao)的(de)(de)損(sun)傷:溫石(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)纖(xian)維(wei)基(ji)(ji)(ji)(ji)于自身的(de)(de)化(hua)學(xue)特(te)性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)通過(guo)(guo)激活(huo)(huo)肺泡巨噬細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao),可以誘導(dao)過(guo)(guo)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)氫(qing)、超(chao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)陰離子(zi)(zi)和(he)(he)氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)根離子(zi)(zi)等(deng)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng),導(dao)致(zhi)DNA損(sun)傷和(he)(he)纖(xian)維(wei)化(hua)。一(yi)(yi)方面(mian)溫石(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)纖(xian)維(wei)表面(mian)存在的(de)(de)不飽(bao)和(he)(he)O-Si-O、Si-O-Si和(he)(he)Mg-O鍵等(deng),具有很強的(de)(de)表面(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing),含氧(yang)(yang)(yang)(yang)自由(you)(you)基(ji)(ji)(ji)(ji)引(yin)(yin)起細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)膜(mo)(mo)自由(you)(you)基(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)鏈式(shi)反應(ying);另一(yi)(yi)方面(mian)溫石(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)還可通過(guo)(guo)刺激巨噬細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)呼吸爆發及(ji)崩(beng)解死亡,釋(shi)放(fang)一(yi)(yi)系列溶酶(mei)體酶(mei)、炎性(xing)(xing)(xing)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)因子(zi)(zi)及(ji)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)自由(you)(you)基(ji)(ji)(ji)(ji)。在兩種機制作用下,細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)膜(mo)(mo)上多聚不飽(bao)和(he)(he)脂(zhi)肪酸發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)脂(zhi)質(zhi)過(guo)(guo)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)反應(ying),引(yin)(yin)起細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)和(he)(he)基(ji)(ji)(ji)(ji)質(zhi)損(sun)傷。溫石(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)纖(xian)維(wei)通過(guo)(guo)對巨噬細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)和(he)(he)成(cheng)纖(xian)維(wei)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)的(de)(de)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)膜(mo)(mo)的(de)(de)脂(zhi)質(zhi)過(guo)(guo)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)作用,引(yin)(yin)起細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)和(he)(he)基(ji)(ji)(ji)(ji)質(zhi)成(cheng)分損(sun)傷,促進成(cheng)纖(xian)維(wei)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)增殖和(he)(he) 膠原合(he)成(cheng),導(dao)致(zhi)整個肺泡結構單(dan)位(wei)破壞,形成(cheng)不可逆(ni)的(de)(de)纖(xian)維(wei)化(hua),即石(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)肺等(deng)肺部纖(xian)維(wei)化(hua)疾病。溫石(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)纖(xian)維(wei)所致(zhi)遺(yi)傳毒性(xing)(xing)(xing)早期改變主要通過(guo)(guo)DNA損(sun)傷和(he)(he)染(ran)色(se)(se)體改變途(tu)徑(jing)(jing)。在DNA層(ceng)面(mian),主要通過(guo)(guo)DNA單(dan)鏈、雙(shuang)鏈斷裂、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)損(sun)傷等(deng)途(tu)徑(jing)(jing)引(yin)(yin)起細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)致(zhi)突變性(xing)(xing)(xing)。在染(ran)色(se)(se)體層(ceng)面(mian),主要通過(guo)(guo)使染(ran)色(se)(se)體或染(ran)色(se)(se)體單(dan)體發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)斷裂、缺失、 倒位(wei)以及(ji)姐妹染(ran)色(se)(se)體單(dan)體互換等(deng),引(yin)(yin)起染(ran)色(se)(se)體畸變或數目改變,從而產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)致(zhi)突變作用。
3)原癌(ai)基因(yin)激活和抑(yi)癌(ai)基因(yin)失活:溫石棉可(ke)以改變細胞(bao)信(xin)號傳導系統(tong),激活原癌(ai)基因(yin)并導致(zhi)抑(yi)癌(ai)基因(yin)失活,進(jin)而影響細胞(bao)的增殖和分化,引(yin)起(qi)肺癌(ai)和間(jian)皮瘤的發生。
溫石(shi)棉致(zhi)病性的影(ying)響因(yin)素
濃(nong)度對(dui)溫石棉致病性的影響
國(guo)內外研究(jiu)認(ren)(ren)為作(zuo)業(ye)環境空(kong)氣中溫(wen)石(shi)棉(mian)(mian)(mian)(mian)粉(fen)塵(chen)質量(liang)濃度(du)(du)(du)(以(yi)下簡(jian)稱(cheng)濃度(du)(du)(du))與石(shi)棉(mian)(mian)(mian)(mian)肺(fei)發病有(you)明顯的(de)(de)劑量(liang)反(fan)應關系,它在(zai)空(kong)氣中的(de)(de)含(han)量(liang)必須達到一(yi)定(ding)程度(du)(du)(du),才會對人體健康造成危害。各研究(jiu)分別按1%~3%石(shi)棉(mian)(mian)(mian)(mian)肺(fei)患病率、30~40年(nian)工作(zuo)年(nian)限(xian)計算,預測石(shi)棉(mian)(mian)(mian)(mian)粉(fen)塵(chen)容許(xu)濃度(du)(du)(du)應低于2.71~3.90mg/m3或(huo)石(shi)棉(mian)(mian)(mian)(mian)纖維容許(xu)濃度(du)(du)(du)應低于1.15 ~2.00f/mL(f為纖維根數),說明中國(guo)現行工作(zuo)場所石(shi)棉(mian)(mian)(mian)(mian)粉(fen)塵(chen)職業(ye)接(jie)觸限(xian)值(zhi)(zhi)0.8mg/m3或(huo)0.8f/mL是合理的(de)(de),溫(wen)石(shi)棉(mian)(mian)(mian)(mian)纖維的(de)(de)濃度(du)(du)(du)可以(yi)被(bei)控制在(zai)安全(quan)范圍內。同(tong)時也有(you)學者認(ren)(ren)為在(zai)溫(wen)石(shi)棉(mian)(mian)(mian)(mian)接(jie)觸水(shui)平低的(de)(de)人群中一(yi)直觀察到致癌(ai)風險的(de)(de)增(zeng)加,因(yin)此溫(wen)石(shi)棉(mian)(mian)(mian)(mian)沒(mei)有(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)安全(quan)閾值(zhi)(zhi)。這(zhe)是部分研究(jiu)人員認(ren)(ren)為溫(wen)石(shi)棉(mian)(mian)(mian)(mian)沒(mei)有(you)安全(quan)閾值(zhi)(zhi)的(de)(de)原(yuan)因(yin)。
形態對(dui)溫(wen)石(shi)棉致病性的影響
纖維尺寸影響(xiang)生物殘存性,進而影響(xiang)肺的呼(hu)吸(xi)、沉淀(dian)和清除。主要從兩個方面考慮尺寸的影響(xiang):
1)纖維是否可吸(xi)入;
2)如果它處于可吸(xi)入的(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun),吸(xi)入肺(fei)后(hou)仍需考慮纖(xian)維尺(chi)寸(cun)的(de)(de)(de)影響。大(da)多數溫石棉(mian)纖(xian)維和粉(fen)塵(chen)可被氣(qi)管(guan)—支氣(qi)管(guan)樹的(de)(de)(de)黏(nian)液逐步(bu)向上運移(yi)并隨咳嗽(sou)排出,據病理(li)學(xue)標本(ben)電鏡檢測,肺(fei)部沒有發(fa)現過長(chang)(chang)(chang)度大(da)于200μm的(de)(de)(de)纖(xian)維,多數短(duan)于50μm。進入肺(fei)部后(hou),尺(chi)寸(cun)很短(duan)的(de)(de)(de)纖(xian)維,尤其那些短(duan)于5μm的(de)(de)(de)纖(xian)維和粉(fen)塵(chen),能(neng)夠被巨噬細胞完全吞(tun)噬,通過類似非纖(xian)維顆(ke)粒(li)物的(de)(de)(de)清(qing)(qing)(qing)除(chu)機制(zhi)被清(qing)(qing)(qing)除(chu),較長(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)纖(xian)維不(bu)能(neng)被巨噬細胞完全吞(tun)沒,長(chang)(chang)(chang)時(shi)間存在肺(fei)內將導致(zhi)(zhi)疾病。而更長(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de),長(chang)(chang)(chang)于20μm的(de)(de)(de)溫石棉(mian)纖(xian)維可以迅(xun)速從肺(fei)部被清(qing)(qing)(qing)除(chu),不(bu)轉(zhuan)移(yi)到(dao)胸膜腔,不(bu)啟動纖(xian)維誘發(fa)的(de)(de)(de)反(fan)應。特別短(duan)的(de)(de)(de)可以吞(tun)食溶解,比較長(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)可被清(qing)(qing)(qing)除(chu),致(zhi)(zhi)病的(de)(de)(de)纖(xian)維集(ji)中于中間長(chang)(chang)(chang)度。對人體致(zhi)(zhi)癌危(wei)險性最大(da)的(de)(de)(de)石棉(mian)纖(xian)維是(shi)長(chang)(chang)(chang)度大(da)于5~8μm、直徑小于1.5μm或大(da)于0.25μm的(de)(de)(de)纖(xian)維。
除(chu)了長度,纖(xian)(xian)維(wei)形狀(zhuang)(zhuang)也影響其致病性(xing)。角閃石(shi)(shi)石(shi)(shi)棉纖(xian)(xian)維(wei)是鏈狀(zhuang)(zhuang)結構,而(er)(er)溫石(shi)(shi)棉纖(xian)(xian)維(wei)是一種褶皺型的(de)(de)或(huo)是卷成空心小卷的(de)(de)頁(ye)硅酸鹽,卷曲(qu)的(de)(de)纖(xian)(xian)維(wei)形狀(zhuang)(zhuang)不(bu)易(yi)于吸(xi)入呼吸(xi)道。此外,薄而(er)(er)短(duan)的(de)(de)纖(xian)(xian)維(wei)質量更(geng)小,比(bi)厚(hou)而(er)(er)長的(de)(de)纖(xian)(xian)維(wei)在空氣中懸(xuan)浮(fu)的(de)(de)時(shi)間更(geng)長。而(er)(er)大多數(shu)的(de)(de)石(shi)(shi)棉纖(xian)(xian)維(wei)比(bi)目前正在開發的(de)(de)新的(de)(de)納(na)米纖(xian)(xian)維(wei)更(geng)厚(hou),說明其懸(xuan)浮(fu)時(shi)間更(geng)短(duan),吸(xi)入可能性(xing)更(geng)小。
可溶性與溫石棉致病性的影響
在(zai)肺(fei)內沉積(ji)時,一(yi)些(xie)纖維(wei)能夠直(zhi)接完全溶(rong)解,另一(yi)些(xie)纖維(wei)不(bu)能溶(rong)解,但可(ke)(ke)以斷裂成(cheng)(cheng)短片(pian)后(hou)被(bei)成(cheng)(cheng)功吞噬(shi)和(he)清(qing)除。可(ke)(ke)溶(rong)性(xing)(xing)高(gao)的(de)纖維(wei)表現較(jiao)低(di)的(de)致(zhi)(zhi)病(bing)性(xing)(xing),而(er)(er)可(ke)(ke)溶(rong)性(xing)(xing)不(bu)佳的(de)纖維(wei)致(zhi)(zhi)病(bing)性(xing)(xing)較(jiao)強。溫(wen)石棉(mian)(mian)(mian)可(ke)(ke)以被(bei)強酸(比如(ru)巨(ju)噬(shi)細(xi)胞(bao)吞噬(shi)時產生的(de)酸)分解,有更(geng)好的(de)可(ke)(ke)溶(rong)解性(xing)(xing)以及(ji)更(geng)小(xiao)的(de)生物殘存性(xing)(xing),這將減低(di)其對身體(ti)的(de)致(zhi)(zhi)病(bing)性(xing)(xing)。而(er)(er)角閃石類(lei)石棉(mian)(mian)(mian)更(geng)頑固,在(zai)多數情況下都(dou)不(bu)會被(bei)破(po)壞,因此(ci)有較(jiao)強的(de)致(zhi)(zhi)癌(ai)性(xing)(xing)。溫(wen)石棉(mian)(mian)(mian)是一(yi)種片(pian)狀(zhuang)硅(gui)酸鹽(yan),呈薄層而(er)(er)卷曲的(de)形(xing)態,約0.8nm厚,是由鎂(mei)和(he)二氧化(hua)硅(gui)組成(cheng)(cheng)的(de)夾層結(jie)構(gou)。肺(fei) 巨(ju)噬(shi)細(xi)胞(bao)提供的(de)酸性(xing)(xing)環境可(ke)(ke)以快速破(po)壞這種片(pian)狀(zhuang)結(jie)構(gou),將溫(wen)石棉(mian)(mian)(mian)纖維(wei)分解成(cheng)(cheng)小(xiao)片(pian),隨后(hou)這些(xie)碎片(pian)可(ke)(ke)以很容易地從肺(fei)部清(qing)除。
角閃石(shi)(shi)(shi)類(lei)石(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian)是實(shi)心棒(bang)狀(zhuang)雙(shuang)鏈的(de)四面體(ti)硅酸鹽纖維(wei),這(zhe)使(shi)得(de)它非常(chang)結實(shi)耐用。角閃石(shi)(shi)(shi)類(lei)石(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian)晶體(ti)結構的(de)外表面像石(shi)(shi)(shi)英一樣(yang),并且具有類(lei)似石(shi)(shi)(shi)英的(de)耐化學性。角閃石(shi)(shi)(shi)類(lei)石(shi)(shi)(shi)棉(mian)(mian)(mian)纖維(wei)在任何(he)pH值(zhi)下都不會溶解(jie)。
吸(xi)煙(yan)對溫石棉致病性的影響
煙草和(he)(he)石(shi)(shi)棉都是(shi)國際抗癌聯盟(IARC)宣布的人(ren)類致癌物,吸(xi)煙會對(dui)溫(wen)(wen)石(shi)(shi)棉接(jie)觸(chu)者(zhe)肺(fei)癌的發生起(qi)協同作用(yong)。吸(xi)煙降低機體(ti)清除溫(wen)(wen)石(shi)(shi)棉纖(xian)維(wei)和(he)(he)粉(fen)塵(chen)的功能(neng),使石(shi)(shi)棉塵(chen)易沉積于(yu)(yu)呼吸(xi)系統中,同時(shi)煙溶液(ye)抑制了巨噬細胞的吞噬功能(neng),使巨噬細胞不能(neng)有(you)效地防御(yu)侵(qin)襲,從而(er)使溫(wen)(wen)石(shi)(shi)棉直接(jie)作用(yong)于(yu)(yu)靶細胞,加劇自由基的生成,進(jin)而(er)導致DNA損傷,產生更為(wei)嚴重的損害(hai)。有(you)調查表明,不接(jie)觸(chu)溫(wen)(wen)石(shi)(shi)棉的吸(xi)煙者(zhe)肺(fei)癌相對(dui)危(wei)險度(RR)為(wei)26,不吸(xi)煙的溫(wen)(wen)石(shi)(shi)棉接(jie)觸(chu)者(zhe)肺(fei)癌RR為(wei)12.2,而(er)接(jie)觸(chu)溫(wen)(wen)石(shi)(shi)棉的吸(xi)煙者(zhe)肺(fei)癌RR高達32.1,吸(xi)煙和(he)(he)溫(wen)(wen)石(shi)(shi)棉接(jie)觸(chu)協同指數為(wei)2.2。
降低溫石棉致病性(xing)的研究
有研究(jiu)發現經檸檬酸鋁、混(hun)合(he)稀土(tu)或亞硒酸鈉3種化合(he)物預(yu)處理(li)的(de)(de)溫(wen)(wen)石棉纖維表面元素的(de)(de)構(gou)(gou)成和含量均(jun)發生變化,導致相比(bi)未(wei)預(yu)處理(li)的(de)(de)溫(wen)(wen)石棉,該類溫(wen)(wen)石棉作用于細(xi)(xi)胞(bao)時,細(xi)(xi)胞(bao)的(de)(de)酸性(xing)(xing)磷酸酶活性(xing)(xing)降(jiang)(jiang)低(di),人胚肺(fei)細(xi)(xi)胞(bao)存(cun)活率(lv)提(ti)高及超微(wei)結構(gou)(gou)改變,癌基(ji)因轉錄水平降(jiang)(jiang)低(di),最終減輕了(le)溫(wen)(wen)石棉的(de)(de)細(xi)(xi)胞(bao)毒(du)性(xing)(xing)。另有研究(jiu)發現大(da)蒜提(ti)取物能(neng)有效減少溫(wen)(wen)石棉對外周血淋巴細(xi)(xi)胞(bao)的(de)(de)基(ji)因毒(du)性(xing)(xing)。
溫石棉所(suo)致職業性腫瘤(liu)流行病(bing)學研究
國內大量流行病學調查研究提示溫石棉粉塵在接觸(chu)濃(nong)度超標條(tiao)件下具有顯著的致(zhi)病性。
對重慶石(shi)棉(mian)廠(chang)接(jie)(jie)觸(chu)純溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)工人的(de)(de)25年(nian)縱向隊(dui)列研究顯(xian)示(shi),生(sheng)料間(jian)和紡織間(jian)的(de)(de)粉塵(chen)濃度(du)分(fen)別(bie)為7.6f/mL和4.5f/mL,接(jie)(jie)塵(chen)組的(de)(de)肺(fei)(fei)癌發(fa)病率是不接(jie)(jie)塵(chen)組的(de)(de)8.1倍。對中國另一(yi)大(da)型(xing)石(shi)棉(mian)廠(chang)515名(ming)單純接(jie)(jie)觸(chu)溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)的(de)(de)工人進行(xing)27年(nian)的(de)(de)追蹤研究發(fa)現,其20世紀(ji)(ji)60年(nian)代前溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)粉塵(chen)平均濃度(du)為146.2mg/m3,20世紀(ji)(ji)90年(nian)代后降低到(dao)10mg/m3,單純接(jie)(jie)觸(chu)溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)工人的(de)(de)肺(fei)(fei)癌發(fa)生(sheng)率顯(xian)著超高(P<0.05)。
另有長達41年(nian)(nian)調(diao)查浙江家庭溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)(mian)(mian)手工(gong)紡織業的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究發現,其20世紀60年(nian)(nian)代作業環境的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)(mian)(mian)粉塵濃(nong)度(du)(du)38.00~73.00mg/m3,20世紀70年(nian)(nian)代降低(di)(di)到平均為1.25 mg/m3,但(dan)仍超標(biao),作業女工(gong)5681人中累計死(si)亡(wang)858例,其中213人死(si)于癌(ai)癥,肺(fei)(fei)(fei)癌(ai)居首位(wei)(87例,占(zhan)40.85%),肺(fei)(fei)(fei)癌(ai)標(biao)準(zhun)化死(si)亡(wang)比(bi)3.88,明顯高于當地(di)女性年(nian)(nian)齡別(bie)標(biao)準(zhun)化死(si)亡(wang)比(bi)。對(dui)某大型(xing)溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)(mian)(mian)礦(kuang)研(yan)(yan)究發現,接觸溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)(mian)(mian)可以提高礦(kuang)工(gong)肺(fei)(fei)(fei)癌(ai)、石(shi)棉(mian)(mian)(mian)肺(fei)(fei)(fei)等疾病的(de)(de)(de)死(si)亡(wang)率。而(er)國外研(yan)(yan)究認為,低(di)(di)于限值濃(nong)度(du)(du)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)(mian)(mian)纖維粉塵不會造(zao)成(cheng)健康(kang)風(feng)險。毒(du)理(li)學博士David Bernstein的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究表明,溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)(mian)(mian)和(he)角閃石(shi)在動力和(he)病理(li)上都存在差異,其他類(lei)似研(yan)(yan)究也展(zhan)示出對(dui)溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)低(di)(di)程度(du)(du)接觸不會導致可被檢測(ce)的(de)(de)(de)安全風(feng)險。
有(you)證(zheng)據(ju)表(biao)明,高濃度(du)和長時間接觸溫(wen)石棉可(ke)以(yi)產生肺(fei)癌,低濃度(du)溫(wen)石棉不(bu)存在可(ke)檢測的健康風險,即使短時間接觸高濃度(du)溫(wen)石棉,發生健康風險的概(gai)率也(ye)不(bu)高。希臘持(chi)續(xu)39年(nian)的關于接觸純(chun)溫(wen)石棉的水泥工(gong)人的研究表(biao)明,對純(chun)凈溫(wen)石棉在允(yun)許范圍內的職業(ye)接觸與肺(fei)癌以(yi)及(ji)間皮瘤的顯(xian)著(zhu)增長無關。而(er)有(you)巴西(xi)的研究發現(xian),減(jian)少(shao)石棉接 觸可(ke)以(yi)顯(xian)著(zhu)降低石棉肺(fei)、實(shi)質和/或良性胸膜(mo)疾(ji)病(bing)的發病(bing)率。
溫(wen)石棉(mian)同角閃(shan)石類石棉(mian)致病性差(cha)異(yi)的流(liu)行病
溫石(shi)(shi)棉(mian)(mian)和角閃石(shi)(shi)石(shi)(shi)棉(mian)(mian)在(zai)吸入(ru)毒性(xing)和致病(bing)性(xing)上存在(zai)差異。David Bernstein認為,在(zai)化學(xue)特性(xing)和礦物(wu)學(xue)特性(xing)方面,溫石(shi)(shi)棉(mian)(mian)與其他角閃石(shi)(shi)石(shi)(shi)棉(mian)(mian)差異明顯,可以從肺(fei)中(zhong)更(geng)快速(su)地被清(qing)除。
6個(ge)中(zhong)歐(ou)(ou)、東歐(ou)(ou)國家和英國的(de)(de)多中(zhong)心對照研(yan)究發(fa)(fa)現,職(zhi)業(ye)接(jie)觸(chu)石(shi)(shi)棉(mian)(mian)似乎并不促進男性肺癌的(de)(de)發(fa)(fa)病,溫(wen)(wen)石(shi)(shi)棉(mian)(mian)誘發(fa)(fa)肺癌的(de)(de)概率(lv)小(xiao)于溫(wen)(wen)石(shi)(shi)棉(mian)(mian)合并角(jiao)(jiao)閃(shan)(shan)石(shi)(shi)石(shi)(shi)棉(mian)(mian)。另有研(yan)究計數133名間(jian)(jian)皮瘤(liu)患者和262名肺癌患者的(de)(de)肺組織標本中(zhong)長度超過5μm的(de)(de)石(shi)(shi)棉(mian)(mian)纖維數目,發(fa)(fa)現溫(wen)(wen)石(shi)(shi)棉(mian)(mian)纖維僅(jin)占2%。英國健(jian)康安(an)全理事會的(de)(de)研(yan)究表明溫(wen)(wen)石(shi)(shi)棉(mian)(mian)和其(qi)他兩類角(jiao)(jiao)閃(shan)(shan)石(shi)(shi)石(shi)(shi)棉(mian)(mian)在間(jian)(jian)皮瘤(liu)風險上的(de)(de)差異為1∶100∶500。總結71個(ge)石(shi)(shi)棉(mian)(mian)群體(ti)的(de)(de)廣泛(fan)的(de)(de)流(liu)行病學(xue)研(yan)究表明,沒有任何證(zheng)據支持未被角(jiao)(jiao)閃(shan)(shan)石(shi)(shi)污(wu)染的(de)(de)溫(wen)(wen)石(shi)(shi)棉(mian)(mian)會導致間(jian)(jian)皮瘤(liu)的(de)(de)這(zhe)種假設。
溫(wen)石棉致(zhi)病機(ji)制的研究方(fang)向及展望
溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)(mian)致(zhi)(zhi)癌(ai)和致(zhi)(zhi)纖維(wei)化的(de)(de)機(ji)(ji)制(zhi)十分復雜,至今仍(reng)存(cun)在(zai)很多尚(shang)未研(yan)(yan)究(jiu)清(qing)楚之(zhi)(zhi)處。比如(ru)溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)(mian)在(zai)細胞(bao)信號(hao)傳導層(ceng)面(mian)的(de)(de)完(wan)(wan)整致(zhi)(zhi)病(bing)機(ji)(ji)制(zhi)如(ru)何(he);不同(tong)(tong)產地的(de)(de)溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)(mian)成(cheng)分有(you)所不同(tong)(tong),對溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)(mian)的(de)(de)致(zhi)(zhi)病(bing)性影(ying)(ying)響(xiang)如(ru)何(he);溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)(mian)同(tong)(tong)時具(ju)有(you)致(zhi)(zhi)癌(ai)性和致(zhi)(zhi)纖維(wei)化性,溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)(mian)有(you)哪些(xie)較其(qi)他致(zhi)(zhi)癌(ai)物或致(zhi)(zhi)纖維(wei)化物質(zhi)不同(tong)(tong)之(zhi)(zhi)處;在(zai)細胞(bao)層(ceng)面(mian),溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)(mian)和其(qi)他種類石(shi)棉(mian)(mian)的(de)(de)致(zhi)(zhi)病(bing)機(ji)(ji)制(zhi)存(cun)在(zai)哪些(xie)區別;是否存(cun)在(zai)有(you)效降低溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)(mian)致(zhi)(zhi)病(bing)性的(de)(de)方法及其(qi)應(ying)用等。對溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)(mian)致(zhi)(zhi)病(bing)機(ji)(ji)制(zhi)、影(ying)(ying)響(xiang)因(yin)素及降低毒性方法的(de)(de)完(wan)(wan)整研(yan)(yan)究(jiu),可以(yi)幫助人們更全面(mian)地認識溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)(mian)的(de)(de)危害,并在(zai)此基(ji)礎上研(yan)(yan)發適宜的(de)(de)防(fang)護措施和防(fang)護手(shou)段,以(yi)更安全、健康地應(ying)用溫(wen)(wen)石(shi)棉(mian)(mian)。