1、电焊工的职业病危害及防治电焊工的职业病危害及防治前言 职业病防治法的颁布和执行明确了用人单位向从业人员的高知责任，也明确了劳动者的知情权。告知与知情都是针对某行业、工种所接触的职业病危害因素而言，可是在已出版的科普读物和工具书中多数以职业病危害因素做主标题读者只能从因素的工种分布上去查找。除煤炭、矿山行业出版过科普读物外，已工种为主标题的读物较少，对于某一作业工种涵盖多种职业病危害因素的则更少。而电焊工正是一个多因素危害作业的工种，它涉及焊烟（尘）、锰、铅、氟化物、二氧化硅、镍、及铬等有形成分。有害气体包括二氧化氮、一氧化碳、臭氧、氟化氢等，此外还有紫外线、高温、焊渣等多种职业病危害因素，而且
2、各因素之间对人体的危害有联合作用，更加大了危害程度。 近些年国内报道过的职业病有电焊工尘肺、电焊工锰中毒、电焊工金属热、电焊工铅中毒、电焊工电光性眼炎、电焊工氟骨症以及电焊工刺激性中毒等等。 为使用人单位和劳动者充分了解电焊作业职业病危害的种类以及产生的相应后果，增强预防危害的意识，用人单位为劳动者提供有效的防护措施，劳动者注重自我防护以达到预防电焊工职业病的发生和保护劳动者健康的目的。 就国内目前各地多数省、市、企业的职防机构仍未能全面认识电焊工的职业病危害并从各个方面进行整体的健康监护，愿以此拙作起到抛砖引玉的作用，与同行共商。第一章破解电焊工职业病危害之谜 2008年1月16日卫生部以卫
3、办监督函200819号文发布职业病诊断与鉴定管理办法（修改稿）的征求意见函，在第3条科学之后又增加了合法、客观、真实等几项原则，与卫生部（1986）卫防劳35号和1984年3月19日发布的管理办法以及2002年的24号卫生部令相比有了一个质的飞跃。 以往仅仅把职业病防治工作局限于“技术性很强” 的工作。须知，我们通常所说的“科技”涵盖科学和技术两个层面，前者是解决什么？为什么？后者是指做什么？怎么做？技术是“经”，谁都可谈，可照本去做。而科学是经过熟虑、调查研究和实验研究的结论，是“典”。二者有机结合才是经典，是相辅相成的产物。 如何认识某一工种，比如电焊工接触的多种职业危害不仅用人单位、劳动
4、者，就是从事职业病防治工作的医生也难以客观、真实地了解和实践。对电焊工作业的各项有害因素的专业性监护，首先要全面了解该工种职业暴露全过程职业病危害因素的种类以及各种因素间是否存在协同作用才能客观地、真实地、系统地、动态地对劳动者进行健康监护。 笔者（沙森）是做了18年临床医生之后，在全国矽肺大普查的1973年进入职防队伍的，面对着数千名现职粉尘作业工人和既往有开山史的上万名隧道工以及分布在几千里铁路线上的80多个电焊作业点上的300多名电焊工，职业病普查成了疑难问题。除了电光性眼炎，电焊工的尘毒危害是一片空白既不承认他们是粉尘作业的受害对象，也不承认有毒物的接触。当时尘毒作业者的每月8元钱的保
5、健品费，电焊工也享受不到。在当时少得可怜的职业卫生教科书、工具书刊上，仅查到电焊烟尘是良性粉尘，可患铁沫沉着肺，不属于职业病。而锰中毒仅把电焊条制造工列为受检对象。（这一规定一直延续到1992年的卫生部1号文件，而此时卫生防疫站管理条例劳动卫生分册仍认可以前的说法）。所以，当时第一步是要把电焊工作为尘毒作业的职业病体检地位合法化。为此，笔者做了大量工作： 一、查阅资料：从机械工程方面的书刊上发现了电焊工可以得某些职业病的论述。从焊接工艺学、机械加工、和焊接杂志上发现：国际上有个焊接学会，其中第八委员会是专门负责电焊工安全卫生防护的，中国是成员国，成员在甘肃工业大学；电焊的形式方法有几十种，所使
6、用的焊条、焊剂有几百种，含有毒金属如锰、镍、铬、铅等，施焊时还产生氟化物，氮氧化物等有毒气体，可造成人体伤害。 二、走访调查：从老电焊工、工程师那里讨学问，走访了甘肃工业大学，兰州电焊条厂，清华大学机械系的焊接教研室，北京、山海关、株州焊接研究所，以及上海市和甘肃省卫生防疫站，大连造船厂医院以及齐齐哈尔机车厂了解焊烟成份和检查焊工职业病状况。 三、现场监测：根据调研结果在80多个电焊作业点上进行尘、毒等有害因素的监测，其结果是锰、氟化物、尘均严重超标，从分散度来看5m的粉尘达95以上，部分样品二氧化硅达45%，应属于游离二氧化硅10%，焊缝为1.0；堆276药皮内可达3040%，焊缝内为101
7、4%，含锰量相当于建国初期使用的苏式YOHUU/YOHUO药皮内锰可达45%。 三、手把焊条电焊时烟气的主要成分 当施焊时在电弧（以紫外线为主）产生的同时焊条被电焊母材及焊芯熔化，也引起粘结剂及药皮的燃烧，约80%成为焊渣，57%渗入焊缝中，约10%形成电焊烟气。焊接烟气中有毒有害气体的成份主要为气体有氮氧化物、臭氧、二氧化碳、一氧化碳、氟化氢、高分子化合物（如聚氯乙烯、聚四氟乙烯）等等，其中以一氧化碳所占的比例最大。烟（尘）的成份是十分复杂，已在烟尘中发现的元素多达20种以上，其中含量最多的是Fe、Ca、Na等，其次是Si、Al、Mn、Ti、Cu，以及微量的锌、铬、铅、银、钡等。焊接烟尘中的
8、主要有害物质为Fe2O3、SiO2、MnO、HF等，其中含量最多的为Fe2O3，一般占烟尘总量的35.56%，其次是SiO2，其含量占1020，MnO占520左右。焊接烟气中有毒有害气体的成份主要为CO、CO2、O3、NOX、CH4等，其中以CO所占的比例最大。 焊接烟尘主要来自焊条的药皮，少量来自焊芯及被焊工件，焊接烟尘的产生量与焊条的种类、被焊母材的性质、焊条的直径、施焊时的电流和电压以及焊接环境等因素有关。各种类型焊条熔化时的产尘系数序号焊条种类产尘系数（g/kg）1钛钙型焊条6.87.22低氢型焊条8.915.63锰型焊条10.318.3 不锈钢奥化体焊条对中、高合金钢施二氧化碳气体保
9、护焊时，所产生的焊烟主要元素含量为成份铁锰镍铬硅含量18.030.08.220.75.05.56.018.03.94.0 其中锰的重量为0.522.30mg/m2 经线衍射分析证实铁化合物F3O4为多，锰化合物也以Mn3O4为多。电焊烟（尘）在普通光镜下呈凝聚程度不同的微粒，90%以上粒径小于1m。在2万倍的电镜下，尘粒为球型，较为光滑，已金属氧化物为核心周围吸附小粒子的非定型物质，多以小粒子群存在，直径在0.040.4m。 施焊时产生的焊烟，由于手把电焊，一只手持面盾，一只手持焊枪，近距离操作，电焊所产生的有害气体和气溶胶很容易通过呼吸道吸入造成职业危害。第二节 焊剂（俗称焊药）、焊丝、钎熔
10、料 一、焊剂 焊剂是埋弧自动焊、半自动焊和电渣焊的焊剂，其作用相当于手工焊焊条的药皮, 是一种晶体，含SiO2（二氧化硅）、MnO（氧化锰）、GaF（氟化钙）、CaO（氧化钙）、MgO（氧化镁）、Al2O3（三氧化二铝）、NaF（氟化钠）、FeO（氧化铁）、R2O（碱性氧化物）、S（硫）、P（磷）、ZrO2（二氧化锆）、（Re）x（O）y（稀土氧化物）。 国产焊剂的表示方式主要依据化学成分分类编号，其编号方法是在牌号前面加焊剂+锰含量+二氧化硅与氟化钙的含量+牌号编号，如HJ431： HJ埋弧自动焊、半自动焊和电渣焊的焊剂 第一位数字表示氧化锰的平均含量： “1”表示含MnO2，“2”表示含M
11、nO215，“3”表示含MnO1530，“”表示含MnO30； 第二位数字表示二氧化硅、氟化钙的平均含量，表1。 末位数字是同一类型焊剂中的不同牌号，表示药皮类型和焊接电源种类，表2。表1焊剂类别 二氧化硅含量 （%）氟化钙含量（%）低硅低氟 1010中硅低氟 10-3010高硅低氟 3010低硅中氟 1010-30中硅中氟 10-3010-30高硅中氟 3010-30低硅高氟 1030中硅高氟 10-3030表2 焊条牌号中末位数字的意义数字药皮类型特 点电源1氧化钛型(酸性)焊接工艺性好,适用于各种位置焊接，特别适用于薄板焊接；焊缝金属塑性和抗裂性能较差。交流或直流2钛钙型(酸性)焊接工艺
12、性好，适用于各种位置焊接。3钛铁矿型(酸性)焊接工艺性好，适用于各种位置焊接。4氧化铁型(酸性)焊接工艺性较差，焊缝金属抗裂性能较好，适宜中厚板平焊，立焊及仰焊操作性能较差。5纤维素型(酸性)焊接工艺性较差，焊缝金属抗裂性能良好，适用于含碳量较高的中厚板焊接，立焊及仰焊操作性能较差。6低氢型（碱性）焊接工艺性一般，焊缝金属具有特别良好的抗热裂性能和机械性能，适宜于焊接重要结构。7直流臭氧危害物质臭氧危害物质Ozone depleting substances Chlorofluorocarbon (CFCs)氟氯烷碳化物Hydrochlorofluorocarbon (HCFCs)氟氯氢烷碳化
13、物Halon海龙Carbon Tetrachloride(CCl4)四氯化碳Methyl chloroform=1,1,1-Trichlorothane(CH3CCl3)（1,1,1三氯乙烷）Bromomethane(CH3Br)溴代甲烷Hydrobromo fluorocarbon (HBFC) 在易磨损的火车头大轮使用431焊剂自动焊时产生大量黄绿色浓烟，现场检测在无防护的情况下焊尘可高达150mg/M3，二氧化锰也达8mg/M3左右，均超过二、三十倍。该项作业被焊材料及焊剂均需加温至2500左右，难以使用局部通风装置。 二、焊丝 是与焊剂相匹配能保持被焊母材机械性能的金属材料，焊丝的作用
14、相当于手工电弧焊焊条的钢芯。焊丝牌号的表示方法是在牌号的前面加上“H”。强度钢用焊丝牌号如H08、H08A、H10Mn2等，H后面的头两个数字表示焊丝平均含碳量的万分之几，焊丝中如果有合金元素，则将它们用元素符号依次写在碳含量的后面。当元素的含量在1左右时，只写元素名称，不注含量；若元素含量达到或超过2时，则依次将含量的百分数写在该元素的后面。若牌号最后带有A字，表示为S、P含量较少的优质焊丝。 常用的有HO8A，HO8MnA和H10Mn2焊丝。机械性能包括抗拉强度，屈服强度，延伸率(%)，和冲击值等等，这些物理术语与职业卫生关系不大，所以不在此赘述，但在使用有色金属焊丝时，涉及铜、铝锌、镍、
15、铅、铬等，特别是有一种锌铬焊料铅竟达51%，镉为9%，铅的熔点仅为3270C，在焊铜锌铅合金时（俗称青铜），铜的熔点10830C，此时铅早已熔化，形成铅烟，造成危害。以丝01高铬铸铁堆焊焊丝为例，其金属成份（）如下：成份铬镍硅锰含量25313.55.02.64.20.51.5 在旋焊时与焊剂中的锰合成高锰高氟焊烟。 三、钎熔料（钎料） 钎焊是利用熔点较焊件（母材）低的钎料与焊件一起加温，以气体火焰，高频感应使钎料熔化，但焊件不熔化，借助其毛细管吸力作用，使钎料熔化填满连接触的间隙而完成焊接，根据需要选不同的钎料：有铜基、铜锌、锡铅、锰黄铜等数十种，以银基钎料的311（银镉钎料1号）和312(银
16、镉钎料2号)为例，各金属含量（）如下：钎料银铜铬镍锰锌3114427823.03.516.618.8312401625.125.60.10.317.318.5 各种施焊工艺以及使用的焊料（焊条、焊剂、焊丝、钎料）品种繁多，作业时所产生的危害因素也各不相同，用人单位的安技、劳保专业人员与职业卫生机构服务的专业人员应紧密配合，取长补短，尽可能详细地向从业人员讲清楚使用的焊条焊剂的有毒成份，以增强其防护意识。电焊条牌号与型号焊条牌号焊条牌号是对焊条产品的具体命名。它是根据焊条的主要用途及性能特点来命名的。每种焊条产品只有一个牌号，但多种牌号的焊条可以同时对应于一种型号。焊条牌号通常以一个汉语拼音字母
17、（或汉字）与三位数字表示。 （1）结构钢焊条焊条牌号如J422，其中“J”表示结构钢焊条,第一、二位数字42则表示焊缝金属的抗拉强度等级（用MPa值的1/10表示），末位数字“2”表示药皮类型及焊接电源的种类（见表2-13）。 （2）奥氏体铬镍不锈钢焊条 焊条牌号如A132，其中“A”表示奥氏体不锈钢焊条；第一位数字表示焊缝金属主要化学成分组成等级，“1”等级表示含Cr量约为19，含Ni量约为10；第二位数字表示同一焊缝金属主要化学成分组成等级中的不同牌号、品种，以此来区别镍铬之外的其他成分的不同；末位数字表示药皮类型和焊接电源种类，见表213。 焊条型号 焊条型号是以焊条国家标准为依据、反映
18、焊条主要特性的一种表示方法。焊条型号根据焊缝金属的力学性能、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分。（1）碳钢焊条 焊条型号如E4315，其中E表示焊条；前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位为MPa值的1/10；第三位数字表示焊条的焊接位置，“0”及“1”表示焊条适用于全位置焊接（平、立、仰、横），“2”表示焊条适用于平焊及平角焊，“4”适用于向下立焊；第三位和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型。举例如下：简要说明一下常用的几种焊条a.E4303、E5003焊条这类焊条为钛钙型。药皮中含30以上的氧化钛和20以下的钙或镁的碳酸盐矿，熔渣流动性良好，脱渣容易，电弧稳定，溶深适中，飞
19、溅少，焊波整齐。这类焊条适用于全位置焊接，焊接电流为交流或直流正、反接，主要用于焊接较重要的碳钢结构。b. E4315、E5015 焊条 这两类焊条为低氢钠型，药皮的主要组成物是碳酸盐矿和萤石。其碱度较高，熔渣流动性好，焊接工艺性能一般，焊波较粗，角焊缝略凸，熔深适中，脱渣性较好，焊接时要求焊条干燥，并采用短弧焊。这类焊条可全位置焊接，焊接电源为直流反接，其熔敷金属具有良好的抗裂性和力学性能。主要用于焊接重要的低碳钢结构及与焊条强度相当的低合金钢结构，也被用于焊接高硫钢和涂漆钢。c. E4316、E5016型焊条这两类焊条为低氢钾型，药皮在E4315和E5015型的基础上添加了稳弧剂，如铝镁合
20、金或钾水玻璃等，其电弧稳定，工艺性能好，焊接位置与E4315和E5015型焊条相似，焊接电源为交流或直流反接。这类焊条的熔敷金属具有良好的抗裂性和力学性能。主要用于焊接重要的低碳钢结构，也可焊接与焊条强度相当的低合金钢结构。（2）低合金钢焊条 焊条型号如E5018A1，低合金钢型号编制方法与碳钢焊条基本相同，但后缀字母为熔敷金属的化学成分分类代号，并以短划“-”与前面数字分开。如还具有附加化学成分时，附加化学成分直接用元素符号表示，并用短划“-”与前面后缀字母分开，举例如下第二章电焊烟尘毒性的研究 近二、三十年，把电焊工作为观察组进行焊烟某种成份的毒性研究比较多，多数在锰的毒理研究，但电焊烟尘
21、是一种复合的气溶胶，其中的某些成份含之间对人体的危害有协同作用，增强了对人体的损害，比如：焊尘与一氧化氮对肺泡的损伤，氟化物与臭氧共存时对肺血管通透性的危害等等。把整个焊烟尘作为一个毒源进行试验的当属1977年卫生部把锰的研究分配给了甘肃和新疆，甘肃以兰州石油管理局、兰州炼油厂、兰州化工厂等大型企业的电焊烟尘作为主要研究基地，动物实验也使用电焊烟尘进行的。新疆仅承担尿锰、粪锰的当地正常值的制定，现将当年甘肃的试验结果回顾如下：一、急性毒性研究 以豚属及小白鼠作为实验对象，以J422酸性焊条和J507碱性焊条所产生的焊烟导入动式染毒柜，在30分钟和60分钟时，酸性焊条产生的焊烟无致死作用，而碱性
22、焊条所产生的焊烟半数致死浓度（LC50）分别为30分钟1490mg/M3，60分钟为501.2mg/M3。其LC50和侧倒始建于电焊烟尘的浓度有关，而与气体浓度无直接关系。实验动武由淡漠兴奋狂躁呼吸困难四肢痉挛死亡。病理解剖所见为肺充血、出血、局部肺萎缩、代偿性肺气肿和支气管炎等。二、亚急性毒性试验 以半数致死浓度（LC50）1/4剂量501/4125mg/M3的碱性焊条的焊烟分别对豚鼠和大白鼠染毒32天，每天24小时，分别于染毒后的4天，8天，16天32天分别处死（共128只）以观察有无蓄积及敏感作用的观察指标。结果：无蓄积，但肺重量增加，锰、氟化物含量明显增多，生长缓慢。 生化指标：血清白
23、蛋白降低，球胆白升高，比例倒置，过氧化物酶活性下降，核糖核酸升高，脱氧核糖核酸下降：两肺为弥漫性、间质性炎症和肺泡壁的变化，含铁颗粒堆积和吞噬现象，但外周细胞反应不明显，少量出现间质纤维化结节，由成纤维细胞、多核细胞及淋巴细胞组成，有少量胶元纤维，而非泡内变化不明显。三、慢性毒性试验 共6个月每天染毒3小时焊烟（尘）浓度分别为40,20,10mg/M3，动物仍为豚鼠和大白鼠，在40mg/M3肺重量增加，肺内氟化物含量增多、蓄积，血浆蛋白下降，酶的活性变化与亚急性试验一致，上述表现20mg/M3次之，10mg/M3再次之。 病理：，实验进行5个月时，40mg/M3组肺间质纤维细胞活跃，细胞反应较前明显，6个月后的11只均有肺间质纤维化，血管内皮强烈增生，胸膜间皮细胞肿胀。10mg/M3组的3只有肺间质纤维化。实验当时焊尘的MAC按低于10%的二氧化硅粉尘评价，故认为10mg/M3的MAC是不安全的。当是世界上焊尘的标准是： 国际焊接安全第八委员会阈限值TLV：含氟10mg/M3，不含氟10m
