27. 生物監測
章節編輯:Robert Lauwerys
目錄
一般原則
維托·福阿和洛倫佐·阿萊西奧
質量保證
D. 貢佩茨
金屬和有機金屬化合物
P. Hoet 和 Robert Lauwerys
有機溶劑
池田雅之
遺傳毒性化學品
瑪利亞索薩
農藥
Marco Maroni 和 Adalberto Ferioli
單擊下面的鏈接以在文章上下文中查看表格.
2. 化學品和生物監測示例
3. 有機溶劑的生物監測
7. 道德原則
8. 生產和使用農藥的暴露
11. 未暴露的健康人的膽鹼酯酶活性
12. 尿烷基磷酸鹽和 OP 殺蟲劑
13. 尿烷基磷酸鹽測量和 OP
14. 尿氨基甲酸酯代謝物
15. 尿液二硫代氨基甲酸鹽代謝物
16. 擬議的農藥生物監測指標
指向縮略圖以查看圖片標題,單擊以在文章上下文中查看圖片.
28.流行病學與統計學
章節編輯: Franco Merletti、Colin L. Soskolne 和 Paolo Vineis
流行病學方法應用於職業健康與安全
Franco Merletti、Colin L. Soskolne 和 Paolo Vineis
暴露評估
M·杰拉爾德·奧特
總結工作生活接觸措施
科林·L·索斯科尼
測量暴露的影響
謝莉亞·霍爾·扎姆
案例研究:措施
Franco Merletti、Colin L. Soskolne 和 Paola Vineis
研究設計中的選項
斯文赫恩伯格
研究設計中的有效性問題
安妮·薩斯科
隨機測量誤差的影響
Paolo Vineis 和 Colin L. Soskolne
統計方法
Annibale Biggeri 和馬里奧布拉加
流行病學研究中的因果關係評估和倫理
保羅維尼斯
流行病學調查問卷
Steven D. Stellman 和 Colin L. Soskolne
石棉歷史透視
勞倫斯加芬克爾
單擊下面的鏈接以在文章上下文中查看表格.
2. 疾病發生的措施
3. 隊列研究的關聯測量
4. 病例對照研究的關聯措施
5. 群組數據的一般頻率表佈局
6. 病例對照數據的樣本佈局
9. 集中趨勢和分散指數
10. 二項式實驗和概率
11. 二項式實驗的可能結果
14. II 類錯誤和功效; x = 12, n = 30,一個 = 0.05
15. II 類錯誤和功效; x = 12, n = 40,一個 = 0.05
指向縮略圖以查看圖片標題,單擊以在文章上下文中查看圖片.
29. 人體工學
章節編輯: 沃爾夫岡·勞里格和約阿希姆·韋德
目錄
概述
沃爾夫岡·勞里格和約阿希姆·韋德
人體工程學的本質和目標
威廉·辛格爾頓
活動、任務和工作系統分析
維羅妮克·德·凱澤
人體工程學和標準化
弗里德海姆·納赫賴納
核對表
普拉納布·庫馬爾·納格
人體測量學
梅爾基奧爾·馬薩利
肌肉工作
Juhani Smolander 和 Veikko Louhevaara
工作姿勢
伊爾卡·庫林卡
生物力學
弗蘭克·達比
一般疲勞
埃蒂安·格蘭讓
疲勞與恢復
羅爾夫·赫爾比格和沃爾特·羅默特
腦力勞動
溫弗里德哈克
警覺
赫伯特豪雅
精神疲勞
彼得·里希特
工作組織
埃伯哈德·烏利希和古德拉·格羅特
睡眠剝奪
小木一孝
工作站
羅蘭卡德佛斯
工具
TM弗雷澤
控件、指示器和麵板
卡爾·赫·克羅默
信息處理與設計
安德里斯·F·桑德斯
為特定群體設計
笑話 H. Grady-van den Nieuwboer
文化差異
後尚沙納瓦茲
老年工人
安托萬·拉維爾和謝爾蓋·沃爾科夫
有特殊需要的工人
笑話 H. Grady-van den Nieuwboer
鑽石製造中的系統設計
以薩迦吉拉德
無視人體工程學設計原則:切爾諾貝利
弗拉基米爾·穆尼波夫
單擊下面的鏈接以在文章上下文中查看表格.
1. 基本人體測量核心列表
2. 疲勞和恢復取決於活動水平
6. 參與組織環境
7. 用戶參與技術過程
10. 控制動作和預期效果
11. 常見手控器的控效關係
12. 控制安排規則
13. 標籤指南
指向縮略圖以查看圖片標題,單擊以查看文章上下文中的圖片.
30. 職業衛生
章節編輯: 羅伯特·赫里克
目錄
目標、定義和一般信息
Berenice I. Ferrari 戈爾澤
危險識別
琳娜·利連貝格
工作環境評估
洛瑞·A·托德
職業衛生:通過乾預控制暴露
詹姆斯·斯圖爾特
暴露評估的生物學基礎
迪克·黑德里克
職業接觸限值
丹尼斯·J·帕斯滕巴赫
31. 個人防護
章節編輯: 羅伯特·赫里克
目錄
個人防護的概述和原理
羅伯特·赫里克
眼睛和麵部保護器
木村菊子
足部和腿部保護
三浦豐彥
頭部保護
伊莎貝爾·巴爾蒂和阿蘭·邁耶
聽力保護
John R. Franks 和 Elliott H. Berger
防護服
S.扎克·曼斯多夫
呼吸系統防護
托馬斯·尼爾森
單擊下面的鏈接以在文章上下文中查看表格。
2. 防護等級 - 氣焊和釬焊
3. 防護等級——氧氣切割
4. 防護等級——等離子弧切割
8. 聽力保護器的降噪等級
9. 計算 A 加權降噪
10. 皮膚危害類別示例
11. 物理、化學和生物性能要求
12. 與特定活動相關的物質危害
指向縮略圖以查看圖片標題,單擊以查看文章上下文中的圖片。
32. 記錄系統和監控
章節編輯: 史蒂文·D·斯特爾曼
目錄
職業病監測和報告系統
史蒂文·B·馬科維茨
職業危害監測
戴維·H·韋格曼和史蒂文·D·斯特爾曼
發展中國家的監測
David Koh 和 Kee-Seng Chia
工傷與疾病分類系統的開發與應用
埃利斯·比德爾
非致命工作場所傷害和疾病的風險分析
約翰·魯瑟
案例研究:工人保護和事故與職業病統計 - 德國 HVBG
馬丁·布茨和伯克哈德·霍夫曼
案例研究:Wismut - 重新審視鈾暴露
海因茨·奧滕和霍斯特·舒爾茨
流行病學職業暴露評估的測量策略和技術
弗蘭克博赫曼和赫爾穆特布洛姆
單擊下面的鏈接以在文章上下文中查看表格.
3. 美國死於塵肺和胸膜間皮瘤
4. 法定職業病清單樣本
7. 職業傷害和疾病的風險
8. 重複運動條件下的相對風險
11. 職業病,德國,1980-93
12. 傳染病,德國,1980-93
13. Wismut 礦山的輻射暴露
指向縮略圖以查看圖片標題,單擊以在文章上下文中查看圖片.
33.毒理學
章節編輯:Ellen K. Silbergeld
簡介
Ellen K. Silbergeld,章節編輯
定義和概念
Bo Holmberg、Johan Hogberg 和 Gunnar Johanson
毒代動力學
杜尚久里奇
目標器官和關鍵影響
馬雷克·雅庫博夫斯基
年齡、性別和其他因素的影響
斯波緬卡·泰利斯曼
毒性反應的遺傳決定因素
Daniel W. Nebert 和 Ross A. McKinnon
簡介和概念
菲利普·G·渡邊
細胞損傷和細胞死亡
本傑明·F·特朗普和艾琳·K·貝瑞茲斯基
遺傳毒理學
R. Rita Misra 和 Michael P. Waalkes
免疫毒理學
Joseph G. Vos 和 Henk van Loveren
靶器官毒理學
埃倫·K·西爾伯格爾德
生物標誌物
菲利普格蘭讓
遺傳毒性評估
大衛·M·德馬里尼和詹姆斯·赫夫
體外毒性測試
喬安妮·祖洛
結構活動關係
埃倫·K·西爾伯格爾德
健康與安全法規中的毒理學
埃倫·K·西爾伯格爾德
危險識別原則——日本方法
池田雅之
美國對生殖毒物和神經毒劑進行風險評估的方法
埃倫·K·西爾伯格爾德
危險識別方法 - IARC
哈里·瓦尼奧和朱利安·威爾伯恩
附錄 - 對人類致癌性的總體評估:IARC 專論第 1-69 卷 (836)
致癌物風險評估:其他方法
塞斯·範·德·海登
單擊下面的鏈接以在文章上下文中查看表格.
指向縮略圖以查看圖片標題,單擊以在文章上下文中查看圖片.
精神緊張是應對精神負荷 (MWL) 過程的正常結果。 長期負荷或高強度的工作需求可能導致超負荷(疲勞)和負荷不足(單調、飽足)的短期後果以及長期後果(例如壓力症狀和與工作相關的疾病)。 在壓力下維持穩定的行為調節可以通過改變一個人的行為方式(通過改變信息搜索和決策策略),降低成就需要水平(通過重新定義任務)來實現和降低質量標準),並通過心理生理努力的補償性增加,然後在工作時間減少努力。
這種對心理緊張過程的理解可以被概念化為在施加負荷因素期間的行為調節的交易過程,其中不僅包括緊張過程的負面成分,還包括學習的積極方面,如增生、調整和重組,以及動機(見圖 2)。
精神疲勞可以定義為長時間工作後表現、情緒和活動的行為穩定性的時間可逆下降過程。 這種狀態可以通過改變工作需求、環境影響或刺激暫時逆轉,並且可以通過睡眠完全逆轉。
精神疲勞是執行高難度任務的結果,這些任務主要涉及信息處理和/或持續時間較長。 與單調相反, 復甦 減量是耗時的,並且不會在更改任務條件後突然發生。 疲勞症狀在多個行為調節水平上得到識別:環境與機體之間的生物穩態失調、目標導向行為的認知過程失調以及目標導向動機和成就水平的穩定性喪失。
可以在人類信息處理系統的所有子系統中識別精神疲勞的症狀:
精神疲勞的鑑別診斷
存在足夠的標準來區分精神疲勞、單調、精神飽足和壓力(狹義)(表 1)。
表 1. 精神緊張的幾種負面後果的區別
標準 |
精神疲勞 |
單調 |
飽足感 |
應力 |
關鍵 |
過載方面不合適 |
條件不合適 |
任務感喪失 |
目標感知 |
情緒 |
沒有疲倦 |
疲倦與 |
易怒 |
焦慮、威脅 |
情緒化 |
中性 |
中性 |
增加情感厭惡 |
焦慮加劇 |
激活 |
不斷地 |
不連續 |
增加 |
增加 |
恢復 |
耗時的 |
任務交替後突然 |
? |
長期 |
預防 |
任務設計, |
豐富工作內容 |
設定目標 |
工作重新設計, |
精神疲勞程度
對精神疲勞現象學的充分描述 (Schmidtke 1965)、許多有效的評估方法以及大量的實驗和現場結果提供了精神疲勞程度的有序縮放的可能性 (Hacker 和 Richter 1994)。 縮放比例基於個人應對行為下降的能力:
級別1: 最佳和高效的性能:沒有表現、情緒和激活水平下降的症狀。
級別2: 以增加外周心理生理激活為特徵的完全代償 (例如,通過手指肌肉的肌電圖測量)、感知到的精神努力的增加、表現標準的可變性增加。
級別3: 在第 2 級中描述的額外的不穩定補償:動作失誤,感知疲勞,增加(補償)中央指標的心理生理活動,心率,血壓。
級別4: 除了級別 3 中描述的效率降低之外:降低性能標準。
級別5: 進一步的功能障礙:工作場所的社會關係和合作障礙; 臨床疲勞的症狀,如睡眠質量下降和生命力竭。
預防精神疲勞
任務結構、環境、工作時間的休息時間和充足的睡眠的設計是減輕精神疲勞症狀的方法,以便不產生臨床後果:
1. 任務結構的變化. 為充分的學習和任務結構設計先決條件不僅是促進有效工作結構發展的一種手段,而且對於防止精神超負荷或負荷不足方面的失調也是必不可少的:
2. 引入工作期間的短期休息制度. 這種休息的積極影響取決於對某些先決條件的遵守。 更多的短暫休息比更少的長時間休息更有效率; 效果取決於固定的因此可預期的時間表; 休息的內容應具有對身心工作需求的補償作用。
3. 充足的放鬆和睡眠. 特殊的員工助理計劃和壓力管理技術可以支持放鬆的能力和預防慢性疲勞的發展(Sethi、Caro 和 Schuler 1987)。
分子和細胞生物學中尖端技術的出現刺激了包括毒理學在內的生命科學的相對快速發展。 實際上,毒理學的重點正在從整個動物和整個動物種群轉移到單個動物和人類的細胞和分子。 自 1980 世紀 XNUMX 年代中期以來,毒理學家開始採用這些新方法來評估化學品對生命系統的影響。 作為一個合乎邏輯的進展,這些方法正在適應毒性測試的目的。 這些科學進步與社會和經濟因素共同作用,影響了產品安全和潛在風險評估的變化。
經濟因素與必須測試的材料量特別相關。 每年都有大量新的化妝品、藥品、農藥、化學品和家用產品進入市場。 所有這些產品都必須評估其潛在毒性。 此外,還有大量已在使用但未經過充分測試的化學品積壓。 使用傳統的整體動物測試方法獲取所有這些化學品的詳細安全信息是一項艱鉅的任務,如果能夠完成的話,在金錢和時間方面都是昂貴的。
還有與公共健康和安全相關的社會問題,以及公眾對使用動物進行產品安全測試的日益關注。 關於人類安全,公共利益和環保倡導團體向政府機構施加了巨大壓力,要求其對化學品實施更嚴格的法規。 最近的一個例子是一些環保組織在美國禁止使用氯和含氯化合物。 這種極端行為的動機之一在於這些化合物中的大多數從未經過充分測試。 從毒理學的角度來看,僅基於氯的存在就禁止一整類不同化學品的概念在科學上是不合理的,也是不負責任的。 然而,從公眾的角度來看,必須保證釋放到環境中的化學品不會造成重大健康風險,這是可以理解的。 這種情況強調需要更有效和快速的方法來評估毒性。
影響毒性測試領域的另一個社會問題是動物福利。 世界各地越來越多的動物保護組織對使用整隻動物進行產品安全測試表示強烈反對。 為了阻止動物試驗,針對化妝品、家庭和個人護理產品以及藥品的製造商發起了積極的運動。 歐洲的此類努力促成了指令 76/768/EEC(化妝品指令)的第六次修正案的通過。 該指令的結果是,1 年 1998 月 XNUMX 日之後在動物身上測試過的化妝品或化妝品成分不能在歐盟銷售,除非替代方法未得到充分驗證。 雖然該指令對在美國或其他國家/地區銷售此類產品沒有管轄權,但它將對那些擁有包括歐洲在內的國際市場的公司產生重大影響。
替代品的概念構成了除了對整隻動物進行測試以外的測試開發的基礎,由三個定義 Rs: 減少 使用的動物數量; 精緻 協議,使動物經歷更少的壓力或不適; 和 替代 目前的動物試驗包括體外試驗(即在活體動物之外進行的試驗)、計算機模型或對低等脊椎動物或無脊椎動物進行的試驗。 他們三個 Rs 在 1959 年由兩位英國科學家 WMS Russell 和 Rex Burch 出版的一本書中進行了介紹, 人道實驗技術原理. Russell 和 Burch 堅持認為,獲得有效科學結果的唯一途徑是通過人道對待動物,並認為應該開發減少動物使用並最終取而代之的方法。 有趣的是,在 1970 世紀 XNUMX 年代中期動物福利運動重新興起之前,羅素和伯奇概述的原則很少受到關注。 今天的三個概念 Rs 在研究、測試和教育方面處於領先地位。
總之,體外測試方法的發展受到過去 20 到 XNUMX 年匯集的各種因素的影響。 很難確定這些因素中的任何一個是否會對毒性測試策略產生如此深遠的影響。
體外毒性試驗的概念
本節將僅關注用於評估毒性的體外方法,作為整體動物測試的替代方法之一。 本章其他文章中討論了計算機建模和定量構效關係等其他非動物替代方法。
體外研究通常在體外的動物或人體細胞或組織中進行。 體外的字面意思是“在玻璃中”,是指在規定條件下對在培養皿或試管中培養的活體材料或活體材料成分進行的程序。 這些可能與體內研究或“在活體動物身上”進行的研究形成對比。 當觀察僅限於培養皿中的單一類型細胞時,即使不是不可能,也很難預測化學物質對複雜生物體的影響,但體外研究確實提供了大量關於內在毒性的信息作為毒性的細胞和分子機制。 此外,與體內研究相比,它們具有許多優勢,因為它們通常更便宜並且可以在更受控的條件下進行。 此外,儘管事實上仍然需要少量動物來獲得用於體外培養的細胞,但這些方法可被視為減少替代方法(因為與體內研究相比使用的動物要少得多)和精煉替代方法(因為它們消除了需要使動物經受體內實驗造成的不良毒性後果)。
為了解釋體外毒性試驗的結果,確定它們在評估毒性方面的潛在用途並將它們與體內的整個毒理學過程聯繫起來,有必要了解正在檢查毒理學過程的哪一部分。 整個毒理學過程包括以下事件:從有機體暴露於物理或化學試劑開始,通過細胞和分子相互作用進展,並最終在整個有機體的反應中表現出來。 體外試驗通常僅限於發生在細胞和分子水平的毒理學過程的一部分。 可從體外研究中獲得的信息類型包括代謝途徑、活性代謝物與細胞和分子靶標的相互作用以及可作為暴露分子生物標誌物的潛在可測量毒性終點。 在理想情況下,每種化學物質暴露於有機體表現的毒性機制是已知的,這樣從體外試驗中獲得的信息就可以得到充分解釋,並與整個有機體的反應相關聯。 然而,這實際上是不可能的,因為已經闡明的完整毒理學機制相對較少。 因此,毒理學家面臨這樣一種情況,即體外試驗的結果不能用作對體內毒性的完全準確預測,因為機制未知。 然而,在開發體外測試的過程中,通常會闡明毒性的細胞和分子機制的組成部分。
圍繞體外測試的開發和實施的關鍵未解決問題之一與以下考慮有關:它們應該以機械為基礎,還是足以讓它們具有描述性? 從科學的角度來看,僅使用基於機械的測試來替代體內測試無疑更好。 然而,在缺乏完整的機理知識的情況下,在不久的將來開發完全替代整體動物試驗的體外試驗的前景幾乎為零。 然而,這並不排除使用更具描述性的分析類型作為早期篩查工具,目前就是這種情況。 這些屏幕導致動物使用顯著減少。 因此,在生成更多機械信息之前,可能有必要在更有限的範圍內採用其結果與體內獲得的結果完全相關的測試。
體外細胞毒性試驗
在本節中,將描述為評估化學品的細胞毒性潛力而開發的幾種體外測試。 在大多數情況下,這些測試很容易執行,並且可以自動進行分析。 一種常用的細胞毒性體外試驗是中性紅測定。 該測定是在培養細胞上進行的,對於大多數應用,細胞可以保存在包含 96 個小孔的培養皿中,每個孔的直徑為 6.4 毫米。 由於每個孔都可用於單次測定,因此這種佈置可以容納多種濃度的測試化學品以及陽性和陰性對照,每種都有足夠數量的重複。 在用至少兩個數量級(例如,從 0.01mM 到 1mM)的不同濃度的測試化學品以及陽性和陰性對照化學品處理細胞後,將細胞沖洗並用中性紅處理,只能被活細胞吸收和保留的染料。 可以在去除測試化學品時添加染料以確定即時效果,或者可以在去除測試化學品後的不同時間添加染料以確定累積或延遲效果。 每個孔中的顏色強度對應於該孔中活細胞的數量。 顏色強度通過可配備讀板器的分光光度計測量。 讀板器經過編程,可為培養皿的 96 個孔中的每個孔提供單獨的測量值。 這種自動化方法允許研究人員快速執行濃度響應實驗並獲得統計上有用的數據。
另一種相對簡單的細胞毒性試驗是 MTT 試驗。 MTT(3[4,5-二甲基噻唑-2-基]-2,5-二苯基四唑溴化物)是一種四唑染料,可被線粒體酶還原成藍色。 只有具有活線粒體的細胞才能保留進行該反應的能力; 因此,顏色強度與線粒體完整性的程度直接相關。 這是檢測一般細胞毒性化合物以及那些專門針對線粒體的藥物的有用測試。
乳酸脫氫酶 (LDH) 活性的測量也用作細胞毒性的廣泛檢測。 這種酶通常存在於活細胞的細胞質中,並通過已被毒劑不利影響的死亡或垂死細胞的滲漏細胞膜釋放到細胞培養基中。 在對細胞進行化學處理後,可在不同時間去除少量培養基,以測量釋放的 LDH 量並確定毒性的時程。 雖然 LDH 釋放試驗是一種非常普遍的細胞毒性評估,但它很有用,因為它易於執行並且可以實時完成。
正在開發許多新方法來檢測細胞損傷。 更複雜的方法使用熒光探針來測量各種細胞內參數,例如鈣釋放以及 pH 和膜電位的變化。 一般來說,這些探針非常敏感,可以檢測到更細微的細胞變化,從而減少使用細胞死亡作為終點的需要。 此外,許多這些熒光測定可以通過使用 96 孔板和熒光板閱讀器實現自動化。
一旦使用這些測試之一收集了一系列化學品的數據,就可以確定相對毒性。 在體外試驗中確定的化學品的相對毒性可以表示為對未處理細胞的終點反應產生 50% 影響的濃度。 這一決定被稱為 EC50 (E有效的 C濃度為 50細胞的百分比),可用於比較不同化學品的體外毒性。 (用於評估相對毒性的類似術語是 IC50,表示導致細胞過程 50% 抑制的化學物質的濃度,例如,吸收中性紅的能力。)評估化學物質的相對體外毒性是否與其在體外的相對毒性相當並不容易體內毒性,因為體內系統中有很多混雜因素,例如毒代動力學、代謝、修復和防禦機制。 此外,由於大多數這些測定測量的是一般細胞毒性終點,因此它們不是基於機械的。 因此,體外和體內相對毒性之間的一致性是簡單相關的。 儘管從體外外推到體內存在許多複雜性和困難,但這些體外試驗被證明是非常有價值的,因為它們執行起來簡單且成本低廉,並且可以用作篩選以在早期階段標記劇毒藥物或化學品。發展。
靶器官毒性
體外試驗也可用於評估特定的靶器官毒性。 設計此類測試存在許多困難,最值得注意的是體外系統無法在體內保持器官的許多特徵。 通常,當細胞從動物身上取出並置於培養物中時,它們往往會迅速退化和/或去分化,即失去其器官樣功能並變得更加通用。 這帶來了一個問題,即在很短的時間內(通常是幾天),培養物不再可用於評估毒素的器官特異性影響。
由於分子和細胞生物學的最新進展,許多這些問題正在被克服。 獲得的關於體內細胞環境的信息可用於調節體外培養條件。 自 1980 世紀 XNUMX 年代中期以來,新的生長因子和細胞因子被發現,其中許多現已上市。 將這些因子添加到培養的細胞中有助於保持它們的完整性,也可能有助於在更長的時間內保留更多的分化功能。 其他基礎研究增加了對培養細胞的營養和激素需求的認識,因此可以配製新的培養基。 最近在識別可以在其上培養細胞的天然存在的和人工的細胞外基質方面也取得了進展。 在這些不同的基質上培養細胞會對它們的結構和功能產生深遠的影響。 從這些知識中獲得的一個主要優勢是能夠複雜地控制培養細胞的環境,並單獨檢查這些因素對基本細胞過程和它們對不同化學試劑的反應的影響。 簡而言之,這些系統可以深入了解特定器官的毒性機制。
許多靶器官毒性研究是在原代細胞中進行的,根據定義,原代細胞是從器官中新鮮分離出來的,通常在培養中的壽命有限。 使用來自器官的單一細胞類型的原代培養物進行毒性評估有很多優勢。 從機械的角度來看,這種培養物可用於研究化學物質的特定細胞靶標。 在某些情況下,可以將來自一個器官的兩種或多種細胞類型一起培養,這提供了一個額外的優勢,即能夠觀察細胞間相互作用對毒素的反應。 一些皮膚共培養系統已被設計成可以在體內形成類似於皮膚的三維結構。 也可以共培養來自不同器官(例如肝臟和腎臟)的細胞。 這種類型的培養物可用於評估必須在肝臟中生物激活的化學物質對腎細胞的特異性影響。
分子生物學工具在可用於靶器官毒性測試的連續細胞系的開發中也發揮了重要作用。 這些細胞係是通過將 DNA 轉染到原代細胞中產生的。 在轉染過程中,處理細胞和 DNA,使 DNA 可以被細胞吸收。 DNA 通常來自病毒,包含一個或多個基因,表達後可使細胞永生化(即能夠在培養物中長期存活和生長)。 還可以對 DNA 進行工程改造,使永生化基因受誘導型啟動子控制。 這種構建體的優點是細胞只有在接受適當的化學刺激以允許永生化基因表達時才會分裂。 這種構建體的一個例子是來自猿猴病毒 40 (SV40) 的大 T 抗原基因(永生化基因),其前面是金屬硫蛋白基因的啟動子區域,它是由培養基中存在的金屬誘導的。 因此,在將基因轉染到細胞中後,可以用低濃度的鋅處理細胞以刺激MT啟動子並開啟T抗原基因的表達。 在這些條件下,細胞增殖。 當從培養基中去除鋅時,細胞停止分裂並在理想條件下恢復到表達其組織特異性功能的狀態。
產生永生化細胞的能力與細胞培養技術的進步相結合,極大地促進了從許多不同器官(包括大腦、腎臟和肝臟)創建細胞系。 然而,在將這些細胞系用作真正細胞類型的替代物之前,必須仔細表徵它們以確定它們到底有多“正常”。
其他用於研究靶器官毒性的體外系統涉及越來越複雜。 隨著體外系統從單細胞培養到整個器官培養的複雜性不斷提高,它們變得與體內環境更具可比性,但與此同時,鑑於變量數量的增加,它們變得更加難以控制。 因此,在研究人員無法控制實驗環境時,可能會失去在更高級別組織中可能獲得的收益。 表 1 比較了用於研究肝毒性的各種體外系統的一些特徵。
表 1. 肝毒性研究的體外系統比較
系統 | 複雜 (互動水平) |
保留肝臟特定功能的能力 | 培養的潛在持續時間 | 環境控制能力 |
永生化細胞系 | 一些細胞到細胞(因細胞係而異) | 從差到好(因細胞係而異) | 不定 | 優秀 |
原代肝細胞培養 | 細胞到細胞 | 一般到優秀(因文化條件而異) | 幾天到幾週 | 優秀 |
肝細胞共培養 | 細胞到細胞(相同和不同細胞類型之間) | 好到好 | 週 | 優秀 |
肝片 | 細胞到細胞(在所有細胞類型中) | 好到好 | 數小時至數天 | 好 |
離體灌注肝臟 | 細胞間(在所有細胞類型中)和器官內 | 優秀 | 個小時裡 | 公平 |
精密切割的組織切片正被更廣泛地用於毒理學研究。 有可用的新儀器,使研究人員能夠在無菌環境中切割均勻的組織切片。 組織切片提供了一些優於細胞培養系統的優勢,因為器官的所有細胞類型都存在,並且它們保持其體內結構和細胞間通訊。 因此,可以進行體外研究以確定器官內的靶細胞類型以及研究特定的靶器官毒性。 切片的一個缺點是它們在培養的前 24 小時後迅速退化,這主要是由於氧氣向切片內部細胞的擴散不良。 然而,最近的研究表明,通過溫和的旋轉可以實現更有效的曝氣。 這與使用更複雜的介質一起,使切片能夠存活長達 96 小時。
組織外植體在概念上類似於組織切片,也可用於確定特定目標器官中化學物質的毒性。 組織外植體是通過取出一小塊組織(用於致畸研究,一個完整的胚胎)並將其放入培養物中進行進一步研究而建立的。 外植體培養物可用於短期毒性研究,包括皮膚刺激和腐蝕性、氣管石棉研究和腦組織神經毒性研究。
分離的灌注器官也可用於評估靶器官毒性。 這些系統提供了類似於組織切片和外植體的優勢,因為所有細胞類型都存在,但不會因製備切片的操作而對組織造成壓力。 此外,它們允許維持器官內相互作用。 一個主要的缺點是它們的短期生存能力,這限制了它們在體外毒性測試中的使用。 就作為替代品而言,這些培養物可以被認為是一種改進,因為動物不會經歷體內毒物治療的不良後果。 然而,它們的使用並沒有顯著減少所需的動物數量。
總之,有幾種類型的體外系統可用於評估靶器官毒性。 使用這些技術中的一種或多種,可以獲得有關毒性機制的大量信息。 困難仍然在於知道如何從代表毒理學過程的相對較小部分的體外系統外推到體內發生的整個過程。
眼部刺激的體外測試
從動物福利的角度來看,最具爭議的全動物毒性試驗可能是在兔子身上進行的眼睛刺激 Draize 試驗。 在這個測試中,將少量固定劑量的化學物質放入兔子的一隻眼睛中,而另一隻眼睛用作對照。 在接觸後的不同時間對刺激和炎症的程度進行評分。 正在努力開發替代該測試的方法,該測試不僅出於人道原因,而且還因為觀察的主觀性和結果的可變性而受到批評。 有趣的是,儘管 Draize 測試受到了嚴厲的批評,但它已被證明在預測人眼刺激物方面非常成功,尤其是其他方法難以識別的輕微至中度刺激性物質。 因此,對體外替代品的需求很大。
尋找 Draize 測試的替代方案是一項複雜的工作,儘管預計會成功。 已經開發了許多體外和其他替代方案,並且在某些情況下它們已經實施。 根據定義,Draize 測試的改進替代品對動物的痛苦或痛苦較小,包括 Low Volume Eye Test,其中將少量測試材料放入兔子的眼睛中,不僅出於人道原因,而且為了更接近地模擬人們實際可能意外接觸的量。 另一個改進是 pH 值小於 2 或大於 11.5 的物質不再在動物身上進行測試,因為已知它們會嚴重刺激眼睛。
1980 年至 1989 年間,用於化妝品眼部刺激性測試的兔子數量估計下降了 87%。 體外測試已被納入分層測試方法的一部分,以實現整體動物測試的大幅減少。 這種方法是一個多步驟過程,首先要全面檢查歷史眼睛刺激數據,並對要評估的化學品進行物理和化學分析。 如果這兩個過程沒有產生足夠的信息,則會進行一系列體外測試。 從體外試驗中獲得的額外數據可能足以評估物質的安全性。 如果沒有,那麼最後一步將是進行有限的體內測試。 很容易看出這種方法如何消除或至少大大減少預測測試物質安全性所需的動物數量。
用作此分級測試策略的一部分的體外測試電池取決於特定行業的需求。 從化妝品到製藥再到工業化學品,許多行業都在進行眼睛刺激測試。 每個行業所需的信息類型各不相同,因此不可能定義一個單一的體外測試電池組。 測試電池通常設計用於評估五個參數:細胞毒性、組織生理學和生物化學的變化、定量構效關係、炎症介質以及恢復和修復。 細胞毒性測試的一個例子是使用培養細胞進行的中性紅測定(見上文),這是一種可能的刺激原因。 可以在人角膜上皮細胞的培養物中測定因接觸化學品而導致的細胞生理學和生物化學變化。 或者,研究人員還使用了從屠宰場獲得的完整或解剖的牛或雞眼球。 在這些全器官培養物中測量的許多終點與體內測量的終點相同,例如角膜混濁和角膜腫脹。
炎症通常是化學性眼損傷的一個組成部分,並且有許多檢測方法可用於檢查此參數。 各種生化測定檢測在炎症過程中釋放的介質的存在,例如花生四烯酸和細胞因子。 雞蛋的絨毛尿囊膜 (CAM) 也可用作炎症指標。 在 CAM 測定中,將 14 到 XNUMX 天的雞胚的一小塊殼移除以暴露 CAM。 然後將化學物質應用於 CAM,然後在不同時間對炎症跡象(例如血管出血)進行評分。
在體外評估最困難的體內過程之一是眼部損傷的恢復和修復。 一種新開發的儀器,矽微生理計,測量細胞外 pH 值的微小變化,可用於實時監測培養的細胞。 該分析已被證明與體內恢復相當好,並已被用作該過程的體外測試。 這是對用作 Draize 眼刺激測試替代方法的測試類型的簡要概述。 在接下來的幾年內,很可能會定義一個完整的體外測試電池系列,並且每個電池都將針對其特定用途進行驗證。
驗證
監管機構接受和實施體外測試方法的關鍵是驗證,即為特定目的確定候選測試可信度的過程。 美國和歐洲都在努力定義和協調驗證過程。 歐盟於 1993 年成立了歐洲替代方法驗證中心 (ECVAM),以協調那裡的工作並與美國組織進行互動,例如美國學術中心約翰霍普金斯動物試驗替代中心 (CAAT)和替代方法驗證機構間協調委員會 (ICCVAM),由美國國立衛生研究院、美國環境保護署、美國食品和藥物管理局以及消費品安全委員會的代表組成。
體外試驗的驗證需要大量的組織和計劃。 政府監管機構以及工業界和學術界的科學家必須就可接受的程序達成共識,並由科學顧問委員會進行充分監督,以確保協議符合既定標準。 驗證研究應在一系列參考實驗室中進行,使用來自化學庫的校準化學品組和來自單一來源的細胞或組織。 必須證明候選測試的實驗室內重複性和實驗室間再現性,並對結果進行適當的統計分析。 一旦驗證研究的不同組成部分的結果得到匯總,科學顧問委員會就可以針對特定目的對候選測試的有效性提出建議。 此外,研究結果應發表在同行評審的期刊上,並放入數據庫中。
驗證過程的定義目前正在進行中。 每項新的驗證研究都將為下一項研究的設計提供有用的信息。 國際交流與合作對於快速制定廣泛接受的一系列協議至關重要,特別是考慮到 EC 化妝品指令的通過所帶來的緊迫性。 這項立法確實可以為進行認真的驗證工作提供所需的動力。 只有完成這一過程,才能開始接受各種監管機構的體外方法。
結論
本文概述了體外毒性測試的現狀。 體外毒理學科學相對年輕,但它正在呈指數級增長。 未來幾年的挑戰是將細胞和分子研究產生的機理知識納入大量體內數據清單,以提供更完整的毒理學機制描述,並建立可以使用體外數據的範例預測體內毒性。 只有通過毒理學家和政府代表的共同努力,才能實現這些體外方法的內在價值。
結構活性關係 (SAR) 分析是利用有關化學品分子結構的信息來預測與持久性、分佈、攝取和吸收以及毒性相關的重要特性。 SAR 是一種識別潛在危險化學品的替代方法,它有望幫助行業和政府確定物質的優先順序,以便進一步評估或用於新化學品的早期決策。 毒理學是一項日益昂貴和資源密集型的工作。 人們越來越擔心化學品可能會對暴露的人群造成不利影響,這促使監管機構和衛生機構擴大測試範圍和靈敏度,以檢測毒理學危害。 與此同時,監管對行業的實際和感知負擔引起了人們對毒性測試方法和數據分析實用性的擔憂。 目前,化學致癌性的確定取決於對至少兩個物種(男女)在不同劑量下的壽命測試,對多個器官進行仔細的組織病理學分析,以及檢測細胞和靶器官的癌前變化。 在美國,癌症生物測定的成本估計超過 3 萬美元(1995 年美元)。
即使有無限的財政資源,測試當今世界生產的大約 70,000 種現有化學品的負擔也將超過訓練有素的毒理學家的可用資源。 即使是對這些化學品的一級評估也需要幾個世紀的時間才能完成 (NRC 1984)。 在許多國家,對在毒性試驗中使用動物的倫理問題有所增加,這給使用標準毒性試驗方法帶來了額外的壓力。 SAR 已廣泛用於製藥行業,以識別具有治療有益用途潛力的分子(Hansch 和 Zhang 1993)。 在環境和職業健康政策中,SAR 用於預測化合物在物理化學環境中的擴散,並篩選新化學品以進一步評估潛在毒性。 根據美國有毒物質控制法 (TSCA),EPA 自 1979 年以來一直使用 SAR 方法作為製造前通知 (PMN) 過程中新化學品的“第一篩選”; 澳大利亞使用類似的方法作為其新化學品通知 (NICNAS) 程序的一部分。 在美國,SAR 分析是確定是否有合理依據得出結論認為物質的製造、加工、分銷、使用或處置將對人類健康或環境造成不合理的傷害風險的重要依據,如第TSCA 的 5(f)。 基於這一發現,EPA 然後可以根據 TSCA 第 6 節要求對該物質進行實際測試。
搜尋與援救的理由
SAR 的科學原理基於這樣的假設,即化學物質的分子結構將預測其在物理化學和生物系統中行為的重要方面(Hansch 和 Leo 1979)。
搜救過程
SAR 審查過程包括鑑定化學結構,包括經驗配方和純化合物; 結構相似物質的鑑定; 在數據庫和文獻中搜索有關結構類似物的信息; 毒性分析和結構類似物的其他數據。 在極少數情況下,僅關於化合物結構的信息就足以支持某些基於充分理解的毒性機制的 SAR 分析。 已經編制了幾個關於 SAR 的數據庫,以及基於計算機的分子結構預測方法。
利用此信息,可以使用 SAR 估算以下端點:
應該指出的是,對於致癌性、發育毒性、生殖毒性、神經毒性、免疫毒性或其他靶器官效應等重要的健康終點,不存在 SAR 方法。 這是由三個因素造成的:缺乏用於檢驗 SAR 假設的大型數據庫,缺乏對毒性作用的結構決定因素的了解,以及這些終點所涉及的靶細胞和機制的多樣性(參見“美國生殖毒物和神經毒劑的風險評估方法”)。 利用分配係數和溶解度的信息,利用 SAR 預測藥代動力學的一些有限嘗試(Johanson 和 Naslund 1988)。 已經進行了更廣泛的定量 SAR 來預測一系列化合物的 P450 依賴性代謝以及二噁英和 PCB 樣分子與細胞溶質“二噁英”受體的結合(Hansch 和 Zhang 1993)。
SAR 已被證明對上面列出的一些終點具有不同的可預測性,如表 1 所示。該表提供了預測活動與通過經驗測量或毒性測試獲得的實際結果的兩次比較的數據。 美國 EPA 專家進行的 SAR 在預測物理化學特性方面的表現比預測生物活性(包括生物降解)的表現更差。 對於毒性終點,SAR 在預測致突變性方面表現最好。 Ashby 和 Tennant (1991) 在一項更廣泛的研究中也發現,在他們對 NTP 化學品的分析中,短期遺傳毒性具有良好的可預測性。 考慮到目前對遺傳毒性分子機制(參見“遺傳毒理學”)和親電性在 DNA 結合中的作用的理解,這些發現並不令人驚訝。 相比之下,SAR 傾向於低估哺乳動物的全身和亞慢性毒性,而高估水生生物的急性毒性。
表 1. SAR 和測試數據的比較:OECD/NTP 分析
端點 | 協議 (%) | 分歧 (%) | 聯繫電話 |
沸點 | 50 | 50 | 30 |
蒸汽壓力 | 63 | 37 | 113 |
水溶性 | 68 | 32 | 133 |
分配係數 | 61 | 39 | 82 |
生物降解 | 93 | 7 | 107 |
魚類毒性 | 77 | 22 | 130 |
水溞毒性 | 67 | 33 | 127 |
急性哺乳動物毒性 (LD50 ) | 80 | 201 | 142 |
皮膚過敏 | 82 | 18 | 144 |
眼睛刺激 | 78 | 22 | 144 |
皮膚過敏 | 84 | 16 | 144 |
亞慢性毒性 | 57 | 32 | 143 |
致突變性2 | 88 | 12 | 139 |
致突變性3 | 82-944 | 1-10 | 301 |
致癌性3 : 兩年生物測定 | 72-954 | - | 301 |
資料來源:來自經合組織的數據,個人通訊 C. Auer,美國環保署。 本分析僅使用可比較 SAR 預測和實際測試數據的那些端點。 NTP 數據來自 Ashby 和 Tennant 1991。
1 令人擔憂的是 SAR 未能預測 12% 的測試化學品的急性毒性。
2 OECD 數據,基於 Ames 測試與 SAR 的一致性
3 NTP 數據,基於基因毒性分析與幾類“結構性警報化學品”的 SAR 預測的比較。
4 一致性因班級而異; 一致性最高的是芳香氨基/硝基化合物; 最低的是“雜項”結構。
對於其他有毒終點,如上所述,SAR 的實用性較差。 由於缺乏複雜分子毒代動力學的 SAR,哺乳動物毒性預測變得複雜。 儘管如此,已經進行了一些嘗試來提出複雜哺乳動物毒性終點的 SAR 原則(例如,參見 Bernstein (1984) 對潛在雄性生殖毒物的 SAR 分析)。 在大多數情況下,數據庫太小而無法對基於結構的預測進行嚴格測試。
在這一點上可以得出結論,SAR 可能主要用於確定毒性測試資源投資的優先次序或引起對潛在危害的早期關注。 只有在致突變性的情況下,SAR 分析本身才有可能可靠地用於為其他決策提供信息。 對於任何終點,SAR 都不可能提供本章其他地方討論的風險評估目的所需的定量信息類型,並且 百科全書.
在國際勞工組織的第 3 版中 百科全書,發表於 1983 年,一篇只有四頁左右的文章總結了人體工程學。 自第 3 版出版以來,對安全與健康之間相互關係的重視和理解發生了重大變化:世界不再容易歸類為醫學、安全和危害預防。 在過去的十年中,生產和服務行業的幾乎每個分支機構都在提高生產力和質量方面付出了巨大的努力。 這一重組過程產生的實踐經驗清楚地表明,生產率和質量與工作條件的設計直接相關。 生產力的一種直接經濟衡量標準——因病缺勤的成本——受工作條件的影響。 因此,應該有可能提高生產率和質量,並通過更多地關注工作條件的設計來避免曠工。
總而言之,現代人體工程學的簡單假設可以這樣表述:疼痛和疲憊會導致健康危害、生產力浪費和質量下降,這些都是衡量人類工作成本和收益的指標。
這個簡單的假設可以與職業醫學形成對比,職業醫學通常僅限於確定職業病的病因。 職業醫學的目標是建立條件,使發生此類疾病的可能性降至最低。 使用人體工程學原理,這些條件可以很容易地以需求和負載限制的形式來表述。 職業醫學可以概括為“通過醫學科學研究建立局限性”。 傳統人體工程學將其作用視為製定方法之一,在這些方法中,使用設計和工作組織,可以將通過職業醫學建立的限制付諸實踐。 傳統的人體工程學可以描述為“通過科學研究進行修正”,其中“修正”被理解為所有工作設計建議,這些建議僅要求注意負載限制,以防止健康危害。 此類糾正建議的一個特點是,實踐者最終會獨自解決應用這些建議的問題——沒有多學科團隊的努力。
1857 年發明人體工程學的初衷與這種“矯正人體工程學”形成鮮明對比:
... 一種科學方法,使我們能夠為了自己和他人的利益,以最少的努力和最大的滿足感收穫生活勞動的最佳成果(Jastrzebowski 1857)。
“人體工程學”一詞源於希臘語“nomos”,意思是規則,“ergo”意思是工作。 有人可能會建議人體工程學應該為更具前瞻性、前瞻性的設計概念制定“規則”。 與“矯正人體工程學”相反, 前瞻性人體工程學 基於應用符合人體工程學的建議,同時考慮到利潤率 (Laurig 1992)。
開發這種方法的基本規則可以從實踐經驗中推導出來,並通過職業衛生和人體工程學研究的結果得到加強。 換一種說法, 前瞻性人體工程學 意味著在工作設計中尋找替代方案,以防止工作主體的疲勞和疲憊,以提高人類生產力(“……為了我們自己和他人的利益”)。 這種綜合方法 前瞻性人體工程學 包括工作場所和設備設計,以及由不斷增加的信息處理量和不斷變化的工作組織所決定的工作條件設計。 前瞻性人體工學 因此,它是來自廣泛領域的研究人員和從業人員為同一目標聯合起來的跨學科方法,並且是現代對職業安全與健康的理解的一般基礎的一部分(聯合國教科文組織,1992 年)。
基於這樣的認識, 人體工程學 國際勞工組織第 4 版中的章節 百科全書 涵蓋面向工人特徵和能力的不同知識和經驗集群,旨在通過使工作更“符合人體工學”,即更人性化,最佳利用資源“人力工作”。
本章的主題選擇和文章結構遵循行業實踐中該領域典型問題的結構。 開始於 目標、原則和方法 作為人體工程學的一部分,接下來的文章涵蓋了生理學和心理學等基礎科學的基本原理。 在此基礎上,接下來的文章將介紹從工作組織到產品設計的工作條件人體工學設計的主要方面。 “為每個人設計”特別強調基於工人特徵和能力的人體工程學方法,這一概念在實踐中經常被忽視。 人體工程學的重要性和多樣性在本章末尾的兩個例子中得到體現,也可以從本版國際勞工組織的許多其他章節中找到。 百科全書 與人體工程學直接相關,例如 熱和冷, Noise, 振動, 視覺顯示單元,以及這些部分中的幾乎所有章節 事故與安全管理 和 管理與政策.
生產系統設計
許多公司在計算機支持的生產系統上投資了數百萬美元,同時沒有充分利用其人力資源,而人力資源的價值可以通過培訓投資顯著增加。 事實上,利用合格員工的潛力而不是高度複雜的自動化,在某些情況下不僅可以顯著降低投資成本,還可以大大提高靈活性和系統能力。
技術使用效率低下的原因
現代技術投資旨在實現的改進往往甚至無法大致實現(Strohm、Kuark 和 Schilling 1993 年;Ulich 1994 年)。 最重要的原因是技術、組織和員工資質方面的問題。
可以確定技術問題的三個主要原因:
組織問題主要歸因於不斷嘗試在不合適的組織結構中實施最新技術。 例如,將第三代、第四代和第五代計算機引入第二代組織毫無意義。 但這正是許多公司所做的(Savage 和 Appleton 1988)。 在許多公司中,組織的徹底重組是成功使用新技術的先決條件。 這尤其包括對生產計劃和控制概念的檢查。 最終,在某些情況下,合格操作員的本地自我控制比技術高度發達的生產計劃和控制系統更加有效和經濟。
員工資格問題的出現主要是因為大量公司沒有認識到在引入計算機支持的生產系統時需要採取資格措施。 此外,培訓經常被視為成本因素而無法控制和最小化,而不是戰略投資。 事實上,允許根據操作員的能力和特定於系統的知識和經驗來診斷和修復故障,通常可以有效地減少系統停機時間和由此產生的成本。 在緊密耦合的生產設施中尤其如此(Köhler 等人,1989 年)。 這同樣適用於引入新產品或產品變體。 許多低效過度使用技術的例子證明了這種關係。
此處簡要分析的結果是,只有將計算機支持的生產系統整合到尋求共同優化技術使用、組織結構和員工素質提高的整體概念中,計算機支持的生產系統的引入才有望取得成功.
從任務到社會技術系統的設計
生產設計的工作相關心理概念是基於 的首要地位
任務. 一方面,任務形成了個人和組織之間的接口(Volpert 1987)。 另一方面,該任務將社會子系統與技術子系統聯繫起來。 “任務必須是社會和技術系統之間的接合點——將技術系統中的工作與其在社會系統中的相關角色行為聯繫起來”(Blumberg 1988)。
這意味著一個社會技術系統,例如一個生產島,主要是由它必須執行的任務來定義的。 人和機器之間的工作分配起著核心作用,因為它決定了人是作為機器的長臂“發揮作用”,而機器的功能在自動化“差距”中遺留下來,還是機器作為機器的長臂發揮作用。人,具有支持人類能力和能力的工具功能。 我們將這些對立的立場稱為“技術導向”和“工作導向”(Ulich 1994)。
完成任務的概念
完全活動原理 (黑客 1986)或 完成任務 在定義工作任務和在人機之間劃分任務的工作相關心理學概念中起著核心作用。 完成的任務是那些“個人有相當大的個人控制權”並且“在個人內部產生強大的力量來完成或繼續它們”的任務。 完成任務有助於“發展被描述為……‘任務導向’——即個人興趣被任務的性質激發、參與和引導的狀態”(Emery 1959) . 圖 1 總結了完整性的特徵,在針對面向工作的生產系統設計採取措施時必須考慮這些特徵。
這些對實現完整任務原則所產生的後果的指示清楚地表明了兩件事:(1)在許多情況下——甚至可能是大多數情況——圖 1 中描述的完整任務只能被構造為組任務考慮由此產生的複雜性和相關範圍; (2) 工作任務的重組——特別是當它與引入小組工作相關時——需要將它們整合到一個涵蓋公司各個層面的全面重組概念中。
表 1. 以工作為導向的生產結構化原則
組織層面 |
結構原理 |
公司 |
權力下放 |
組織單位 |
功能整合 |
群組 |
自我調節1 |
個人 |
熟練的生產工作1 |
1 考慮到差功設計的原則。
資料來源:烏利希 1994 年。
圖 1 所示的生產公司重組提案說明了實現表 2 中概述的生產結構化原則的可能性。該提案得到了生產負責人和為以下目的而成立的項目組的一致批准重組,也表明從根本上擺脫了泰勒主義的勞動和權力劃分概念。 許多公司的例子表明,在這種模式的基礎上進行工作和組織結構的重組,既能滿足促進健康和人格發展的工作心理標準,又能滿足長期經濟效率的需求(見Ulich 1994)。
這裡贊成的論點——由於篇幅原因僅作了非常簡要的概述——試圖闡明三件事:
工人參與
在前面的部分中,工作組織類型被描述為一個基本特徵,即通過增加關於工作內容和車間工作條件的自主權和決策自由度,在組織層次結構的較低級別實現民主化。 在本節中,民主化是從一個不同的角度來看待一般的參與決策。 首先,提出了參與的定義框架,然後討論了關於參與影響的研究。 最後,比較詳細地研究了參與式系統設計。
參與的定義框架
組織發展、領導力、系統設計和勞資關係是參與被認為相關的各種任務和環境的例子。 可以被視為參與核心的一個共同點是個人和團體有機會通過影響在給定情況下的備選行動之間的選擇來促進他們的利益(Wilpert 1989)。 然而,為了更詳細地描述參與,需要一些維度。 經常建議的維度是 (a) 正式-非正式,(b) 直接-間接,(c) 影響程度和 (d) 決策內容(例如,Dachler 和 Wilpert 1978;Locke 和 Schweiger 1979)。 正式參與是指在法律或其他規定的規則(例如,談判程序、項目管理指南)範圍內的參與,而非正式參與是基於非規定的交流,例如,主管和下屬之間的交流。 直接參與允許相關個人的直接影響,而間接參與則通過代表系統發揮作用。 影響程度通常用從“不向員工告知某項決定”,到“提前向員工提供信息”和“與員工協商”,再到“所有相關方共同決定”的量表來描述。 對於未經協商或共同決策而預先提供信息的問題,一些作者認為這根本不是低水平的參與,而只是一種“偽參與”(Wall and Lischeron 1977)。 最後,可以指定參與式決策的內容領域,例如,技術或組織變革、勞資關係或日常運營決策。
Hornby 和 Clegg (1992) 開發了一種分類方案,該方案與從迄今為止提出的維度得出的分類方案完全不同。 基於 Wall 和 Lischeron (1977) 的工作,他們區分了參與過程的三個方面:
然後,他們使用這些方面來補充 Gowler 和 Legge (1978) 建議的框架,該框架將參與描述為兩個組織變量的函數,即結構類型(機械與有機)和過程類型(穩定與不穩定)。 由於該模型包括許多關於參與及其與組織的關係的假設,因此它不能用於對一般類型的參與進行分類。 此處將其呈現為在更廣泛的背景下定義參與的一種嘗試(見表 2)。 (在本文的最後一節中,將討論 Hornby 和 Clegg 的研究(1992 年),該研究也旨在檢驗模型的假設。)
表 2. 組織背景下的參與
組織結構 |
||
機械的 |
天然 |
|
組織過程 |
||
穩定 |
調節 |
已提交 |
不穩定 |
任意的 |
調節 |
資料來源:改編自 Hornby 和 Clegg 1992。
通常不包括在參與分類中的一個重要維度是選擇參與策略背後的組織目標(Dachler 和 Wilpert 1978)。 最根本的是,參與可以為了遵守民主規範而進行,而不管它對決策過程的有效性以及決策結果和執行的質量的影響。 另一方面,可以選擇參與式程序以從相關個人的知識和經驗中受益或確保接受決定。 通常很難確定選擇參與式決策背後的目標,而且通常會同時找到多個目標,因此這個維度不能輕易用於對參與進行分類。 然而,為了理解參與過程,這是一個需要牢記的重要維度。
參與效果研究
一個廣泛接受的假設認為,通過提供直接參與決策的機會,可以實現滿意度和生產力的提高。 總體而言,研究支持這一假設,但證據並不明確,許多研究在理論和方法論方面受到批評(Cotton 等人 1988 年;Locke 和 Schweiger 1979 年;Wall 和 Lischeron 1977 年)。 棉花等。 (1988) 認為不一致的研究結果是由於所研究的參與形式不同造成的; 例如,非正式參與和員工所有權與高生產率和滿意度相關,而短期參與在這兩個方面都無效。 儘管他們的結論受到強烈批評(Leana、Locke 和 Schweiger 1990),但人們一致認為,參與研究通常具有許多缺陷,包括 Cotton 等人提到的概念問題。 (1988) 到方法論問題,如基於因變量不同操作的結果變化(例如,Wagner 和 Gooding 1987)。
為了舉例說明參與研究的困難,簡要描述了 Coch 和 French(1948)的經典研究,然後是 Bartlem 和 Locke(1981)的批評。 前一項研究的重點是通過參與克服變革的阻力。 紡織廠的操作員經常在工作任務之間轉移,他們有機會在不同程度上參與新工作的設計。 一組操作員通過選定的代表(即他們組中的幾名操作員)參與決策(新工作的詳細工作程序和計件工資)。 在兩個較小的組中,所有操作員都參與了這些決策,第四組作為控制組,不允許參與。 此前在工廠發現,與在工廠學習第一份工作相比,大多數操作員對調動表示不滿,重新學習新工作的速度較慢,並且調動操作員的缺勤率和離職率高於最近未調動的操作員。
儘管提供了調動獎金以補償調動到新工作後最初的計件收入損失,但還是發生了這種情況。 比較三種實驗條件發現,未參與組在轉移後的第一個月仍保持在設定為組標準的低生產水平,而完全參與組則恢復到原來的生產率幾天之內,甚至在月底超過了它。 通過選出的代表參與的第三組並沒有恢復得那麼快,但一個月後又恢復了原來的生產力。 (然而,他們在第一周也沒有足夠的材料來處理。)參與的小組沒有發生更替,並且觀察到對管理的攻擊性很小。 沒有參與的參與組的離職率為17%,對管理層的態度普遍是敵對的。 沒有參與的小組在一個月後解散,又在兩個半月後重新聚集在一起從事新的工作,這次他們有機會參與工作的設計。 然後他們表現出與參與第一個實驗的組相同的恢復模式和提高的生產力。 Coch 和 French 根據 Lewin(1951 年,見下文)的工作得出的抵制變革的一般模型對結果進行了解釋。
Bartlem 和 Locke(1981 年)認為,這些發現不能解釋為支持參與的積極影響,因為在與管理層的介紹性會議中對改變的必要性的解釋、培訓的數量等方面,各組之間存在重要差異。收到的時間研究的方式來確定計件工資,可用的工作量和團隊規模。 他們假設薪酬率的公平性和對管理層的普遍信任有助於參與小組的更好表現,而不是參與 本身.
除了與參與影響研究相關的問題外,人們對導致這些影響的過程知之甚少(例如,Wilpert 1989)。 在一項關於參與式工作設計影響的縱向研究中,Baitsch (1985) 詳細描述了許多車間員工的能力發展過程。 他的研究可以與 Deci (1975) 的內在動機理論聯繫起來,該理論基於勝任能力和自我決定的需要。 Lewin (1951) 提出了一個關注參與對變革阻力的影響的理論框架,他認為社會系統獲得了一種準靜態平衡,這種平衡會受到任何變革嘗試的干擾。 變革要順利進行,支持變革的力量必須大於反對力量。 參與有助於減少阻力並增加驅動力,因為可以公開討論和處理阻力的原因,並且可以將個人的關注和需求整合到提議的變革中。 此外,Lewin 假設參與式變革過程產生的共同決策提供了變革動機與實際行為變化之間的聯繫。
參與系統設計
鑑於——儘管不完全一致——對參與有效性的實證支持,以及它在工業民主中的倫理基礎,人們普遍認為,為了系統設計的目的,應該遵循參與策略(Greenbaum 和 Kyng 1991;Majchrzak 1988 年;斯卡布羅和科貝特 1992 年)。 此外,許多關於參與式設計過程的案例研究已經證明了參與系統設計的具體優勢,例如,關於最終設計的質量、用戶滿意度和新系統的接受度(即實際使用)(Mumford和 Henshall 1979;Spinas 1989;Ulich 等人 1991)。
那麼重要的問題不是是否參與,而是如何參與。 Scarbrough 和 Corbett (1992) 概述了設計過程各個階段的各種類型的參與(見表 3)。 正如他們指出的那樣,用戶很少參與實際的技術設計,而且通常不會超出信息分發範圍。 參與主要發生在技術系統實施和優化的後期階段以及社會技術設計選項的開發過程中,即組織和工作設計選項與技術系統使用選項相結合。
表 3. 用戶參與技術過程
參與類型 |
||
技術過程的階段 |
正式 |
非正式的 |
設計 |
工會諮詢 |
用戶重新設計 |
執行 |
新技術協議 |
討價還價的技巧 |
使用 |
工作設計 |
非正式工作重新設計 |
改編自 Scarbrough 和 Corbett 1992。
除了經理和工程師對用戶參與技術系統設計的抵制和公司正式參與結構中的潛在限制外,一個重要的困難是需要允許討論和評估系統的方法,這些系統還沒有存在(Grote 1994)。 在軟件開發中,可用性實驗室可以幫助克服這一困難,因為它們為未來用戶提供了早期測試的機會。
在研究系統設計過程(包括參與過程)時,Hirschheim 和 Klein(1989)強調了系統開發人員和管理人員對社會組織的性質、技術的性質及其作用等基本主題的隱式和顯式假設的影響。自己在發展過程中的作用。 系統設計者將自己視為專家、催化劑還是解放者將極大地影響設計和實施過程。 此外,如前所述,必須考慮參與式設計發生的更廣泛的組織背景。 Hornby 和 Clegg (1992) 為一般組織特徵與所選參與形式(或更準確地說,在系統設計和實施過程中演變的形式)之間的關係提供了一些證據。 他們研究了在參與式項目結構中實施並明確承諾用戶參與的信息系統的引入。 然而,用戶報告說,他們對應該發生的變化知之甚少,對系統設計和相關問題(如工作設計和工作保障)的影響很小。 這一發現是根據組織的機械結構和不穩定過程來解釋的,這些組織促進了“任意”參與而不是理想的公開參與(見表 2)。
總之,有足夠的證據證明參與式變革策略的好處。 然而,關於產生、緩和或阻止這些積極影響的潛在過程和影響因素,仍有許多需要了解的地方。
工作對於生活、發展和個人成就感至關重要。 不幸的是,食品生產、原材料提取、商品製造、能源生產和服務等不可或缺的活動涉及過程、操作和材料,這些過程、操作和材料或多或少會對工人和附近社區的人的健康造成危害,以及一般環境。
然而,通過適當的危害控制干預措施,可以防止工作環境中有害物質的產生和釋放,這不僅可以保護工人的健康,還可以限制通常與工業化相關的對環境的破壞。 如果從工作過程中消除了有害化學物質,它既不會影響工人,也不會進一步污染環境。
專門針對預防和控制工作過程中產生的危害的專業是職業衛生。 職業衛生的目標包括保護和促進工人健康、保護環境以及促進安全和可持續發展。
職業衛生保護工人健康的必要性怎麼強調也不為過。 即使在可行的情況下,如果不停止接觸病原體,職業病的診斷和治愈也不會阻止進一步的發生。 只要不健康的工作環境保持不變,其損害健康的可能性就會存在。 只有控制健康危害才能打破圖 1 所示的惡性循環。
圖 1. 人與環境的相互作用
然而,預防行動應該更早開始,不僅在任何健康損害表現之前,甚至在接觸實際發生之前。 工作環境應處於持續監控之下,以便在有害物質和因素造成任何不良影響之前,可以檢測並消除或控制它們; 這就是職業衛生的作用。
此外,職業衛生也可能有助於安全和可持續發展,即“確保(發展)滿足當代人的需求,同時不損害後代人滿足其自身需求的能力”(世界環境與發展委員會1987)。 在不耗盡或破壞全球資源基礎,不造成不利的健康和環境後果的情況下滿足當今世界人口的需求,需要知識和影響行動的方法(WHO 1992a); 當與工作流程相關時,這與職業衛生習慣密切相關。
職業健康需要多學科的方法,涉及基礎學科,其中之一是職業衛生,以及其他學科,包括職業醫學和護理、人體工程學和工作心理學。 圖 2 顯示了職業醫師和職業衛生師的行動範圍示意圖。
圖 2. 職業醫師和職業衛生師的行動範圍。
重要的是,決策者、管理人員和工人本身以及所有職業衛生專業人員都了解職業衛生在保護工人健康和環境方面所起的重要作用,以及這方面對專業專業人員的需求場地。 還應牢記職業健康與環境健康之間的密切聯繫,因為應從工作場所開始,通過妥善處理和處置有害廢水和廢物來預防工業源污染。 (參見“工作環境的評估”)。
概念和定義
職業衛生
職業衛生是預測、識別、評估和控制工作場所產生的危害的科學,這些危害可能損害工人的健康和福祉,同時考慮到對周圍社區和一般人的可能影響環境。
職業衛生的定義可能有不同的表述方式; 然而,它們在本質上都具有相同的含義,並且旨在實現相同的基本目標,即通過工作場所的預防措施保護和促進工人的健康和福祉,以及保護一般環境。
職業衛生尚未被普遍認可為一種職業; 然而,在許多國家,框架立法正在出現,這將導致其建立。
職業衛生師
職業衛生師是能夠:
應該記住,職業不僅包括知識體系,還包括道德準則; 國家職業衛生協會以及國際職業衛生協會 (IOHA) 都有自己的道德規範 (WHO 1992b)。
職業衛生技術員
職業衛生技術員是“有能力對工作環境進行測量的人”,但不能“做出職業衛生師要求的解釋、判斷和建議”。 必要的能力水平可以在綜合或有限的領域中獲得(WHO 1992b)。
國際職業衛生協會 (IOHA)
IOHA 於 2 年 1987 月 19 日在蒙特利爾召開的一次會議上正式成立。目前 IOHA 有 XNUMX 個國家職業衛生協會的參與,擁有來自 XNUMX 個國家的 XNUMX 多名成員。
IOHA 的主要目標是通過組織和個人之間的信息交流、人力資源的進一步發展和高標準的推廣等方式,以高水平的專業能力在全世界促進和發展職業衛生的道德實踐。 IOHA 活動包括科學會議和通訊出版。 附屬協會的成員自動成為 IOHA 的成員; 對於尚未建立全國協會的國家的會員,也可以作為個人會員加入。
证书
除了職業衛生和職業衛生師角色的公認定義外,還需要建立認證計劃以確保職業衛生能力和實踐達到可接受的標準。 認證是指基於建立和維護專業人員的知識、技能和能力的程序的正式計劃(Burdorf 1995)。
IOHA 促進了對現有國家認證計劃的調查(Burdorf 1995),以及促進國際合作以確保專業職業衛生師質量的建議,其中包括:
本報告中的其他建議包括諸如“互惠”和“國家指定的交叉接受,最終旨在形成一個具有一個國際認可的指定的綜合計劃”等項目。
職業衛生實踐
職業衛生實踐的經典步驟是:
理想的危害預防方法是“預期和綜合預防行動”,其中應包括:
預測和預防所有類型的環境污染的重要性怎麼強調都不為過。 幸運的是,越來越多的人傾向於從可能的負面影響及其預防的角度考慮新技術,從工藝的設計和安裝到由此產生的廢水和廢物的處理,在所謂的搖籃中-到墳墓的方法。 在發達國家和發展中國家都發生過的環境災難本可以通過在工作場所應用適當的控制策略和應急程序來避免。
應從比通常的初始成本考慮更廣泛的角度來看待經濟方面; 從長遠來看,提供良好健康和環境保護的更昂貴的選擇可能會更經濟。 必須比通常更早地開始保護工人的健康和環境。 設計新工藝、機械、設備和工作場所的人員應始終可以獲得有關職業和環境衛生的技術信息和建議。 不幸的是,當唯一的解決方案是昂貴且困難的改造時,或者更糟的是,當後果已經是災難性的時,此類信息通常提供得太晚了。
危害識別
危害識別是職業衛生實踐中的一個基本步驟,對於充分規劃危害評估和控制策略以及確定行動重點是必不可少的。 為了充分設計控制措施,還需要對污染物來源和污染物傳播路徑進行物理表徵。
對危害的認識導致確定:
識別危險物質、它們的來源和接觸條件需要廣泛的知識和仔細研究工作流程和操作、使用或產生的原材料和化學品、最終產品和最終副產品,以及意外形成的可能性化學品、材料分解、燃料燃燒或雜質的存在。 如果發生過度接觸這些試劑可能引起的生物效應的性質和潛在程度的認識,需要了解和獲得毒理學信息。 這方面的國際信息來源包括國際化學品安全計劃 (IPCS)、國際癌症研究機構 (IARC) 和國際潛在有毒化學品登記冊、聯合國環境規劃署 (UNEP-IRPTC)。
在工作環境中造成健康危害的因素包括空氣污染物; 非空氣傳播的化學品; 物理因素,例如熱量和噪音; 生物製劑; 人體工程學因素,例如不適當的提升程序和工作姿勢; 和社會心理壓力。
職業衛生評估
進行職業衛生評估是為了評估工人的接觸情況,並為控制措施的設計或測試效率提供信息。
本章其他部分介紹了對工人暴露於職業危害(如空氣污染物、物理和生物製劑)的評估。 儘管如此,這裡還是提供了一些一般性注意事項,以便更好地了解職業衛生領域。
重要的是要記住,危害評估本身並不是目的,而必須被視為更廣泛程序的一部分,該程序始於認識到工作中可能存在某種能夠導致健康損害的因素環境,並以控制該劑作為結論,以防止其造成傷害。 危害評估為危害預防鋪平了道路,但不能取代危害預防。
暴露評估
接觸評估旨在確定代理工人接觸了多少、接觸的頻率和時間。 這方面的指導方針已在國家和國際層面製定——例如,由歐洲標準化委員會(歐洲標準化委員會)制定的 EN 689 (CEN 1994)。
在空氣污染物暴露評估中,最常用的程序是吸入暴露評估,這需要確定工作人員暴露於該物質的空氣濃度(或者,如果是空氣傳播的顆粒,則需要確定空氣中污染物的濃度)相關分數,例如“可吸入分數”)和暴露的持續時間。 但是,如果吸入以外的其他途徑對某種化學物質的吸收有明顯貢獻,則可能僅根據吸入暴露做出錯誤判斷。 在這種情況下,必須評估總暴露量,生物監測是一個非常有用的工具。
職業衛生實踐涉及三種情況:
確定工作環境中是否過度暴露於有害物質的主要原因是決定是否需要干預。 這通常但不一定意味著確定是否符合採用的標準,該標准通常以職業接觸限值表示。 “最壞暴露”情況的確定可能足以實現這一目的。 實際上,如果預期暴露量相對於可接受的限值非常高或非常低,則定量評估的準確性和精確度可能低於預期暴露量接近限值時的準確度和精度。 事實上,當危害顯而易見時,最明智的做法可能是先將資源投入到控制措施上,並在控制措施實施後進行更精確的環境評估。
後續評估通常是必要的,特別是如果需要安裝或改進控制措施,或者如果預見到流程或所用材料的變化。 在這些情況下,定量評估在以下方面具有重要的監督作用:
每當進行與流行病學研究相關的職業衛生調查以獲取有關暴露與健康影響之間關係的定量數據時,必須以高水平的準確度和精確度來表徵暴露。 在這種情況下,必須充分錶徵所有暴露水平,因為僅表徵最壞情況下的暴露情況是不夠的。 理想的做法是,儘管在實踐中很困難,但始終保持精確和準確的暴露評估記錄是理想的,因為將來可能需要歷史暴露數據。
為了確保評估數據能夠代表工人的接觸情況,並且不浪費資源,必須設計並遵循適當的抽樣策略,考慮到所有可能的變異源。 “工作環境評估”中涵蓋了抽樣策略以及測量技術。
結果解釋
暴露參數估計的不確定性程度,例如,空氣污染物的真實平均濃度,是通過對測量結果(例如採樣和分析)的統計處理來確定的。 結果的可信度取決於“測量系統”的變異係數和測量次數。 一旦有了可接受的信心,下一步就是考慮暴露對健康的影響:這對暴露工人的健康意味著什麼:現在? 在不遠的將來? 在他們的工作生活中? 對後代會有影響嗎?
只有當測量結果根據來自實驗毒理學、流行病學和臨床研究以及某些情況下的臨床試驗的數據(有時稱為“風險評估數據”)進行解釋時,評估過程才算完成。 應該澄清的是,術語風險評估已與兩種類型的評估結合使用——一般而言,對因接觸化學品或其他試劑而導致的風險的性質和程度的評估,以及對特定工人的風險評估或一群工人,在特定的工作環境中。
在職業衛生實踐中,接觸評估結果通常與採用的職業接觸限值進行比較,後者旨在為危害評估和設定控制目標水平提供指導。 超過這些限制的暴露需要通過改進現有控制措施或實施新控制措施立即採取補救行動。 事實上,預防性干預應該在“行動水平”上進行,這因國家而異(例如,職業接觸限值的二分之一或五分之一)。 低行動水平是避免未來問題的最佳保證。
接觸評估結果與職業接觸限值的比較是一種簡化,因為除其他限制外,許多影響化學品吸收的因素(例如,個體易感性、體力活動和體型)沒有被該程序考慮在內。 此外,在大多數工作場所,同時會接觸到許多代理人; 因此,一個非常重要的問題是聯合暴露和藥物相互作用的問題,因為單獨暴露於某種藥物的健康後果可能與暴露於同一藥物與其他藥物組合的後果有很大不同,特別是如果存在協同作用或增強作用效果。
控制測量
以調查藥劑的存在和工作環境中的暴露參數模式為目的的測量對於控制措施和工作實踐的規劃和設計非常有用。 此類測量的目標包括:
直讀儀器對於控制目的非常有用,特別是那些可用於連續採樣並實時反映正在發生的事情的儀器,從而揭示可能無法檢測到並需要控制的暴露情況。 此類儀器的示例包括:光電離檢測器、紅外分析儀、氣溶膠計和檢測管。 當從整個工作環境的源頭取樣以獲得污染物行為的圖片時,準確度和精確度並不像暴露評估那樣重要。
這種用於控制目的的測量的最新發展包括可視化技術,其中之一是圖片混合曝光——PIMEX (Rosen 1993)。 該方法將工人的視頻圖像與顯示空氣污染物濃度的刻度相結合,在呼吸區連續測量空氣污染物濃度,並使用實時監控儀器,從而可以可視化執行任務時濃度的變化情況. 這為比較不同控制措施(例如通風和工作實踐)的相對功效提供了一個極好的工具,從而有助於更好的設計。
還需要測量來評估控制措施的效率。 在這種情況下,源採樣或區域採樣很方便,可以單獨使用或與個人採樣一起使用,以評估工作人員的接觸情況。 為確保有效性,“之前”和“之後”採樣(或測量)的位置和使用的技術在靈敏度、準確度和精密度方面應相同或等效。
危害防控
職業衛生的主要目標是在工作環境中實施適當的危害預防和控制措施。 標準和法規如果不強制執行,對於保護工人的健康毫無意義,而強制執行通常需要監測和控制策略。 缺乏法律規定的標準不應成為實施必要措施以防止有害接觸或將有害接觸控制在可行的最低水平的障礙。 當嚴重危害顯而易見時,應建議採取控制措施,甚至在進行定量評估之前。 如果不存在危害評估能力,有時可能需要將“識別-評估-控制”的經典概念更改為“識別-控制-評估”,甚至更改為“識別-控制”。 一些明顯需要採取行動而無需事先進行環境採樣的危險示例包括在不通風的小房間內進行電鍍,或者使用沒有環境控製或保護設備的手提鑽或噴砂設備。 對於這些公認的健康危害,當務之急是控制,而不是定量評估。
預防措施應以某種方式中斷危險因素(化學品、灰塵、能源)從源頭傳播到工人的鏈條。 控制措施主要分為三組:工程控制、工作實踐和個人措施。
最有效的危害預防方法是應用工程控制措施,通過管理工作環境來防止職業暴露,從而減少工人或潛在暴露人員採取主動行動的需要。 工程措施通常需要一些工藝改造或機械結構,涉及從源頭消除或減少有害物質的使用、產生或釋放的技術措施,或者,當源頭消除不可能時,工程措施的設計應防止或減少通過以下方式將危險物質傳播到工作環境中:
涉及對源進行一些修改的控制干預是最好的方法,因為可以消除或降低有害物質的濃度或強度。 源頭減少措施包括材料的替代、工藝或設備的替代/改造以及更好的設備維護。
當源修改不可行或不足以達到所需的控制水平時,應通過隔離(例如,封閉系統,圍欄)、局部排氣通風、屏障和防護罩、工人隔離。
其他旨在減少工作環境暴露的措施包括適當的工作場所設計、稀釋或置換通風、良好的內務管理和充足的儲存。 標籤和警告標誌可以幫助工人進行安全工作實踐。 控製程序中可能需要監控和報警系統。 監測爐子周圍的一氧化碳、污水處理廠中的硫化氫以及封閉空間中的缺氧情況都是一些例子。
工作實踐是控制的重要組成部分——例如,工人的工作姿勢會影響暴露的工作,例如工人是否彎腰工作。 工人的位置可能會影響接觸條件(例如,與污染物源相關的呼吸區、皮膚吸收的可能性)。
最後,可以通過在工人身上設置保護屏障來避免或減少職業暴露,在相關有害物質的關鍵進入點(口、鼻、皮膚、耳朵)——即使用個人防護設備。 應該指出的是,在考慮使用個人防護設備之前,應探索所有其他控制的可能性,因為這是常規控制暴露的最不令人滿意的方法,尤其是空氣污染物。
其他個人預防措施包括教育和培訓、個人衛生和限制接觸時間。
通過環境監測和健康監測進行的持續評估應該成為任何危害預防和控制策略的一部分。
工作環境的適當控制技術還必須包括防止環境污染(空氣、水、土壤)的措施,包括對危險廢物的充分管理。
雖然這裡提到的大多數控制原則適用於空氣污染物,但許多也適用於其他類型的危害。 例如,可以修改工藝以產生更少的空氣污染物或產生更少的噪音或更少的熱量。 隔離屏障可以將工人與噪音源、熱源或輻射源隔離開來。
預防往往停留在最廣為人知的措施上,例如局部排氣通風和個人防護設備,而沒有適當考慮其他有價值的控制選項,例如替代清潔技術、材料替代、工藝改進和良好工作實踐。 經常發生的情況是,工作流程被認為是不可更改的,而實際上,可以進行更改以有效預防或至少減少相關危害。
工作環境中的危害預防和控制需要知識和智慧。 有效的控制不一定需要非常昂貴和復雜的措施。 在許多情況下,危害控制可以通過適當的技術來實現,這可以很簡單,就像在碼頭工人裸露的肩膀和一袋可以通過皮膚吸收的有毒物質之間放置一塊不透水的材料。 它還可以包括簡單的改進,例如在紫外線源和工人之間放置一個可移動的屏障,或者對工人進行安全工作實踐培訓。
選擇適當的控制策略和技術時要考慮的方面,包括危險因素的類型(性質、物理狀態、健康影響、進入人體的途徑)、來源類型、接觸程度和條件、危險因素的特徵工作場所和工作站的相對位置。
必須確保控制系統的正確設計、實施、操作、評估和維護所需的技能和資源。 局部排氣通風等系統必須在安裝後進行評估,然後定期檢查。 只有定期監控和維護才能確保持續高效,因為即使是設計良好的系統,如果被忽視,也可能會失去其初始性能。
控制措施應納入危害預防和控制計劃,目標明確,管理有效,涉及由職業衛生師和其他職業健康與安全人員、生產工程師、管理人員和工人組成的多學科團隊。 計劃還必須包括危險溝通、教育和培訓等方面,涵蓋安全工作實踐和應急程序。
健康促進方面也應包括在內,因為工作場所是促進一般健康生活方式和提醒注意危險的非職業暴露危險的理想場所,例如,在沒有充分保護的情況下射擊或吸煙。
職業衛生、風險評估和風險管理之間的聯繫
風險評估
風險評估是一種方法,旨在描述因特定物質的特定接觸而導致的預期健康影響類型,並提供在不同接觸水平下這些健康影響發生概率的估計值。 它還用於描述特定的風險情況。 它涉及危害識別、暴露-效應關係的建立和暴露評估,從而導致風險特徵描述。
第一步是指確定一種物質(例如,一種化學品)是否會造成有害的健康影響(例如,癌症或全身中毒)。 第二步確定有多少暴露對多少暴露的人造成了多少給定影響。 這些知識對於解釋暴露評估數據至關重要。
暴露評估是風險評估的一部分,無論是在獲取數據以表徵風險情況時,還是在獲取數據以從流行病學研究中建立暴露-效應關係時。 在後一種情況下,必須準確描述導致某種職業或環境影響的暴露,以確保相關性的有效性。
儘管風險評估是職業衛生實踐中做出的許多決定的基礎,但它在保護工人健康方面的作用有限,除非轉化為工作場所的實際預防措施。
風險評估是一個動態過程,因為新知識通常會揭示之前被認為相對無害的物質的有害影響; 因此,職業衛生師必須始終能夠獲得最新的毒理學信息。 另一個含義是暴露應始終控制在最低可行水平。
圖 3. 風險評估的要素。
工作環境中的風險管理
消除所有造成職業健康風險的因素並不總是可行的,因為有些是不可或缺或可取的工作過程所固有的; 然而,風險可以而且必須得到管理。
風險評估為風險管理提供了基礎。 然而,雖然風險評估是一項科學程序,但風險管理更為務實,涉及旨在防止或將可能對工人、周圍社區和環境的健康造成危害的因素的發生或減少到可接受水平的決策和行動,還考慮了社會經濟和公共衛生背景。
風險管理髮生在不同的層面; 在國家一級作出的決定和採取的行動為在工作場所一級實施風險管理鋪平了道路。
工作場所的風險管理需要以下方面的信息和知識:
作為決定的基礎,其中包括:
這應該會導致以下行動:
傳統上,在工作場所負責大多數這些決定和行動的專業是職業衛生。
風險管理中的一個關鍵決定,即可接受風險的決定(什麼影響可以被接受,在多少百分比的工作人口中,如果有的話?),通常但不總是在國家決策層面做出並遵循通過採用職業接觸限值和頒布職業健康法規和標準。 這導致建立控制目標,通常由職業衛生學家在工作場所層面建立,他們應該了解法律要求。 然而,可能會發生關於可接受風險的決定必須由工作場所層面的職業衛生學家做出的決定——例如,在標準不可用或未涵蓋所有潛在暴露的情況下。
所有這些決定和行動都必須納入一個現實的計劃,這需要多學科和多部門的協調與合作。 儘管風險管理涉及務實的方法,但其效率應得到科學評估。 不幸的是,在大多數情況下,風險管理行動是在考慮到財務和其他限製而應該採取什麼措施來避免任何風險與在實踐中可以採取的最佳措施之間進行折衷。
有關工作環境和一般環境的風險管理應得到很好的協調; 不僅存在重疊領域,而且在大多數情況下,一方的成功與另一方的成功相互關聯。
職業衛生計劃和服務
國家層面的政治意願和決策將直接或間接影響政府或私人層面職業衛生計劃或服務的製定。 為所有類型的職業衛生計劃和服務提供詳細模型超出了本文的範圍; 然而,有適用於許多情況的一般原則,可能有助於有效實施和運作。
全面的職業衛生服務應有能力為危害評估和控制目的進行充分的初步調查、取樣、測量和分析,如果不能設計控制措施,也應有能力推薦控制措施。
全面的職業衛生計劃或服務的關鍵要素是人力和財力資源、設施、設備和信息系統,通過周密的規劃進行良好的組織和協調,在有效的管理下,還涉及質量保證和持續的計劃評估。 成功的職業衛生計劃需要最高管理層的政策基礎和承諾。 財政資源的採購超出了本文的範圍。
人力資源
充足的人力資源是任何計劃的主要資產,應作為優先事項加以確保。 所有員工都應該有明確的工作描述和職責。 如果需要,應制定培訓和教育規定。 職業衛生計劃的基本要求包括:
一個重要的方面是專業能力,不僅必須達到而且還必須保持。 在計劃或服務之內或之外的繼續教育應包括,例如,立法更新、新進展和技術以及知識差距。 參加會議、座談會和研討會也有助於保持能力。
員工的健康和安全
應確保實地調查、實驗室和辦公室的所有工作人員的健康和安全。 職業衛生師可能會面臨嚴重的危險,應佩戴所需的個人防護裝備。 根據工作類型,可能需要免疫接種。 如果涉及農村工作,根據地區的不同,應制定蛇咬解毒劑等規定。 實驗室安全是本文其他地方討論的一個專業領域 百科全書.
不應忽視辦公室的職業危害——例如,使用可視化顯示設備和激光打印機、複印機和空調系統等室內污染源。 還應考慮人體工程學和社會心理因素。
環境介紹
其中包括辦公室和會議室、實驗室和設備、信息系統和圖書館。 設施應經過精心設計,考慮到未來的需求,因為後期的搬遷和調整通常成本更高、更耗時。
職業衛生實驗室和設備
職業衛生實驗室原則上應具備對暴露於空氣污染物(化學品和灰塵)、物理因素(噪音、熱應激、輻射、照明)和生物因素進行定性和定量評估的能力。 在大多數生物製劑的情況下,定性評估足以推薦控制措施,從而消除了通常困難的定量評估的需要。
儘管某些用於空氣污染物的直讀儀器在暴露評估方面可能存在局限性,但這些儀器對於識別危害和確定其來源、確定濃度峰值、收集控制措施數據以及檢查非常有用在通風系統等控制裝置上。 對於後者,還需要檢查風速和靜壓的儀器。
一種可能的結構將包括以下單元:
在選擇職業衛生設備時,除了性能特徵外,還必鬚根據預期的使用條件考慮實際方面——例如,可用的基礎設施、氣候、位置。 這些方麵包括便攜性、所需能源、校準和維護要求以及所需消耗品的可用性。
只有在以下情況下才應購買設備:
所有類型的職業衛生測量和取樣以及分析設備的校準都應該是任何程序的組成部分,並且所需的設備應該可用。
維護和修理對於防止設備長時間閒置至關重要,製造商應通過直接協助或提供員工培訓來確保維護和修理。
如果正在開發一個全新的程序,最初應該只購買基本設備,隨著需求的確定和操作能力的確保,添加更多的項目。 然而,即使在設備和實驗室可用和運行之前,通過檢查工作場所以定性評估健康危害,並通過推薦針對已識別危害的控制措施,也可以取得很大進展。 缺乏進行定量暴露評估的能力絕不應成為對明顯危險的暴露不採取行動的理由。 對於工作場所危害不受控制且重度暴露很常見的情況尤其如此。
資訊
這包括圖書館(書籍、期刊和其他出版物)、數據庫(例如在 CD-ROM 上)和通信。
只要有可能,應提供個人電腦和 CD-ROM 閱讀器,以及互聯網連接。 在線網絡公共信息服務器(萬維網和 GOPHER 站點)的可能性不斷增加,這些服務器提供對與工人健康相關的大量信息源的訪問,因此完全證明對計算機和通信的投資是合理的。 這種系統應包括電子郵件,它為個人或團體的交流和討論開闢了新的視野,從而促進和促進全世界的信息交流。
規劃
及時仔細地規劃計劃的實施、管理和定期評估對於確保實現目標和目標,同時充分利用可用資源至關重要。
最初,應獲取並分析以下信息:
規劃和組織過程包括:
業務成本不應被低估,因為缺乏資源可能會嚴重阻礙項目的連續性。 不可忽視的要求包括:
必須通過仔細研究應被視為綜合服務的組成部分的所有要素來優化資源。 向不同單位(現場測量、取樣、分析實驗室等)和所有組成部分(設施和設備、人員、操作方面)均衡分配資源對於成功的計劃至關重要。 此外,資源分配應具有靈活性,因為職業衛生服務可能必須進行調整才能滿足應定期評估的實際需求。
溝通、分享和協作是成功的團隊合作和增強個人能力的關鍵詞。 需要在計劃內外建立有效的溝通機制,以確保採用必要的多學科方法來保護和促進工人的健康。 應與其他職業衛生專業人員密切互動,尤其是職業醫師和護士、人體工程學專家和工作心理學家,以及安全專業人員。 在工作場所層面,這應包括工人、生產人員和管理人員。
成功項目的實施是一個循序漸進的過程。 因此,在規劃階段,應根據既定的優先事項並考慮到可用資源,制定一個切合實際的時間表。
管理
管理涉及在所有相關人員的參與下,就要實現的目標和有效實現這些目標所需的行動進行決策,以及預見和避免,或認識和解決可能對完成目標造成障礙的問題。要求的任務。 應該記住,科學知識並不能保證運行有效計劃所需的管理能力。
實施和執行正確的程序和質量保證的重要性怎麼強調都不為過,因為完成的工作與出色完成的工作之間存在很大差異。 此外,真正的目標,而不是中間步驟,應該作為衡量標準; 職業衛生計劃的效率不應以開展的調查數量來衡量,而應以導致保護工人健康的實際行動的調查數量來衡量。
好的管理應該能夠區分什麼是令人印象深刻的和什麼是重要的; 涉及抽樣和分析的非常詳細的調查,產生非常準確和精確的結果,可能非常令人印象深刻,但真正重要的是之後將要採取的決定和行動。
品質保證
質量保證的概念,涉及質量控制和能力測試,主要是指涉及測量的活動。 儘管這些概念經常與分析實驗室聯繫起來考慮,但它們的範圍必須擴展到也包括採樣和測量。
每當需要取樣和分析時,從質量的角度來看,應將完整的程序視為一個過程。 由於沒有一條鏈比最薄弱的一環更牢固,因此對於同一評估程序的不同步驟、不同質量水平的工具和技術,使用它是一種資源浪費。 非常好的分析天平的準確度和精密度無法補償泵在錯誤流速下的採樣。
必須檢查實驗室的性能,以便識別和糾正錯誤來源。 需要一種系統的方法來控制所涉及的眾多細節。 為職業衛生實驗室建立質量保證計劃很重要,這既指內部質量控制,也指外部質量評估(通常稱為“能力驗證”)。
關於抽樣或使用直讀儀器進行的測量(包括物理試劑的測量),質量涉及充分和正確的:
關於分析實驗室,質量涉及充分和正確的:
對於兩者來說,都不可或缺:
此外,必須正確處理所獲得的數據和結果的解釋,以及準確的報告和記錄保存。
CEN (EN 45001) 將實驗室認可定義為“對測試實驗室有能力進行特定測試或特定類型測試的正式認可”,是一種非常重要的控制工具,應予以推廣。 它應涵蓋取樣和分析程序。
方案評估
質量概念必須應用於職業衛生實踐的所有步驟,從識別危害到實施危害預防和控制計劃。 考慮到這一點,必須定期和嚴格地評估職業衛生計劃和服務,以持續改進。
結語
職業衛生對於保護工人的健康和環境至關重要。 它的實踐涉及許多步驟,這些步驟是相互關聯的,它們本身沒有任何意義,但必須整合成一個綜合方法。
毒理學在製定法規和其他職業健康政策方面發揮著重要作用。 為了防止職業傷害和疾病,決策越來越多地基於在人類暴露類型之前或在沒有人類暴露類型的情況下可獲得的信息,這些信息會產生關於風險的明確信息,例如流行病學研究。 此外,如本章所述,毒理學研究可以在實驗室研究的受控條件下提供有關劑量和反應的精確信息; 在不受控制的職業接觸環境中,通常很難獲得這些信息。 然而,必須仔細評估這些信息,以估計對人類產生不利影響的可能性、這些不利影響的性質以及暴露和影響之間的定量關係。
自 1980 世紀 XNUMX 年代以來,許多國家都非常重視開發在監管決策中利用毒理學信息的客觀方法。 形式化方法,通常稱為 風險評估, 已被政府和非政府實體在這些國家提出並使用。 風險評估的定義各不相同; 從根本上說,它是一個評估過程,結合了毒理學、流行病學和接觸信息,以確定和估計與接觸危險物質或條件相關的不利影響的可能性。 風險評估本質上可以是定性的,表明不利影響的性質和可能性的一般估計,也可以是定量的,估計在特定暴露水平下受影響的人數。 在許多監管體系中,風險評估分四個階段進行: 危害識別, 毒性作用性質的描述; 量效評估,對暴露(或劑量)與毒性作用的嚴重程度或可能性之間關係的半定量或定量分析; 暴露評估,評估一般人群或人群中的亞群可能發生的暴露範圍的信息; 風險特徵,將上述所有信息彙編成在特定暴露條件下預期發生的風險大小的表達式(參見 NRC 1983 有關這些原則的聲明)。
在本節中,將介紹三種風險評估方法作為說明。 不可能提供全世界使用的風險評估方法的綜合綱要,這些選擇不應被視為規定性的。 應該指出的是,存在風險評估方法協調的趨勢,部分是為了響應最近的 GATT 協議中的規定。 通過國際化學品安全計劃 (IPCS) 和經濟合作與發展組織 (OECD),目前正在進行兩項風險評估方法的國際協調進程。 這些組織還保留有關國家風險評估方法的最新信息。
WHO(世界衛生組織)於1980年引入了人體功能受限的分類; ICIDH(國際分類損傷、殘疾和障礙)。 在這種分類中,疾病、局限性和障礙之間存在差異。
這個參考模型是為了促進國際交流而創建的。 該模型的提出一方面為政策制定者提供參考框架,另一方面為醫生診斷患有疾病後果的人提供參考框架。
為什麼這個參考框架? 它的出現旨在試圖改善和增加長期能力有限的人的參與。 提到了兩個目標:
自 1 年 1994 月 5 日起,分類正式生效。 隨後開展的活動範圍廣泛,特別涉及以下問題:針對特定群體的信息和教育措施; 工人保護條例; 或者,例如,要求公司至少僱用 XNUMX% 的殘疾工人。 從長遠來看,分類本身會導致融合和不歧視。
疾病
疾病襲擊了我們每個人。 有些疾病可以預防,有些則不能。 某些疾病可以治愈,而另一些則不能。 應盡可能預防疾病,並儘可能治癒疾病。
減值
損傷是指心理、生理或解剖結構或功能的任何缺失或異常。
出生時只有三個手指而不是五個手指不一定會導致殘疾。 個人的能力以及三個手指的操作程度將決定該人是否殘疾。 然而,當大腦中樞水平無法進行相當數量的信號處理時,損傷肯定會導致殘疾,因為目前還沒有辦法為患者“治愈”(解決)這個問題。
殘疾
殘疾描述了個人在執行任務時遇到困難的功能水平,例如,難以從椅子上站起來。 這些困難當然與減值有關,但也與它周圍的環境有關。 一個坐在輪椅上,生活在荷蘭這樣平坦國家的人,比同樣生活在西藏這樣山區的人,有更多的自行交通的可能性。
阻礙
當問題被置於障礙水平時,可以確定主要問題在哪個領域是有效的,例如,不動或身體依賴。 這些會影響工作表現; 例如,此人可能無法自己去工作; 或者,一旦開始工作,可能需要個人衛生等方面的幫助。
障礙顯示了殘疾的消極後果,只能通過消除消極後果來解決。
總結和結論
上述分類及其政策提供了一個定義明確的國際可行框架。 任何關於為特定群體設計的討論都需要這樣一個框架來定義我們的活動並嘗試在設計中實現這些想法。
健康的人每天有規律地睡幾個小時。 通常他們在夜間睡覺。 他們發現在午夜和清晨之間的幾個小時內保持清醒是最困難的,而這正是他們通常的睡眠時間。 如果一個人在這些時間裡必須完全或部分保持清醒,那麼這個人就會進入一種被迫失眠的狀態,或者 睡眠剝奪,這通常被認為是疲倦。 需要睡眠,伴隨著睡意的波動,這種感覺一直持續到充足的睡眠。 這就是為什麼經常說睡眠不足會導致一個人招致 睡眠不足 or 睡不著覺.
對於因工作安排(例如,夜間工作)或就此而言,長時間的空閒時間活動而無法獲得足夠睡眠時間的工人,睡眠剝奪是一個特殊的問題。 上夜班的工人一直處於睡眠不足狀態,直到輪班結束時有機會獲得睡眠時間。 由於白天的睡眠時間通常比需要的時間短,因此工人無法從睡眠不足的狀況中充分恢復,直到進行長時間的睡眠,很可能是夜間睡眠。 在那之前,這個人會累積睡眠不足。 (類似的情況——時差—在相差幾個小時或更長時間的時區之間旅行後出現。 旅行者往往睡眠不足,因為新時區的活動時間段與出發地的正常睡眠時間段更清楚地對應。)在睡眠不足期間,工作人員會感到疲倦,他們的工作表現會受到各種影響。 因此,不同程度的睡眠剝奪已融入不得不不規律工作的工人的日常生活中,因此採取措施應對這種睡眠不足的不利影響是很重要的。 導致睡眠不足的主要工作時間不規律情況見表 1。
表 1. 工作時間不規律導致不同程度睡眠剝奪的主要情況
工作時間不規律 |
導致睡眠剝奪的條件 |
值夜班 |
沒有或縮短夜間睡眠 |
清晨或傍晚值班 |
睡眠時間縮短,睡眠中斷 |
長時間工作或兩班制一起工作 |
睡眠的相位偏移 |
直接上夜班或清晨班 |
睡眠的連續相位偏移 |
換班間隔時間短 |
短暫而中斷的睡眠 |
休息日間隔時間長 |
睡眠不足的累積 |
在不同的時區工作 |
在出發地的“夜間”時間沒有或縮短睡眠時間(時差) |
空閒時間不平衡 |
睡眠相位錯位,睡眠時間短 |
在極端條件下,睡眠剝奪可能會持續一天以上。 然後隨著睡眠剝奪時間的延長,嗜睡和表現變化會增加。 然而,工人通常會在睡眠剝奪變得過於持久之前採取某種形式的睡眠。 如果睡眠不足,睡眠不足的影響仍然存在。 因此,重要的是不僅要了解各種形式的睡眠剝奪的影響,還要了解工人可以從中恢復的方式。
圖 1. 一組被剝奪兩晚睡眠的受試者的表現、睡眠等級和生理變量
睡眠剝奪的複雜性質如圖 1 所示,它描述了實驗室研究中關於兩天睡眠剝奪影響的數據(Fröberg 1985)。 數據顯示了長期睡眠剝奪導致的三個基本變化:
睡眠剝奪的影響與生理晝夜節律相關這一事實有助於我們理解其複雜的性質(Folkard 和 Akerstedt 1992)。 這些影響應被視為日常生活中睡眠-覺醒週期相移的結果。
因此,連續工作或睡眠不足的影響不僅包括警覺性下降,還包括工作能力下降、入睡可能性增加、幸福感和士氣下降以及安全性受損。 當重複這樣的睡眠剝奪時期時,例如輪班工人,他們的健康可能會受到影響(Rutenfranz 1982;Koller 1983;Costa 等人 1990)。 因此,研究的一個重要目的是確定睡眠剝奪在多大程度上損害了個人的健康,以及我們如何才能最好地利用睡眠的恢復功能來減少這種影響。
睡眠剝奪的影響
在一夜睡眠剝奪期間和之後,人體的生理晝夜節律似乎仍然持續。 例如,夜班工人第一天上班的體溫曲線趨於保持其基本的晝夜節律規律。 在夜間,氣溫會在清晨時分下降,在隨後的白天反彈上升,並在下午高峰後再次下降。 眾所周知,生理節律只能在連續幾天重複上夜班的過程中逐漸“調整”到夜班工人相反的睡眠-覺醒週期。 這意味著夜間對性能和嗜睡的影響比白天更顯著。 因此,睡眠剝奪的影響與生理和心理功能中的原始晝夜節律有不同的關聯。
睡眠剝奪對錶現的影響取決於要執行的任務類型。 任務的不同特徵會影響效果(Fröberg 1985;Folkard 和 Monk 1985;Folkard 和 Akerstedt 1992)。 通常,複雜的任務比簡單的任務更容易受到攻擊。 在三天的睡眠不足期間,涉及越來越多的數字或更複雜的編碼的任務的性能會下降更多(Fröberg 1985;Wilkinson 1964)。 需要在一定時間間隔內響應的節奏任務比自定節奏的任務更糟糕。 易受攻擊任務的實際例子包括對定義的刺激的連續反應、簡單的分類操作、編碼消息的記錄、複製打字、顯示監控和持續檢查。 睡眠剝奪對劇烈運動表現的影響也是眾所周知的。 圖 2 顯示了長期睡眠剝奪對錶現(視覺任務)的典型影響(Dinges 1992)。 失眠兩晚(40-56 小時)後的效果比失眠一晚(16-40 小時)後的效果更明顯。
圖 2. 回歸線適合響應速度(響應時間的倒數),在沒有睡眠損失(10-5 小時)、一晚睡眠損失(16 -16 小時)和兩晚失眠(40-40 小時)
任務執行受到影響的程度似乎也取決於它如何受到晝夜節律的“掩蔽”成分的影響。 例如,一些績效衡量標準,如五目標記憶搜索任務,被發現比連續反應時間任務更快地適應夜間工作,因此它們在快速輪班系統中可能相對未受影響(Folkard 等人,1993 年)。 XNUMX). 在考慮睡眠剝奪影響下性能的安全性和準確性時,必須考慮內源性生理生物鐘節律及其掩蔽成分的影響差異。
睡眠剝奪對工作效率的一種特殊影響是出現頻繁的“失誤”或無反應期(Wilkinson 1964;Empson 1993)。 這些表現失誤是短時間的警覺性降低或淺睡眠。 這可以在錄像表演、眼球運動或腦電圖 (EEG) 的記錄中找到。 長時間的任務(一個半小時或更長時間),尤其是重複任務時,更容易導致此類失誤。 單調的任務,例如簡單反應的重複或不頻繁信號的監測在這方面非常敏感。 另一方面,新任務受到的影響較小。 在不斷變化的工作環境中的表現也很抗拒。
雖然有證據表明睡眠剝奪會逐漸減少覺醒,但人們預計失誤之間的表現水平受影響較小。 這解釋了為什麼一些性能測試的結果在短時間內完成時顯示睡眠不足的影響很小。 在一個簡單的反應時間任務中,失誤會導致很長的反應時間,而其餘的測量時間將保持不變。 因此,在解釋有關實際情況下睡眠損失影響的測試結果時需要謹慎。
睡眠剝奪期間的困倦變化顯然與生理晝夜節律以及此類流逝期有關。 嗜睡隨著夜班工作的第一段時間急劇增加,但在隨後的白天時間裡減少。 如果睡眠剝奪持續到第二天晚上,夜間嗜睡會變得非常嚴重(Costa 等人 1990 年;Matsumoto 和 Harada 1994 年)。 有時感覺對睡眠的需求幾乎無法抗拒; 這些時刻對應於失誤的出現,以及腦電圖記錄所證明的大腦功能中斷的出現。 過了一會兒,感覺睡意減輕了,但又出現了另一段時效。 然而,如果工人被問及各種疲勞感,他們通常會提到在整個睡眠剝奪期和間歇期持續增加的疲勞程度和全身疲倦。 在夜間睡眠剝奪後的白天,主觀疲勞水平略有恢復,但在持續睡眠剝奪的第二晚和隨後的夜晚,疲勞感明顯加劇。
在睡眠剝奪期間,之前的覺醒和晝夜節律階段相互作用的睡眠壓力可能總是在某種程度上存在,但困倦受試者的狀態不穩定性也受到環境效應的調節 (Dinges 1992)。 嗜睡受到刺激的數量和類型、環境提供的興趣以及刺激對受試者的意義的影響。 單調或需要持續注意的刺激更容易導致警惕性下降和失誤。 由於睡眠不足導致的生理困倦越大,受試者就越容易受到環境單調的影響。 動機和激勵可以幫助克服這種環境影響,但只能在有限的時間內。
部分睡眠剝奪和累積睡眠不足的影響
如果受試者連續工作一整夜不睡覺,許多性能功能肯定會下降。 如果對像在沒有任何睡眠的情況下進入第二個夜班,則性能下降會更嚴重。 在完全剝奪睡眠的第三或第四個晚上之後,即使有很高的積極性,也很少有人能保持清醒並完成任務。 然而,在現實生活中,這種完全失眠的情況很少發生。 通常人們會在隨後的夜班中睡上一覺。 但來自不同國家的報告顯示,白天的睡眠幾乎總是不足以從夜間工作所招致的睡眠債中恢復過來(Knauth 和 Rutenfranz 1981;Kogi 1981;ILO 1990)。 結果,隨著輪班工人重複上夜班,睡眠不足不斷累積。 當由於需要遵守輪班時間表而減少睡眠時間時,也會導致類似的睡眠不足。 即使可以採取夜間睡眠,已知每晚僅兩小時的睡眠限制會導致大多數人睡眠不足。 這種睡眠減少會導致性能和警覺性受損(Monk 1991)。
表 1 給出了導致睡眠不足或部分睡眠剝奪累積的輪班制條件的例子。輪班、頻繁的夜班和不適當的假期分配加速了睡眠不足的積累。
白天睡眠質量差或睡眠時間縮短也很重要。 白天睡眠伴隨著覺醒頻率增加、深度睡眠和慢波睡眠減少以及與正常夜間睡眠不同的快速眼動睡眠分佈(Torsvall、Akerstedt 和 Gillberg 1981;Folkard 和 Monk 1985;Empson 1993)。 因此,即使在有利的環境中,白天的睡眠也可能不如夜間的睡眠好。
圖 3 說明了由於輪班制度中不同的睡眠時間而難以獲得優質睡眠,該圖根據日記記錄顯示了德國和日本工人的睡眠持續時間與入睡時間的函數關係(Knauth 和 Rutenfranz 1981 年;科吉 1985 年)。 由於晝夜節律的影響,白天的睡眠時間被迫縮短。 許多工人可能會在白天分開睡眠,並經常在可能的情況下在晚上增加一些睡眠。
圖 3. 平均睡眠時間與入睡時間的函數關係。 德國和日本輪班工人的數據比較。
在現實生活中,輪班工作者採取各種措施來應對這種睡眠不足的累積(Wedderburn 1991)。 例如,他們中的許多人試圖在上夜班前提前睡覺或在夜班後睡很長時間。 儘管這些努力決不能完全有效地抵消睡眠不足的影響,但它們是經過深思熟慮的。 作為應對措施的一部分,社會和文化活動可能會受到限制。 例如,外出的空閒時間活動在兩個夜班之間進行的頻率較低。 因此,睡眠時間和持續時間以及睡眠不足的實際累積取決於工作相關和社會環境。
從睡眠剝奪和健康措施中恢復
從睡眠剝奪中恢復過來的唯一有效方法是睡覺。 睡眠的這種恢復作用是眾所周知的(Kogi 1982)。 由於睡眠恢復可能因時間和持續時間而異(Costa 等人,1990 年),因此了解人們應該何時睡覺以及睡多長時間至關重要。 在日常生活中,為了加速睡眠不足的恢復,最好的辦法是保證一整晚的睡眠,但人們通常會通過分時段睡眠來補充被剝奪的正常夜間睡眠,從而盡量減少睡眠不足. 此類替換睡眠的各個方面如表 2 所示。
表 2. 提前睡眠、錨定睡眠和延遲睡眠替代正常夜間睡眠的各個方面
方面 |
提前睡覺 |
錨睡眠 |
延遲睡眠 |
場合 |
上夜班前 |
斷斷續續的夜晚 |
上夜班後 |
時間長度 |
通常很短 |
短的定義 |
通常很短但 |
品質 |
更長的潛伏期 |
延遲時間短 |
更短的延遲 |
與...的互動 |
節奏紊亂; |
有利於 |
節奏紊亂; |
為了彌補夜間睡眠不足,通常的做法是在“提前”和“延遲”階段(即夜班工作前後)進行白天睡眠。 這樣的睡眠與晝夜節律活動相吻合。 因此,睡眠的特點是潛伏期延長、慢波睡眠縮短、快速眼動睡眠中斷和社交生活障礙。 社會和環境因素對於決定睡眠的恢復效果很重要。 在考慮睡眠恢復功能的有效性時,應牢記在現實生活中輪班工作者不可能完全改變晝夜節律。
在這方面,已經報導了短暫“錨定睡眠”的有趣特徵(Minors 和 Waterhouse 1981;Kogi 1982;Matsumoto 和 Harada 1994)。 當一部分習慣性的日常睡眠在正常的夜間睡眠期間進行,其餘時間不規律地休息時,直腸溫度和尿液中幾種電解質的分泌的晝夜節律可以保持24小時。 這意味著在夜間睡眠期間進行短暫的夜間睡眠有助於在隨後的時間段保持原始的晝夜節律。
鑑於這些睡眠的不同恢復功能,我們可以假設在一天中的不同時段進行的睡眠可能具有某些互補作用。 對於夜班工人來說,一個有趣的方法是使用通常持續長達幾個小時的夜間小睡。 調查顯示,這種在夜班時的短暫睡眠在一些工人群體中很常見。 這種錨定睡眠型睡眠可有效減少夜間工作疲勞 (Kogi 1982),並可減少恢復睡眠的需要。 圖 4 比較了連續兩次夜班期間的疲勞主觀感受以及午睡組和非午睡組之間的下班恢復期(Matsumoto 和 Harada 1994)。 夜間小睡對減輕疲勞的積極作用是顯而易見的。 這些影響在夜間工作後的大部分恢復期持續存在。 在這兩組之間,將非小睡組的白天睡眠時間與小睡組的總睡眠時間(夜間小睡加上隨後的白天睡眠)進行比較,沒有發現顯著差異。 因此,夜間小睡可以使部分基本睡眠在夜間工作後的白天睡眠之前得到。 因此可以建議,夜間工作期間的小睡在一定程度上有助於從工作和伴隨的睡眠剝奪引起的疲勞中恢復(Sakai 等人 1984 年;Saito 和 Matsumoto 1988 年)。
圖 4. 連續兩個夜班和下班恢復期的午睡和不午睡組疲勞主觀感覺的平均分
然而,必須承認,不可能製定出每個患有睡眠不足的工人都可以應用的最佳策略。 夜班國際勞工標準的製定證明了這一點,該標準為經常夜班的工人推薦了一套措施(Kogi 和 Thurman 1993)。 這些措施的不同性質以及增加輪班系統靈活性的趨勢清楚地反映了開發靈活睡眠策略的努力(Kogi 1991)。 年齡、身體健康、睡眠習慣和其他個體耐受性差異可能發揮重要作用(Folkard 和 Monk 1985;Costa 等人 1990;Härmä 1993)。 在這方面,增加工作時間表的靈活性並結合更好的工作設計是有用的(Kogi 1991)。
針對睡眠剝奪的睡眠策略應取決於工作生活的類型,並足夠靈活以滿足個人情況(Knauth、Rohmert 和 Rutenfranz 1979;Rutenfranz、Knauth 和 Angersbach 1981;Wedderburn 1991;Monk 1991)。 一個普遍的結論是,我們應該通過選擇適當的工作時間表來最大程度地減少夜間睡眠剝奪,並通過鼓勵適合個人的睡眠來促進恢復,包括在睡眠剝奪後的早期進行補充睡眠和良好的夜間睡眠。 重要的是要防止睡眠不足的累積。 剝奪工人正常夜間睡眠時間的夜間工作時間應盡可能短。 輪班間隔應足夠長,以保證足夠長的睡眠時間。 更好的睡眠環境和應對社會需求的措施也很有用。 因此,社會支持對於設計工作時間安排、工作設計和個人應對策略以促進面臨頻繁睡眠不足的工人的健康至關重要。
工作場所危害可以定義為可能對暴露人員的福祉或健康產生不利影響的任何情況。 識別任何職業活動中的危害都涉及通過識別危險因素和可能暴露於這些危害的工人群體來表徵工作場所。 危害可能來自化學、生物或物理來源(見表 1)。 工作環境中的一些危險很容易識別——例如,刺激物,在皮膚接觸或吸入後會立即產生刺激作用。 其他的則不太容易識別——例如,意外形成且沒有警告特性的化學物質。 某些物質,如金屬(例如,鉛、汞、鎘、錳),可能會在接觸數年後造成傷害,如果您意識到其中的風險,可能很容易識別。 一種有毒物質在低濃度或無人接觸時可能不會構成危害。 識別危險的基礎是識別工作場所可能存在的物質、了解這些物質的健康風險以及了解可能的接觸情況。
表 1. 化學、生物和物理製劑的危害。
危險類型 |
產品描述 |
包機成本結構範例 |
化學性 危害
|
化學物質主要通過吸入、皮膚吸收或食入進入人體。 毒性作用可能是急性的、慢性的或兩者兼而有之。 |
|
腐蝕 |
腐蝕性化學品實際上會在接觸部位造成組織破壞。 皮膚、眼睛和消化系統是身體最常受影響的部位。 |
濃酸和鹼、磷 |
刺激 |
刺激物會導致它們沉積的組織發炎。 皮膚刺激物可能引起濕疹或皮炎等反應。 嚴重的呼吸道刺激物可能會導致呼吸急促、炎症反應和水腫。 |
美容: 酸、鹼、溶劑、油 呼吸: 醛類、鹼性粉塵、氨、二氧化氮、光氣、氯、溴、臭氧 |
過敏反應 |
化學過敏原或致敏劑會引起皮膚或呼吸道過敏反應。 |
美容:松香(松香)、甲醛、鉻或鎳等金屬、一些有機染料、環氧硬化劑、松節油 呼吸:異氰酸酯、纖維活性染料、甲醛、許多熱帶木屑、鎳
|
窒息 |
窒息劑通過乾擾組織的氧合作用發揮其作用。 簡單窒息劑是惰性氣體,可將大氣中可用的氧氣稀釋到維持生命所需的水平以下。 儲罐、船艙、筒倉或礦井中可能會出現缺氧氣氛。 空氣中的氧氣濃度絕不能低於 19.5%(按體積計)。 化學窒息劑阻止氧氣運輸和血液的正常氧合或阻止組織的正常氧合。 |
簡單的窒息劑:甲烷、乙烷、氫氣、氦氣 化學窒息劑:一氧化碳、硝基苯、氰化氫、硫化氫
|
癌症 |
已知的人類致癌物是指已明確證明會導致人類癌症的化學物質。 可能的人類致癌物是已明確證明會導致動物致癌或人類證據不明確的化學物質。 煤煙和煤焦油是最早被懷疑致癌的化學物質。 |
已知的: 苯(白血病); 氯乙烯(肝血管肉瘤); 2-萘胺、聯苯胺(膀胱癌); 石棉(肺癌、間皮瘤); 硬木粉塵(鼻竇腺癌) 可能:甲醛、四氯化碳、重鉻酸鹽、鈹 |
生殖的 影響
|
生殖毒物會干擾個體的生殖或性功能。 |
錳、二硫化碳、乙二醇的單甲醚和乙醚、汞 |
|
發育毒物是可能對接觸者的後代造成不良影響的物質; 例如,出生缺陷。 胚胎毒性或胎兒毒性化學品會導致自然流產或流產。 |
有機汞化合物、一氧化碳、鉛、沙利度胺、溶劑 |
系統性 毒藥
|
全身毒物是對特定器官或身體系統造成傷害的藥劑。 |
大腦:溶劑、鉛、汞、錳 外周神經系統:正己烷、鉛、砷、二硫化碳 造血系統:苯,乙二醇醚 腎臟: 鎘、鉛、汞、氯化碳氫化合物 肺: 二氧化矽、石棉、煤塵(塵肺)
|
生物 危害
|
生物危害可以定義為來自不同生物來源的有機粉塵,例如病毒、細菌、真菌、動物蛋白質或植物物質,例如天然纖維的降解產物。 病原體可能來自活生物體或污染物,或構成灰塵中的特定成分。 生物危害分為傳染性和非傳染性病原體。 非傳染性危害可進一步分為活生物體、生物毒素和生物過敏原。 |
|
傳染性危害 |
傳染源引起的職業病相對少見。 面臨風險的工人包括醫院員工、實驗室工作人員、農民、屠宰場工人、獸醫、動物園飼養員和廚師。 易感性變化很大(例如,接受免疫抑製藥物治療的人會有很高的敏感性)。 |
乙型肝炎、肺結核、炭疽、布魯氏菌、破傷風、鸚鵡熱衣原體、沙門氏菌 |
活生物體和生物毒素 |
活生物體包括真菌、孢子和黴菌毒素; 生物毒素包括內毒素、黃曲霉毒素和細菌。 細菌和真菌的新陳代謝產物複雜且數量眾多,並受溫度、濕度和它們生長的基質種類的影響。 在化學上,它們可能由蛋白質、脂蛋白或粘多醣組成。 例如革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細菌和黴菌。 面臨風險的工人包括棉紡廠工人、大麻和亞麻工人、污水和污泥處理工人、糧倉工人。 |
棉菌病、“谷熱”、軍團病 |
生物過敏原 |
生物過敏原包括真菌、動物來源的蛋白質、萜烯、儲蟎和酶。 農業中相當一部分生物源性過敏原來自動物皮膚的蛋白質、毛皮的毛髮以及糞便和尿液中的蛋白質。 過敏原可能存在於許多工業環境中,例如發酵過程、藥物生產、麵包店、造紙、木材加工(鋸木廠、生產、製造)以及生物技術(酶和疫苗生產、組織培養)和香料生產。 在敏感人群中,接觸過敏劑可能會引起過敏症狀,如過敏性鼻炎、結膜炎或哮喘。 過敏性肺泡炎的特徵是急性呼吸道症狀,如咳嗽、發冷、發燒、頭痛和肌肉疼痛,這可能導致慢性肺纖維化。 |
職業性哮喘:羊毛、毛皮、麥粒、麵粉、紅雪松、大蒜粉 過敏性肺泡炎: 農民病、蔗渣病、“鳥類愛好者病”、加濕器熱、紅杉病
|
物理危害 |
|
|
Noise |
噪音被認為是可能對個人或人群的健康和福祉產生不利影響的任何不需要的聲音。 噪聲危害的方麵包括聲音的總能量、頻率分佈、暴露時間和脈衝噪聲。 聽力敏銳度通常首先受到 4000 Hz 的損失或下降的影響,然後是 2000 至 6000 Hz 頻率範圍內的損失。 噪音可能會導致嚴重的影響,如溝通問題、注意力下降、嗜睡,並因此影響工作表現。 長時間暴露於高水平噪音(通常高於 85 分貝)或脈衝噪音(約 140 分貝)可能會導致暫時性和慢性聽力損失。 永久性聽力損失是索賠中最常見的職業病。 |
鑄造廠、木工、紡織廠、金屬加工 |
振動 |
振動有幾個與噪聲頻率、振幅、暴露持續時間以及它是連續還是間歇的共同參數。 操作方法和操作者的熟練程度似乎在振動有害影響的發展中起著重要作用。 使用電動工具的體力勞動與稱為“雷諾現象”或“振動誘發的白指”(VWF) 的外周循環障礙症狀有關。 振動工具還可能影響周圍神經系統和肌肉骨骼系統,導致握力下降、腰痛和退行性背部疾病。 |
承包機械、採礦裝載機、叉車、氣動工具、鏈鋸 |
電離 輻射
|
電離輻射最重要的慢性影響是癌症,包括白血病。 相對較低水平的輻射過度暴露與手部皮炎和對血液系統的影響有關。 可能過度暴露於電離輻射的過程或活動受到嚴格限制和管制。 |
核反應堆、醫療和牙科 X 射線管、粒子加速器、放射性同位素 |
非電離性 輻射
|
非電離輻射包括紫外線輻射、可見輻射、紅外線、激光、電磁場(微波和射頻)和極低頻輻射。 紅外輻射可能導致白內障。 高功率激光可能會導致眼睛和皮膚損傷。 人們越來越擔心暴露於低水平電磁場會導致癌症,並可能導致女性出現不良生殖結果,尤其是暴露於視頻顯示設備。 關於與癌症的因果關係的問題尚未得到解答。 最近對現有科學知識的審查通常得出結論,使用 VDU 與不良生殖結果之間沒有關聯。 |
紫外線輻射:電弧焊接和切割; 油墨、膠水、油漆等的UV固化; 消毒; 產品控制 紅外輻射: 熔爐、玻璃吹製 激光: 通信、外科、建築
|
危害的識別和分類
在進行任何職業衛生調查之前,必須明確定義目的。 職業衛生調查的目的可能是確定可能的危害、評估工作場所的現有風險、證明符合監管要求、評估控制措施或評估與流行病學調查有關的暴露。 本文僅限於旨在識別和分類工作場所危險的程序。 已經開發了許多模型或技術來識別和評估工作環境中的危險。 它們的複雜性各不相同,從簡單的檢查表、初步工業衛生調查、工作暴露矩陣、危害和可操作性研究到工作暴露概況和工作監督計劃(Renes 1978 年;Gressel 和 Gideon 1991 年;Holzner、Hirsh 和 Perper 1993 年;Goldberg 等人. 1993;Bouyer 和 Hémon 1993;Panett、Coggon 和 Acheson 1985;Tait 1992)。 沒有一種技術對每個人都是明確的選擇,但所有技術都有可用於任何調查的部分。 模型的有用性還取決於調查的目的、工作場所的規模、生產和活動的類型以及操作的複雜性。
危害的識別和分類可分為三個基本要素:工作場所特徵、暴露模式和危害評估。
工作場所表徵
一個工作場所可能有幾名員工到幾千名員工,並有不同的活動(例如,生產工廠、建築工地、辦公樓、醫院或農場)。 在工作場所,不同的活動可以本地化到特殊區域,例如部門或部門。 在工業過程中,可以確定不同的階段和操作,因為生產是從原材料到成品。
應獲取有關過程、操作或其他相關活動的詳細信息,以識別使用的試劑,包括原材料、在過程中處理或添加的材料、初級產品、中間體、最終產品、反應產物和副產品。 過程中的添加劑和催化劑也可能有興趣識別。 僅通過商品名稱識別的原材料或添加材料必須通過化學成分進行評估。 製造商或供應商應提供信息或安全數據表。
流程中的某些階段可能發生在封閉系統中,沒有任何人暴露在外,維護工作或流程故障期間除外。 應識別這些事件並採取預防措施以防止接觸有害物質。 其他過程在開放系統中進行,這些系統提供或不提供局部排氣通風。 應提供通風系統的一般描述,包括局部排氣系統。
如果可能,應在新工廠或流程的規劃或設計中識別危害,此時可以在早期階段進行更改並且可以預見和避免危害。 必須在過程狀態中識別和評估可能偏離預期設計的條件和程序。 危害的識別還應包括排放到外部環境和廢料。 設施位置、操作、排放源和試劑應以系統的方式組合在一起,以形成可識別的單元,以便進一步分析潛在暴露。 在每個單元中,操作和試劑應根據試劑對健康的影響和對工作環境排放量的估計進行分組。
曝光模式
化學和生物製劑的主要接觸途徑是吸入和皮膚吸收或偶然攝入。 暴露模式取決於接觸危險的頻率、暴露強度和暴露時間。 必須系統地檢查工作任務。 重要的是不僅要學習工作手冊,還要了解工作場所的實際情況。 工人可能因實際執行任務而直接暴露,也可能因為與暴露源位於相同的一般區域或位置而間接暴露。 可能有必要從專注於即使接觸時間很短也很可能造成傷害的工作任務開始。 必須考慮非常規和間歇性操作(例如,維護、清潔和生產週期的變化)。 全年的工作任務和情況也可能有所不同。
在同一職位中,接觸或吸收可能會有所不同,因為有些工人佩戴防護設備而其他人則沒有。 在大型工廠中,很少可以對每個工人進行危險識別或定性危險評估。 因此,具有類似工作任務的工人必須歸入同一暴露組。 工作任務、工作技巧和工作時間的差異將導致相當不同的暴露,必須加以考慮。 與在室內使用局部排氣通風裝置的室內工作組相比,在室外工作的人員和在沒有局部排氣通風裝置的情況下工作的人員已被證明具有更大的日常變異性(Kromhout、Symanski 和 Rappaport 1993)。 可以使用工作流程、申請該流程/工作的代理人或職位名稱中的不同任務,而不是職位名稱,來描述具有相似暴露的群體的特徵。 在組內,必鬚根據危險因素、接觸途徑、因素的健康影響、接觸危險的頻率、強度和接觸時間,對可能接觸的工人進行識別和分類。 應根據危險因素和估計的接觸情況對不同的接觸組進行排序,以確定風險最大的工人。
定性危害評價
工作場所存在的化學、生物和物理因素可能對健康造成的影響應基於對現有流行病學、毒理學、臨床和環境研究的評估。 有關工作場所使用的產品或製劑的健康危害的最新信息,應從健康和安全期刊、毒性和健康影響數據庫以及相關科學和技術文獻中獲取。
如有必要,應更新材料安全數據表 (MSDS)。 數據表記錄了有害成分的百分比以及化學文摘社的化學標識符、CAS 編號和閾限值 (TLV)(如果有)。 它們還包含有關健康危害、防護設備、預防措施、製造商或供應商等的信息。 有時報告的成分相當簡陋,必須用更詳細的信息進行補充。
應研究監測數據和測量記錄。 具有 TLV 的代理在決定情況是否可以接受時提供一般指導,但必須考慮到當工人接觸多種化學品時可能發生的相互作用。 在不同暴露組內和不同暴露組之間,應根據存在的物質的健康影響和估計暴露(例如,從輕微健康影響和低暴露到嚴重健康影響和估計高暴露)對工作人員進行排名。 那些排名最高的人應該得到最高的優先級。 在開始任何預防活動之前,可能有必要執行暴露監測計劃。 所有結果都應記錄在案並易於獲得。 工作方案如圖 1 所示。
圖 1. 風險評估的要素
在職業衛生調查中,還可以考慮對室外環境的危害(例如,污染和溫室效應以及對臭氧層的影響)。
化學、生物和物理製劑
危害可能來自化學、生物或物理來源。 在本節和表 1 中,將對各種危害進行簡要描述,並附上它們所在的環境或活動的示例(Casarett 1980 年;國際職業健康大會 1985 年;Jacobs 1992 年;Leidel、Busch 和 Lynch 1977 年; Olishifski 1988 年;萊蘭德 1994 年)。 更詳細的信息將在本文的其他地方找到 百科全書.
化學試劑
化學品可分為氣體、蒸氣、液體和氣溶膠(粉塵、煙霧、薄霧)。
氣體
氣體是只有在壓力升高和溫度降低的共同作用下才能變成液態或固態的物質。 處理氣體總是意味著暴露的風險,除非它們是在封閉系統中處理的。 容器或分配管道中的氣體可能會意外洩漏。 在高溫過程中(例如,焊接操作和發動機排放的廢氣),會形成氣體。
蒸氣
蒸氣是物質的氣態形式,通常在室溫和常壓下呈液態或固態。 當液體蒸發時,它會變成氣體並與周圍的空氣混合。 蒸汽可視為氣體,蒸汽的最大濃度取決於物質的溫度和飽和壓力。 任何涉及燃燒的過程都會產生蒸汽或氣體。 脫脂操作可以通過氣相脫脂或用溶劑浸泡清潔來進行。 加註和混合液體、噴漆、噴塗、清潔和乾洗等工作活動可能會產生有害蒸氣。
液體
液體可能由純物質或兩種或多種物質(例如,溶劑、酸、鹼)的溶液組成。 儲存在開口容器中的液體會部分蒸發成氣相。 平衡時氣相中的濃度取決於物質的蒸氣壓、其在液相中的濃度和溫度。 除了有害蒸氣外,使用液體進行操作或活動可能會導致飛濺或其他皮膚接觸。
粉塵
粉塵由無機和有機顆粒組成,可根據顆粒大小分為可吸入、胸腔或呼吸。 大多數有機粉塵都有生物來源。 無機粉塵會在研磨、鋸切、切割、破碎、篩分或篩分等機械過程中產生。 當塵土飛揚的材料被處理或被交通中的空氣流動捲起時,灰塵可能會散開。 通過稱重、灌裝、裝料、運輸和包裝等方式處理乾物料或粉末會產生粉塵,絕緣和清潔工作等活動也會產生粉塵。
發煙
煙霧是固體顆粒在高溫下蒸發並凝結成小顆粒。 汽化通常伴隨著化學反應,例如氧化。 構成煙霧的單個顆粒非常細小,通常小於 0.1 μm,並且通常聚集成更大的單元。 例如焊接、等離子切割和類似操作產生的煙霧。
霧氣
霧氣是由氣態凝結成液態或通過飛濺、起泡或霧化將液體分解成分散態而產生的懸浮液滴。 例如來自切割和研磨操作的油霧、來自電鍍的酸霧、來自酸洗操作的酸或鹼霧或來自噴塗操作的噴漆霧。
與許多其他國家一樣,日本根據相關化學品的類別對接觸化學品造成的風險進行監管,如表 1 所列。政府部門或主管機構各不相同。 對於一般工業化學品,適用的主要法律是關於化學物質製造等的檢查和管理的法律,或簡稱為化學物質控制法(CSCL)。 負責機構是國際貿易和工業部以及衛生和福利部。 此外,《勞動安全與衛生法》(由勞動部製定)規定,應對工業化學品進行可能的致突變性檢查,如果發現有關化學品具有致突變性,則應通過以下方式盡量減少工人接觸該化學品生產設施的封閉、局部排氣系統的安裝、防護設備的使用等。
表 1. 日本法律對化學物質的管制
類別 | 法 | 部 |
食品及食品添加劑 | 食品衛生法 | MHW |
製藥 | 藥品法 | MHW |
毒品 | 禁毒法 | MHW |
農業化學品 | 農藥管理法 | 馬夫 |
工業化學品 | 化學物質管理法 | MHW 和 MITI |
除放射性物質外的所有化學品 | 有關監管的法律 家用產品包含 有害物質 有毒有害 物質控制法 勞動安全衛生法 |
MHW MHW MOL |
放射性物質 | 放射性物質法 | STA |
縮略語:MHW——衛生和福利部; MAFF——農林漁業部; MITI——國際貿易和工業部; MOL——勞動部; STA——科學技術局。
由於危險工業化學品將主要由 CSCL 識別,因此本節將描述 CSCL 下的危險識別測試框架。
化學物質控制法的概念
最初的 CSCL 於 1973 年由國會(日本議會)通過,並於 16 年 1974 月 1 日生效。該法的基本動機是防止 PCB 和 PCB 類物質造成環境污染和對人類健康造成的影響。 多氯聯苯的特點是 (2) 在環境中的持久性(生物降解性差),(3) 隨著食物鏈(或食物網)上游濃度的增加(生物蓄積)和 (1986) 對人類的慢性毒性。 因此,該法律規定,在日本銷售之前,必須檢查每種工業化學品的此類特性。 在該法通過的同時,國會決定環境局應對可能的化學污染監測一般環境。 國會於 1987 年對該法進行了修正(修正案於 XNUMX 年生效),以便與經合組織在健康和環境、降低國際貿易中的非關稅壁壘,尤其是最低限度的設定方面的行動相協調上市前數據集 (MPD) 和相關測試指南。 該修正案也反映了當時通過環境監測觀察到,三氯乙烯和四氯乙烯等化學品雖然不易生物降解且具有長期毒性,但生物蓄積性不高,會污染環境; 在全國范圍內的地下水中都檢測到了這些化學物質。
該法將工業化學品分為兩類:現有化學品和新化學品。 現有化學品是指列入“現有化學品名錄”(隨著原法的通過而製定)的化學品,數量約為 20,000 種,數量取決於某些化學品在名錄中的命名方式。 不在名錄中的化學品稱為新化學品。 政府負責現有化學品的危害識別,而希望將新化學品引入日本市場的公司或其他實體負責新化學品的危害識別。 衛生和福利部 (MHW) 和國際貿易和工業部 (MITI) 兩個政府部門負責該法,環境署可以在必要時發表意見。 放射性物質、特定毒藥、興奮劑和麻醉品不包括在內,因為它們受其他法律管制。
CSCL下的測試系統
檢測流程如圖1所示,原則上是一個逐步系統。 所有化學品(例外情況見下文)都應進行體外生物降解性檢查。 如果該化學品易於生物降解,則被認為是“安全的”。 否則,然後檢查化學品的生物蓄積性。 如果發現它具有“高蓄積性”,則要求提供完整的毒性數據,根據這些數據,該化學品在確認毒性時將被歸類為“第 1 類特定化學物質”,否則將被歸類為“安全”物質。 無蓄積或低蓄積的化學品將進行毒性篩選試驗,包括致突變性試驗和實驗動物28天重複給藥(詳見表2)。 對毒性數據進行綜合評估後,如果數據顯示有毒性,則該化學品將被歸類為“指定化學物質”。 否則,它被認為是“安全的”。 當其他數據表明該化學品有很大的環境污染可能性時,要求提供完整的毒性數據,若為陽性,指定化學品將重新分類為“第2類指定化學物質”。 否則,它被認為是“安全的”。 “第 1 類特定化學物質”、“第 2 類特定化學物質”和“指定化學物質”的毒理學和生態毒理學特徵以及管制行動概要列於表 3。
項目 | 測試設計 |
生物降解 | 原則上 2 週,體外,激活 污泥 |
生物蓄積 | 原則上8週,搭配鯉魚 |
毒性篩選 致突變性試驗 細菌系統 染色體畸變 |
Ames' 測試和大腸桿菌測試,± S9 混合 CHL細胞等,±S9 mix |
28天重複給藥 | 大鼠,3 個劑量水平加上 NOEL 對照, 另外在最高劑量水平下進行 2 週恢復試驗 |
表 3. 分類化學物質的特徵和日本化學物質管理法的規定
化學物質 | 特徵: | 規 |
類1 特定化學物質 |
非生物降解性 高生物蓄積性 慢性中毒 |
必須獲得製造或進口許可1 使用限制 |
類2 特定化學物質 |
非生物降解性 無生物蓄積性或低生物蓄積性 慢性毒性 疑似環境污染 |
計劃生產或進口數量通知 防止污染/健康影響的技術指南 |
指定化學物質 | 非生物降解性 無生物蓄積性或低生物蓄積性 疑似慢性中毒 |
製造或進口數量報告 研究和文獻調查 |
1 實踐中沒有授權。
限制使用量(即少於 1,000 千克/公司/年和全日本少於 1,000 千克/年)的新化學品不需要進行測試。 聚合物按照高分子量化合物流程方案進行檢查,該方案的開發假設是當化學物質的分子量大於 1,000 且在環境中穩定時,吸收到體內的可能性很小。
工業化學品分類結果,截至 1996 年
從26年CSCL生效到1973年底的1996年間,原CSCL和修改後的CSCL共審查了1,087個現有化學品。 在這 1,087 種物質中,有 1 種(部分以通用名稱標識)被歸類為“第 36 類特定化學物質”。 剩餘的23種被歸類為“指定”,其中2種被重新分類為“第13類特定化學物質”,另有1種仍為“指定”。 圖2列出了第2類和第1類特定化學物質的名稱。從表中可以看出,除了一種海藻殺手外,除PCB及其替代品外,大多數第2類化學物質都是有機氯農藥。 大多數第 XNUMX 類化學品都是海藻殺手,但三種曾經廣泛使用的氯化烴溶劑除外。
在 1973 年至 1996 年底的同一時期,大約有 2,335 種新化學品被提交批准,其中 221 種(約 9.5%)被確定為“指定”,但沒有一類或二類化學品。 其他化學品被認為是“安全的”並獲准製造或進口。
危害監測和調查方法
職業監測涉及積極的計劃,以預測、觀察、測量、評估和控制工作場所潛在健康危害的暴露。 監督通常涉及一組人員,其中包括職業衛生師、職業醫師、職業健康護士、安全官、毒理學家和工程師。 根據職業環境和問題,可以採用三種監測方法:醫學、環境和生物。 醫學監測用於通過進行醫學檢查和適當的生物測試來檢測職業暴露於污染物對個人是否存在不利健康影響。 環境監測用於通過測量空氣中、散裝材料樣本和表面上的污染物濃度來記錄一組員工可能接觸污染物的情況。 生物監測用於通過測量工人血液、尿液或呼出氣中有害物質或其代謝物的濃度來記錄污染物進入人體的吸收情況並與環境污染物水平相關聯。
醫療監督
進行醫學監測是因為接觸有害物質可能導致或加重疾病。 它需要與了解職業病、診斷和治療的專業人員一起開展積極的計劃。 醫療監督計劃提供保護、教育、監督和在某些情況下補償員工的步驟。 它可以包括就業前篩選計劃、定期體檢、用於檢測危險物質引起的早期變化和損害的專門測試、醫療和廣泛的記錄保存。 就業前篩選包括評估職業和病史問卷以及體檢結果。 調查問卷提供有關既往病史和慢性病(尤其是哮喘、皮膚病、肺病和心髒病)以及既往職業暴露的信息。 如果將就業前篩選計劃用於確定就業資格,則存在道德和法律影響。 但是,它們在用於 (1) 提供以前的就業和相關暴露的記錄,(2) 為員工建立健康基線和 (3) 測試超敏反應時非常重要。 體檢可包括針對聽力損失的聽力測試、視力測試、器官功能測試、佩戴呼吸保護設備的健康評估以及基線尿液和血液測試。 定期體檢對於評估和檢測不利健康影響的發生趨勢至關重要,可能包括對特定污染物的生物監測和其他生物標誌物的使用。
環境和生物監測
環境和生物監測從工作環境的職業衛生調查開始,以確定潛在的危害和污染源,並確定監測的必要性。 對於化學製劑,監測可能涉及空氣、散裝、表面和生物採樣。 對於物理代理,監控可以包括噪聲、溫度和輻射測量。 如果需要監測,職業衛生師必須制定採樣策略,包括採樣哪些員工、流程、設備或區域、採樣數量、採樣時間、採樣頻率和採樣方法。 工業衛生調查的複雜性和重點各不相同,具體取決於調查的目的、企業的類型和規模以及問題的性質。
執行調查沒有嚴格的公式; 但是,在現場檢查之前進行充分的準備可以顯著提高有效性和效率。 以員工投訴和疾病為動機的調查還有一個額外的重點,即確定健康問題的原因。 室內空氣質量調查側重於室內和室外污染源。 無論職業危害如何,調查和抽樣工作場所的總體方法是相似的; 因此,本章將使用化學試劑作為該方法的模型。
接觸途徑
僅僅存在工作場所的職業壓力並不自動意味著存在很大的暴露可能性; 代理必須到達工作人員。 對於化學品,液體或蒸汽形式的藥劑必須與身體接觸和/或被吸收到身體中才能引起不利的健康影響。 如果藥劑被隔離在封閉空間中或被局部排氣通風系統捕獲,則無論化學品的固有毒性如何,接觸可能性都會很低。
接觸途徑會影響所執行的監測類型以及潛在危險。 對於化學和生物製劑,工人通過吸入、皮膚接觸、攝入和注射接觸; 職業環境中最常見的吸收途徑是通過呼吸道和皮膚。 為評估吸入,職業衛生學家觀察化學品以氣體、蒸汽、粉塵、煙霧或薄霧形式在空氣中傳播的可能性。
當通過飛濺、噴灑、潤濕或浸入脂溶性碳氫化合物和其他有機溶劑與皮膚直接接觸時,皮膚對化學品的吸收很重要。 浸泡包括身體接觸受污染的衣服、手接觸受污染的手套以及手和手臂接觸散裝液體。 對於某些物質,例如胺類和酚類,皮膚吸收的速度與吸入物質通過肺部的吸收速度一樣快。 對於某些污染物,如殺蟲劑和聯苯胺染料,皮膚吸收是吸收的主要途徑,吸入是次要途徑。 此類化學物質很容易通過皮膚進入人體,增加身體負擔,造成全身損傷。 當過敏反應或反复洗滌使皮膚乾燥開裂時,可被人體吸收的化學物質的數量和類型會急劇增加。 攝入是一種不常見的氣體和蒸汽吸收途徑,對於鉛等顆粒物可能很重要。 進食受污染的食物、用受污染的手進食或吸煙、咳嗽然後吞嚥之前吸入的顆粒物都可能導致攝入。
將材料直接注入血液的原因可能是皮下注射針不慎刺破醫院醫護人員的皮膚,以及高壓源釋放的高速射彈直接接觸皮膚。 無氣噴漆機和液壓系統的壓力足以刺破皮膚並將物質直接引入體內。
穿行檢查
初步調查(稱為走查)的目的是系統地收集信息,以判斷是否存在潛在危險情況以及是否需要進行監控。 職業衛生師通過召開首次會議開始走查調查,會議可包括管理層代表、員工、主管、職業健康護士和工會代表。 職業衛生師可以組建一支相互開誠佈公地交流並了解檢查目標和範圍的人員,從而有力地影響調查和任何後續監測計劃的成功。 工人必須從一開始就參與進來並了解情況,以確保合作而不是恐懼主導調查。
會議期間,要求提供工藝流程圖、工廠佈局圖、過去的環境檢查報告、生產計劃、設備維護計劃、個人防護計劃文件以及有關員工人數、班次和健康投訴的統計數據。 識別和量化運營中使用和生產的所有危險材料。 匯集產品、副產品、中間體和雜質的化學品清單,並獲得所有相關的材料安全數據表。 記錄設備維護計劃、使用年限和狀況,因為使用較舊的設備可能會因缺乏控製而導致更高的風險暴露。
會議結束後,職業衛生師對工作場所進行目視走查,仔細檢查操作和工作實踐,目的是確定潛在的職業壓力,對暴露的可能性進行排序,確定暴露途徑並估計持續時間和暴露頻率。 圖 1 給出了職業壓力的示例。職業衛生師使用巡視檢查來觀察工作場所並回答問題。 圖 2 給出了觀察和問題的示例。
圖 1. 職業壓力。
圖 2. 走查調查中要提出的觀察和問題。
除了圖 5 中顯示的問題之外,還應該提出一些問題來揭示不是很明顯的問題。 問題可以解決:
非常規任務可能導致在典型工作日期間難以預測和測量的化學品的顯著峰值暴露。 工藝改變和化學替代可能會改變物質向空氣中的釋放並影響隨後的暴露。 工作區域物理佈局的變化會改變現有通風系統的有效性。 工作職能的變化可能導致由經驗不足的工人執行任務並增加接觸。 翻新和維修可能會在工作環境中引入新材料和化學品,這些材料和化學品會釋放出揮發性有機化學品或具有刺激性。
室內空氣質量調查
室內空氣質量調查不同於傳統的職業衛生調查,因為它們通常在非工業工作場所遇到,並且可能涉及接觸微量化學物質的混合物,而單獨使用這些化學物質似乎都不會引起疾病(Ness 1991)。 室內空氣質量調查的目標在識別污染源和確定監測需求方麵類似於職業衛生調查。 然而,室內空氣質量調查總是以員工的健康投訴為動機。 在許多情況下,員工會出現各種症狀,包括頭痛、喉嚨發炎、嗜睡、咳嗽、瘙癢、噁心和非特異性超敏反應,這些症狀在他們回家後就會消失。 如果員工下班後健康問題沒有消失,則還應考慮非職業暴露。 非職業暴露包括愛好、其他工作、城市空氣污染、被動吸煙和家中的室內暴露。 室內空氣質量調查經常使用問卷來記錄員工的症狀和投訴,並將它們與建築物內的工作地點或工作職能聯繫起來。 然後針對症狀發生率最高的區域進行進一步檢查。
室內空氣質量調查記錄的室內空氣污染物來源包括:
對於室內空氣質量調查,步行檢查本質上是一種建築物和環境檢查,以確定建築物內外的潛在污染源。 內部建築資源包括:
圖 3. 室內空氣質量巡查調查的觀察結果和問題。
採樣和測量策略
職業接觸限值
走查檢查完成後,職業衛生師必須確定是否需要取樣; 只有在目的明確的情況下才應進行抽樣。 職業衛生師必須問,“抽樣結果將由什麼組成,結果將回答什麼問題?” 採樣取數相對容易; 解釋它們要困難得多。
空氣和生物採樣數據通常與推薦或強制的職業接觸限值 (OEL) 進行比較。 許多國家針對化學和物理製劑的吸入和生物暴露制定了職業暴露限值。 迄今為止,在超過 60,000 種商業使用的化學品中,大約 600 種已由各種組織和國家/地區進行了評估。 限制的哲學基礎由制定它們的組織確定。 最廣泛使用的限值稱為閾值限值 (TLV),是由美國政府工業衛生學家會議 (ACGIH) 在美國發布的限值。 美國職業安全與健康管理局 (OSHA) 使用的大多數 OEL 都是基於 TLV。 但是,美國衛生與公共服務部國家職業安全與健康研究所 (NIOSH) 提出了自己的限值,稱為推薦暴露限值 (REL)。
對於空氣暴露,有三種類型的 TLV: 八小時時間加權平均暴露,TLV-TWA,以防止慢性健康影響; 十五分鐘的平均短期暴露限值,TLV-STEL,以防止急性健康影響; 瞬時上限值 TLV-C,以防止窒息劑或立即刺激的化學品。 生物暴露水平指南稱為生物暴露指數 (BEI)。 這些指南代表身體中化學物質的濃度,對應於健康工人在空氣中特定濃度的吸入暴露。 在美國之外,多達 50 個國家或集團已經建立了 OEL,其中許多與 TLV 相同。 在英國,這些限制被稱為健康與安全執行官職業接觸標準 (OES),而在德國,OEL 被稱為最大工作場所濃度 (MAK)。
OEL 已針對空氣中氣體、蒸汽和微粒的暴露設定; 它們不存在於空氣中暴露於生物製劑的情況。 因此,大多數關於生物氣溶膠暴露的調查都將室內和室外濃度進行了比較。 如果室內/室外概況和生物濃度不同,則可能存在暴露問題。 皮膚和表面採樣沒有 OEL,每個案例必須單獨評估。 在表面採樣的情況下,濃度通常與在其他研究中測量或在當前研究中確定的可接受的背景濃度進行比較。 對於皮膚取樣,可接受的濃度是根據毒性、吸收率、吸收量和總劑量計算的。 此外,工人的生物監測可用於研究皮膚吸收。
抽樣策略
環境和生物採樣策略是一種獲取滿足特定目的的暴露測量的方法。 精心設計和有效的策略在科學上是站得住腳的,優化了獲得的樣本數量,具有成本效益並且優先考慮需求。 抽樣策略的目標指導有關抽樣內容(化學試劑的選擇)、抽樣地點(個人、區域或源樣本)、抽樣對象(哪個工人或工人組)、抽樣持續時間(實時或集成)、採樣頻率(多少天)、樣本數量以及採樣方式(分析方法)。 傳統上,出於監管目的而進行的抽樣涉及集中於最壞情況暴露的短期活動(一兩天)。 雖然此策略需要最少的資源和時間支出,但它通常捕獲的信息量最少,並且對評估長期職業暴露幾乎沒有適用性。 為了評估慢性暴露以便它們對職業醫師和流行病學研究有用,抽樣策略必須包括隨著時間的推移對大量工人進行重複抽樣。
目標
環境和生物採樣策略的目標是評估個體員工暴露或評估污染物來源。 可以執行員工監控以:
可以執行源和環境空氣監測以:
在監測員工時,空氣採樣提供了吸入暴露引起的劑量的替代測量。 生物監測可以提供所有吸收途徑(包括吸入、攝入、注射和皮膚)產生的化學物質的實際劑量。 因此,生物監測比空氣監測能更準確地反映個體的全身負荷和劑量。 當已知空氣暴露和內劑量之間的關係時,可以使用生物監測來評估過去和現在的慢性暴露。
圖 4. 生物監測的目標。
生物監測有其局限性,只有在達到僅靠空氣監測無法實現的目標時才應進行生物監測 (Fiserova-Bergova 1987)。 它是侵入性的,需要直接從工人身上採集樣本。 血樣通常提供最有用的生物監測介質; 但是,只有在尿液或呼氣等非侵入性測試不適用時才採集血液。 對於大多數工業化學品,關於被人體吸收的化學品的歸宿的數據不完整或不存在; 因此,只有有限數量的分析測量方法可用,而且許多方法不靈敏或不特異。
暴露於相同空氣中化學物質濃度的個體之間的生物監測結果可能存在很大差異; 年齡、健康、體重、營養狀況、藥物、吸煙、飲酒、用藥和懷孕都會影響化學物質的攝取、吸收、分佈、代謝和消除。
採樣什麼
大多數職業環境都暴露於多種污染物。 化學試劑被單獨評估,也被評估為對工人的多次同時攻擊。 化學試劑可以在體內獨立發揮作用或以增加毒性作用的方式相互作用。 測量什麼以及如何解釋結果的問題取決於藥物在體內時的生物學作用機制。 如果藥劑獨立作用於完全不同的器官系統,例如眼睛刺激物和神經毒素,則可以單獨對其進行評估。 如果它們作用於同一器官系統,例如兩種呼吸道刺激物,它們的聯合作用就很重要。 如果混合物的毒性作用是各個成分單獨作用的總和,則稱為加和。 如果混合物的毒性作用大於單獨藥物作用的總和,則它們的聯合作用被稱為協同作用。 吸煙和吸入石棉纖維會導致患肺癌的風險比簡單的累加效應大得多。對工作場所的所有化學試劑進行採樣既昂貴又不一定可靠。 職業衛生學家必須按危害或風險對潛在藥劑清單進行優先排序,以確定哪些藥劑受到關注。
化學品排名涉及的因素包括:
為提供對員工接觸情況的最佳估計,在員工的呼吸區(頭部 30 厘米半徑範圍內)採集空氣樣本,稱為個人樣本。 為了獲取呼吸區樣本,採樣設備在採樣期間直接放在工人身上。 如果空氣樣本是在工人附近、呼吸區之外採集的,則它們被稱為區域樣本。 區域樣本往往會低估個人暴露,並且不能很好地估計吸入暴露。 但是,區域樣本可用於評估污染物來源和測量污染物的環境水平。 可以使用便攜式儀器或固定採樣站在工作場所行走時採集區域樣本。 區域採樣通常用於石棉減排場所,以進行清除採樣和室內空氣調查。
向誰取樣
理想情況下,為了評估職業暴露,每個工人將在數週或數月的時間內單獨抽樣多天。 但是,除非工作場所很小(<10 名員工),否則通常無法對所有工人進行抽樣。 為了最大限度地減少設備和成本方面的抽樣負擔,並提高抽樣計劃的有效性,對工作場所的一部分員工進行了抽樣,他們的監測結果用於代表更大勞動力的暴露情況。
要選擇代表更大勞動力的員工,一種方法是將員工分為具有相似預期暴露的組,稱為同質暴露組 (HEG)(Corn 1985)。 在 HEG 形成後,從每組中隨機抽取一部分工人進行抽樣。 確定適當樣本量的方法假定暴露量呈對數正態分佈、估計的平均暴露量和 2.2 至 2.5 的幾何標準偏差。 先前的採樣數據可能允許使用較小的幾何標準偏差。 為了將員工分為不同的 HEG,大多數職業衛生學家會觀察工作中的員工並定性預測暴露情況。
形成 HEG 的方法有很多種; 通常,可以根據工作任務的相似性或工作區域的相似性對工人進行分類。 當同時使用工作和工作區域相似性時,分類方法稱為分區(見圖 5)。 一旦空氣傳播,化學和生物製劑可能在整個工作環境中具有復雜且不可預測的空間和時間濃度模式。 因此,源與員工的接近程度可能不是暴露相似性的最佳指標。 對最初預計有類似暴露的工人進行的暴露測量可能表明,工人之間的差異比預期的要大。 在這些情況下,應將暴露組重新構建為更小的工人組,並且應繼續抽樣以驗證每個組中的工人實際上有類似的暴露(Rappaport 1995)。
圖 5. 使用分區創建 HEG 所涉及的因素。
可以估計所有員工的暴露,無論職位或風險如何,或者可以只估計被認為具有最高暴露的員工; 這稱為最壞情況抽樣。 最壞情況採樣員工的選擇可能基於生產、與來源的接近程度、過去的採樣數據、庫存和化學毒性。 最壞情況法用於監管目的,不提供長期平均暴露和日常變化的衡量標準。 與任務相關的抽樣涉及選擇從事類似任務且發生頻率低於每天的工作的工人。
有許多因素會影響曝光並影響 HEG 分類的成功,包括以下內容:
採樣持續時間
空氣樣本中化學試劑的濃度要么在現場直接測量,立即獲得結果(實時或抓取),要么在現場通過採樣介質或採樣袋隨時間收集並在實驗室中測量(集成)(林奇 1995 年)。 實時採樣的優點是可以在現場快速獲得結果,並且可以捕獲短期急性暴露的測量值。 然而,實時方法是有限的,因為它們不適用於所有關注的污染物,而且它們可能不夠靈敏或不夠準確,無法量化目標污染物。 當職業衛生師對慢性暴露感興趣並且需要時間加權平均測量值以與 OEL 進行比較時,實時採樣可能不適用。實時採樣用於緊急評估、獲取濃度的粗略估計、洩漏檢測、環境空氣和源監測、評估工程控制、監測少於 15 分鐘的短期暴露、監測偶發暴露、監測劇毒化學品(一氧化碳)、爆炸性混合物和過程監控。 實時採樣方法可以捕獲隨時間變化的濃度,並提供即時的定性和定量信息。 綜合空氣採樣通常用於個人監測、區域採樣以及將濃度與時間加權平均 OEL 進行比較。 綜合採樣的優點是方法可用於多種污染物; 它可用於識別未知物; 準確性和特異性很高,檢測限通常很低。 在實驗室中分析的綜合樣品必須包含足夠的污染物以滿足最低可檢測分析要求; 因此,樣本是在預定的時間段內收集的。
除了採樣方法的分析要求外,採樣持續時間應與採樣目的相匹配。 對於源採樣,持續時間取決於過程或循環時間,或者何時存在預期的濃度峰值。 對於峰值採樣,應在一天中定期收集樣本,以盡量減少偏差並識別不可預測的峰值。 採樣週期應足夠短以識別峰值,同時還可以反映實際暴露週期。
對於個人採樣,持續時間與職業接觸限值、任務持續時間或預期的生物效應相匹配。 實時採樣方法用於評估對刺激物、窒息劑、致敏劑和過敏原的急性暴露。 氯氣、一氧化碳和硫化氫是可以在相對較低的濃度下迅速發揮作用的化學物質的例子。
鉛和汞等慢性病病原體通常在整個班次(每個樣本七小時或更長時間)內使用綜合採樣方法進行採樣。 為了評估整個班次的暴露情況,職業衛生師使用單個樣本或涵蓋整個班次的一系列連續樣本。 發生少於一個完整班次的暴露的採樣持續時間通常與特定任務或過程相關聯。 建築工人、室內維修人員和維修道路工作人員是與任務相關的暴露的工作示例。
多少樣本和多久採樣一次?
污染物的濃度每時每刻、每天每時每刻都在變化,而且個體之間和個體內部都可能存在差異。 暴露變異性會影響樣本數量和結果的準確性。 不同的工作實踐、污染物排放量的變化、化學品使用量、生產配額、通風、溫度變化、工人流動性和任務分配可能會導致暴露的差異。 大多數抽樣活動在一年中進行幾天; 因此,獲得的測量值不代表暴露情況。 與未抽樣時期相比,採集樣本的時期非常短; 職業衛生師必須從抽樣時期推斷到非抽樣時期。 對於長期暴露監測,應在數週或數月內對從 HEG 中選出的每位工人進行多次採樣,並應對所有班次的暴露進行表徵。 雖然白班可能最忙,但夜班的監督可能最少,而且工作實踐可能存在失誤。
測量技術
主動和被動採樣
通過主動將空氣樣本拉過介質或被動地讓空氣到達介質,將污染物收集在採樣介質上。 主動採樣使用電池供電的泵,被動採樣使用擴散或重力將污染物帶到採樣介質中。 氣體、蒸汽、微粒和生物氣溶膠都是通過主動採樣方法收集的; 氣體和蒸汽也可以通過被動擴散採樣來收集。
對於氣體、蒸汽和大多數微粒,一旦收集到樣品,就會測量污染物的質量,並通過將質量除以採樣空氣的體積來計算濃度。 對於氣體和蒸汽,濃度表示為百萬分之一 (ppm) 或 mg/m3, 顆粒物濃度表示為 mg/m3 (迪納爾迪 1995)。
在集成採樣中,空氣採樣泵是採樣系統的關鍵部件,因為濃度估計需要了解採樣空氣的體積。 根據所需的流量、維修和校準的難易程度、尺寸、成本和危險環境的適用性來選擇泵。 主要的選擇標準是流量:低流量泵(0.5 至 500 毫升/分鐘)用於採樣氣體和蒸汽; 高流量泵(500 至 4,500 毫升/分鐘)用於對微粒、生物氣溶膠以及氣體和蒸汽進行採樣。 為確保准確的樣品量,必須準確校準泵。 使用直接測量體積的手動或電子肥皂泡計等一級標准或二級方法(如濕式測試儀表、乾式氣體儀表和根據一級方法校準的精密轉子流量計)執行校準。
氣體和蒸汽:採樣介質
使用多孔固體吸附劑管、撞擊器、被動監測器和袋子收集氣體和蒸汽。 吸附劑管是填充有顆粒狀固體的空心玻璃管,能夠在其表面不變地吸附化學物質。 固體吸附劑特定於化合物組; 常用的吸附劑包括木炭、矽膠和 Tenax。 木炭吸附劑是碳的一種無定形形式,是非電極性的,優先吸附有機氣體和蒸汽。 矽膠是二氧化矽的一種無定形形式,用於收集極性有機化合物、胺類和一些無機化合物。 由於對極性化合物有親和力,會吸附水蒸氣; 因此,在較高的濕度下,水可以從矽膠中置換出極性較小的化學物質。 Tenax 是一種多孔聚合物,用於對極低濃度的非極性揮發性有機化合物進行採樣。
準確捕獲空氣中的污染物並避免污染物損失的能力取決於採樣率、採樣量以及空氣污染物的揮發性和濃度。 溫度、濕度、流速、濃度、吸附劑顆粒大小和競爭化學品數量的增加會對固體吸附劑的收集效率產生不利影響。 隨著收集效率的降低,化學品將在採樣過程中丟失,濃度將被低估。 為了檢測化學損失或突破,固體吸附劑管有兩部分顆粒材料,由泡沫塞隔開。 前段用於樣品採集,後段用於確定突破。 當至少 20% 到 25% 的污染物存在於管的後部時,就會發生突破。 分析固體吸附劑中的污染物需要使用溶劑從介質中提取污染物。 對於每批吸附劑管和收集的化學品,實驗室必須確定解吸效率,即溶劑從吸附劑中去除化學品的效率。 對於木炭和矽膠,最常用的溶劑是二硫化碳。 對於 Tenax,使用熱解吸將化學品直接提取到氣相色譜儀中。
撞擊器通常是帶有入口管的玻璃瓶,允許空氣通過溶液吸入瓶中,該溶液通過吸收在溶液中保持不變或通過化學反應收集氣體和蒸汽。 衝擊器在工作場所監控中的使用越來越少,尤其是個人採樣,因為它們可能會破裂,液體介質可能會濺到員工身上。 撞擊器有多種類型,包括洗氣瓶、螺旋吸收器、玻璃珠柱、小型撞擊器和燒結起泡器。 所有撞擊器均可用於採集區域樣品; 最常用的撞擊器,小型撞擊器,也可用於個人採樣。
被動式或擴散式監測儀體積小,沒有活動部件,可用於檢測有機和無機污染物。 大多數有機監測器使用活性炭作為收集介質。 理論上,任何可以通過活性炭吸附管和泵進行採樣的化合物都可以使用被動監測器進行採樣。 每個監視器都具有獨特設計的幾何形狀,以提供有效的採樣率。 取下顯示器蓋時開始採樣,蓋上蓋時結束。 大多數擴散監測器對於八小時時間加權平均暴露是準確的,不適用於短期暴露。
採樣袋可用於收集氣體和蒸汽的綜合樣本。 它們具有滲透性和吸附性,能夠以最少的損失儲存一天。 袋子由 Teflon(聚四氟乙烯)和 Tedlar(聚氟乙烯)製成。
採樣介質:顆粒材料
顆粒物或氣溶膠的職業採樣目前處於不斷變化的狀態; 傳統的採樣方法最終將被粒度選擇性(PSS)採樣方法所取代。 首先討論傳統的採樣方法,然後討論 PSS 方法。
最常用的氣溶膠收集介質是纖維或膜過濾器; 從氣流中去除氣溶膠是通過顆粒碰撞和附著在過濾器表面實現的。 過濾介質的選擇取決於要採樣的氣溶膠的物理和化學特性、採樣器類型和分析類型。 選擇過濾器時,必須對其收集效率、壓降、吸濕性、背景污染、強度和孔徑進行評估,範圍從 0.01 到 10 μm。 膜過濾器有多種孔徑,通常由纖維素酯、聚氯乙烯或聚四氟乙烯製成。 顆粒收集發生在過濾器表面; 因此,膜過濾器通常用於將要進行顯微鏡檢查的應用。 混合纖維素酯過濾器很容易被酸溶解,通常用於收集金屬以進行原子吸收分析。 Nucleopore 過濾器(聚碳酸酯)非常堅固且熱穩定,用於使用透射電子顯微鏡對石棉纖維進行採樣和分析。 纖維過濾器通常由玻璃纖維製成,用於對農藥和鉛等氣溶膠進行採樣。
對於氣溶膠的職業暴露,可以通過過濾器對已知體積的空氣進行採樣,可以測量總質量增加(重量分析)(mg / m3 空氣),可以計算顆粒總數(纖維/立方厘米)或識別氣溶膠(化學分析)。 對於質量計算,可以測量進入採樣器的總粉塵或僅可吸入部分。 對於總粉塵,質量的增加表示暴露於呼吸道所有部位的沉積物。 由於穿過採樣器的強風和採樣器的不正確方向,總粉塵採樣器容易出錯。 強風和直立的過濾器可能會導致收集額外的顆粒和高估暴露量。
對於可吸入粉塵採樣,質量的增加表示暴露於呼吸道氣體交換(肺泡)區域的沉積物。 為了僅收集可吸入部分,使用稱為旋風分離器的預分類器來改變呈現給過濾器的氣載粉塵的分佈。 氣溶膠被吸入旋風分離器、加速和旋轉,導致較重的顆粒被拋到氣流的邊緣並掉落到旋風分離器底部的去除部分。 小於 10 μm 的可吸入顆粒物保留在氣流中,並被抽出並收集在過濾器上,用於後續的重量分析。
在進行總粉塵和可吸入粉塵採樣時遇到的採樣錯誤導致測量結果無法準確反映暴露或與不良健康影響相關。 因此,PSS被提出來重新定義顆粒大小、不利健康影響和採樣方法之間的關係。 在 PSS 採樣中,顆粒的測量與特定健康影響相關的大小有關。 國際標準化組織(ISO)和ACGIH提出了三種顆粒物質量分數:可吸入顆粒物質量(IPM)、胸腔顆粒物質量(TPM)和可吸入顆粒物質量(RPM)。 IPM 是指預計可以通過口鼻進入的粒子,將取代傳統的總質量分數。 TPM 是指可以穿過喉部進入上呼吸道系統的顆粒。 RPM 是指能夠沉積在肺部氣體交換區域的顆粒,並將取代當前的可吸入質量分數。 PSS 採樣的實際採用需要開發新的氣溶膠採樣方法和 PSS 特定的職業暴露限值。
採樣介質:生物材料
很少有用於對生物材料或生物氣溶膠進行採樣的標準化方法。 儘管採樣方法與用於其他空氣顆粒物的採樣方法相似,但必須保留大多數生物氣溶膠的生存能力以確保實驗室可培養性。 因此,它們更難收集、存儲和分析。 生物氣溶膠採樣策略包括直接在半固體營養瓊脂上收集或在液體中收集後進行電鍍、孵育數天以及對生長的細胞進行鑑定和量化。 在瓊脂上繁殖的細胞堆可以算作活細菌或真菌的菌落形成單位 (CFU),以及活性病毒的噬菌斑形成單位 (PFU)。 除孢子外,不建議將過濾器用於生物氣溶膠收集,因為脫水會導致細胞損傷。
使用全玻璃撞擊器 (AGI-30)、狹縫採樣器和慣性撞擊器收集活的霧化微生物。 撞擊器收集液體中的生物氣溶膠,狹縫採樣器以高體積和流速收集載玻片上的生物氣溶膠。 衝擊器與一到六個階段一起使用,每個階段包含一個培養皿,以允許按大小分離顆粒。
採樣結果的解釋必鬚根據具體情況進行,因為沒有職業接觸限值。 評估標準必須在抽樣前確定; 特別是對於室內空氣調查,在建築物外採集的樣本被用作背景參考。 根據經驗,濃度應該是背景的十倍才能懷疑污染。 當使用培養平板技術時,濃度可能被低估,因為在取樣和孵化過程中會喪失活力。
皮膚和表面取樣
沒有評估皮膚接觸化學品和預測劑量的標準方法。 進行表面採樣主要是為了評估工作實踐並確定皮膚吸收和攝入的潛在來源。 兩種類型的表面採樣方法用於評估皮膚和攝入的可能性:直接方法,涉及對工人的皮膚進行採樣,以及間接方法,涉及擦拭採樣表面。
直接皮膚取樣包括將紗布墊放在皮膚上以吸收化學物質,用溶劑沖洗皮膚以去除污染物,並使用熒光來識別皮膚污染。 紗布墊放在身體的不同部位,要么暴露在外,要么放在個人防護設備下。 在工作日結束時,墊子被取下並在實驗室進行分析; 來自身體不同部位的濃度分佈用於識別皮膚暴露區域。 這種方法成本低廉且易於執行; 然而,結果是有限的,因為紗布墊不是皮膚吸收和保留特性的良好物理模型,並且測量的濃度不一定代表整個身體。
皮膚沖洗包括用溶劑擦拭皮膚或將手放在裝滿溶劑的塑料袋中以測量表面化學物質的濃度。 這種方法可能會低估劑量,因為只收集了未吸收的化學物質部分。
熒光監測用於識別自然發熒光的化學物質(例如多核芳烴)的皮膚暴露,以及識別有意添加熒光化合物的化學物質的暴露。 用紫外線掃描皮膚以觀察污染。 這種可視化為工人提供了工作實踐對暴露影響的證據; 正在進行研究以量化熒光強度並將其與劑量相關聯。
間接擦拭取樣方法涉及使用紗布、玻璃纖維過濾器或纖維素紙過濾器,擦拭手套或呼吸器的內部,或表面的頂部。 可以添加溶劑以提高收集效率。 然後在實驗室對紗布或過濾器進行分析。 為了使結果標準化並能夠在樣品之間進行比較,使用方形模闆對 100 cm2 區。
生物培養基
血液、尿液和呼出的空氣樣本是最適合常規生物監測的標本,而頭髮、乳汁、唾液和指甲的使用頻率較低。 生物監測是通過在工作場所收集大量血液和尿液樣本並在實驗室進行分析來進行的。 呼出的空氣樣本收集在 Tedlar 袋、專門設計的玻璃移液器或吸附管中,並使用直讀儀器在現場或在實驗室中進行分析。 血液、尿液和呼出的空氣樣本主要用於測量未變化的母體化合物(與在工作場所空氣中採樣的相同化學物質)、其代謝物或在體內引起的生化變化(中間)。 例如,在血液中測量母體化合物鉛以評估鉛暴露,在尿液中測量苯乙烯和乙苯的代謝物扁桃酸,而碳氧血紅蛋白是在血液中測量一氧化碳和二氯甲烷暴露的中間體。 對於暴露監測,理想決定因素的濃度將與暴露強度高度相關。 對於醫學監測,理想決定因子的濃度將與靶器官濃度高度相關。
標本採集的時間會影響測量的有用性; 應在最準確反映接觸情況的時間採集樣本。 時間與化學物質的排泄生物半衰期有關,它反映了一種化學物質從體內清除的速度; 這可能從數小時到數年不等。 生物半衰期短的化學物質的目標器官濃度與環境濃度密切相關; 具有長生物半衰期的化學品的目標器官濃度對環境暴露的反應波動很小。 對於生物半衰期短(小於三小時)的化學品,在工作日結束時立即採集樣本,然後濃度迅速下降,以反映當天的暴露情況。 對於半衰期較長的化學物質,例如多氯聯苯和鉛,可以隨時取樣。
實時監控
直讀儀器提供污染物的實時量化; 樣品在設備內進行分析,不需要場外實驗室分析(Maslansky 和 Maslansky 1993)。 無需先將化合物收集在單獨的介質上,然後運輸、儲存和分析它們,即可測量化合物。 濃度直接從儀表、顯示器、帶狀圖表記錄器和數據記錄器讀取,或從顏色變化讀取。 直讀式儀器主要用於氣體和蒸汽; 一些儀器可用於監測微粒。 儀器在成本、複雜性、可靠性、尺寸、靈敏度和特異性方面各不相同。 它們包括使用顏色變化指示濃度的簡單設備,例如比色管; 特定於某種化學品的專用儀器,例如一氧化碳指示器、可燃氣體指示器(爆炸計)和汞蒸汽計; 以及篩查大量化學品的測量儀器,例如紅外光譜儀。 直讀儀器使用多種物理和化學方法來分析氣體和蒸汽,包括電導率、電離、電位法、光度法、放射性示踪劑和燃燒。
常用的便攜式直讀儀器包括電池供電的氣相色譜儀、有機蒸氣分析儀和紅外光譜儀。 氣相色譜儀和有機蒸氣監測儀主要用於危險廢物場地的環境監測和社區環境空氣監測。 配備適當檢測器的氣相色譜儀具有特異性和靈敏性,可以對極低濃度的化學品進行定量。 有機蒸氣分析儀通常用於測量化合物類別。 便攜式紅外光譜儀主要用於職業監測和洩漏檢測,因為它們對多種化合物非常靈敏且具有特異性。
一些常見氣體(氯氣、氰化氫、硫化氫、肼、氧氣、光氣、二氧化硫、二氧化氮和一氧化碳)的小型直讀式個人監測器可用。 它們累積了一天中的濃度測量值,可以提供時間加權平均濃度的直接讀數,並提供當天的詳細污染物概況。
比色管(檢測管)使用簡單,價格便宜,可用於多種化學品。 它們可用於快速識別空氣污染物的類別,並提供可在確定泵流量和體積時使用的粗略估計濃度。 比色管是填充有固體顆粒材料的玻璃管,這些材料浸漬有化學試劑,可以與污染物發生反應並產生顏色變化。 將管子的兩個密封端打開後,將管子的一端放入手動泵中。 推薦體積的受污染空氣是通過對特定化學品使用指定數量的泵衝程通過管道進行採樣的。 管上會產生顏色變化或污漬,通常在兩分鐘內發生,污漬的長度與濃度成正比。 一些比色管適用於長時間採樣,並與電池供電的泵一起使用,至少可以運行 XNUMX 小時。 產生的顏色變化代表時間加權平均濃度。 比色管適用於定性和定量分析; 然而,它們的特異性和準確性是有限的。 比色管的準確性不如實驗室方法或許多其他實時儀器。 有數百個試管,其中許多具有交叉敏感性,可以檢測不止一種化學物質。 這可能會導致干擾,從而改變測量的濃度。
直讀式氣溶膠監測儀無法區分污染物,通常用於計數或測量顆粒大小,主要用於篩查,而不是確定 TWA 或急性暴露。 實時儀器使用光學或電氣特性來確定總質量和可吸入質量、顆粒計數和顆粒大小。 光散射氣溶膠監測器或氣溶膠光度計可檢測顆粒通過設備中的體積時散射的光。 隨著粒子數量的增加,散射光的數量增加並且與質量成正比。 光散射氣溶膠監測器不能用於區分顆粒類型; 但是,如果它們用於粉塵數量有限的工作場所,則質量可歸因於特定材料。 纖維氣溶膠監測器用於測量空氣中顆粒物(如石棉)的濃度。 光纖在振盪電場中排列,並用氦氖激光器照射; 產生的光脈衝由光電倍增管檢測。 光衰減光度計測量粒子對光的消光; 入射光與測量光的比率與濃度成正比。
分析技術
有許多可用的方法來分析實驗室樣品中的污染物。 一些更常用的量化空氣中氣體和蒸汽的技術包括氣相色譜法、質譜法、原子吸收法、紅外和紫外光譜法以及極譜法。
氣相色譜法是一種用於分離和濃縮混合物中的化學品以供後續定量分析的技術。 該系統包含三個主要組件:進樣系統、色譜柱和檢測器。 使用注射器將液態或氣態樣品注入氣流中,氣流攜帶樣品通過色譜柱,在色譜柱中組分被分離。 該柱中裝有與不同化學物質發生不同相互作用的材料,並減慢了化學物質的運動。 不同的相互作用導致每種化學物質以不同的速率穿過色譜柱。 分離後,化學物質直接進入檢測器,例如火焰離子化檢測器 (FID)、光離子化檢測器 (PID) 或電子捕獲檢測器 (ECD); 與濃度成正比的信號記錄在圖表記錄器上。 FID 用於幾乎所有有機物,包括:芳烴、直鏈烴、酮和一些氯化烴。 濃度是通過揮發性碳氫化合物被氫氣火焰燃燒時產生的離子數量的增加來衡量的。 PID 用於有機物和一些無機物; 它對苯等芳香族化合物特別有用,它可以檢測脂肪族、芳香族和鹵代烴。 濃度是通過樣品受到紫外線輻射轟擊時產生的離子數量的增加來衡量的。 ECD主要用於含鹵化學品; 它對碳氫化合物、醇類和酮類的反應最小。 濃度是通過放射性氣體電離引起的兩個電極之間的電流來測量的。
質譜分光光度計用於分析微量化學物質的複雜混合物。 它通常與氣相色譜儀聯用,用於不同污染物的分離和定量。
原子吸收光譜主要用於金屬(如汞)的定量分析。 原子吸收是自由基態原子對特定波長光的吸收; 吸收的光量與濃度有關。 該技術具有高度特異性、靈敏性和快速性,可直接應用於約 68 種元素。 檢測限在亞 ppb 到低 ppm 範圍內。
紅外分析是一種強大、靈敏、特異性和多功能的技術。 它利用紅外能量的吸收來測量許多無機和有機化學物質; 吸收的光量與濃度成正比。 化合物的吸收光譜提供了能夠對其進行識別和量化的信息。
當已知干擾很低時,紫外吸收光譜可用於分析芳烴。 紫外光的吸收量與濃度成正比。
極譜法基於使用易極化電極和不可極化電極電解樣品溶液。 它們用於醛類、氯化烴和金屬的定性和定量分析。
神經毒性和生殖毒性是風險評估的重要領域,因為神經系統和生殖系統對異生物質的影響高度敏感。 許多藥劑已被確定對人體的這些系統有毒(Barlow 和 Sullivan 1982;OTA 1990)。 許多殺蟲劑被故意設計成通過乾擾激素生物化學和神經傳遞來破壞目標生物(例如昆蟲)的繁殖和神經功能。
由於三個相互關聯的原因,很難確定對這些系統具有潛在毒性的物質:首先,這些是人類最複雜的生物系統之一,生殖和神經功能的動物模型通常被認為不足以代表認知等關鍵事件或早期胚胎胎兒發育; 其次,沒有簡單的測試來識別潛在的生殖或神經毒物; 第三,這些系統包含多種細胞類型和器官,因此沒有一套單一的毒性機制可用於推斷劑量-反應關係或預測結構-活性關係 (SAR)。 此外,眾所周知,神經系統和生殖系統的敏感性隨年齡而變化,關鍵時期的接觸可能比其他時間產生更嚴重的影響。
神經毒性風險評估
神經毒性是一個重要的公共衛生問題。 如表 1 所示,已發生數起人類神經毒性事件,涉及數千名工人和其他人群通過工業排放、受污染的食物、水和其他媒介暴露。 鉛、汞、有機磷殺蟲劑和氯化溶劑等神經毒素的職業暴露在世界各地都很普遍(OTA 1990 年;Johnson 1978 年)。
表 1. 選定的主要神經毒性事件
年份) | 活動地點 | 物質 | 留言 |
400 BC | 羅馬 | 領導 | 希波克拉底認識到採礦業中的鉛毒性。 |
1930s | 美國(東南部) | 托普 | 潤滑油中經常添加的化合物會污染“Ginger Jake”酒精飲料; 超過 5,000 人癱瘓,20,000 至 100,000 人受影響。 |
1930s | 歐洲 | 芹菜醇(含 TOCP) | 含有 TOCP 的流產藥物導致 60 例神經病變。 |
1932 | 美國(加利福尼亞) | 鉈 | 含有硫酸鉈的大麥被用作殺鼠劑,被偷來用來製作玉米餅; 13名家屬因神經系統症狀入院; 6人死亡。 |
1937 | 南非 | 托普 | 60 名南非人在使用受污染的食用油後出現癱瘓。 |
1946 | - | 四乙基鉛 | 超過 25 人在清潔汽油箱後受到神經系統影響。 |
1950s | 日本(小又) | 水星 | 數百人食用被化工廠汞污染的魚類和貝類; 121人中毒,46人死亡,多名嬰兒神經系統嚴重受損。 |
1950s | 法國 | 有機錫 | 三乙基錫污染 Stallinon 導致 100 多人死亡。 |
1950s | 摩洛哥 | 錳 | 150 名礦工患有慢性錳中毒,並出現嚴重的神經行為問題。 |
1950s-1970s | 美國 | AETT | 被發現具有神經毒性的香料成分; 1978 年退出市場; 對人類健康的影響未知。 |
1956 | - | 異狄氏劑 | 49 人在食用了由被殺蟲劑異狄氏劑污染的麵粉製成的烘焙食品後生病; 在某些情況下會導致抽搐。 |
1956 | 土耳其 | 六氯苯 | 六氯苯,一種籽粒殺菌劑,導致中毒3,000至4,000; 10%的死亡率。 |
1956-1977 | 日本 | 氯喹醇 | 用於治療旅行者腹瀉的藥物被發現會導致神經病變; 二十年來,多達 10,000 人受到影響。 |
1959 | 摩洛哥 | 托普 | 被潤滑油污染的食用油影響了大約 10,000 人。 |
1960 | 伊拉克 | 水星 | 汞用作殺菌劑處理麵包中使用的籽粒; 超過 1,000 人受到影響。 |
1964 | 日本 | 水星 | 甲基汞影響 646 人。 |
1968 | 日本 | 印刷電路板 | 多氯聯苯洩漏到米油中; 1,665 人受影響。 |
1969 | 日本 | 正己烷 | 93 例神經病變發生在接觸用於製造乙烯基涼鞋的正己烷後。 |
1971 | 美國 | 六氯苯 | 在將嬰兒用 3% 的六氯酚沐浴多年後,發現這種消毒劑對神經系統和其他系統有毒。 |
1971 | 伊拉克 | 水星 | 用作殺菌劑處理種子的汞用於麵包; 超過 5,000 人嚴重中毒,450 人在醫院死亡,對許多產前暴露的嬰兒的影響沒有記錄。 |
1973 | 美國(俄亥俄州) | 甲基異丁基酮 | 接觸溶劑的織物生產廠員工; 超過 80 名工人患有神經病,其中 180 名的影響較輕。 |
1974-1975 | 美國(弗吉尼亞州霍普韋爾) | 十氯酮(Kepone) | 接觸殺蟲劑的化工廠員工; 超過 20 人患有嚴重的神經系統問題,超過 40 人的問題不太嚴重。 |
1976 | 美國(德克薩斯州) | 雷普托磷 (Phosvel) | 至少有 9 名員工在製造過程中接觸殺蟲劑後出現嚴重的神經系統問題。 |
1977 | 美國(加利福尼亞) | 二氯丙烯 (Telone II) | 24 人在交通事故後接觸殺蟲劑 Telone 後住院。 |
1979-1980 | 美國(德克薩斯州蘭開斯特) | BHMH (Lucel-7) | 塑料浴缸製造廠的七名員工在接觸 BHMH 後出現嚴重的神經系統問題。 |
1980s | 美國 | 多點傳輸協議 | 發現非法藥物合成中的雜質會導致與帕金森病相同的症狀。 |
1981 | 西班牙 | 受污染的有毒油 | 20,000 人因油中有毒物質中毒,造成 500 多人死亡; 許多人患有嚴重的神經病。 |
1985 | 美國和加拿大 | 涕滅威 | 在加利福尼亞州和其他西部各州以及不列顛哥倫比亞省,超過 1,000 人在攝入被殺蟲劑涕滅威污染的甜瓜後出現神經肌肉和心臟問題。 |
1987 | Canada | 海藻酸 | 攝入被軟骨藻酸污染的貽貝導致 129 人患病和 2 人死亡; 症狀包括記憶力減退、定向障礙和癲癇發作。 |
資料來源:OTA 1990。
化學品可能通過作用於中樞或外周神經系統內的幾個細胞靶標或生化過程中的任何一個來影響神經系統。 對其他器官的毒性作用也可能影響神經系統,例如肝性腦病。 神經毒性的表現包括對學習(包括記憶、認知和智力表現)、體感過程(包括感覺和本體感受)、運動功能(包括平衡、步態和精細運動控制)、情感(包括人格狀態和情緒)和自主神經的影響功能(內分泌功能和內部器官系統的神經控制)。 化學品對神經系統的毒性作用通常隨著年齡的增長而在敏感性和表現上有所不同:在發育過程中,由於細胞分化、遷移和細胞間接觸的延長過程,中樞神經系統可能特別容易受到毒性損傷這發生在人類身上(OTA 1990)。 此外,神經系統的細胞毒性損傷可能是不可逆的,因為神經元在胚胎髮生後不會被替換。 雖然中樞神經系統 (CNS) 通過緊密連接的細胞系統(血腦屏障,由排列在大腦血管系統中的毛細血管內皮細胞組成)在一定程度上避免與吸收的化合物接觸,但有毒化學物質可以進入中樞神經系統通過三種機制:溶劑和親脂性化合物可以穿過細胞膜; 一些化合物可以附著在為中樞神經系統提供營養和生物分子的內源性轉運蛋白上; 吸入的小蛋白質可以直接被嗅覺神經吸收並輸送到大腦。
美國監管機構
監管神經毒性物質的法定權力分配給美國的四個機構:食品和藥物管理局 (FDA)、環境保護署 (EPA)、職業安全與健康管理局 (OSHA) 和消費品安全委員會(美國消費品安全委員會)。 雖然 OSHA 通常對神經毒性(和其他)化學品的職業暴露進行監管,但 EPA 有權根據聯邦殺蟲劑、殺真菌劑和滅鼠劑法案 (FIFRA) 對職業和非職業的殺蟲劑暴露進行監管。 EPA 還在製造和銷售之前對新化學品進行監管,這使該機構有義務考慮職業和非職業風險。
危害識別
對神經系統的生理學、生物化學或結構完整性或行為表現的神經系統功能產生不利影響的藥劑被定義為神經毒性危害 (EPA 1993)。 由於神經系統的複雜性和神經毒性的多種表現,固有神經毒性的確定是一個困難的過程。 有些效果可能會延遲出現,例如某些有機磷殺蟲劑的延遲神經毒性。 在確定神經毒性危害時需要謹慎和判斷,包括考慮暴露條件、劑量、持續時間和時間。
危害識別通常基於對完整生物體的毒理學研究,其中行為、認知、運動和體感功能使用一系列調查工具進行評估,包括生物化學、電生理學和形態學(Tilson 和 Cabe,1978 年;Spencer 和 Schaumberg,1980 年)。 仔細觀察整個有機體行為的重要性怎麼強調都不為過。 危害識別還需要評估不同發育階段的毒性,包括生命早期(宮內和新生兒早期)和衰老。 在人類中,神經毒性的鑑定涉及使用運動功能、言語流暢性、反射、感覺功能、電生理學、神經心理學測試的神經學評估方法進行臨床評估,在某些情況下還包括腦成像和定量腦電圖的先進技術。 世衛組織開發並驗證了神經行為核心測試組合(NCTB),其中包含運動功能、手眼協調、反應時間、即時記憶、注意力和情緒的探針。 該電池已通過協調過程在國際上得到驗證 (Johnson 1978)。
使用動物進行危險識別也取決於仔細的觀察方法。 美國 EPA 開發了一種功能性觀察電池作為第一級測試,旨在檢測和量化主要的明顯神經毒性效應 (Moser 1990)。 這種方法也被納入 OECD 亞慢性和慢性毒性測試方法。 一個典型的電池包括以下措施:姿勢; 步態; 機動性; 一般覺醒和反應; 是否存在震顫、抽搐、流淚、立毛、流涎、多尿或多排便、刻板印象、轉圈或其他怪異行為。 引發的行為包括對處理、捏尾巴或點擊的反應; 平衡、翻正反射和後肢握力。 表 2 顯示了一些具有代表性的測試和通過這些測試確定的代理。
表 2. 測量神經毒性的專門測試示例
功能 | 程序 | 代表代理商 |
神經肌肉 | ||
弱點 | 握力; 游泳耐力; 懸掛在桿上; 辨別運動功能; 後肢張開 | 正己烷、甲基丁基酮、西維因 |
不協調 | Rotorod,步態測量 | 3-乙酰吡啶、乙醇 |
震 | 等級量表,光譜分析 | 十氯酮,I 型擬除蟲菊酯,滴滴涕 |
肌陣攣、痙攣 | 等級量表,光譜分析 | DDT,II 型擬除蟲菊酯 |
感覺的 | ||
聽覺 | 判別條件反射,反射修正 | 甲苯、三甲基錫 |
視覺毒性 | 判別條件 | 甲基汞 |
體感毒性 | 判別條件 | 丙烯酰胺 |
疼痛敏感性 | 判別條件反射(btration); 功能觀察電池 | 對硫磷 |
嗅覺毒性 | 判別條件 | 3-甲基吲哚甲溴 |
學習、記憶 | ||
習慣 | 驚嚇反射 | 氟磷酸二異丙酯 (DFP) |
經典的空調 | 瞬膜,條件性味道厭惡,被動迴避,嗅覺調節 | 鋁、西維因、三甲基錫、IDPN、三甲基錫(新生兒) |
操作或儀器調節 | 單向迴避、雙向迴避、Y-迷宮迴避、Biol 水迷宮、Morris 水迷宮、徑向臂迷宮、樣本延遲匹配、重複採集、視覺辨別學習 | 十氯酮、鉛(新生兒)、維生素 A 過多症、苯乙烯、DFP、三甲基錫、DFP。 西維因,鉛 |
資料來源:美國環保署 1993 年。
這些測試之後可能會進行更複雜的評估,通常用於機械研究而不是危害識別。 用於神經毒性危害識別的體外方法是有限的,因為它們不提供對複雜功能(例如學習)的影響的指示,但它們在確定毒性目標位點和提高目標位點劑量反應研究的精確度方面可能非常有用(參見WHO 1986 和 EPA 1993,全面討論了識別潛在神經毒物的原則和方法)。
劑量反應評估
如上所述,毒性和劑量之間的關係可能基於可用的人類數據或動物試驗。 在美國,不確定性或安全係數方法通常用於神經毒物。 該過程涉及確定“未觀察到的不良反應水平”(NOAEL) 或“最低觀察到的不良反應水平”(LOAEL),然後將該數字除以不確定性或安全係數(通常是 10 的倍數),以考慮諸如數據、人類潛在的更高敏感性以及由於年齡或其他宿主因素導致的人類反應的可變性。 所得數字稱為參考劑量 (RfD) 或參考濃度 (RfC)。 在最敏感的動物物種和性別中以最低劑量發生的效應通常用於確定 LOAEL 或 NOAEL。 將動物劑量轉換為人類暴露是通過跨物種劑量測定的標準方法完成的,同時考慮到壽命和暴露持續時間的差異。
使用不確定因素方法假設存在閾值或劑量,低於該閾值或劑量不會引起不利影響。 特定神經毒物的閾值可能難以通過實驗確定; 它們基於對所有神經毒物可能適用或不適用的作用機制的假設(Silbergeld 1990)。
暴露評估
在此階段,將評估有關人群、亞人群甚至個人接觸神經毒物的來源、途徑、劑量和持續時間的信息。 該信息可能來自對環境介質的監測或人體採樣,或來自基於標準情景(例如工作場所條件和工作描述)或環境歸宿和擴散模型的估計(有關暴露評估方法的一般指南,請參閱 EPA 1992)。 在某些有限的情況下,生物標記可用於驗證暴露推斷和估計; 然而,神經毒物的可用生物標誌物相對較少。
風險表徵
危害識別、劑量反應和暴露評估的組合用於製定風險特徵。 該過程涉及以下假設:從高劑量外推到低劑量、從動物外推到人類,以及閾值假設的適當性和不確定性因素的使用。
生殖毒理學——風險評估方法
生殖危害可能會影響人類的多種功能終點和細胞靶點,並對受影響的個人和後代的健康產生影響。 生殖危害可能影響男性或女性生殖系統的發育、生殖行為、荷爾蒙功能、下丘腦和垂體、性腺和生殖細胞、生育力、懷孕和生殖功能的持續時間(OTA 1985)。 此外,誘變化學品還可能通過破壞生殖細胞的完整性來影響生殖功能 (Dixon 1985)。
化學暴露對人類生殖功能的不利影響的性質和程度在很大程度上是未知的。 關於男性或女性的生育能力、女性絕經年齡或男性精子數量等終點的可用監測信息相對較少。 然而,男性和女性都受僱於可能發生生殖危害的行業(OTA 1985)。
本節不概括神經毒物和生殖毒物風險評估的共同要素,而是著重於生殖毒物風險評估的特定問題。 與神經毒物一樣,EPA、OSHA、FDA 和 CPSC 的法規規定了對生殖毒性化學品進行監管的權力。 在這些機構中,只有 EPA 有一套明確的生殖毒性風險評估指南。 此外,加利福尼亞州根據州法律第 65 號提案(Pease 等人,1991 年)制定了生殖毒性風險評估方法。
生殖毒物,如神經毒物,可能通過影響許多靶器官或分子作用位點中的任何一個而起作用。 他們的評估更加複雜,因為需要單獨和一起評估三種不同的生物——雄性、雌性和後代(Mattison 和 Thomford 1989)。 雖然生殖功能的一個重要終點是健康孩子的產生,但生殖生物學還在發育和成熟生物體的健康中發揮作用,無論它們是否參與生育。 例如,通過自然消耗或手術去除卵母細胞而導致的排卵功能喪失對女性的健康有重大影響,包括血壓、脂質代謝和骨骼生理學的變化。 激素生化的變化可能會影響對癌症的易感性。
危害識別
可根據人類或動物數據確定生殖危害。 總的來說,由於需要仔細監測以檢測生殖功能的變化,例如精子數量或質量、排卵頻率和周期長度或青春期年齡,因此來自人類的數據相對較少。 通過收集生育率信息或妊娠結果數據來檢測生殖危害可能會被許多夫婦通過計劃生育措施故意抑制生育所混淆。 對選定人群的仔細監測表明,當評估早孕的生物標誌物時,生殖失敗(流產)的發生率可能非常高(Sweeney 等人,1988 年)。
使用實驗動物的測試方案被廣泛用於鑑定生殖毒物。 在大多數這些設計中,正如 FDA 和 EPA 在美國以及 OECD 測試指南計劃在國際上開發的那樣,在男性和/或女性接觸後根據生育能力檢測可疑藥物的影響; 觀察與交配有關的性行為; 性腺和輔助性腺體的組織病理學檢查,例如乳腺(EPA 1994)。 生殖毒性研究通常涉及對動物連續給藥一代或多代,以檢測對綜合生殖過程的影響以及研究對特定生殖器官的影響。 建議進行多代研究,因為它們可以檢測子宮內生殖系統發育過程中可能由暴露引起的影響。 國家毒理學計劃在美國開發了一種特殊的測試方案,即連續育種繁殖評估 (RACB)。 該測試提供了有關妊娠時間間隔變化的數據(反映排卵功能),以及整個測試期間的產仔數和大小。 當延長到女性的生命週期時,它可以提供有關早期生殖失敗的信息。 可以將精子措施添加到 RACB 中以檢測男性生殖功能的變化。 檢測植入前或植入後丟失的特殊測試是顯性致死測試,旨在檢測男性精子發生中的誘變效應。
還開發了體外試驗作為生殖(和發育)毒性的篩選(Heindel 和 Chapin 1993)。 這些測試通常用於通過提供有關目標位點和觀察到的效應機制的更多信息來補充體內測試結果。
表 3 顯示了生殖毒性評估中的三種終點類型——夫妻介導的、女性特定的和男性特定的。 夫妻介導的終點包括在多代和單一生物體研究中可檢測到的終點。 它們通常也包括對後代的評估。 應該注意的是,與人類的這種測量相比,囓齒動物的生育力測量通常不敏感,並且與顯著影響生育力的劑量相比,對生殖功能的不利影響很可能發生在較低的劑量下(EPA 1994)。 男性特異性終點可以包括顯性致死率測試以及器官和精子的組織病理學評估、激素測量和性發育標誌物。 精子功能也可以通過體外受精方法來評估,以檢測生殖細胞的滲透和獲能特性; 這些測試很有價值,因為它們可以直接與人類生育診所進行的體外評估進行比較,但它們本身並不提供劑量反應信息。 除了器官組織病理學和激素測量外,女性特定的終點還包括對生殖後遺症的評估,包括哺乳和後代生長。
表 3. 生殖毒理學終點
夫妻介導的終點 | |
多代研究 | 其他生殖終點 |
交配率,交配時間(懷孕時間1) 受孕率1 交貨率1 妊娠長度1 窩產仔數(總產仔數和活產仔數) 活的和死的後代數量(胎兒死亡率1) 後代性別1 出生體重1 產後體重1 後代存活1 外部畸形和變異1 後代繁殖1 |
排卵率 受精率 植入前丟失 著床數 著床後損失1 內部畸形和變異1 產後結構和功能發育1 |
男性特異性終點 | |
風琴重量 視覺檢查和組織病理學 精子評估1 激素水平1 發展性 |
睾丸、附睾、精囊、前列腺、垂體 睾丸、附睾、精囊、前列腺、垂體 精子數量(計數)和質量(形態、活力) 黃體生成素、卵泡刺激素、睾酮、雌激素、催乳素 睾丸下降1, 包皮分離, 精子生產1, 肛門-生殖器距離, 外生殖器正常1 |
女性特定終點 | |
體重 風琴重量 視覺檢查和組織病理學 發情期(月經1) 週期常態 激素水平1 哺乳期1 產業發展 衰老(更年期1) |
卵巢、子宮、陰道、垂體 卵巢、子宮、陰道、垂體、輸卵管、乳腺 陰道塗片細胞學 LH、FSH、雌激素、黃體酮、催乳素 後代生長 外生殖器正常1, 陰道口, 陰道塗片細胞學, 發情行為的開始 (月經1) 陰道塗片細胞學、卵巢組織學 |
1 人類可以相對非侵入性地獲得的終點。
資料來源:美國環保署 1994 年。
在美國,危害識別以對毒性數據的定性評估結束,據此判斷化學品是否具有足夠或不充分的危害證據(EPA 1994)。 “充分”證據包括基於病例對照或隊列研究或得到充分支持的病例係列提供令人信服的因果關係證據(或缺乏因果關係證據)的流行病學數據。 足夠的動物數據可能與有限的人類數據相結合,以支持生殖危害的發現:為了充分,實驗研究通常需要利用 EPA 的兩代測試指南,並且必須包括至少證明不利生殖影響的數據在一個測試物種中進行適當的、進行良好的研究。 有限的人類數據可能可用也可能不可用; 出於危險識別的目的,它不是必需的。 為排除潛在的生殖危害,動物數據必須包括來自不止一項研究的足夠多的端點,表明在對動物的毒性最小的劑量下沒有不利的生殖影響(EPA 1994)。
劑量反應評估
與神經毒物的評估一樣,劑量相關效應的證明是生殖毒物風險評估的重要組成部分。 由於懷孕期間複雜的毒代動力學,以及區分特定生殖毒性和對生物體的一般毒性的重要性,劑量反應分析中出現了兩個特別的困難。 虛弱的動物或具有大量非特異性毒性(如體重減輕)的動物可能無法排卵或交配。 母體毒性會影響妊娠的生存能力或對哺乳的支持。 這些影響雖然有毒性證據,但並不特定於繁殖(Kimmel 等人,1986 年)。 評估特定終點(例如生育能力)的劑量反應必須在對生殖和發育進行全面評估的背景下進行。 不同效應的劑量反應關係可能存在顯著差異,但會干擾檢測。 例如,減少窩產仔數的藥物可能不會對窩重產生影響,因為減少了對宮內營養的競爭。
暴露評估
生殖風險評估的暴露評估的一個重要組成部分涉及暴露時間和持續時間的信息。 累積暴露測量可能不夠精確,具體取決於受影響的生物過程。 眾所周知,雄性和雌性在不同發育階段的暴露會導致人類和實驗動物的不同結果(Gray 等人,1988 年)。 精子發生和排卵的時間性質也會影響結果。 如果停止接觸,對精子發生的影響可能是可逆的; 然而,卵母細胞毒性是不可逆的,因為雌性有一組固定的生殖細胞用於排卵(Mattison 和 Thomford 1989)。
風險表徵
與神經毒物一樣,通常假設生殖毒物存在閾值。 然而,誘變化合物對生殖細胞的作用可能被認為是這個一般假設的一個例外。 對於其他終點,通過確定 NOAEL 或 LOAEL 並應用適當的不確定因素計算 RfD 或 RfC,與神經毒物一樣。 用於確定 NOAEL 或 LOAEL 的效應是來自最合適或最敏感的哺乳動物物種的最敏感的不良生殖終點(EPA 1994)。 不確定因素包括對種間和種內變異的考慮、定義真實 NOAEL 的能力以及檢測到的終點的敏感性。
風險特徵還應側重於處於風險中的特定亞群,可能指定男性和女性、懷孕狀況和年齡。 特別敏感的個體,如哺乳期婦女、卵母細胞數量減少的女性或精子數量減少的男性,以及青春期前的青少年也可以考慮。
在識別和評估危害後,必須確定針對特定危害的最合適的干預措施(控制方法)。 控制方法通常分為三類:
對於工作流程中的任何變更,必須提供培訓以確保變更成功。
工程控制是對過程或設備的更改,以減少或消除對藥劑的接觸。 例如,在過程中替代毒性較小的化學品或安裝排氣通風系統以去除過程步驟中產生的蒸汽,都是工程控制的例子。 在噪聲控制方面,安裝吸音材料、建造圍護結構和在排氣口安裝消聲器都是工程控制的例子。 另一種類型的工程控制可能是改變過程本身。 此類控制的一個示例是在最初需要三個脫脂步驟的過程中去除一個或多個脫脂步驟。 通過消除對產生暴露的任務的需要,工人的整體暴露得到了控制。 工程控制的優點是工人的參與相對較少,他們可以在更受控的環境中開展工作,例如,當污染物自動從空氣中去除時。 將此與選擇的控制方法是工人在“不受控制”的工作場所執行任務時佩戴的呼吸器的情況進行對比。 除了雇主主動在現有設備上安裝工程控制外,還可以購買包含控製或其他更有效控制的新設備。 組合方法通常是有效的(即,現在安裝一些工程控制並要求個人防護設備,直到新設備到達時具有更有效的控制,從而消除對個人防護設備的需求)。 工程控制的一些常見示例是:
職業衛生師必須對工人的工作任務敏感,並且在設計或選擇工程控制時必須徵求工人的參與。 例如,在工作場所設置障礙可能會嚴重削弱工人執行工作的能力,並可能鼓勵“變通”。 工程控制是減少暴露的最有效方法。 它們通常也是最昂貴的。 由於工程控制是有效且昂貴的,因此重要的是要最大限度地讓工人參與控制的選擇和設計。 這應該會導致控制措施減少暴露的可能性更大。
行政控制涉及改變工人完成必要工作任務的方式——例如,他們在發生暴露的區域工作多長時間,或改變工作實踐,例如改善身體姿勢以減少暴露。 行政控制可以增加干預的有效性,但有幾個缺點:
個人防護設備包括提供給工人並在執行某些(或所有)工作任務時需要佩戴的設備。 示例包括呼吸器、化學護目鏡、防護手套和麵罩。 個人防護設備通常用於工程控制未能有效將暴露控制在可接受水平或工程控制不可行(出於成本或操作原因)的情況。 如果穿戴和使用得當,個人防護裝備可為工人提供重要保護。 在呼吸防護方面,正壓供氣式呼吸器的防護係數(呼吸器外濃度與內部濃度之比)可以達到 1,000 或更高,半面罩空氣淨化式呼吸器可以達到 XNUMX。 手套(如果選擇得當)可以保護手數小時免受溶劑侵害。 護目鏡可以有效防止化學品飛濺。
干預:需要考慮的因素
通常使用控制組合將暴露降低到可接受的水平。 無論選擇何種方法,干預措施都必須將接觸和由此產生的危害降低到可接受的水平。 但是,在選擇干預措施時還需要考慮許多其他因素。 例如:
控制的有效性
在採取行動減少暴露時,控制的有效性顯然是首要考慮因素。 將一種干預類型與另一種干預類型進行比較時,所需的保護級別必須適合挑戰; 過多的控制是一種資源浪費。 這些資源可用於減少其他風險或其他員工的風險。 另一方面,控制太少會使工人暴露在不健康的環境中。 有用的第一步是根據干預措施的有效性對乾預措施進行排名,然後使用此排名來評估其他因素的重要性。
易於使用
為了使任何控制有效,工人必須能夠在適當的控制下執行他或她的工作任務。 例如,如果選擇的控制方法是替代,那麼工人必須了解新化學品的危害,接受安全處理程序方面的培訓,了解正確的處置程序等。 如果控制是隔離的——在物質或工作人員周圍放置一個圍欄——圍欄必須允許工作人員完成他或她的工作。 如果控制措施干擾了工作任務,工人將不願意使用它們,並且可能會找到方法來完成可能導致增加而不是減少暴露的任務。
價格
每個組織都有資源限制。 挑戰在於最大限度地利用這些資源。 當確定危險暴露並製定乾預策略時,成本必須是一個因素。 很多時候“最合算”的並不是成本最低或最高的解決方案。 只有在確定了幾種可行的控制方法之後,成本才會成為一個因素。 然後可以使用控製成本來選擇在該特定情況下最有效的控制。 如果成本是一開始的決定因素,則可能會選擇不良或無效的控制措施,或者選擇干擾員工工作流程的控制措施。 選擇一套廉價的控制會干擾和減慢製造過程是不明智的。 該過程將具有較低的吞吐量和較高的成本。 在很短的時間內,這些“低成本”控制的“實際”成本將變得巨大。 工業工程師了解佈局和整體流程; 生產工程師了解製造步驟和流程; 財務分析師了解資源分配問題。 由於職業衛生學家了解特定員工的工作任務、員工與製造設備的互動以及控制在特定環境下的工作方式,因此他們可以對這些討論提供獨特的見解。 這種團隊方法增加了選擇最合適(從各種角度)控制的可能性。
警告屬性的充分性
在保護工人免受職業健康危害時,必須考慮材料的警告特性,例如氣味或刺激性。 例如,如果半導體工人在使用胂氣的區域工作,該氣體的劇毒會造成重大的潛在危險。 這種情況因胂的警告特性非常差而變得更加複雜——在胂氣體遠高於可接受水平之前,工人們無法通過視覺或嗅覺檢測到胂氣體。 在這種情況下,不應考慮在將暴露保持在可接受水平以下方面效果有限的控制措施,因為工作人員無法檢測到超出可接受水平的偏差。 在這種情況下,應安裝工程控制裝置以將工人與材料隔離開來。 此外,應安裝一個連續的砷化氫氣體監測器,以警告工人工程控制失敗。 在涉及高毒性和不良警告特性的情況下,實行預防性職業衛生。 在處理暴露問題時,職業衛生師必須靈活周到。
可接受的暴露水平
如果考慮採取控制措施來保護工人免受丙酮等物質的傷害,可接受的接觸水平可能在 800 ppm 的範圍內,那麼控製到 400 ppm 或更低的水平可能相對容易實現。 將丙酮控制示例與 2-乙氧基乙醇控制示例進行對比,其中可接受的暴露水平可能在 0.5 ppm 的範圍內。 要獲得相同的百分比降低(0.5 ppm 至 0.25 ppm)可能需要不同的控制。 事實上,在這些低水平的接觸下,材料的隔離可能成為主要的控製手段。 在高暴露水平下,通風可以提供必要的減少。 因此,(由政府、公司等)確定的物質可接受水平會限制控制措施的選擇。
接觸頻率
在評估毒性時,經典模型使用以下關係:
時間 x 濃度 = 劑量
在這種情況下,劑量是可供吸收的物質的量。 前面的討論集中在最小化(降低)這種關係的集中部分。 一個人還可以減少暴露的時間(管理控制的根本原因)。 這同樣會減少劑量。 這裡的問題不是員工花時間在房間裡,而是執行操作(任務)的頻率。 區別很重要。 在第一個例子中,暴露是通過在工人暴露於選定量的有毒物質時將其移走來控制的; 干預措施的目的不是控制有毒物質的數量(在許多情況下可能會採用組合方法)。 在第二種情況下,操作頻率用於提供適當的控制,而不是確定工作時間表。 例如,如果員工例行執行脫脂等操作,則控制措施可能包括通風、毒性較小的溶劑的替代,甚至流程的自動化。 如果操作很少執行(例如,每季度一次),個人防護設備可能是一種選擇(取決於本節中描述的許多因素)。 正如這兩個示例所示,執行操作的頻率會直接影響控件的選擇。 無論暴露情況如何,都必須考慮工人執行任務的頻率,並將其納入控制選擇中。
暴露途徑顯然會影響控制方法。 如果存在呼吸道刺激物,將考慮通風、呼吸器等。 職業衛生師面臨的挑戰是確定所有接觸途徑。 例如,乙二醇醚用作印刷操作中的載體溶劑。 可以測量呼吸區空氣濃度並實施控制。 然而,乙二醇醚會通過完整的皮膚迅速吸收。 皮膚是重要的接觸途徑,必須加以考慮。 事實上,如果選擇了錯誤的手套,在空氣暴露減少後皮膚暴露可能會持續很長時間(由於員工繼續使用已經破損的手套)。 衛生員必須評估物質——它的物理特性、化學和毒理學特性等——以確定哪些接觸途徑是可能的和合理的(基於員工執行的任務)。
在任何關於控制的討論中,必須考慮的因素之一是控制的監管要求。 很可能存在需要一組特定控制的操作規範、法規等。 職業衛生師具有超出監管要求的靈活性,但必須安裝最低限度的強制控制措施。 監管要求的另一個方面是強制控制可能無法正常工作,或者可能與職業衛生師的最佳判斷相衝突。 衛生員必須在這些情況下發揮創造力,並找到滿足組織法規和最佳實踐目標的解決方案。
培訓和標籤
無論最終選擇何種形式的干預措施,都必須提供培訓和其他形式的通知,以確保工作人員了解干預措施、選擇他們的原因、預期的暴露減少量以及工作人員在實現這些減少量方面的作用. 如果沒有員工的參與和理解,干預措施可能會失敗,或者至少會降低效率。 培訓可以培養員工的危險意識。 這種新的認識對於職業衛生師在識別和減少以前未識別的暴露或新的暴露方面是非常寶貴的。
培訓、標籤和相關活動可能是監管合規計劃的一部分。 謹慎的做法是檢查當地法規,以確保所進行的任何類型的培訓或標籤都滿足法規和操作要求。
結論
在這個關於乾預的簡短討論中,提出了一些一般性的考慮來激發思考。 在實踐中,這些規則變得非常複雜,並且通常會對員工和公司的健康產生重大影響。 職業衛生師的專業判斷對於選擇最佳控制至關重要。 最好是一個具有許多不同含義的術語。 職業衛生師必須善於團隊合作並徵求工人、管理人員和技術人員的意見。
" 免責聲明:國際勞工組織不對本門戶網站上以英語以外的任何其他語言呈現的內容負責,英語是原始內容的初始製作和同行評審所使用的語言。自此以來,某些統計數據尚未更新百科全書第 4 版的製作(1998 年)。”